PROF. A. ZAFER ÖZTÜRK

Çelik yapılarda kaplama seçimi ve uygulanması Choise and practice of the cladding of steel structures

ÖZET Çelik yapılarda kaplama seçiminde performans beklentileri, ekonomi ve estetik faktörler düşünülmelidir. Çelik yapılarda kaplama malzemesi olarak metal paneller, cam, cam takviyeli polyester, polikarbonat, bitümlü membranlar, plastik esaslı membranlar ve izolasyon malzemeleri kullanılır. Uygulama yöntemleri malzeme cinsi ve kombinasyonuna göre çeşitlilik sergiler. Bazı sistemlerde kaplama katmanları şantiyede biraraya getirilirken sandviç paneller gibi bir kısım sistemlerde de tüm tabakalarıyla fabrikada hazır edilmiş kaplama malzemelerinin şantiyede sadece yerine montajı söz konusudur. Malzemenin proje ihtiyaçlarım tamamen karşılaması, bununla birlikte doğru kaplama işçiliği ve her aşamada yeterli şekilde denetim yapılması zorunludur. Çelik yapıların çatı ve cephe kaplamasında, bunun yapının son katı olduğu, tamamen dış ortamın çetin şartlarına maruz kalacağı ve bu şartlardan kendisinin etkilenmemesi gerektiği gibi yapıyı da bu koşullardan koruyacak şekilde projelendirilmiş ve uygulanmış olması gerektiği akıldan çıkarılmamalıdır. vıı

Beton dolgulu çelik kutu kolonlar ve dolu gövdeli çelik I kirislerden oluşan çerçevelerin yapı davranış katsayısının (R) irdelenmesi

Mevcut modern deprem şartnamelerinde yapıların (özel yapılar hariç) ekonomik ömürleri süresince olası şiddetli deprem yüklerine maruz kaldıklarında can güvenliği korunacak biçimde elastik olmayan davranış sergileyerek sınırlı hasar almalarına izin verilmektedir. Öte yandan, ilk deprem şartnamelerinden beri depreme dayanıklı yapı tasarımında; spektral kuvvetlerle elastik ötesi hesap yerine azaltılmış spektral kuvvetler ile elastik hesaba yer verilmiştir. Azaltılmış spektral kuvvetlerin eldesi sırasında kullanılan katsayı (R), çeşitli şartnamelerde farklı isimlerle anılır; sistem davranış katsayısı, kuvvet azaltma katsayısı, sismik tepki düzeltme katsayısı, vb. Kuvvete dayalı tasarım yöntemleri, neredeyse 80 yıldır dünya ölçeğinde yaygın kullanım alanına sahiptirler. Kaldı ki, günümüzün gelişmiş bilgisayar teknolojisine rağmen mühendislik yapılarının dinamik deprem yükleri altında zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesaplamalar esas alınarak boyutlandırılması çok da pratik değildir ve kuvvet esaslı elastik tasarım yöntemleri daha uzun yıllar kullanılmaya devam edilecek gibi gözükmektedir. Ancak, başlangıçta şartname hazırlayan teknik heyetlerin tecrübe ve gözlemlerine dayanılarak tayin edilen ?R? katsayılarının sayısal değerleri, günümüzde dahi pek çok taşıyıcı sistem tipi için henüz bilimsel çalışmalarla doğrulanmamıştır. Pek çok bilim adamı ve mühendis tarafından çeşitli yayınlar aracılığıyla ?R? katsayılarının sistematik olarak kalibre edilmesi gerektiği belirtilmiştir. Bu gereksinime paralel olarak, bu çalışmada gerek ekonomik olmaları, gerekse sismik yükler altındaki performanslarının iyi olması sebebiyle, özellikle gelişmiş ülkelerde kullanımı gün geçtikçe artan beton dolgulu kompozit çelik kutu kolonlar ve çelik (I) kirişlerden tasarlanmış çerçevelerin yapı davranış katsayıları irdelenmiştir. Bu bağlamda, yeterli yaklaşıklıktaki kabuller çerçevesinde, fiber analiz metodu kullanılarak hazırlanan bilgisayar programı vasıtasıyla kompozit kesitlerin doğrusal olmayan davranışları ve moment eğrilik ilişkileri belirlenmiştir. Çalışma kapsamında toplam 12 farklı çerçeve boyutlandırılmıştır. Bu çerçeveler geometrik olarak iki farklı çerçeve gurubuna ayrılmış ve bu guruplar da kendi içlerinde EN1998 de belirtilen süneklik düzeylerine göre tekrar gruplandırılarak; EN1998, EN1994, EN1993 esas alınarak tasarlanmıştır. Bahsi geçen kompozit çerçevelerin Sap2000 V10 programı kullanılarak analitik modelleri oluşturulmuş ve belirlenmiş performans kriterleri çerçevesinde itme analizi yöntemi ile `taban kesme kuvveti ? tepe yerdeğiştirmesi’ ilişkisi elde edilmiştir. Uang’ın ?R? formülasyonu esas alınarak, her bir çerçeve için itme analizinden elde edilen dayanım fazlalığı katsayısı, ayrı ayrı Newmark, Nassar-Krawinkler ve Miranda’nın süneklik kaynaklı kuvvet azaltma katsayıları ile çarpılarak üç farklı yaklaşımla R katsayısı elde edilmiştir. Yapılan değerlendirme neticesinde EN1998 ve EN1994 in öngörmüş olduğu tasarım ilkelerinin konservatifliği ve kompozit kesitlerin elastik ötesi davranışlarında etkin olan yüksek pekleşme oranı sebebiyle Eurocode’a göre tasarlanmış kompozit çerçevelerin tasarımında kullanılan R katsayısının konservatif olduğu sonucu çıkartılmıştır.

Çok katlı yüksek yapılarda betonarme çelik ve kompozit taşıyıcı sistemli yapıların ekonomik yönden karşılaştırılması

Günümüzde çok katlı yüksek yapılar sosyal yaşamın ve iş hayatının vazgeçilmez bir parçası olmuşlardır. Bu sebeple inşaat mühendisliği alanında çok katlı yüksek yapılar sıklıkla karşılan Projeler arasında yerini almaktadır. Özellikle bu yapıların projelendirilmesi aşamasında yapıya etkiyen yükler, yapım kriterleri ve yapının kullanışlılığı büyük önem kazanmaktadır. Bu nedenle taşıyıcı sistemin tespiti, taşıyıcı sistem elemanlarının dizaynı ve birleşim şekilleri tespitinde maksimum ekonomi ve güvenilirlik sağlanmalı ve yapı bu kriterler göz önünde bulundurularak dizayn edilmelidir.Şüphesiz ki günümüz ekonomik şartlarında tasarımın ekonomikliği yapının güvenilirliği ve kullanışlılığı ile birlikte ön planda tutulmalı ve taşıyıcı sistem ekonomik, uygulanabilir ve fiyat performansı açısından seri imalata izin verecek standartlar göz önünde bulundurularak seçilmelidir.Taşıyıcı sistemin tasarımında inşaat süresi nin de göz önüne alınması gerekmekte ve taşıyıcı sistemin ekonomik değeriyle birlikte değerlendirilmelidir Çok katlı yüksek yapılarda taşıyıcı sistemlerin sınıflandırılması aşağıdaki şekilde özetlenebilir : ? Malzeme : Betonarme, Çelik, Kompozit, ? Yerçekimi kuvvetlerine dayanıklı sistemler: Döşeme iskeleti, Kolonlar, Kirişler, Temeller, ? Yatay yüklere dayanıklı sistemler: Perde duvarlar, Çerçeveler, Kafesler, Diyaframlar, ? Yatay yükün büyüklüğü ve tipi: Rüzgar, Deprem(Sismik), ? Mukavemet ve servis gereksinimleri: Hız (akselerasyon), Ötelenme, Düktilite, Çok katlı yüksek yapılarda kullanılan taşıyıcı sistemlerden bazıları aşağıda gösterilmiştir. ? Çerçeve sistemler ? Perde duvarlı sistemler ? Çerçeve ve perde duvarlı sistemler ? Çekirdekli sistemler ? Tübüler sistemler ? Kompozit sistemler Yapının ekonomik biçimde tasarımı; yukarıda anlatılan kriterlerin yanında yapının yapılacağı zemin durumuna, yapının kat adedine, yapının yüksekliğinin taban alanına oranına, yapım kriterlerine, bölgesel yönetmeliklere, işgücü maliyetine, malzeme temini kriterlerine ve mekanik sistem kriterlerine bağlıdır. Taşıyıcı sistem bu kriterler göz önünde bulundurularak tasarlanmalıdır. Yapılan bu tez çalışmasında yukarıda anlatılan kriterler göz önünde bulundurularak standart yüklere maruz büro olarak tasarlanmış bir yapı betonarme,çelik ve kompozit sistem olarak tasarlanmış ve statik dinamik analizleri yapılarak maliyetleri kıyaslanmıştır. Anahtar Kelimeler: Yüksek yapılar, betonarme, çelik,kompozit, taşıyıcı sistem

Sıcak hadde çeliği ile soğukta şekillendirilen çeliklerin özelliklerinin ve taşıyıcı farklılıklarının incelenmesi

Deprem sonrası kullanımı yaygınlaşan soğukta şekillendirilen çelik yapılar ülkemizde az katlı konut yapılarında tercih edilmektedir. Diğer yapı gruplarında ise sıcak hadde çelikleri tercih edilmektedir. Oysa soğukta şekillendirilen çelik elemanların, yapı veya bir sistemin tamamında ya da sıcak hadde çeliği ile birlikte karma bir sistem olarak kullanımı mümkündür. Bu çalışmada soğukta şekillendirilen ve sıcak haddeleme yöntemiyle elde edilen çelik elemanların hesaplama yöntemlerine değinilerek, tek bir eleman ve sistem olarak hesaplamalar yapılmış ve bu hesap sonuçları ayrı durumlar için incelenmiştir. Çalışma sonucunda soğukta şekillendirilen çeliklerin yalnız başına veya sıcak hadde çeliği ile birlikte karma sistemler içerisinde kullanımının ağırlık ve maliyet açısından tasarruf sağladığı gözlemlenmiştir. Ayrıca bu çalışmada soğukta şekillendirilen çelikler ile sıcak hadde çeliklerinin taşıyıcı özellikleri arasındaki farklılıklar incelenmiş, kesin olarak olmasa da üretim yöntemi farklı olan bu çeliklerin hangi yapı elemanı veya sistemi olarak hangi şartlarda kullanılabileceği belirtilmektedir. Sistemde ağırlıktaki azalma deprem yüklerini de direkt olarak azaltmaktadır. Anahtar Kelimeler: Soğukta şekillendirilen çelikler, sıcak hadde çelikleri, soğukta şekillendirilen çeliklerin hesap yöntemleri, soğukta şekillendirilen ve sıcak hadde çelikleri hesap örnekleri, hafif çelik yapılar