İSTANBUL - SABİHA GÖKÇEN HAVAALANI DIŞ HATLAR TERMİNAL BİNASI ÇELİK YAPISI

Transkript

1 İSTANBUL - SABİHA GÖKÇEN HAVAALANI DIŞ HATLAR TERMİNAL BİNASI ÇELİK YAPISI Necati ÇELTİKÇİ (*) 1983 yılında, İstanbul un Anadolu yakasında, gelişmiş teknolojiye sahip, bilgisayar ve havacılık tesisilerinin yer alacağı bir İleri Teknoloji ve Endüstri Parkı kurulması kararlaştırıldı. Proje kapsamına bir de havalimanı dahil edildi. Bu yeni havaalanına, Türkiye nin ilk askeri kadın pilotu olan SABİHA GÖKÇEN in adı verildi. SABİHA GÖKÇEN Havaalanı yapıları içinde en görkemlisi olan Dış Hatlar Terminal Binası dır. Binanın içinde planda 4120 m² lik bir alanı kaplayan iki mezzanine kat mevcuttur. Bu katlar, ana taşıyıcı sistemden bağımsız olarak çelik kolonlar tarafından taşınan kompozit döşeme tarzında projelendirilmiştir. Yatay deprem yüklerini karşılamak için, uygun açıklıklarda düşey çaprazlar kullanılmıştır (Resim-3). 1- YAPININ GENEL TANIMI Dış Hatlar Terminal Binası taşıyıcı sistemi, m. açıklığında, m. boyunda üç adet ana holden oluşmaktadır. Kapladığı alanın dıştan dışa boyutları (83.23 m. x m.) dir. Hol yüksekliği kara tarafından apron tarafına doğru azalmaktadır. Çatı alt kotu, kara tarfında m. iken, apron tarafında 8.60 m. ye düşmektedir.yapının kara tarafında klima santralının yerleştirilmesi için betonarme kolonlar üzerine oturan m. boyunda, m. eninde ve 6.85 m. yüksekliğinde çelik bir yapı tertiplenmiştir (Resim-1). 2- ANA TAŞIYICI SİSTEM Resim - 3 Ana taşıyıcı sistem, dipten ankastre betonarme kolonlara oturan çelik çatı konstrüksiyonundan oluşmaktadır (Resim-4). Resim - 1 Apron tarafında ise, cepheyi boydan boya kaplayan m. boyunda, 9.40 m. açıklığında çelik bir saçak (pergola) dizayn edilmiştir (Resim-2). Resim - 2 (*) İnşaat Yüksek Mühendisi Resim - 4 Betonarme kolonların enkesit ölçüleri (80 cm. x 360 cm.) olup, aralıkları 80 cm.lik boyut doğrultusunda 8.40 m., buna dik doğrultuda ise kenar hollerde m., orta holde m. dir. Kolonlar, 8.40 m. aralık doğrultusunda üst uçlarından betonarme kirişlerle birbirlerine bağlanarak tek katlı, 7 açıklıklı bir çerçeve oluşturulmuştur. Bu kirişlerin eni 190 cm. yüksekliği ise 120 cm.dir. Betonarme taşıyıcı sistemin dispozisyonu şekil 1'de gösterilmiştir. Çatı ana taşıyıcı sistemi, mesnetleri sabit mafsallı, tek açıklıklı, kemer kirişli ve kafes kiriş çerçeve tipindedir. Çerçeve açıklığı m., çerçeve aralığı 8.40 m.dir. Çerçeve yükseklikleri kara tarfı C aksından, apron tarafı K aksına doğru azalmaktadır. Çerçeve ayaklarının betonarme sisteme mesnetlenme kotu m. dir. En yüksek çerçevede çatı kirişi alt kotu m., TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI /2 51

2 Şekil - 1 en alçak çerçevede m. olmaktadır. Buna göre çerçeve kolon yükseklikleri maksimum 5.72 m. ile minumum 0.96 m. arasında değişmektedir (Resim-5). Çerçeve kemer kirişleri, üçgen enkesitli uzay kafes kiriş sisteminde tertiplenmiştir. Kafes kiriş elemanları boru profillerinden, düğüm noktaları levhasız, kaynaklı olarak teşkil edilmişlerdir. Alt başlık çubuklarında, 800 mm. ara ile birbirine Resim - 5 parelel iki adet boru profil kullanılmıştır. İki profilin birlikte çalışmasını sağlamak ve oluşacak kayma kuvvetlerinin karşılamak için profiller birbirlerine enine bağlantı elemanları ile bağlanmışlardır. Tipik bir ana taşıyıcı çerçevenin genel görünümü, plan ve kesiti şekil 2'de verilmiştir. Çatı genel dispozisyonu, kesitleri ile birlikte şekil 3'de gösterilmiştir. Çatı ana taşıyıcı sistemi enine istikamette birbirinden bağımsız, yan yana yeralan üç ana çerçeveden oluşturulmuştur. Çatı düzleminin devamlılığını sağlamak amacı ile, bu çerçeveler mesnet bölgelerinde,üst başlık seviyesinde birer tali makas elemanı ile oval delikli olarak birbirine bağlanmıştır (Şekil-3, M10 Makasları). Arka arkaya 8 adet çerçeve tertiplenmiştir m. açıklıklı ve birbirine paralel olarak yerleştirilmiş bu 8 adet çerçeve, boyuna istikamette çerçeve düzlemine dik doğrultuda, kemer kirişlerin kolonlara birleştiği köşe noktalarında boyuna kafes kirişlerle birbirine bağlanmışlardır (Şekil-3, M19 Makasları). Böylece bina boyuna doğrultusundaki stabilite 7 açıklıklı, bütün ayakları mafsallı mütemadi bir uzay kafes kiriş sistemi ile sağlanmış bulunmaktadır. Şekil TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI /2

3 Şekil - 3 TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI /2 53

4 Çatı kaplaması, çerçeve kirişleri üst başlık elemanları üstüne çatı kirişleri vasıtası ile oturtulmuştur. Ayrıca aşık elamanı kullanılmamıştır. Şekil 3'deki B-B kesitinde görülen kaplama seviyesindeki kırıklıkları giderebilmek için, üst başlık elemanları üzerine, şekil 4'de görüldüğü gibi, Çatı kirişleri diye isimlendirilen elemanlar konmuştur. Bu elemanlar üst başlık düğüm noktalarına mesnetlendirilmiştir. Böylece, çatı kaplama malzemesi bu elemanlara oturmakta ve çerçeve üst başlık elemanlarında eğilme etkisinin doğması önlenmiş olmaktadır. Şekil 3'de görülen çatı saçakları, konsol kiriş tarzında çalışan elemanlara taşıtılmıştır. Bu konsol kirişlerin mesnetelenmeleri, C aksındaki çerçeve kirişlerince sağlanmıştır. Saçaklardan gelen aşırı yükleri karşılıyabilmek için, C aksı çerçeveleri, açıklıklarının ortalarından cephe duvarı kolonları vasıtası ile mesnetlendirilerek, iki açıklıklı mütemadi uzay kafes kiriş çerçeve sisteminde dizayn edilmişlerdir. Şekil - 4 Çerçeve ayakları +7.70m. kotundaki betonarme sisteme mafsallı olarak mesnetlendirilmiştir. Uygulanan mesnet detayı şekil 5'de gösterilmiştir. Mesnetlerde ø 150 mm. çapında pernolar kullanılarak, çerçeve ayaklarının serbestçe dönmesi sağlanmıştır. Mesnet taban levhaları, çerçeve ayaklarından intikal eden düşey ve yatay mesnet reaksiyonlarının bileşkesine dik istikamette eğimli olarak tertiplenmiştir. Bu surette mesnet reaksiyonlarının büyük bir kısmının taban levhaları altındaki beton basınç gerilmeleri ile karşılanması mümkün olmuştur. Şekil MÜHENDİSLİK ANALİZİ Çelik çatı sistemi, kendisini taşıyan betonarme çerçevelerle birlikte üç boyutlu bir model oluşturularak analiz edilmiştir. Statik analizler için SAP 2000 bilgisayar programından yararlanılmıştır. Çelik konstrüksiyon malzeme kalitesi ST 37.2 dir. Hesaplarda öngörülen yükler aşağıda verilmiştir: * Öz ağırlıklar : - Çatı örtüsü kg/m² - Çatı kirişleri kg/m² - Aşıklar (saçakta) kg/m² - Kedi Yolları kg/m (alt başlıkta) - Çerçeve... Bilgisayar programı tarafından otomatik olarak hesaplanmıştır * Hareketli Yük kg/m² (kedi yolarından, alt başlıkta) * Kar Yükü kg/m² * Rüzgar Yükü kg/m² H 8 m. 80 kg/m² H 8 m. * Isı Etkisi... ± 30 C * Deprem Etkisi... A 0 = 0.40 I = 1.5 S T = 2.36 R = 5 Statik hesap sonucu elde edilen maksimum kesit tesirlerine göre, ana taşıyıcı çelik elemanlarda kullanılan kesitler aşağıdaki Tablo 1'de özetlenmiştir. Proje çalışmaları kapsamında 1320 sahife statik hesap yapılmış ve A 0 formunda 302 pafta resim çizilmiştir. Tablo - 1 ELEMANIN CİNSİ KULLANILAN ENKESİT Çerçeve Kirişi Üst Başlık Çubukları Boru : 406 x 9 Çerçeve Kirişi Alt Başlık Boru : 406 x 9 Çubukları Boru : 406 x 16 Çerçeve Kirişi Üst Başlık Düzlemindeki Dikme ve Boru : 219 x 6 Çaprazlar Boru : 273 x 6 Çerçeve Kirişi Yan Yüzey Boru : 324 x 7 Çaprazları Boru : 355 x 8 Boru : 406 x 16 Çerçeve Ayak Dikmeleri Boru : 406 x 9 Boru : 406 x 16 Boyuna Kafes Kiriş Üst Başlık Çubukları Boru : 324 x 7 Boyuna Kafes Kiriş Alt Başlık Çubukları Boru : 355 x 8 Boyuna Kafes Kiriş Çaprazları Boru : 324 x 7 Yapma I Profili: Çatı Kirişleri Başlıklar : Levha 200 x 12 Gövde : Levha 226 x 16 Yapma I Profili: Çatı Saçağı Aşıkları Başlıklar : Levha 200 x 30 Gövde : Levha 150 x TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI /2

5 4- İMALAT VE NAKLİYE Terminal Binası çelik yapısı için 3190 ton imalat gerçekleştirilmiştir. Atelye parça resimleri, X STEEL bilgisayar programı kullanılarak çizilmiştir. Kafes kiriş çatı çerçevelerini oluşturan boru profillerinin uç kesimleri, bigisayar kontrollu CNC tezgahlarında yapılmıştır. Hazırlanan parçalar atölyede, özel olarak tertiplenmiş mastarlar yardımı ile biraraya getirilerek, kaynaklanmıştır (Resim-6). Resim - 6 Yapılan bütün kaynaklar ultrasonik veya radiographic kaynak kontrolundan geçirilmiştir m. açıklığındaki kafes kiriş çerçeveler, nakliye imkanları düşünülerek, beş parça halinde imal edilmişlerdir. Nakledilen en büyük parçanın ölçüleri 3.99 m. x 4.40 m. x m. dir. 5- MONTAJ Çatı taşıyıcı sisteminin montajında izlenen prosedür şekil 6'da verilmiştir. Şekilden görüldüğü gibi, altı no.lu mesnet parçaları yerine konup, taban plakalarının altı şaplandıktan sonra bir ve beş no.lu çerçeve ayakları monte edilmiştir. Resim 7'de çerçeve ayakları monte edilmiş olarak görülmektedir. Çerçeve kirişini oluşturan iki, üç ve dört no.lu elemanlar ise, yerde bir araya getirilerek montaj eklerinin kaynakları tamamlanmış ve tek parça halinde çatıya kaldırılmışlardır. Resim 8'de iki, üç ve dört no.lu elemanlardan oluşan çerçeve kirişi, çatıya monte edilmek üzere yerde birleştirilmiş olarak görülmektedir. Şantiyede yapılan bütün kaynaklar ultrasonik kaynak kontrolünden geçirilmiştir. 6- ÇELİK TONAJI Projelendirilen çelik tonajı 3190 tondur. Bu miktarın muhtelif gruplara göre dağılımı aşağıdaki gibidir. Çatı kirişleri 225 ton, çatı saçağı aşıkları 326 ton, çerçeveler 1396 ton, kedi yolları 190 ton, duvarlar ve pergole 266 ton, mezzanine katları 499 ton, klima santralı yapısı 288 ton. 7- SÜRE Şekil - 6 Proje çalışmalarına tarihinde başlanmış ve terminal binası tamamlanarak tarihinde, 21 ay gibi rekor sayılacak kısa bir sürede işletme firmasına teslim edilmiştir. Resim - 7 Resim - 8 TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI /2 55