BİNA ARAŞTIRMA VE VERİ TOPLAMA TEKNİKLERİ

Transkript

1 BİNA ARAŞTIRMA VE VERİ TOPLAMA TEKNİKLERİ SÜKRÜKTÜR BAKIMINDAN İKİ YAPININ İNCELENMESİ HAZIRLAYAN ARDA HAKAN ÖZGÜL 1

2 BÖLÜM SİSTEM Sistem, konuşma dilimizde değişik anlamlarda kullanõlmaktadõr. Fakat öncelikle sistem için " bir bütündür " denilebilir. Sözlük anlamõna bakõldõğõnda ise sistemin karşõlõğõnõn " dizge " olduğu görülmektedir. Sistemden bur da kõsaca bahsetmemizin nedeni sõkça içine düşülen kavram karmaşasõndan korunmaktõr STRÜKTÜR (TAŞIYICI SİSTEM) Strüktür, Latince kökenli bir sözcük olup "structura-structus ve struere " sözcüklerinden türemiştir. Anlam olarak "üst üste yõğmak inşa etmek" tir. Günümüzde strüktürün "yapõ" ya eş anlamlõ kullanõmlarõ olmasõna karşõn " taşõyõcõ sistem " sözcüğü tam karşõlõğõ olduğu kabul edilmektedir. Strüktür, çeşitli bilim dallarõnda genel olarak "bir bütünü oluşturmakla görev yüklenmiş parçalarõn düzeni " anlamõna gelmektedir. Bir başka anlatõmla strüktür, bir konstrüksüyon sürecidir. Elemanlarõn bir bütün oluşturmak üzere birleştirilmesidir. Bu konuda örnek vermek gerekirse, bir masanõn strüktürü bir tabla ve dört bacaktõr. Bu ayaklarõn taş, tahta veya demir olmasõ, tablanõn ise cam veya metal olmasõ ayrõca tabla ile ayaklarõn bağlanma teknikleri (geçme, yapõştõrma) strüktürün niteliğini değiştirmez. Burada, strüktürün biçimin genel tasarõmõ ile ilgili bir kavram olduğu anlaşõlõyor. Strüktür için, biçimden bağõmsõz olmayan bir çeşit biçim kalõbõ denilebilir. Mimarlõk alanõnda strüktürler belirli bir amaç için üretilirler. Mimari strüktürlerin asal amacõ "bir mekan örterek belirlemek" tir. Ancak bazen strüktürlerin iki noktayõ birleştirmek (köprü, asansör vb.. ) ve doğal kuvvetlere karşõ direnen mimari öğeler oluşturmak için (baraj, istinat duvarõ ) uygulandõğõ görülür. Strüktürün soyut niteliği, onu gereç ve yapõm yöntemlerinden tüm bağõmsõz bir kavram olarak kabul etmemizi gerektirmez. Strüktür, yapõm yöntemleri 2

3 ve gereç olanaklarõ ile sõnõrlõdõr. Biçim tasarõmõna bağlõ olarak değişik gereç ve yapõm teknikleri ile benzer strüktürler üretilebilir. BÖLÜM TOPLUMSAL GELİŞME VE BÜYÜK AÇIKLIKLI YAPI GEREĞİ Günümüzde gelişmiş toplumlarda, son birkaç yüzyõldaki nüfus patlamalarõ nedeniyle bireylere daha fazla hizmet götürülmesi gerekmektedir. İnsanoğlunun gün geçtikçe artan sosyal, kültürel ve eğlenceye yönelik yeni eylemleri yeni işlevler oluşturmaktadõr. Bu yeni işlevler de çok sayõda bireyin bir örtü altõnda toplanmalarõm gerektirmektedir. işte büyük, açõklõk, gerektiren oditoryumlar, spor salonlarõ, bazõ endüstri yapõlarõ, uçak hangarlarõ vb.. yapõlar hep bu nedeniyle stadyumlarõn, bazõ tarõmsal alanlarõ, parklarõn, meydanlarõn ve hatta yerleşmelerin örtülmeleri için çalõşõlmaktadõr ÇAĞDAŞ STRÜKTÜRLERİN OLUŞUM NEDENLERİ Toplumsal gelişmenin doğurduğu gereksinmeler paralelinde beliren yeni işlevler ve bu işlevlerin zorlayõcõ etkileri, gününüz devingenlik ve değişinim ortamõ içinde, mimarõn önünde heyecan verici bir devir açmaktadõr GELENEKSEL STRÜKTÜRLERİN YETERSİZLİĞİ Toplumsal gelişmenin beraberinde getirdiği büyük açõklõklõ yapõlar ve örtülmeleri konuşu karşõsõnda, artõk gelenekselleşmiş olarak kabul edilen YIĞMA ve İSKELET strüktürlerde, açõklõklar gereçlerin boyutlarõna bağõmlõ olarak sõnõrlõ kalmaktadõr. Öte yandan, taşõyõcõ (duvar-kolon-kiriş) ve örtücü işlevdeki öğelerden oluşan İSKELET Strüktürlerde ise, oluşturulan hücresel çözümler, mimari tasarõmõ büyük ölçüde olumsuz yönde etkilemektedir. Eğilmeye çalõşan parçalarõnõn (kirişlerin) açõklõğõn karesi ile orantõlõ momentlerinin oluşturduğu kesitler çok 3

4 büyümektedir. Belirli açõklõklardan sonra çok ağõrlaşan bu strüktürler, ekonomik olmayan boyutlara ulaşmaktadõr. Büyük açõklõklarõn örtülmeleri konusunda geleneksel strüktürlerin yetersizliği, günümüz mimarõm çağõmõz gereksinmelerinin üstesinden gelebilecek yapõcõ ve somut araştõrmalara yöneltmektedir STRÜKTÜR ANALIZ YÖNTEMLERİNDEKİ GELİŞMELER Bu durum karşõsõnda, Le Ricolais, B.Fuller ve F.Otto gibi strüktür tasarõmcõlarõ dikkatlerin!, Benjamin Mayor ve Monod-Herzen'in morfolojik araştõrmalarõna, doğa strüktürlerine çekmişlerdir. Böylece, günümüz strüktür tasarõmcõlarõ tüm canlõ organizmalarõ inceleyerek yeni sentezlere ulaşmaktadõrlar. Çağõmõz toplumunun devingenliğini de düşünerek, canlõ organizmalarõn çözümlerinden elde ettikleri bulgulardan strüktür analiz yöntemlerinde esin kaynağõ olarak yararlanmaktadõrlar. Örneğin, Stephanopxis diyatomesi ile Buckminster Fuller'in altõgeni. alveollü hafif beton kabuğu arasõndaki benzerlik verilebilir Yine bu konuda örnek: olarak trjdictyopus lar boşluklu yapõlarõ ile "uzay kafes sistemlerin", örümcek ağlarõ ise "asma - germe" strüktürlere esin kaynağõ olmuşlardõr TEKNOLOJİK GELİŞME VE YENİ GEREÇ OLANAKLARI Günümüz mimarinin yeni strüktür araştõrmalarõnda bilgi,enerji ve hammadde konularõndaki yeni bulgular sonucu büyük gelişim gösteren teknoloji ve yeni gereç olanaklarõ beraberinde getirdiği dürtücü etmen olmaktadõr. Yeni gereçlerin kullanõmõ ile ilgili yapõm (konstrüksüyon) teknikleri de hõzla gelişmektedir. Ön gerilmeli beton, çelik ve plastikler vb.. 4

5 Çelik, yepyeni açõklõk ve kesit boyutlarõ getirmiştir. BÖLÜM TEMEL STRUKTÜRLER YÜZEYSEL STRÜKTÜRLERİN Yüzeysel strüktürler, büyük açõklõklõ mekan kurulmasõn da kullanõlan, kalõnlõklarõ yüzeyine oranla çok küçük olan ve iç kuvvetlerin, esas itibariyle gerilmelerin orta yüzeylerine paralel olarak etkilediği strüktürlerdir. Yapõ gereçlerinin gelişimine bağlõ olarak-, yüzeysel strüktürler çeşitli gereçlerle (pişmiş toprak, ahşap, çelik,betonarme, plastik vb.. ) uygulanabilir. Burada ele alõnan yüzeysel strüktürlerin dayanõklõ bir gereç olan betonarme ile uygulanõşõdõr. Tüm çağdaş strüktürlerin çõkõş noktasõ "en az gereç kullanarak, en hafif ve ekonomik sistemlerle olanaklarõn elverdiği ölçüde büyük açõklõklarõ örtebilmek" tir UZAY KAFES STRÜKTURLER Uzay kafes strüktürler, basit çekmeye çalõşan doğrusal çubuk biçimindeki öğelerle, yükleri çok yönlü bir yayõmõm sonucu zemine aktaran, boşluğun organize edilmesine ilkesine göre üretilen çağdaş strüktür sistemleridir. 5

6 ASMA - GERME STRUKTURLER Salt basõnca çalõşan rijit öğelerle salt çekmeye çalõşan flexsible öğelerden oluşturulan asma - germe strüktürler, yaşayan doğadaki lifler, kõlcallar ve bunlarõn oluşturduklarõ gözlenemeyecek kadar çok sayõdaki ağ sistemlerden esinlenerek üretilmektedir. Canlõ organizmalarõn dokularõnda gözlenebilen çekmeye çalõşan deri ve hücre duvarlarõnõn yanõ sõra, en belirgin esin kaynaklarõ, örümcek ağlarõ ve ipek böceği kozalarõdõr. İnsanlarõn çağdaş gelişme sonucu ürettikleri bu strüktürler, çeşitli uygulama biçimlerine karşõn biyolojideki örneklerinin yanõnda ilkel bir görüntü vermektedir. Gereç niteliklerinin gerektirdiği eğri biçimlerinin kazandõrdõğõ strüktürel üstünlükler nedeniyle, büyük açõklõklarõ ara kolon gerektirmeden örtebilmeleri, asma germe strüktürlerin en belirgin özellikleridir. Doğal salõnõşlarõ zincir eğrisi biçiminde olan, çekmeye çalõşan çelik kablolarõn ve çelik ipliği ile güçlendirilmiş ince membran örtülerin kesit ölçülerinin çok az olmasõ nedeniyle, bu strüktürler hafiflik açõsõndan büyük bir etkinlik orta ya koymuştur. Geleneksel çelik sistemden 10 kez, dolu gövdeli iskelet sistemden ise kez daha hafif oluşlarõ, ekonomik çözümler getirmektedir. Bu ekonomi, salt örtü öğesinde değil, diğer yardõmcõ öğelerde de önemli oranda gerçekleştirilmektedir. 6

7 ŞİŞİRME (pnömatik) STRÜKTÜRLER Şişirme strüktürler, gerilmeye elverişli geçirgen olmayan bir yüzeyin ayõrdõğõ iki uzay kesimindeki, farklõ yoğunluk veya miktardaki gaz, sõvõ ve tanesel katõ cisimlerin doğurduğu basõnçtan yararlanõlarak kurulmuş sistemlerdir. Mimari alanda sistemin kurulmasõ-şişirilmesi için basõnçlõ havadan, barajlar ve yapay adalar gibi mühendislik alanõnda ise, sõvõ ve katõ cisimlerden yararlanõlmaktadõr. Şişirme sistemlerin her noktasõnõn eş basõnçla gerilmesi, temel biçimlerinin basõk küresel şekillerde elmasõm zorunlu kõlmaktadõr. Sözü edilen temel biçim ağ ve kablolar kullanõmõ ile bir ölçüde değiştirilebilmektedir. Şişirme strüktürleri bir başka anlatõmla, bir sabun köpüğünün deliksiz bir naylon örtü ile oluşturularak, hava verilmek suretiyle dõş atmosferin üstünde bir basõnca ulaştõrõlmasõdõr şeklinde tanõmlanabilir. Bu dev sabun köpüğünün insanlarca kullanõmõ düşünülürse şişirme sistem ile bir yapõ üretilmiş olur. Gereç niteliklerinin getirdiği eğri biçimlerin kazandõrdõğõ strüktürel üstünlükler nedeniyle, büyük açõklõklarõ kolon gerektirmeden örtebilmeleri, çok ferah hacimler yaratmasõ şişirme strüktürlerin en belirgin özelliğidir. Her türlü eğrilikte yapõlabilme olanağõ veren PVC esaslõ örtülerin kesitlerinin çok az olmasõ nedeniyle, bu sistemler hafiflik açõsõndan büyük kolaylõklar getirmektedir. Diğer strüktürlere oranla en hafif olan bu sistemlerle günümüz de 500 m eninde ve bir kaç km. boyunda yapõ elde etme olanağõ vardõr. Şişirme sistemlerle geleneksel sistemlere oranla yüzde elli ekonomi sağlanmaktadõr. Kuruluşlarõ gereği bu sistemler, kalõp ve iskele gerektirmezler. Aksine diğer strüktürlerin kalõp yapõmõnda ve oluşumlarõnda iskele olarak kullanõlabilirler. Şişirme (pnömatik) sistemlerin en önemli özelliklerinden biri de, çok kõsa sürede inşa edilebilmeleri, söndürülüp toplandõğõnda çok küçülmeleri ve bir kaç metre küp hacme sõğmalarõdõr. Aynõ zamanda kolayca taşõnabilen bu sistemler, götürüldükleri yerde bir kaç saat ya da günde tekrar şişirilerek kurulabilmektedirler. Şişirme strüktürde oluşturulan yapõlar bilinen geleneksel yapõ türlerine oranla çok ucuz olup, onarõmlarõ da daha kolaydõr. Türkiye'de yeni kullanõlmalarõna karşõn gelecekte yukarõda özetlenen üstün yönleri 7

8 nedeniyle daha yaygõn kullanõm alanõ bulabilecektir. Günümüze değin ABD ve Almanya'da binlerce şişirme sistemle yapõlar oluşturulmuştur. Bu sistemlerin sakõncalarõ olarak, kolayca delinebilen ve sönme, çabuk bozulma ve uzun yõllar dayanmama gibi yönleri veri inmektedir. BÖLÜM YAPI MALİYETİ Aşağõda çeşitli sistemler için geçilebilecek açõklõklar için maliyet karşõlaştõrmasõ yapan bir tablo bulunmaktadõr. Bu 6 m'lik bir açõklõkta yõğma taşõyõcõ sistem ile iskelet taşõyõcõ sistem yapõ maliyeti açõsõndan aynõ. Fakat 6 m lik açõklõk dan küçük açõklõklarda yõğma taşõyõcõ sistem daha ekonomik olmasõna rağmen 6m den sonra ekonomikliğini kaybetmeye başlõyor. Buna karşõn iskelet sistem daha ekonomik hale gelmeye başlõyor. şekil - Değişik taşõyõcõ sistemler için açõklõk ve alanlara göre yapõ maliyetleri. İskelet taşõyõcõ sistem ise 15 m den sonra yüzeysel strüktüre göre ekonomikliğini kaybetme ve daha pahalõ bir sistem haline gelmektedir. 8

9 BÖLÜM SÜKRÜKTÜR BAKIMINDAN İKİ YAPININ İNCELENMESİ MERSİN METROPOL PROJESİ Mersin de yaklaşõk 1000 metre kare bir arsa üzerinde yapõlmõş olan bir çarşõ kompleksinin bir köşesinde Türkiye nin en yüksek binasõ bulunmaktadõr. Gökdelenin dõştan dõşa yatay boyutlarõ yaklaşõk 29x43.3 m olan bir dikdörtgen prizma olarak yükselmektedir. Çevredeki duvarlar taşõyõcõ duvar olarak 70 cm, 50 cm, ve 35 cm olarak delikli betonarme tüp olarak teşkil edilmiştir. Bu delikler binanõn pencereleri olarak kullanõlmaktadõr. Bodrum kat döşemesi itibaren, bir taraftaki ara kat dahil 49 katlõdõr. İki bodrum ve giriş katõ sayõlmazsa, bina zeminden itibaren 46 katlõdõr ve binanõn en yüksek kotu m dir. Döşeme kirişli bir sistemdir, döşeme betonu 12 cm kirişleri ise 33 cm sarkmakta yani kiriş altõ ile döşeme üstü arasõ 45 cm dir. Her bir kat 7 günde tamamlanmaktadõr. Mersin gökdeleni betonarme bina yüksekliği sõralamasõnda dünyada 32inci sõrayõ alõyor. Amerika (6), Avustralya (4),Hong Kong (3), Güney Afrika (2), Malezya (2), Venezuala (1),Çin(1), Kanada (1), Meksika (1)787 Bütün ülkeler içinde Mersin Gökdeleninden daha yüksek betonarme bina ancak 9 ülkede yapõlmõş. Bütün Avrupa da yüksekliği Mersin Gökdelenini aşan betonarme bina şimdilik yok. 9

10 Sonuç: 49 katlõ bir yapõ 16 katlõ 3 yapõnõn üst üste konulduğu bir yapõ değildir. 49 katlõ olmanõn getirdiği bazõ teknik zorunluluklarõn uygun çözülmesi gerekmektedir. Binanõn yapõm tarihinde yüksek yapõlarla ilgili yönetmelik ve kanunlarõn olmamasõ yabancõ ülke standartlarõnõn dikkate alõnmasõnõ gerektirmiş. Buda yeterli güvenlikte ve rijitlikdeki yapõyõ en ekonomik şekilde imal edilmesinden alõkoymuştur. Öğle ki yapõnõn bulunduğu bölgedeki rüzgar ve deprem yükleri Alman standartlarõ yerine bölge özellikleri dikkate alõnsaydõ ekonomi açõsõndan daha doğru olurdu. Fakat proje yöneticileri ve yatõrõmcõlar binanõn yüksek olmasõnõn psikolojik etkisiyle ekonomikliği ikinci planda tutmuşlardõr. Kalõp işçiliği ve maliyeti de göz önüne alarak bina yüksekliğince duvar kalõnlõklarõnõn daha sõk aralõkla değiştirilmesiyle yeter güvenlikte fakat daha ekonomik bir sistem elde edilebilirdi. Yapõda betonarme ve tüp içinde tüp yapõ olmasõ Avrupa'nõn en yüksek betonarme yapõsõ olmasõnõ sağlarken gene Avrupa'nõn ancak 9. en yüksek yapõsõ olabilmektedir. Buda Avrupa'da yüksek yapõlarda betonarme malzemeli yüksek yapõ sistemlerinin tercih edilmediğini göstermektedir. Yüksek yapõlarda kullanõlan başlõca taşõyõcõ sistem tipleri ATAKÖY 5.MAHALLE Emlak Bankasõ, 1980 yõlõndan bu yana, İstanbul Ataköy'de B.A. sistemle 15 ve 16 katlõ olarak yaklaşõk 7000 adet yüksek katlõ konut üretmiştir. Konut üretiminde gelişmiş teknolojiler uygulanmõştõr. Uygulanan teknolojiler, gelişmiş geleneksel, endüstriyelleşmiş kalõp ve ağõr 10

11 prefabrikasyondur. Uygulama denetimi, gelişmiş denetim yöntemleriyle yapõlmõştõr. Yüksek katlõ konut yapõlarõnõn bu boyutta ilk toplu örneği olan Ataköy uygulamasõndan sonra, bu tür yapõlarõn yaygõn uygulanmasõ gündemdedir. Bu nedenle yüksek katlõ konut yapõlarõnõn yapõm ve kullanõm koşullarõnõ belirleyecek yönetmeliklerin hazõrlanmasõ gereklidir. Bunun sonucu olarak, Ataköy 5. mahalle çok katlõ konut yapõlarõnõn yoğun olarak inşa edildiği ilk toplu konut uygulamasõ olmuştur. 15 ve 18 katlõ yüksek konut inşasõ, geleneksel inşaat teknolojileri ile kõsa sürede ve istenilen standartlarda olasõ olmadõğõndan, yeni teknoloji arayõşlarõ başlatõlmõştõr. Bu teknolojinin özellikleri; hazõr beton, hasõr çelik, pano kalõp, çelik boru dikme, fliğran plak, bölücü blok, cephe elemanõ gibi yapõ bileşenlerinin kullanõlmasõdõr. Geleneksel yapõm teknolojisine uygun mimari projeler revize edilerek yeni teknolojiye uygunluğu sağlanmõştõr. İnşaatõ yapan firmalar endüstriyel kalõp ve ağõr prefabrike inşaat teknolojilerini kullanmõşlardõr. Mimari uygulama projeleri, her firma tarafõndan teknolojilerine uygun, banka istekleri doğrultusunda hazõrlanmõştõr. Böylece, üretim teknolojilerini zorlayan ve gecikmelere neden olabilecek yapõm faaliyetleri ortadan kaldõrõlmõştõr. SONUÇ: Yüksek katlõ konut yapõmõm yönlendiren herhangi bir özel şartname ve yönetmelik olmadõğõndan, Ataköy 5. mahalle yüksek katlõ konut yapõlarõ mevcut şartnameler çerçevesinde inşa edilmiştir. Herhangi bir şartnamenin olmamasõ nedeniyle bu yapõlarda yangõn merdiveni dahi yapõlmamõştõr. Kõsa sürede çok sayõda konutun, gelişmiş teknolojilerle üretilmesi, bir yönetim sorunu olmakla birlikte ortaya çõkan yüzlerce teknik sorunun giderilmesi problemidir. Karşõlaşõlan sorunlar su şekilde özetlenebilir; Makine arõzalarõnõn giderilmesinde karşõlaşõlan sorunlar. - Makinelerin belirtilen verimlilikte olmamasõ. - Yapõ yan sanayisinin yeterliksizliği. - İş kazalarõ 11

12 - İsçilik hatalarõnõn giderilmesindeki güçlükler. - Uygulama aşamasõnda projelerde yapõlan revizyonlar. Bütün karşõlan sorunlara rağmen kullanõlan üretim teknikleri çok sayõda konut üretimi için uygun olup, ilk makine yatõrõmlarõ ile üretim aşamasõndaki yüksek finansman ihtiyacõ ve sonuç maliyeti görece yüksek olmasõ, bu günkü şartlarda talep azlõğõna neden olabilir. Kullanõlan tünel kalõp ve ağõr prefabrikasyon yöntemi geleneksel üretim metotlarõyla ulaşõlamayacak bir kalite sağlamõştõr. 12