BETONARME YÜKSEK BİNALARIN GELİŞMESİNE KATKIDA BULUNAN ETKENLER

3.1 Yüksek Dayanımlı Beton ve Çelik Üretimi:

Bundan 30 yıl önce 14000 kN/m² ve 20000 kN/m² silindir mukavemeti her yerde yaygın olarak üretiliyordu. Bugün çok katlı yapıların alt kat kolon ve perdelerinde 35000 kN/m² çoğunlukla uygulanmakla birlikte zaman zaman 50000 kN/m² silindir dayanımlı betonlar kullanılmaktadır. 90 günlük dayanımı 62000 kN/m² olan beton Chicago’daki 50 katlı bir binada kullanılmıştır. Bazı özel durumlarda 84000 kN/m², deneysel olarak da 98000 kN/m² basınç dayanımlı betonlara rastlanmaktadır. Basınç dayanımı 100000 kN/m² olan beton türleri çelik elemanlarla çok iyi rekabet edecek durumdadır. Ülkemizde Mersin’deki 50 katlı yapıda 35000 kN/m² lik beton kullanılmıştır [2].

Ayrıca yapısal hafif betonun kullanımı ve gelişimi çok katlı yapıların bazı tasarım güçlüklerinin yenilmesine yardım etmiştir. Yurdumuzda hafif beton, yük taşımayan prefabrik elemanların imalinde kullanılmaktadır. Ana malzeme ise oldukça pahalı olan bims ve perlittir. Amerika Birleşik Devletlerinde ise hafif beton, taşıyıcı elemanlarda özellikle çok katlı yapılarda kullanılmaktadır. Burada ana malzeme genleştirilmiş şisttir. Hafif betondan daha az dayanım gerektiren döşeme elemanlarının yapıldığı gözlenmektedir. Genel olarak taşıyıcı sistemlerde kullanılan hafif beton 18 kN/m³ ağırlığında olup, normal betondan yaklaşık %33 daha hafiftir. Hafif betonun çok katlı bina yapı sistemlerinde %20 kadar ölü yükü azalttığı tesbit edilmiştir. Depreme göre tasarımda ve yapı ağırlığını sınırlayan zayıf zemin koşullarında, sabit yüklerden %20 kadar tasarruf etmek kolon boyutlarının kritik olması durumunda önem kazanır. Ayrıca hafif betonların kullanılması normal betonlara göre oldukça ekonomiktir.

Çeliklerdeki gelişim devam etmekle birlikte akma limitleri 420000-520000 kN/m² ye ulaşmıştır. Bunların çok katlı yapılarda kullanımı ACI-1956 yönetmeliği ile birlikte,taşıma gücüne geçilmesi ile olmuştur. Bugün ABD’de kullanılan çeliğin 2/3 kadarı 420000 kN/m² akma sınırına sahiptir. Hasır çeliğin kullanılması da hem zaman kazanılması, hem işçilik bakımından döşemelerde, perde ve kabuklarda maliyetin düşürülmesine yardımcı olmuştur.

Ayrıca aero-dinamik davranışlar 50 katın üzerindeki betonarme yapılarda, yüksek frekanslı titreşimlerin algılanması hem beton dolayısıyla sönüm artışı, hem de kütle artışı ile önlenmiştir [13].

3.2 Yeni Tasarım Kavramlarının Gelişmesi:

Yeni gelişen “taşıma gücü” ve “limit analiz” yöntemleri ile malzemeden daha iyi yararlanılması, yapıda kullanılan bu malzemelerin davranışlarının çok daha iyi bilinmesi ile olanaklı olmuştur. Bu yöntemler yapıda, emniyet gerilmeleri yöntemine göre çok daha düzgün bir güvenlik sağlarlar. Taşıma gücü yönteminin betonarme tasarımında uygulanması, daha düzenli bir emniyet katsayısı kullanılmasını sağlaması nedeniyle çok katlı betonarme yapıların tasarımındaki güvenceyi artırmıştır. Bu nedenle gerçeğe daha yakın tasarım yapma olasılığı ortaya çıkmıştır. Yukarıdaki her iki yöntem de deneysel sonuçlardan elde edilenler ile taşıma gücünden hesaplanan arasındaki farkın kapanmasına yardımcı olmuşlardır [13].

3.3 Yapım Teknolojisi ve Yöntemlerindeki İlerlemeler:

Geliştirilmiş yapım teknolojisi ve ekipmanlar belki de yüksek yapıların gelişmesine en önemli katkıyı yapmışlardır. Gelişmiş yapım teknikleri de yapı maliyetinin düşmesinde en önemli nedendir.

1950’lerin başında prefabikasyon uygulamasına bir örnek olmak üzere, yerde dökülmüş döşemeler kaldırılarak yerlerine konmaya başlandı. Bu döşemeler öngerilmeli-ard çekmeli olabiliyordu. Yalnızca kolonlarla birleşim yerleri özel olarak tasarlanıp yerinde dökülüyordu. 15 kata kadar olan yapılar bu şekilde inşa edilmişlerdir. Prefabrike elemanların kullanılması ile gerek kalite kontrolü, gerek iskele kalıp masraflarının azalması yanında, inşaat süresinin hızla kısalması sözkonusu olmuştur [13].

Betonarme kalıp teknolojisindeki gelişmeler özel kalıp sistemleri ile göze çarpar. Perde-kirişsiz döşeme sistemlerinde kullanılan tam ve yarım kalıp, betonarme perdeli çekirdek yapımında kullanılan kayar ve tırmanan kalıplar, standartlaştırılmış dişli ve kaset döşeme kalıpları, masa kalıplar vb. değişik yapı sistemlerinde ekonomi sağlamak için geliştirilmiştir. Cam lifli ve benzeri türde plastik kalıp kaplamaları ve kalıplar betonarme elemanların yüzeylerine arzu edilen şeklin ekonomik olarak

verilmesinde kullanılmaktadır. Perde duvarların inşaasında kayar kalıp kullanılması ile de inşaat hızı saatte 25-30 cm’ye çıkmıştır. Çelik ve ahşaptan yapılan betonarme kalıplarında, plastiğin gittikçe daha önemli rol oynayacağı anlaşılmaktadır [2].

3.4 Betonarme Yapıdaki Gelişmeler:

1930’lu yıllara kadar modern çok katlı binalarda taşıyıcı sistem olarak çelik kullanılmıştır. Bu yapılarda sadece kat döşemeleri ve temeller betonarme olarak inşa edilmiştir. Birinci Dünya Savaşı’ndan sonra çok katlı betonarme yapıların inşaatı yaygınlaşmıştır. Bu dönemde Amerika Birleşik Devletleri’nde 12-14 kata kadar inşa edilen betonarme apartmanların taşıyıcı sistemleri çelik yapılara benzetilerek, kolon, kiriş ve döşeme elemanlarından teşkil edilmiştir.

Betonarme yapılarda kirişsiz döşeme ve perdelerin ana taşıyıcı sistem olarak kullanılması, 1940’lı yılların başında Amerika Birleşik Devletleri’nde başlamıştır. Betonarme perdelerin yatay yüklere karşı yüksek dayanımı ve aynı zamanda bölme duvarı rolü oynamaları ve son olarak betonarmenin yangına karşı dayanımı kısa zamanda bu tür yapıların bütün dünyaya yayılmasını sağlamıştır. Burada betonarmenin dış etkenlere karşı dayanıklı olması da bir üstünlük olarak sayılabilir. Betonarme yapılar, yeni malzeme teknolojisi ve inşaat teknikleri uygulanması, büyük vinçlerin kullanılması sayesinde 1950’li yılların başında 20-22 kat yüksekliğine ulaşmıştır. AmerikaBirleşik Devletleri’nde 1958’de görülen 38 katlı binalar, 1962’de Newyork’ta yapılan 50 katlı Americana Hotel, yine aynı yıl Chicago’da tamamlanan 60 katlı Marina City apartmanları, betonarme yapılardaki büyük gelişmeleri gösteren örneklerdir. 1968 yılında Chicago’da inşaatı bitirilmiş olan 70 katlı Lake Point Tower apartmanında betonarme kirişsiz döşemeler ile perde duvarları en ekonomik tarzda kullanılmıştır. Betonarme tüp çerçeve sisteminin geliştirilmesi 70 kattan daha yüksek betonarme yapıların inşaatına olanak sağlamıştır. Buna örnek olarak Chicago’da 260 metre yüksekliğinde 77 katlı Water Tower Inn Building yapısını gösterebiliriz. Bu yapının yatay yüklere karşı dayanımı, iki uzun cephesi doğrultusundaki perde duvarlarla takviye edilmiş olan dış tüp-çerçeve sistemi ile sağlanmıştır.

Çok katlı betonarme yapılar son otuz yılda çok hızlı ve yeniliklerle dolu bir görünüm ortaya konmuştur. Betonarme elemanlar çelik yapı elemanları ile birlikte kullanılmış

ve çok etkin yeni yapı türleri geliştirilmiştir. Yeni yapı sistemlerinin gelişmesinde yüksek dayanımlı beton türlerinin pratik hale gelmesi, seri beton dökme teknikleri ve kalıplardaki mekanizasyon en önemli faktörlerdir. Böylece betonun sağladığı iyi kalıplanabilme, şekillendirilebilme, rijitlik ve kütlesellik avantajları daha etkin bir şekilde kullanılmıştır [13].

Çok katlı betonarme binaların yapısal sistemleri, kirişsiz döşemelerin kullanılması ile büyük bir aşama yapmıştır. Kirişsiz döşemelerin asma tavan gerekmeden düzgün görünüşü, kalıp ve donatı kolaylığı, kat yüksekliğinde sağladığı ekonomi gibi faydalı özellikleri vardır. Ayrıca bu tür elemanların inşaat hızı çok fazladır. Kolonlar yerine betonarme perde duvarların kullanılması, yatay ve düşey yüklerin çok ekonomik olarak temele aktarılmasını sağlamıştır. Kirişsiz döşeme ve perdelerin birarada kullanılması tünel kalıp teknolojisi sayesinde konut inşaatında büyük bir uygulama alanı bulmuştur. 1960’lı yıllarda Amerika Birleşik Devletleri’nde geliştirilen şaşırtmalı duvar-kiriş ve kaldırılan döşeme sistemleri, betonarme binalar için özel yaklaşımlar olarak tanımlanabilir.

Türkiye’de 1960’lı yıllarda yapılan betonarme binalarda (genellikle 1-6 katlı), betonarme karkas denen kolon-kiriş sistemi uygulanmıştır. Kat sayılarının 10’nun üzerine çıkması 1970’li yıllara rastlar. Bu yıllarda betonarme perdeler kullanılmaya başlanmıştır. Tünel kalıp teknolojisinin uygulanmaya başlanması ile, kirişsiz döşeme-perde sistemiyle 16 kata kadar konut yapıları inşa edilmiştir.

3.5 Ekonomideki Gelişmeler ve Prestij:

Modern yaşamın bilinen en belirleyici özelliği, herşeyin en büyüğüne ulaşmak şeklinde karşımıza çıkmaktadır. En yüksek binayı tasarlamak, inşa etmek, en yüksek tepeye tırmanmak, en uzun yolu kat etmek, en derine dalmak veya en büyük yapıda yaşamak gibi. Bu açıdan bakıldığında, teknolojik gelişmenin de yardımıyla, binalara gün geçtikçe yeni katların eklenmesi, çatıların gökyüzüne yaklaşması çok da şaşırtıcı gelmemektedir.

Belki bu, insanoğlunun gökyüzüne ulaşma arzusunun, tıpkı Everest’e tırmanmak gibi, bir başka şekilde hayata geçirilmesi olarak tanımlanabilir. Ancak, gökdelenler aynı zamanda ekonomik trendlerin de birer yansımasıdır. Ekonomik patlamanın yaşandığı yıllarda yüksek yapılı binalar artmakta, çöküşlerde ise projeler daha makul

boyutlara çekilmektedir. 1980’lerde yaşanan ekonomik patlama, dünyanın farklı bölgelerindeki kentlerin gökdelenlere yönelmesinde adeta bir katalizör olmuştur. 1990’larda yaşanan durgunluk ise, özellikle batıda pek çok tutkulu projenin kaldırılmasına yol açmıştır. Bunun yanı sıra, Asya’da yaşanan ekonomik büyüme sırasında yüksek bina yapımına talep, o güne kadar görülmemiş bir şekilde artmıştır [14].

20. yüzyıl boyunca “en uzun bina kimde?” yarışı, Newyork ile Chicago arasında sürüp gitmiştir. Ta ki, 1998’de, Malezya’da Petronas Tower inşa edilinceye kadar. Bu onura bir Pasific ülkesinin ulaşması, bu tür yüksek binaların yoğun olduğu merkezlerin coğrafi açıdan el değiştirdiğinin habercisi olmuştur. Diğer taraftan bu, Pasific ülkelerindeki ekonomik yükselişi de yansıtmaktadır.

Büyük yapı inşa etme tutkusu, Babil Kulesi’nden St. Paul Katedrali’ne kadar hep var olmuştur. Insanlar yüksek binalarıyla hep onur duymuşlardır. Petronas Kuleleri yapılmadan önce, kimse, dünyanın en büyük petrol üreticisi olan Petronas’ın adını duymamıştır. Sonuçta, yüksek binalar her zaman gurur ve prestij kaynağı olmuşlardır. Şu anda devam eden projeler göz önüne alındığında ise bu prestij yarışının hızla devam edeceği görülmektedir.

3.6 Sosyal ve Kültürel Nedenler:

20. yüzyılda hızlı kentleşme, şehirlerde nüfus yoğunluğunun artmasına yol açmıştır. Bu olgu, kentlerdeki sınırlı yerleşmelerin yanısıra, yapılarda yükselme ile, varolan kent alanlarının daha ekonomik kullanılması zorunluluğunu ortaya çıkarmıştır.

Toplumdaki sürekli değişmeler ve artan gereksinmeler, giderek yapıların işlevlerine de yansımış ve değişik yapı türleri ortaya çıkmıştır. Bina tipolojisi açısından, önceleri büro binalarında başlayan dikey gelişme, 1. ve 2. Dünya Savaşları sonrasında toplu konut düşüncesini ortaya çıkarmış, buda çok katlı yapıların gelişmesini hızlandırmıştır. Çağımızda yönetim yapılarının büyük önem kazanması ve şehir yapılarında egemen olma istemi de çok katlı yapıların gelişmesini sağlamıştır.