UZAY KAFES SİSTEMLER

Transkript

1 UZAY KAFES SİSTEMLER

2 Uzay kafes sistemler, doğru eksenli çubuklar ile bunların bireleştiği mafsallı düğüm noktalarından oluşan üç boutlu taşııcı sistemlerdir. Çk büyük açıklıkları örtmek için düzenlenen, bütün elemanları birbirine bağl bu sistemler her doğrultuda bir bütün olrak çalışan üç boyutlu kafes şeklinde de tanımlanır. Bu sistemlerde kullanılan malzemelr son derece hafif olup malzeme tüketimi ie kullanılan hacim arasında oldukça ugun bir oran bulunmaktadır.

3 Uzay kafes sistemler yapılarda büyük açıklıkların kolonsuz ve hafif bir strüktür ile geçilmesini sağlayarak işlevsel olarak yapıların daha esnek ve kullanışlı olmasını sağlamıştır. Uzay kafes sistemler, birbirlerine düğüm noktalarından bağlı, basit çekmeye yada basınca çalışan doğrusal çubuklar ağından kurulu düzenlerdir. Bu çubuklar düzeni, üzerine etkiyen dış yükleri iki doğrultuda mesnetlere ileten ve boşluğun organize edilmesi ilkesine göre üretilen çağdaş sistemlerdir. Statik yararları açısından, bu sistemler diğer bir çok taşıyıcı sistemlere oranla çok daha hafiftirler. Sabit yüklerin azlığı sadece çatıda değil, alt sistem öğeleri ile temellerde kendini göstermekte, buna bağlı olarak maliyet önemli ölçüde azalmaktadır. 100 m ye kadar olan açıklıkları örtülebilmektedir. Bu strüktür sistemleriyle kare, dikdörtgen, poligon ve daire şeklindeki mekanlara uygun örtü biçimleri oluşturulabilmektedir.

4 Uzay kafes strüktürler ile oldukça geniş biçimsel olanaklar da sağlanmaktadır. Düzlem yüzeyler ve bunun katları geliştirilebileceği gibi, ayrıca kubbe ve tonozsal biçimler ve bunların tekrarı şeklinde de kurulabilmektedir. Uzay kafes strüktürler donatı yerleşiminde de yararlılıklar sağlayabilmektedirler. Elektrik, sıhhi tesisat, havalandırma kanalları klima, iklimleme sistemleri gibi donatılar, bu sistemlerin oluşum ilkesinden doğan boşluklarda kendilerine kolaylıkla yerleşim alanı bulabilmektedir. Bu donatılar her doğrultuda yer alabilmektedirler. Elektrik bağlantıları çubukların içinden geçirilerek de yapılabilmektedirler. Gün ışığı sağlanması aynı boşluklarda pencere öğeleri oluşturmak suretiyle kolayca çözümlenebilmektedir.

5 Uzay kafes sistemlerin üstünlükleri Her iki yönde de yük aktaran yapılardır Yüksek dereceden hiperstatik olmaları nedeniyl daha güvenlidirler Prefabrikasyona ugun yapılardır. Etkn kalite kontrolu ile üretimleri yapılır ve montaj kolaylığı ile zaman kazandırır. Her türlü kaplamaya uygun sistemlerdir. Modüer ve hafif olmaları nedeniyle çok büyük açıklıkların geçilmesine olanak salarlar. Çelik, paslanmaz çelik ve aluminyum gibi değişik malzemelerden üretilirler. Sökülüp yeniden kurulabilirler. Hem üst yapıda hem alt apıda ekonomi sağlarlar. Geometrisi tanımlanan her türlü biçimi oluşturabilirler.

6

7 Uzay kafes sistemlerin kullanıldığı yerler Endüstri yapıları, Spor salonları, Yüzme havuzları, Kongre ve fuar merkezleri, Sergi ve müze binaları, Sinema ve tiyatro salonları, Gösteri merkezleri, Hava Limanları, Çok büyük açıkların geçileceği stadyumlar, Hangarlar

8 Uzay kafes sistemlerin yapısal davranışları Uzay kafes sistemler hiperstatiklik derecesi yüksek olan taşııcı sistemlerdir. Hiperstatiklik derecesinin yüksek olması aşırı yükleme halinde bile bu sistemlerin kararlı ve güvenli olmasını sağlamaktadır. Düzlem kafes sistemlerde olduğu gibi uzay kafes sistemlerin statik hesabında da düğüm noktalarının mafsallı olduğu ve çubukların sadece eksenel kuvvetleri aktardığı kabul edilir. Böylece sadece eksenel yük alacak şekilde çubuk kesitleri boyutlandırılır.

9 Uzay kafes sistemlerin yapısal davranışları Çubukların sadece eksenel kuvvetlerle yüklendiğini ve düğüm noktalarının moment taşımadığını kabul edebilmek için uzay kafes sistemlerin tasarım, üretim ve montaj aşamalarında sağlaması gereken koşullar şunlardır: Düğüm noktasında birleşen çubukların eksenleri de düğüm noktasının merkezi olan bir noktada birleşmelidir. Aksi takdirde düğüm noktalarına moment gelir. Çubukların düğüm noktalarındaki birleşimi mafsallı olacak şekilde yapılmalıdır. Sistem üzerine gelecek bütün dış yükler ve mesnet tepkileri, sadece düğüm noktalarına etki etmelidir.aksi takdirde çubuklar üzerine yükgelmesi durumunda çubuklarda eğilme momentleri oluşur ve bu moment düğüm noktalarına da etkir. Çubuklar doğru eksenli, bağlantıları da eksenel olmalıdır. Aksi takdirde düğüm noktalarında moment oluşur. Uzay kafes sistemlerin her bir düğüm noktasında aynı düzlemde olmayacak şekilde en az üç çubuk birleşmelidir.

10 Uzay kafes sistemlerin yapısal davranışları Düğüm noktalarının uygulamada mafsallı olarak üretilmesi zordur. Ancak vidalı, küresel vb. düüm noktaları mafsallı varsayılarak uzay kafes sistemlerin hesabı kolaylaştırılmaktadır. Aşık çubukları, aydınlatma gereçleri, asma tavan, havalandırma tesisatı gibi konstrüktif gereçler eğilme momenti oluşturmamalı için düğüm noktalarına birleştirilmelidir. Uzay kafessistemler düzlem kafes sistemlere nazaran daha rijittirler. B nedenle uza kafessistemlerin konstrüksiyon yükseklikleri açıklıklarının 1/20 si ile ^1/30 u kadar yapılabilmektedir.

11 Uzay kafes sistemlerin yapısal davranışları Uzay kafes sistemlerde düğüm noktalarındaki elemanlar maliyeti arttırmaktadır: Bir uzay kafes sistemin birim alanına düşen başlık ve diyagonal çubuklarının çok olması yani düğüm noktalarının sayısının çok olması sakıncalıdır. Bu nedenle diyagonal çubukların genellikle de alt başlık çubuklarının sayısı azaltılır. Böylece çoğunlukla basınca çalışan üst abakada daha dar aralıklı bir ızgara ile buna 45 derece dönük çekmeye çalışan ve daha geniş aralıklı uzun çubuklardan olışan bir alt tabaka ızgarası elde edilir. Bu düzene Ortogonal- Diyagonal (O-D) ızgarası denir. Ancak O-D ızgarası homojen olmadığından bu ızgaradaki yarım sekizyüzlülerin dönme tehlikesi vardır. Bu tehlike ızgara kanarlarına üçgenlerden oluşan çevre kirişleri konularak stabilit sağlanması ve her düğüm noktasınn mesnetlendirilmesi ile önlenir

12 Uzay kafes sistemlerin sınıflandrılması 1. Düzlem yüzeyli uzay kafes sistemler 2. Eğri yüzeyli uzay kafes sistemler Düzlem yüzeyli uzay kafes sistemlerde çubuklar ve düğüm noktaları (düğüm elemanları) paralel düzlemler üzerinde bulunurlar. Eğri yüzeyli uzay kafes sistemlerde ise düğüm elemanları eğri yüzeyler üzerindedir ve doğrusal çubuklar düğümleri birleştirir. Bir yüzeydeki tüm düğüm noktaları tabaka, her bir tabaka üzerinde bir düğüm noktasından geçen çubuk doğrultuları da yön olarak tanımlanır.

13 Uzay kafes sistemlerin sınıflandırılması Eğri yüzeyli uzay kafes sistemler bir tabakalı olabilir ancak Düzlem yüzeyli uzay kafes sistemler en az iki tabakalı yapılmak zorundadır. İki tabakalı uzy kafes sistemlerde alt ve üst tabakalar ara çubuklar olarak tanımlanan düşey yada diyagonal çubuklarla birleştrilir. Buradai alt ve üst tabakalar düzlem kafes sistemlerdeki alt ve üst başlık çubuklarına karşılık gelir. Düzlem yüzeyli uzay kafes sistemlerin üretilebilmesi için en çok dörtyüzlü(tetrahedron) ve yarımsekizyüzlü modülleri kullanılmaktadır..yarımsekizyüzlü modülü planda karedir ve dikdörten planlı yapılar için daha ugundur.

14 Tetrahedron Half-oktahedron

15

16

17 Düzlem yüzeyli uzay kafes sistemler: Dolu küreli düğüm noktası kulanan firma Uskon Boş küreli düğüm noktası kulanan firma Uzay Modül küresl düğüm noktaları kullanmaktadır.

18

19

20 İKEA YAPI MARKET MAYA TİCARET TAAH. ve İNŞ. A.ŞToplam İnşaat Alanı : m2yapım Yılı : 2005Yapıldığı Yer : İzmir

21 BALIKESİR OTOGAR KİBAROĞLU İNŞ. A.Ş Toplam İnşaat Alanı : m2 Yapım Yılı : 2003 Yapıldığı Yer : BALIKESİR Firma :Uskon

22

23 Seferihisar belediesi, pazareri,izmir Firma: Uzay modül

24 GÖKTEPE PVC BORU FABRİKASI - PINARBAŞI / İZMİR Uzay modül

25

26 Çok yüzlü taşıyıcı strüktürün üç yönlü versiyonunu Alexander Graham Bell (1876- telefonun kaşifi) 1907 yılında planör uçak kanatlarında kullanarak bu sistemin gelişiminde öncülük etmiştir. Resimde Bell'in uçan yüzük projesi gözükmektedir

27 Dr. Max Mengeringhausen uzay kafes sistemleri geliştirmiş ve 1940'lı yıllarda yapılarda kullanmıştır. Mengeringhausen "Bauhaus" ekolü ile ortaya çıkan mimaride berraklık, güzellik ve işlevselliğin en güzel örneğini uzay kafes sistemlerini geliştirerek ortaya koymuştur.

28 Uzay kafes sistemlerin sınıflandrılması Eğri yüzeyli uzay kafes sistemler eğri yüzeylerin geometrisine göre ikiye ayrılır. Tek eğrilikli uzay kafes sistemler Çift eğrilikli uzay kafes sistemler Tek eğrilikli uzay kafes sistemler: Bu sisteme tek tabakalı veya iki tabakalı çubuk ağı tonozları örnek verilebilir. Çift eğrilikli uzay kafes sistemlerde ikiye ayrılırlar: Eğrilikleri aynı yönde olanlar, Eğrilikleri ters yönede olanlar.

29 Uzay kafes sistemlerin sınıflandırılması Eğrilikleri aynı yönde olanlar; jeodezik kubbeler ve çbuk ağı kubbeleridir. Çubuk ağı kubbelere schwedler kubbeleri, lamel kubbeler, çerçeve ve kaburga kubbeler örnek verilebilir. schwedler kubbelerde enlem ve bolamlaın oluşturduğu dörtgen alanlar köşegenler ile üçgenlere ayrılmaktadır. Lamel kubbelerde enlem ve boylam erine baklava dilimi biçiminde dörtgen alanlanlar oluşturulmaktadır. Kaburga kubbelerde boylamlar üzerinde kemer çalışması apan büyük elemanlar bulunmaktadır. Eğrilikleri ters yönde olanlar: hiperbolik parabolot kafes sistemler örnek verilebilir.

30 Schwedler kubbe

31 Uzay kafes strüktürleri oluşturan öğeler; Çubuklar, Düğüm noktaları Mesnetler, Temeller, Örtü gereçleri dir.

32 Sistemin Ana Parçası: Çubuklar Çubuk birleşimleri, montajda çeşitli kolaylılar sağlayan patentli düğüm noktası elemanları ile yapılmaktadırlar. Çubuklar, doğru biçiminde öğelerdir. Çubuklar alüminyumdan da oluşturulabilmektedirler fakat çeliğin alüminyuma göre daha ucuz ve daha mukavemetli olması nedeniyle, genellikle bu sistemlerde çelik kullanılmaktadır. Üst başlıklar, piramitlerin tepe noktalarını birleştiren çubuklar olup, genellikle basınca çalışacak şekilde düzenlenmektedirler. Alt başlıklar ise, genellikle çekmeye çalışacak şekilde düzenlenen ve piramitlerin alt noktalarını birleştiren çubuklardır. Dikme ve diyagonaller ise, yükleri düğüm noktalarına ileten aynı zamanda, basınca ve gereğinde çekmeye çalışan çubuklardır

33

34

35

36

37

38 Düğüm Noktaları: Düğüm noktaları, çubukların birleşme noktalarıdırlar. Genellikle çelikten oluşturulurlar. Çeşitli yapım sistemlerine göre değişik nitelikte olan düğüm noktaları yardımıyla, diyagonal ve dikmelere gelen yükler mesnetlere aktarılmaktadır. Düğüm noktalarının üretimi ile ilgili çeşitli yöntemlere bulunmaktadır. Balon, kaynak, perçin ve özel olarak üretilen sökülüp takılabilen parçalar bu amaçla sıralanabilir. Düğüm noktaları, uzay kafes strüktürlerin çubuklara oranla daha önemli olan öğeleridir. Düğüm noktası bir çok çubuğu bir noktada birleştirerek, sistemin bir bütün olarak çalışmasını sağlamaktadır.

39

40 Mesnetler: Mesnetler, sistemi zemine bağlayan öğelerdir. Sabit, doğrusal ve radyal hareketli mesnet tipinde oluşturulabilmektedirler. Uzay kafes taşıyıcı sistemler doğrudan doğruya zemine (temellere) oturabildiği gibi, kolon veya yan destek duvarlarına ve tamamen çubukların birbirlerine düğümlendirilmesi ile üretilen bir kafes sisteme de oturtulabilmektedirler. Tekil çubukların düzenlenmesi ile birkaç komşu düğüm noktası, bu çubuklar üzerine mesnetlendirilmektedirler. Çubukların tümü kolon üzerinde toplanan bir demet oluşturmaktadır. Böylece mesnet tepkilerini birkaç çubuğa yaymak suretile mesnetlerdeki tepkiler azalyılmış olur.masif duvar veya kirişler üzerinde oluşturulacak kenar mesnetlemesinde ise, çoğunlukla her düğüm noktası bir bağlantı birleşeni (düzey ve yatay tek çubuk veya çubukların V şeklinde düzenlenmesi) ile teker teker mesnetlendirilmektedirler. Uzay kafes sistemlerin kararlı olabilmesi için en az üçmesnet gerekir. Ancak uglamada en azından dört mesnet bulunur. Uzay kaes sistemlerde dört tane köşe kolonu yerine daha çok sayıda sürekli çerçeve mesnetleri düzenlenmesi en büyük çubuk kuvveti değerini azaltmaktadır. Ancak çerçeve mesneterinin sayısının artması ek kolon ve temel saısını dolaısıyla maliyeti arttırır.

41

42

43 Temel: Temel sistemi ise; kolonların, destek duvarlarının veya uzay kafes sistemin direkt zemine oturan kenarlarının, beton temeller üzerine ankraj edilmesi suretiyle oluşturulmaktadır. Beton temeller, uygulanacak uzay kafes sistemin büyüklüğü, biçimi ve tipine göre çeşitle şekillerde düzenlenmektedirler. Örtü: Örtme işlemi farklı şekillerde ve farklı malzemelerle yapılabilmektedir. Genel olarak sistem kurulduktan sonra çatı, hafif aluminyum veya galvanizlenmiş çelik oluklu saç plakalarla kaplanmakta, üzerine ısı ve su tabakası uygulanmakta ve koruyucu bir ürün ile bitirilmektedir. En önemli nokta su yalıtımının kusursuz yapılmasıdır.

44

45 AŞIK DETAYLARI 1. Uzay Sistem Küresi 2. Uzay Sistem Çubuğu 3. Eğim Dikmesi 4. Cıvata 5. Aşık 6. Aşık

46

47 MESNET KÜRESİ DETAYLARI 1. Uzay Sistem Küresi 2. Uzay Sistem Çubuğu 3. Somun 4. Mesnet Tutucu Çıtalar 5. Betonarme Kolon 6. Ankraj Plakası 7. Taşıyıcı Levha 8. Konik 9. Teflon 10. Ankraj Çubuğu

48

49 DERE VE KAPLAMA DETAYLARI 1. Uzay Sistem Küresi 2. Uzay Sistem Çubuğu 3. Aşık 4. Cıvata 5. Dere Elemanı 6. Çatı Kaplaması 7. Betonarme Kolon 8. Alüminyum Aksesuar 9. Dere Taşıyıcı 10. Teflon 17

50

51 AYDINLATMA VE HAVALANDIRMA DETAYLARI 1. Uzay Sistem Küresi 2. Uzay Sistem Çubuğu 3. Aşık 4. Aydınlatma 5. Tesisat 6. Havalandırma 7. Poliüretan Dolgulu Çatı Kaplaması 8. Alüminyum Asma Tavan

52

53

54 SONY & TOTAL /HELİKOPTER PİSTİ/ÜMRANİYE/ İSTANBUL

55

56

57

58

59

60 ADNAN MENDERES ÜNİVERSİTESİ uzay çatı

61

62 ANKARA KEÇİÖREN BELEDİYESİ ŞELALE KÖPRÜSÜ uzay çatı

63

64

65 BAĞCILAR OLİMPİK SPOR SALONU

66 İstanbul Büyükşehir Belediyesi nin Türkiye Milli Olimpiyat Komitesi adına Çukurova İnşaat ve Sanayi A.Ş. ne yaptırdığı Bağcılar Olimpik Spor Salonu dur. Mimarı Yalçın Kaya Gümrükçüoğlu ve statik hesapları Muhterem Eroğlu tarafından yapılmıştır. Diğerine göre daha aşağıda olan küçük bölüm 50.6m açıklık ve 14.6m iç yüksekliğe sahiptir.yaklaşık 5m.lik iki katlı bir ara kirişle iki bölüm birbirine bağlanmaktadır. Büyük bölümün de 59.5 m. açıklığı,20m. iç yüksekliği var ve sistemin uzun yöndeki açıklığı 74.8m. dir. Tamamlandığında 210 ton ağırlığında olacak olan sistemin tam ortasında 5ton luk bir score-board konacaktır.binaya ait bütün klima kanalları ve diğer tesisat boruları bu iki katmanın arasına yerleştirilecektir.

67 Kompleksin Dış görünümü

68 Bağcılar Spor Kompleksi

69 Bağcılar Spor Kompleksi dış görünüm

70 ANKARA ASKİ SPOR VE KONFERANS SALONU Ankara Büyükşehir Belediyesi nin Şura Mühendisliğe 1997 yılında yaptırdığı konferans salonu :68m. x 110m. boyutlarıyla yapıldığı yılda Türkiye nin en büyük kapalı salonu oldu.çift katlı ve elipsoid bir formda tasarlandı.5000 kişilik salonun tam orta noktasına yaklaşık 5 tonluk score-board yerleştirildi.kaplaması dahil 90 günde tamamlandı. Ankara ASKI Spor Kompleksi Ankara ASKI Spor Kompleksi Dış görünüm İç görünüm

71 Ankara ASKI Spor Kompleksi Ankara ASKI Spor Kompleksi Dış görünüm

72 İç görünüm

73 GEBZE YÜKSEK TEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ ÇEVRE FAKÜLTESİ ATRİUMU Mimari :Ord. Prof. Ahmet Vefik Alp Statik :Can Binzet (İnşaat Yüksek Mühendisi ) Müteahhit :Ek-Can İnşaat Yapım Yılı :2001 Özellikler :Çevre Fakültesi Dekanlık ve Laboratuvar binalarını birbirine bağlayan çok özel bir geometrik forma sahip bu yapının boyutları; Yüksekliği:28m. Eni:35m. Boyu:70m. Çift taraflı yapıda girişlerin üst kısımlarını kapatan 18-16m. konsolları vardır.içeriden dışarıya aynı konstrüksiyon,kesintisiz olarak yönetim binasının da içinden geçerek devam ediyor.

74

75

76 Expo 70