ÖNS ÖZ
Bu uzun sol ukl u çalışma boyunca beni yönlendirerek bu çalış manı n ort aya çı kması nda büyük e meği bul unan t ez danış manı m Sayı n Pr of. Dr. Ert an Özkan’a, Sayı n Hoca m Pr of. Dr. Yı l dı z Sey’e, bu süre i çi nde bana göst erdi kl eri sabır i çi n ail e me ve zor za manl arımda bana dest ek ol arak bu çalış manı n s ür mesinde e meği geçen can dostları m Işılay Ci van ve Mine Tezel, Si ne m Şı k’a, yi ne dostl ukl arı ve göst erdi kl eri fedakarlı kl ar nedeni yl e sevgili arkadaşl arı m Ül ger Bul ut, Vol kan Gür, ve Okyanus Er gür büz’e, konukseverli ği yl e Ecem Edi s’e, küt üphane görevlileri miz Saki ne Bozt epe, Sevil Özkan ve Sel ma Ci n’e bana göst erdi kl eri sabır ve yar dı mları içi n ve de e meği geçen her kese teşekkür ü bir borç biliri m.
Bu cil di eli ne al a maya çok az kal mışken sessi zce bu dünyadan göçüp gi den sevgili baba m, u marı m bunu biryerden gör üyorsundur, bu çalış mayı seni n hatırana adı yor um.
Ġ ÇĠ NDEKĠ LER
ÖNS ÖZ I
Ġ ÇĠ NDEKĠ LER II
TABLO LĠ STESĠ VI
ġEKĠ L LĠ STESĠ VII ġEKĠ L LĠ STESĠ AKI ġ DĠ YAGRAMI LĠSTESĠ I X
FOTOĞRAF LĠ STESĠ X
ÖZET XII
SUMMARY XV
1. GĠ RĠ ġ 1
2. TAġI YI CI SĠSTE M MALZE MESĠ OLARAK KULLANI LAN ÇELĠ K 4
2. 1. Çeli ği n Taşı yı cı Siste m Mal ze mesi Olarak Karakt eristi k Özelli kl eri 5
2. 1. 1. Çeli ği n Fi zi ksel Özelli kl eri 5
2. 1. 2. Çeli ği n Ki myasal Özelli kl eri 7
2. 1. 3. Çeli ği n Mekani k Özelli kl eri 8
2. 2. Çeli ği n Taşı yı cı Siste m Mal ze mesi Olarak Kull anı m Ol anakl arı 9
2. 2. 1. Yapısal Çeli ği n Avant ajları 10
2. 2. 1. 1. Mal ze meni n Doğası ndan Gel en Avant ajl ar 10
2. 2. 1. 2. Çeli ği n Uygul a maya Dönük Avant ajları 12
2. 2. 2. Yapısal Çeli ği n Dezavant ajları 13
2. 2. 2. 1. Taşı yı cı Sist e m Mal ze mesi Olarak Çeli ğin Doğası ndan
Kaynakl anan Dezavant ajl ar 13
2. 2. 2. 2. Çeli ği n Uygul a maya Dönük Dezavant ajları 15
2. 3. Çeli k Yapı Mi marisini Ol uşt uran Öğel er 16
2. 3. 1. Çeli k Mi marisi ni n Tanı mı 17
2. 3. 2. For ml ar 17
2. 3. 3. Bağl antılar 19
2. 3. 5. Çeli k Mi marisi ni n İşlevsel Avant ajları 22
2. 3. 6. Çeli k Mi marisi ni n Ekono mi k Avant ajları 24
2. 3. 7. Mi mari İfade Açı sından Sağl adı ğı Avant ajlar 25
3. YAPI LARDA DI ġ DUVAR OLUġ UMU 27
3. 1. Dış Duvarl arl a İl gili Tanı m ve Kavra ml ar 27
3. 2. ( Dış Duvarl arı n Sı nıflandırıl ması) 29
3. 2. 1. Taşı yı cı Dış Duvarlar 29
3. 2. 2. Taşı yı cı Ol mayan Dı ş Duvarl ar 29
3. 2. 2. 1. Taşı yı cı Çerçeve İçi ne Ot uran Taşıı ycı Olma yan Dış Duvarl ar 29 3. 2. 2. 2. Taşı yı cı Çerçeveye Asılan Taşı yı cı Ol mayan Dış Duvarl ar
( Gi ydir me Cepheler) 29
3. 3. Dış Duvarl arl a İli gli Tasarı m Verileri 30
3. 3. 1. Müşt eri ve Kull anıcı Gur upl arı yl a İl gili Veriler 30
3. 3. 2. Yerl eşi mle İl gili ve Çevresel Veriler 30
3. 3. 3. Ekono mi k, Yasal ve Teknol oji k Veril er 30
3. 4. Dış Duvarı n Tari hselGelişi mi 30
3. 4. 1. Endüstrileş me Öncesi Döne m 31
3. 4. 2. Endüstrileş me ve Sonrası Döne m 31
3. 4. 2. 1. Endüstril eş meni n Tanı mı ve Te mel İl kel eri 31
3. 4. 2. 2. Bi na Yapı mı nda Endüstrileş me 32
3. 4. 2. 3. Endüstrileş meni n Dış Duvar Ol uşu muna Et kisi 32
3. 4. 2. 4. Endüstrileş miş Dış Duvar Bil eşenl eri ni n Kull anıl ma Sebepl eri 35 3. 4. 2. 5. Endüstrileş miş Dış Duvar Bil eşenl eri ni n Ol u ms uz Yönl eri 35
3. 5. Yapı Dış Kabuğu Oluşu munu Et kileyen Çevresel Et menl er 36
3. 5. 1. Rüzgar ve Et ki Mekani z ması 37
3. 5. 1. 1. Rüzgar Bası ncı 37
3. 5. 1. 3. Mekani k Bası nç 38
3. 5. 1. 4. Hava Har eketi ni Engell e meni n Yoll arı 40
3. 5. 2. Su ve Et ki Mekaniz ması 40
3. 5. 2. 1. Suyun Yarattı ğı Zararlardan Kor un ma Yolları 42
3. 5. 3. Isı ve Et ki Mekaniz ması 45
3. 5. 3. 1. Taşı nı m ( Konveksi yon) 46
3. 5. 3. 2. İleti m ( Kondüksiyon) 46
3. 5. 3. 3. Işı nı m ( Radyasyon) 46
3. 5. 3. 4. Isı Kayı pl arı ndan Kor un ma Yoll arı 47
4. ÇELĠ K Ġ SKELETLĠ YAPI LARDA DI ġ DUVAR OLUġ UMU VE TAġI YI CI SĠ STE MLE DI ġ DUVARI N BÜTÜNLEġTĠ RĠ LME OLANAKLARI NI N
DEĞERLENDĠ RĠ LMESĠ 49
4. 1. Çeli k İskel etli Yapılar da Dış Duvarı n Tari hsel Gelişi mi 49
4. 2. Çeli k İskel etli Yapılar da Dış Duvarl arı n Özelli kl eri 60
4. 3. Çeli k İskel etli Yapılar da Kull anılabilecek Dış Duvar Türl eri 62
4. 3. 1. Kendi Ağı rlı ğı nı Taşı yan Dış Duvarl ar ( Panel Cephel er) 62
4. 3. 2. Taşı yı cı Ol mayan Dı ş Duvarl ar 63
4. 3. 2. 1. Taşı yı cı İskel et İçi ne Ot uran Taşı yı cı Ol mayan Dış Duvarl ar 63 4. 3. 2. 2. Taşı yı cı İskel et e Asıl an Taşı yı cı Ol mayan Dış Duvarl ar
( Gi ydir me Cepheler) 64
4. 4. Çeli k Taşı yı cı Sisteml e Dış Duvarı n Büt ünl eş mesi ni n Analizi nde
Kull anılabilecek Bir Yönte m 74
4. 4. 1. Büt ünl eştir me Kavra mı ve Yapı yı Ol uşt uran Altsiste mler 74 4. 4. 2. Taşı yı cı siste m ve Kabuk Sist e mi ni n Büt ünleştiril mesi nde Sözkonusu Et kil eşi m Türl eri 75
4. 4. 3. Çeli k Taşı yı cı Siste ml erle Dış Duvarl arı n Büt ünl eştiril mesi nde
Gör ül en Et kil eşi m Türl eri 76
4. 4. 3. 1. Bağl antılı Et kileşi m Tür ü 76
4. 4. 3. 2. Dokunan Et kileşim Tür ü 78
4. 4. 3. 3. Bir biri ne Geç mi ş Et kil eşi m Tür ü 79
4. 4. 4. Büt ünl eştir mede Et kili Olan Perfor mans Gerekl eri 80
4. 4. 5. Değerl endir me ve Kar ar Ver me Modeli ni n Kur ul ması 81
4. 4. 5. 1. Modeli n Mevcut Ör nekl eri n Anali zi ve Değerl endiril mesi nde Kull anı mı 82
4. 4. 5. 2. Modeli n Det ay Tasarı mında Tasarı mcı ya Yol Göst eren Bir Ar aç Ol arak Kull anı mı 82
4. 4. 6. Model de Kull anılan Tasarı m Kriterleri ni n Belirlenmesi 84
4. 4. 7. Çeli k Taşı yı cı Si ste ml er de Dış Duvarl arı n Büt ünl eştiril mesi nde Et kili Olan Et menl eri n Belirl en mesi 85
4. 4. 7. 1. Farklı Hareketl er 86
4. 4. 7. 2. Farklı Hareketl eri n Et kileri ni Karşıla mak Üzere Bağl antı El e manl arı nı n Detayl andırıl ması 98
4. 4. 7. 3. Uyu ms uz Mal zemel er 102
4. 4. 7. 4. Farklı Dayanı klılı kt aki Mal ze mel er 107
4. 4. 7. 5. Büt ünl eştir mede Et kili Di ğer Et menl er 108
5. SONUÇLAR 112
KAYNAKLAR 115
EKLER 117
TABLO LĠ STESĠ
Tabl o 2. 1. Çeli ği n fi ziksel özelli kl eri... 6 Tabl o 2. 2. Bazı yapı mal ze mel eri ni n genl eş me ve şekil deği ştir me özelli kl eri... …6 Tabl o 2. 3. Yapı sal çeli ği n kull anıl dı ğı yapı ti pleri ve t erci h nedenl eri... 26 Tabl o 3. 1. Yüksek dirençli yalıtı m mal ze mel eri sı nıfl andır ması... 47 Tabl o 4. 1. Taşı yı cı ve Dış Duvar Sist e ml eri ni n Tasarı m Kriterl eri... 85 Tabl o 4. 2. Mal ze mel eri n Isı Et ki si nde Sı nırl andırıl ma mı ş Har eket Miktarl arı.... 94 Tabl o 4. 3. Mal ze mel eri n Ne m Et ki si nde Sı nırlandırıl ma mı ş Har eket Mikt arl arı.. 96 Tabl o 4. 4. Te mas halindeki met all eri n bi met alik
ġEKĠ L LĠ STESĠ
ġekil 2. 1. Çeli ği n geril me- şekil deği ştir me di agra mı ………8 ġekil 2. 2. Yangı nı n katlar arası nda yayıl ması nı engell e mek içi n döşe me ve dış
duvar arası nda yangı n kesi ci uygul a ması ………1 4
ġekil 2. 3. Çeli k taşı yı cı ele manl arı n yangı na karşı korun ması ……….. ġekil 2. 4. Eğrisel for mda üretil miş çeli k el e manları n mi mari de kullanı mı………1 8 ġekil 2. 5. Çeli k yapılarda kullanı m esnekli ği ve deği şi kli kl ere uyu mu …………. 23 ġekil 3. 1. Yet erli bir hava bari yeri ni n ol ma ması dur umunda rüzgar bası ncı nı n
yarattı ğı et ki ……….. 39
ġekil 4. 1. Chi cago ti pi cephe ………5 4 ġekil 4. 2. Izgara siste mlerden gi ydir me cepehel ere kadar ki gelişi m evrel eri …….. 55 ġekil 4. 3. Yapı Federasyon Bi nası, Paris, 1949 ………5 6 ġekil 4. 4. Gaz İdaresi Bi nası’ndan cephe det ayı, Michi gan, 1961 ………5 7 ġekil 4. 5. Pan- Am Buil di ng, NY, 1963 ………. 57 ġekil 4. 6. Case St udy- 8 evi, Californi a, 1945 ……….. 59 ġekil 4. 7. Gazbet on dol gu duvar ………6 3 ġekil 4. 8. Çer çeveli hafif panell eri n kol on ve kirişleri n arası na uygul anması …….. 64 ġekil 4. 9. Çer çeveli hafif panell eri n kol onl arı n önüne, kirişleri n arası na
Uygul an ması………6 5
ġekil 4. 10. Prekast duvar panelleri ………6 5 ġekil 4. 11. Prekast bet on panelleri n ti pi k düzenl e mel eri ……….. 67 ġekil 4. 12. Bet on cephe panelleri ni n taşı yı cı siste me mont aj şekilleri …………. 67 ġekil 4. 13. Çubuk siste mler ……….. 68 ġekil 4. 14. Bant cephe ……….. 69
ġekil 4. 15. Izgara cephe ………6 9 ġekil 4. 16. Kat yüksekli ği ndeki panel cephe el e manl arı ……….. 70 ġekil 4. 17. Kat yüksekli ği ndeki kapla ma duvarl ar ………7 2 ġekil 4. 18. Kapl a ma cephel er ………7 2 ġekil 4. 19. AI A Sist e mi ne Göre Yapı Altsiste mleri ni n Büt ünl eştiril mesi nde
Gör ül en Et kileşi m Türl eri ………. 75
ġekil 4. 20. Cephe Kol onl arı nı n Dışarı da Ol duğu ‘ Bağl antılı’ Et kil eşi m Tür ü ….77 ġekil 4. 21. Cephe Kol onl arı nı n İçeride Ol duğu ‘ Bağl antılı’ Etkil eşi m Tür ü ……78 ġekil 4. 22. Cephe Kol onl arı nı n Dışarı da Ol duğu ‘ Dokunan’ Et kil eşi m Tür ü ….. 79 ġekil 4. 23. Cephe Kol onl arı nı n İçeride Ol duğu ‘ Dokunan’ Etkil eşi m Tür ü ……79. ġekil 4. 24. Cephe Kol onları nı n Duvar Aksı nda Yeral dı ğı ‘ Birbiri ne Geç mi ş’
Et kil eşi m Tür ü ………. 80
ġekil 4. 25. Duvar el e manl arı nda yük et kisi altı nda gör ül en defor masyonl ar ……88 ġekil 4. 26. Düşey deformasyonl arı n et kisi nde duvar
el e manl arı nda ol uşan hasarlar ……….. 88
ġekil 4. 27. Düşey taşı yı cı siste m el ema nl arı nda yat ay defor masyon ………8 9 ġekil 4. 28. Riji d çerçevel er ………. 90 ġekil 4. 29. Panel duvar ele manl arı nı n hareketleri karşılayacak şekil de
taşı yı cı siste me mont ajı………9 2
ġekil 4. 30. Ca m gi ydir me cephe panelleri ni n strükt ürel hareketlere
karşı kor un ması ………9 3
ġekil 4. 31. Çeli k yapılarda t aşı yı cı el e manl arla duvar el e manl arı nı n bağl antı
şekilleri ……….. 99
ġekil 4. 32. Duvar el e manl arı nı n kolonl ara bağl anması ………1 00 ġekil 4. 33. Gi ydir me cephe el e manl arı nı n kat döşe mel eri ne asıl ması …………. 100 ġekil 4. 34. Gi ydir me cephel erde çubuk bileşenl eri ni n döşe meye bağl anması ….101 ġekil 4. 35. Çubuk siste mleri n döşe meye mont ajı ………. 101 ġekil 4. 36. Duvar el e manl arı nı n cephe kirişleri ne mont aj yönte mleri …………. 102 ġekil 4. 37. Duvar panelleri ni n taşı yan kor ni yerleri n cephe kirişi ne
mont aj şekill eri ……….. 103
ġekil 4. 38. Pencere başlı ğı nda hereketi e mebil ecek det ayl andır ma ………. 104 ġekil 4. 39. Bağl antı ele manl arı nda bi met ali k kor ozyona karşı alı nan önl e m….. 105
AKI ġ DĠ YAGRAMI LĠSTESĠ
Akı Ģ Di yagra mı 4. 1. Modeli n Mevcut Ör nekl eri n Anali zi ve
Değerl endir mesi nde Kullanı mı ………. 83
Akı Ģ Di yagra mı 4. 2. Yeni Tasarı mda Et kileşim Tür ünün
‘ Önkabul’le Belirlenmesi……….. 83
Akı Ģ Di yagra mı 4. 3. Yeni Tasarı mda Et kileşim Tür ünün
FOTOĞRAF LĠ STESĠ
Fot oğraf 2. 1. Çeli k kabl ol arı n yarattı ğı for m zengi nli ği, Br ookl yn köpr üsü …….19 Fot oğraf 2. 2. Çeli k el e manl arı n bağl antı nokt al arı nı n karakt eristi k gör ünüşü …... 20 Fot oğraf 2. 3. Çeli k taşı yı cı siste mleri n met al büt ünl eyi ci el e manlarla uyu mu ….. 21 Fot oğraf 2. 4. Çeli ği n değişi k mal ze mel erle kullanı mını n yarattı ğı zengi nli k ……21 Fot oğraf 3. 1. Lever House bi nası ………... 34 Fot oğraf 3. 2. Fi ber gl as cephe panelli bir yapı ………3 4 Fot oğraf 4. 1. Tekne kor unağı bi nası, Sheer ness, 1858- 66 ……….. 50 Fot oğraf 4. 2. Cr yst al Pal ace, Londra, 1851 ………5 1 Fot oğraf 4. 3. Me ni er Çi kol at a Fabri kası, Noi si el-sur- Mar ne, 1869- 74 …………. 51 Fot oğraf 4. 4. Taco ma Buil di ng, Chi cago, 1887- 89 ………5 2 Fot oğraf 4. 5. Reli ance Buil di ng, Chi cago, 1894- 95 ……….. 53 Fot oğraf 4. 6. Carson Pirie Scott St ore, Chi cago, 1894- 95 ………. 53 Fot oğraf 4. 7. Wai nwri ght Buil di ng, St. Loui s, 1890- 91 ………. …54 Fot oğraf 4. 8. Case St udy- 8 evi, cephe det ayı ………5 9 Fot oğraf 4. 9. Reli ance Control El ektrik Bi nası, Swi ndon, 1967………6 0 Fot oğraf 4. 10. Po mpi dou Cent er, Paris, 1977 ………... 60 Fot oğraf 4. 11. Taş kapl a malı cephe paneli ………6 6 Fot oğraf 4. 12. Isı yalıtı mlı ağır cephe paneli ………6 6 Fot oğraf 4. 13. Isı yalıtı mlı ağır cephe paneli ………6 6 Fot oğraf 4. 14. Bi r panel cephe uygul a ması ……….. 71
Fot oğraf 4. 15. Sili kon cephe ve çubuk siste mi n ko mbi nasyonundan
ol uş muş bir prefabri ke cephe örneği ……….. 73
Fot oğraf 4. 16. Strükt ürel sili konl u panel siste m ör neği ………. 73 Fot oğraf 4. 17. Kol onl arı n Cepheni n Önünde Düzenl endi ği Bir Örnek …………. 77 Fot oğraf 4. 18. Yat ay kuvvetlere karşı direnç sağl a mak i çi n dış cepheyl e
taşı yı cı siste mi n büt ünl eştiril mesi,
John Hancock Cent er, Chi cago ……….. 90
Fot oğraf 4. 19. Çeli k taşı yı cı ele manl a duvar arası nda harçlı birleşi m…………. 106 Fot oğraf 4. 20. Taşı yı cı siste m el e manl arı nı n ısı köpr üsü ol uşt ur ması, görünüş.. 106 Fot oğraf 4. 21. Taşı yı cı siste m el e manl arı nı n ısı köpr üsü ol uşt ur ması, det ay ….. 106
ÇELĠ K YAPI LARDA TAġI YI CI SĠ STE MLE DI ġ DUVARLARI BÜTÜNLEġTĠ RME OLANAKLARI
ÖZET
Çeli k yapıl arı n t asarı m ve uygul a ması nda karşılaşılan en öne mli sor unlar dan biri, taşı yı cı sist e m el e manları nı n yapı yı ol uşt uran di ğer siste m ve ele manl arl a büt ünl eştiril mesi dir. Büt ünl eştir mede sözkonusu sor unl arı n çözü mü; kull anı cı konf or u, sağlı ğı ve güvenli ği açısı ndan öne m t aşırken, yapı nı n mi mari kalitesi nde de belirl eyi ci bir rol oynar.
Bu çalış mada, çeli k yapılarda t aşı yı cı sist e mle dı ş duvar sist e mleri ni n büt ünl eştir me ol anakl arı nı değerl endirme k üzere bir model kurul maya çalışıl mıştır.
İl k böl ümde, çeli k yapıları n gelişi mine paral el ol arak art an büt ünl eştir me sorunl arı nı n böyl e bir çalış mayı gerekli kıl dı ğı ifade edil miş ve t ez çalış ması nı n a macı, kapsa mı ve yönt emi t anı mlanmıştır.
Tezi n i ki nci böl ü münde, taşı yı cı si st e m mal ze mesi ol arak kull anıl an çeli ğin mal ze me özelli kl eri nden ve yapılar da kull anı m ol anakl arından bahsedil miştir. Çeli ği n di ğer taşı yı cı siste m mal ze mel eri ne göre günü müz t eknol ojisi yl e daha uyu ml u ve gel eceği daha parl ak bi r mal ze me ol ması na karşı n, kull anı m al anı nı n belirli yapı ti pl eri yl e sı nırlı kal mış ol ması nın nedeni, mal ze meni n mi mari pot ansi yeli ni n yet eri nce keşfedile me mesi ne dayandırıl mıştır. Bu nedenl e çeli k mi marisi ni ol uşt uran ögel er ayrı ntılı ol arak tanıtıl mıştır.
Üçüncü böl ümde, t ezi n kapsa mı nı ol uşt uran çeli k t aşı yı cı sist e mle dı ş duvar büt ünl eştir mesi nde t aşı yıcı sist e mden sonra i kinci öge ol an dı ş duvarlarla il gili kavra mlar ve t asarı m verileri ort aya kon muş, yapıl arda gör ül en dı ş duvar t ürleri genel ol arak sı nıflandırılmı ştır. Daha sonra dı ş duvarl arı n, endüstrileş miş dı ş duvar
bil eşenl eri ni n yaygı nl aşması na kadar süren t ari hsel gelişi mine ve endüstrileş me ol gusunun bu gelişi mdeki rol üne deği nil miştir.
Genel ol arak dı ş duvarl ardan bekl enen üç i şl ev; kor uyucul uk, mekan sı nırlayı cılı k ve taşı yı cılı ktır. Bu i şl evl erden en öne mlisi ol an kor uyucul uk nit eli kl eri ni belirleyen ‘ Çevresel Et menl er’den i kli msel et menl er ol an rüzgar, su ve ı sı üzeri nde ayrı ntılı ol arak dur ul muşt ur. Bu et menl eri n, dı ş duvarl ara et ki mekani z mal arı ort aya kon muş, bu et kiler altı nda karşılaşılabilecek sor unl ar ve bunl arı n yarat abileceği hasarl ardan kor un ma yolları tartışıl mıştır.
Dör düncü böl ümde, t aşı yı cı sist e m el e manl arı yl a dı ş duvarl arı büt ünl eştir me ol anakl arı nı analiz edebil mek i çi n önceli kl e çeli k i skel etli yapıl arda dı ş duvar ol uşumu i ncel enmiştir. Bu kapsa mdaki dı ş duvarları n t ari hsel gelişi minden başl ayan bu i ncel e me, çeli k yapıl arda dı ş duvarl arı n t aşı ması bekl enen karakt eristi k özelli kl eri n ort aya kon ması ve ol ası dı ş duvar seçenekl eri ni n sı nıflandırıl ması yol unu izl e mekt edir.
Çalış manı n hedefi ni ol uşt uran büt ünl eştir me ol anakl arı nı n değerl endiril mesi modeli ni n t eori k kur gusu, AI A t arafı ndan 1986 yılı nda ort aya konan ‘ Al tsist e ml eri n Büt ünl eştiril mesi’ kavramı çevresi nde ol uşt urulmuşt ur. Bu sist e mati ğe göre yapı yı ol uşt uran dört altsiste m ol duğu belirtil miştir:
1. Strükt ürel altsist e m
2. Ka buk altsist e mi
3. Me kani k-el ektri ksel altsist e m 4. İç ögel er altsist e mi
Bu altsiste mleri n biraraya gelişi nde beş farklı et kileşi m t ürü mevcutt ur:
Ayrı
Dokunan
Bağl antılı Bi r biri ne geç miş Bi rl eş miş
Çeli k t aşı yı cı siste mlerle dış duvar el e manl arı nı n büt ünl eştiril mesi nde i se bu et kileşi m t ürl eri nden dokunan, bağl antılı ve birbiri ne geç miş et kileşi m t ürl eri ni n gözl e mlendi ği ve bunl arı n, cephe kol onl arı nı n dış duvara göre konu muyl a ilişkili ol arak beş farklı şekil de karşı mıza çı ktı ğı belirtilmi ştir:
1. Cephe Kol onl arı nı n Dışarı da Ol duğu ‘ Bağl antılı’ Et kileşi m Tür ü 2. Cephe Kol onl arı nı n İçeri de Ol duğu ‘ Bağl antılı’ Et kileşi m Tür ü 3. Cephe Kol onl arı nı n Dışarı da Ol duğu ‘ Dokunan’ Et kileşi m Tür ü 4. Cephe Kol onl arı nı n İçeri de Ol duğu ‘ Dokunan’ Et kil eşi m Tür ü 5. Bir biri ne Geç mi ş Et kil eşi m Tür ü
Değerl endir me modeli nde, bu beş alt ernatif çerçevesi nde büt ünl eştir me ol anakl arı nı n i ncel enmesi öngör ül müştür. Kur ul an modeli n hem yeni t asarı mlarda t asarı mcı ya yol göst eren bir araç ol arak he m de mevcut bütünl eştir me ör nekl eri ni n anali zi ve değerl endir mesi nde kull anı mı a maçl anmış ve bunlar her i ki a maca hi z met eden akı ş çi zgel eri yar dı mı yl a açıkl anmıştır. Büt ünl eştir me alt ernatifleri ni n bu i ki a maca da hi z met edebil mesi i çi n önceli kl e, karar ver mede et kili ol an et menl er ve t asarı m kriterleri, büt ünl eştir mede et kili perfor mans kriterleri yar dı mıyl a belirlenmi ş ve bunl arı n değerl endiril mesi nden karar kriterleri ne ul aşıl mıştır.
Sonuçl ar böl ümünde i se, büt ünl eştir mede öne ml i et menl er ve kriterler tabl ol arda belirtil miş ve bu kriterleri n et kileşi m t ürl eri üzeri ndeki öne mlili k derecel eri ‘az öne mli’, ‘ öne mli’ ve ‘çok öne mli’ şekli nde üç düzeyde el e alı nmıştır. Kurul an anali z modeli ni n çeli k yapılarda t aşı yı cı sist e m el e manl arı yl a dı ş duvarl arı n büt ünl eştir mesi nde uygulanabilirli ği tartışıl mıştır.
OSSI BI LI TI ES OF I NTEGRATI NG STEEL STRUCTURES WI TH THE EXTERI OR WALL
SUMMARY
One of t he most i mport ant pr obl e ms i n desi gn and constructi on of st eel struct ures i s i nt egrati on of struct ural s yst e m co mponent s wi t h ot her buil di ng s ub-syst e ms and co mponent s. Over co mi ng t hi s i nt egrati on pr obl e m i s an i mport ant i ssue f or user co mf ort, healt h and safety, and also det er mi nes buil di ng’s archit ect ural qualit y. In t he st udy, it is ai med t o f or m a model f or evaluati ng ‘struct ural syst e m - ext eri or wall syst e m’ ı nt egrati on possi bilities i n steel struct ures.
In t he first part of t he di ssert ati on t hesi s, the i nt egrati on pr obl e m, whi ch i s aggr avati ng parall el wit h devel op ment s i n st eel struct ure t echnol ogy, was expl ai ned. Mor eover, t he obj ecti ve, scope and met hod of t he st udy wer e gi ven.
In t he second part, mat eri al charact eristi cs of struct ural st eel and it s appli cati on i n buil di ngs wer e expl ai ned. Alt hough st eel i s more co mpati bl e t han ot her str uct ural syst e m mat eri als wit h present constructi on t echnol ogi es, its appli cati on i s li mit ed wi t h s o me s peci al buil ding t ypes. The r eason f or t hi s mi ght be t he una war eness i n archit ect ural pot enti al of t he mat eri al. Theref ore, el e ment s of st eel archit ect ur e wer e consi dered i n det ail.
In t he t hird part, t he second constit uent of t he i nvesti gat ed i nt egrati on pr obl e m; ext eri or wall syst e m was consi dered. Mai n defi niti ons and desi gn dat a r elat ed wi t h ext eri or wall s wer e gi ven, and ext eri or wall t ypes wer e cl assifi ed. Mor eover, devel op ment s i n ext eri or wall syst e ms and r ol e of i ndustri alisati on upon t hese devel op ment s wer e expl ai ned.
Ext eri or walls are generall y expect ed t o ser ve t hree f uncti ons as; pr ot ecting, s pace for mi ng and s upporti ng, and t he most i mportant of t hese i s pr ot ecting. Whi l e anal ysi ng pr ot ecti on, wi nd, wat er and t her mal conditi ons wer e i nvesti gat ed i n det ail, as t he mai n cli mati c f act ors affecti ng pr ot ecti on. Mor eover, f orce mechani s ms of t hese f act ors on ext eri or wall s wer e gi ven, pr obl ems encount ered due t o t hese f act ors and da mage preventi ve met hods wer e di scussed.
In t he f ourt h part, ext erior wall alt er nati ves i n streel struct ures wer e i nvesti gat ed i n or der t o anal yse i nt egrati on bet ween str uct ural and ext eri or wall syst ems. I n t hi s cont ext, devel op ment of ext eri or wall syst ems i n st eel struct ures, required charact eristi cs of ext eri or walls i n st eel struct ures and cl assifi cati on of wa ll syst e ms wer e gi ven.
The model f or med t o eval uat e i nt egrati on alt ernati ves was set upon t he ‘Int egrati on of Ssyst e ms’ st udy of AI A, done i n 1986. I n t he st udy of AI A, f our buil di ng s ub-syst e ms wer e defi ned. These are;
Struct ural Envel ope Me chani cal Interi or
sub-syst e ms. Mor eover, fi ve different l evel s of i ntegrati on wer e defi ned as;
Re mot e Touchi ng Connect ed Mes hed Unified
In t he i nt egrati on of st eel struct ures wit h ext eri or wall s, t hree l evel s of i ntegrati on; t ouchi ng, connect ed and mes hed wer e obser ved t o be mostl y used, and fi ve different i nt egrati on t ypes were appeared accor di ng t o t he l ocati on of st eel façade col umns i n respect t o ext eri or walls as;
‘ Connect ed’ t ype wit h façade col umns on i nner side ‘ Touchi ng’ t ype wit h façade col umns on out er si de ‘ Touchi ng’ t ype wit h façade col umns on i nner si de ‘ Meshed’ t ype
In t he eval uati on model, i nt egrati on alt er nati ves wi t hi n t he fra me wor k of t hese fi ve t ypes was s upposed t o be i nvesti gat ed. The model was ai med t o be used bot h as a gui de i n desi gni ng and as a t ool f or anal ysi ng and eval uati ng exi sti ng i nt egr ati on exa mpl es, and t he pr ocesses wer e expl ai ned by flo w chart s. I n or der t o serve i n bot h wa ys, desi gn crit eri a and f act ors affecti ng deci si on maki ng wer e det er mi ned i niti all y, by t he ai d of perf or mance crit eri a r el at ed wi t h i nt egrati on. Then, deci sion crit eri a wer e det er mi ned by evaluati ng t hese.
In t he concl usi on part, Fact ors and crit eri a affecti ng i nt egrati on wer e s hown on t he tabl es and t he i mport ance of t hese criteria on i ntegrati on t ypes were ranked as ‘l ess i mport ant’, ‘i mport ant’ and ‘ ver y i mport ant’. The appli cabilit y of t he model on t he i nt egrati on of struct ural and ext eri or wall syst e ms i n st eel struct ures was di scussed.
1. Gİ Rİ Ş
Endüstri yel devri m, hayatı n her al anı na getirdi ği yenili kl eri n yanı nda i nşaat teknol ojisi nde de kökl ü değişi kli kl ere yol aç mıştır. Ür eti m artışı na paral el olarak yeni mal ze me ve t ekni kl eri n ortaya çı kışı, eski yapı m t ekni kl eri ni n t erkedilerek yeni ifade bi çi mleri ni n aran ması na neden ol muşt ur. Bu değişi kli kl eri n en öne mli basa mağı ‘iskel et siste mleri n’ ortaya çı kışı dır.
İskel et siste mleri n öncüsü ol arak kabul edil en çeli k i skel et sist e mler, çeli ği n üreti m ve şekillendir me t eknol ojisi ndeki geliş mel ere paral el ol arak gelişi mini sürdür müş ve 20. yy’ı n başl arı nda özelli kl e endüstrileş miş ül kel erde yaygı n ol arak kul lanılan bir yapı m si st e mi hali ne gel miştir. Yüzyıl başı nda bet onar me i skel et sist e ml eri n kull anıl maya başl anmasıyl a birli kt e çeli k i skel et siste mler, özelli kl e yüksek yapıl ar ve büyük açı klı klı yapıları n i nşası nda mal ze meni n sağl adı ğı avant ajlar sayesi nde il k terci h ol mayı sür dür müşt ür. Ancak t eknol oji t e meli ne dayanan bu yapı m sist e mi ni n mi mari pot ansi yeli; gel eneksel yapı m t eknikl eri ne alışkı n ol an mi mar ve mühendi sl eri n mal ze meyle il gili bil gi biri ki mleri ni n ve t ecrübel eri ni n yet ersi z ol ması nedeni yl e yet eri nce kavrana ma mı ştır.
Çeli k t aşı yı cı sist e mler mal ze meni n gerçek kull anılış ol anakl arı gözönünde t ut ul arak tasarlanır ve uygul anırsa, yapı nı n mi marisi nde, di ğer t aşı yı cı sist e mlere göre daha belirleyi ci bir r ol oynar. Bu kapsa mda mi mara düşen görevl er mekanı tasarl arken mal ze meni n bi çi m yelpazesi ni zengi nl eştir meni n yanı sıra, yapı el ema nl erı nı n or gani zasyonu yol uyl a çeli ği n mi mari pot ansi yeli ni yapı nı n genel karakt eri ne yansıt maktır. Bugüne kadar ki çeli k mi marisi ni n en i yi ör nekl eri, mi marl arını n çeli ği n özelli kl eri nden haber dar ol mal arı ve mal zeme özelli kl eri yl e i nsani verileri büt ünl eştirebil me kabili yetleri ni n ürünüdür.
Çeli k yapı nı n t asarı m ve yapı mı nda karşılaşılan en öne mli sor unl ardan biri, t aşı yı cı siste m el e manl arı n yapı yı ol uşt uran di ğer siste m ve el e manl arla büt ünl eştiril mesi dir. Bunun en öne mli sebepl eri, çeli k el e manl arı n i mal atı ndaki abartılı st andartlaştır manı n, mi marı kısıtlı pr ofil ve gi ydir me el e manl arı yla t asarı ma zorl a ması ve bazı duru ml ar da da mi marı n devre dı şı bırakıl ması yla ol uşan det ayl andır ma pr obl e mleri dir. Bu pr obl e mler özelli kl e, çeli k i skel et sist e ml er de taşı yı cılı k f onksi yonunu yitiren ve yal nı zca kor uyucul uk ve böl ücülük i şl evi ni üstlenen dı ş duvarl arı n t aşı yı cı siste m ele manl arı yl a büt ünl eştiril mesi nde yaşan makt adır. Büt ünl eştir me pr obl e mleri ni n çözü mü; yapı nı n i şl evsel ve mi mari kalitesi ni belirle meni n yanı nda, kull anı cı konfor unun sağl anması açısı ndan da önceli kli konul ardan biridir.
Taşı yı cı siste m el e manl arı yl a büt ünl eyi ci ele manl arı n bağdaştırıl ması sor unu ül ke mi zde de t e mel sor unl ardan biri ol arak öne çı kar. Bunun nedeni, bugüne kadar çeli ği n t aşı yı cı siste m mal ze mesi ol arak- endüstri yel ve büyük açı klı klı yapıl arı n çatıları başt a ol mak üzere- az sayı da yapı t ür ünde kull anı mı nedeni yl e, profil ve yan sanayi üreti mini n, bu sınırlı al anı n i hti yacı nı karşıla maya dönük hi zmet veri yor ol ması dır. Çeli k mi marisi ol arak değerl endirebileceği miz, i nsani fakt örleri n t ekni k gereklili kl erden önde geldi ği mi mari ür ünl eri n de ( konut, okul, hast ane, çok i şl evli yapıl ar vs.) veril meye başl anması yl a, bu al anda yapı yı büt ünüyl e ol uşturabil ecek yet erlili kt e mal ze me, bilgi biri ki mi ve t eknol oji eksi kli ği hi ssedil meye başl anmıştır. Bu sı kı ntı nı n gi deril mesi ancak el deki i mkanl arla i hti yaçl arı n doğru şekil de bul uşt urul abil mesi yl e mümkündür.
Depre ml eri n ar dı ndan karşılaşılan t al ep patlaması, yeni yapı m t eknol ojileri ni n bunl arı ort aya çı karan koşull ar yet eri nce değerlendiril meden ve bunl arın Tür ki ye koşulları na adapt asyonu üzeri nde her hangi bir çalış ma yap ma gereği duyul madan uygul a maya başl anmasına neden ol muşt ur. Yet erli bil gi ve t ecrübe biri ki mi ol uşt urul madan yaşanacak böyl e bir süreç, kı sa vadede sekt örün geliş mesini sağl asa da uzun vadede yapılan yanlış uygul a mal arı n sonuçl arı alı ndı kça, mesl ek ada ml arı nı n ve pot ansi yel kull anı cıları n daha önce öne sür dükl eri çekincel eri nde haklı ol dukl arı yanılsaması nı yarat acak ve sağlı klı bir gelişi mi engelleyecektir Benzer bir t ecr übe bet onar me pr efabri ke si ste ml eri n Tür ki ye’ de kul l anıl maya başl andı ğı il k za manl arda da yaşan mıştır. Oysaki Tür ki ye’ni n, dünyada zat en
kull anılan ve bili nen bi r t eknol oji ol an çeli k konstrüksi yonu yeni den keşfedecek za manı ve ekono mi k gücü mevcut değil dir. Bu al anda deneyi mli ül kel eri n yaşadı ğı tecrübel erden yararlanılarak ve bunl ardan alı nacak dersl er ül ke mi zi n şartları na adapt e edil erek; dene me yanıl ma yol uyl a harcanacak süre ve kaynağı n daha veri mli kull anıl ması sözkonusu olabilecektir.
Bu çalış manı n a macı, çeli k yapıl arda t aşı yıcı siste mle dı ş duvarı büt ünl e me ol anakl arı nı analiz et mek ve değerl endir mektir.
Çalış ma genel ol arak, çeli k t aşı yı cı site mli yapıları di ğer t aşı yı cı sist e ml er den ayırdeden özelli kl eri n, çeli k yapı mi marisi ni ol uşturan ögel eri n ve çeli k yapıl arda dı ş duvar ol uşumunu et kileyen et menl eri n ort aya konul ması nı; özel ol araksa, çeli k iskel etli yapıl arda t aşı yı cı siste m el e manl arı yl a dı ş duvar el ema nl arı nı n büt ünl eştiril mesi nde karşılaşılabilecek pr obl eml eri n ve çözü m ol anakl arı nı n belirl en mesi ni i çeren bir araştır mayı kapsayacaktır.
Çalış mada kull anılan yönt e m, özelli kl e çeli k yapı t eknol ojisi konusunda t ecr übeli ül kel erce yayı nl anmış literat ürde t eori k al anda t ara ma yapıl ması, kull anılma kt a ol an siste mler ve çeli k yapılar da dı ş duvar ol uşumunu et kileyen et menl erle il gili bil gi edi nil mesi, büt ünl eştir mede öne m kazanan et menl eri n belirlenmesi ve bu et menl ere bağlı ol arak çeli k siste mle dı ş duvar ele manl arı nı n büt ünl eştiril mesi ni n değerl endiril mesi şekli ndedir.
2. TAŞI YI CI SİSTE M MALZE MESİ OLARAK KULLANI LAN ÇELİ K
Bi r yapı mal ze mesi ni doğr u yer de ve doğru şekil de kull anabil mek i çi n, o mal ze meni n karakt eristi k özelli kl eri çok i yi bili nmeli dir. Taşı yı cı sist e m mal ze mesi ni n seçi mi i se sanıl dı ğı gi bi sadece bir uygul a ma kriteri ol mayı p, yapı nı n büt ününü il gilendiren bir “te mel kriter”dir.
Çeli k mal ze me, özelli kl eri ni n benzerli ği nedeni yl e, genelli kle ahşapl a karşılaştırıl makl a birli kt e, her t aşı yı cı siste m mal ze mesi ni n kendi doğası ndan gel en bir mi mari ifadesi vardır. Günü müzde kull anıl an üç t e mel st aşı yıcı si st e m mal ze mesi ni n yarattı ğı etki yi birer cüml eyl e özetle mek gerekirse:
Ahşap, organi k bir mal zeme ol uşu nedeni yl e daha sı cak ve i nsani ol arak al gılanır. Bet on- bet onar me, kalı ba dökül erek şekillendirilebil mesi nedeni yl e pl asti k ve
kütl esel bir et ki yaratır.
Çeli k i se i nce hafif el ema nl ardan ol uş ması nedeni yl e di na mi k hareket et kisi bırakan bir mal ze medir.
Bu strükt ür mal ze mel erinden daha yaygı n kull anı ma sahi p ol an ve aynı za manl ar da ort aya çı kan “bet onarme ve çeli k arası nda bir kı yasl a maya gi dil di ği nde, bet onar meni n hi ç zorl anma dan mi mari ni n her örneği nde yer al dı ğı nı, ancak çeli ği n belirli yapı ti pl eri ni n sınırları i çi nde kal dı ğı nı gör mekt eyi z” [ Cor nuej ols, 1990]. Çeli ği n bugünkü t eknoloji yl e daha uyu ml u ve gel eceği daha parl ak bir mal ze me ol ması na rağ men kull anımı nı n sı nırlı ol uşunu, özelli kl e mi marl arı n ve t opl umun bu moder n mal ze meye bakışı ndaki çeki ngenli kle açı kl a mak mü mkündür. Bu çeki ngenli ği n nedenl eri, mi marl arı n t aşı yı cı sist e m mal ze mesi seçi minde s ahi p ol dukl arı alışkanlı kl ara bağlılı kl arı nda ve çeli k t aşı yı cı siste mli yapıları n det ay tasarı mları nda yet eri nce eğiti mli ve t ecrübeli olma yı şl arı nda yat makt adır. Başarılı çeli k mi marisi ör nekl erini n ort aya çı kması; “t asarı m et ütleri ni n en başı ndan iti bar en
mi mari ve t ekni k araştırmal arı n büt ünl eş mesi, başka bir deyi şl e, yet enekli mi marl a mühendi si n müke mmel bir iletişi miyl e mü mkün olabilir” [ Cor nuej ols, 1990].
Bu bağl a mda, mi marı n çeli k mi marisi nden ne anladı ğı da öne mli dir. Çeliği n est eti k açı dan sunduğu i mkanları n keşfi yol unda kat edil ecek yol un il k adı mı ol arak tasarı mda anaht ar bir rol üstlenen mi mar, mal ze mel eri n ol anakl arı nı anl adı ğı ve tasarı mda karşılaşılabilecek ol ası pr obl e mleri önceden t ah mi n edebil diği oranda, tasarı m gücünü yapı ya kalite ol arak yansıtabilecektir. Bu bakı mdan çeli ğin mi mari içi n öne m t aşı yan ve onu di ğer mal ze mel erden ayırt eden karakt eristi k özelli kl eri ni ort aya koy makt a fayda var dır.
2. 1. Çeli ği n Taşı yı cı Si ste m Mal ze mesi Ol arak Karakt eri sti k Özelli kl eri
Taşı yı cı siste mler i çi n kull anılan çeli k mal ze me, “yapı çeli ği ” veya “yapısal çeli k” ol arak i si mlendirilir. Yapı sal çeli k, er gitil miş demi r cevheri ne % 0. 2 - 1 oranı nda kar bonun ve di ğer bazı kat kı mal ze mel eri ni n katılması yl a ol uşan, dayanı m/ yoğunl uk oranı yüksek, kol ay i şl enebilen bir bil eşi ktir. Yapısal çeli ği, mal ze me kalitesi ne göre nor mal yapı çeli ği ve yüksek dayanı mlı yapı çeliği ol arak i ki ye ayırabiliriz. Nor mal yapı çeli ği ak ma sı nırı 2400 kg/ c m2
ol an ve „ St 37‟ ol arak anıl an çeli kl er dir. Yüksek dayanı mlı çeli kl er ak ma sı nırı 3000 kg/ c m2
ve daha yukarı ol an çeli kl er dir ve „ St 50‟ (3000 kg/ c m2) ile „ St 52‟ (3600 kg/ c m2) bu kalit ededir.
Çeli ği n mal ze me özellikl eri ni fi zi ksel, ki myasal ve mekani k özelli kl er başlı kl arı altı nda i ncel e mek mümkündür. Fi zi ksel ve ki myasal özelli kl er belli dir ve mal ze meni n t asarı mda kull anılı p kull anıl mayacağı nı belirler. Ancak mekani k özelli kl er, ki myasal bileşi mine ve üreti m şekli ne bağlı ol arak mal ze meni n kull anıl ması istenen a maç doğr ult usunda belirlenebilir.
2. 1. 1. Çeli ği n Fi zi ksel Özelli kl eri
Taşı yı cı siste m mal ze mesi ol arak kull anılan çeli k t ürleri, genelli kl e aynı fi zi ksel özelli kl ere sahi ptir. Bu özelli kl er tabl o 2. 1‟ de gösteril miştir.
Tabl o 2. 1: Çeli ği n fizi ksel özelli kl eri Fi zi ksel Özelli kl er
Yoğunl uk =7. 85 gr/ c m3
Isıl genl eş me katsayısı (k) = 12 x 10- 6/C
El astisite modül ü E = 2. 1 x106 kg/ c m2
Çeli k, t aşı dı ğı yükün, yoğunl uğuna oranı na göre en avant ajlı t aşı yıcı sist e m mal ze mesi dir. Bu özelliği nedeni yl e t aşı yı cı el ema nl arı n kesitleri daha küçükt ür ve daha az yer kapl arl ar.
Çeli ği n ı sısal genl eş meyl e şekil deği ştir me oranı, ahşap mal ze meye oranl a daha yüksek ol makl a birli kt e, bet onl a yakı n düzeydedir. Ancak, ne m et kisi yl e şekil deği ştir meye bakıl dı ğı nda ahşap ve bet onun yüksek def or masyonuna karşılı k çeli kt e bu değer sıfırdır. Bu değerler Tabl o 2. 2‟de veril miştir.
Tabl o 2. 2: Bazı yapı malze mel eri ni n genl eş me ve şekil değiştir me özelli kl eri [ Addl eson, 1991]
Bu üç mal ze me, el astisite modüll eri açısı ndan karşılaştırıl dı kl arı nda çeliği n bet ona oranl a yakl aşı k 7- 8 kat daha sünek bir mal ze me ol duğu gör ül mekt edir. Bu özelli ği çeli ği n depre m ve r üzgar gi bi peri yodi k yükl er altı nda şekil deği ştirebil me kapasitesi ni n yüksek ol uşu nedeni yl e en dayanı klı mal ze me ol duğunu göst er mekt edir.
2. 1. 2. Çeli ği n Ki myasal Özelli kl eri
Ki myasal özelli kl eri ne gör e çeli k t ürl eri ne dört gur upt a t opl a mak mü mkündür. Bunl ar; kar bon çeli ği, özel al aşı mlı çeli kl er, yüksek dayanı mlı çeli kl er ve pasl an maz çeli kl erdir [ Ber kti n, 1994] (S: 54).
Çeli k, de mir cevheri ne % 0. 1 il e % 1 oranı nda kar bon katıl ması yl a üretilir. Çeli ği n bünyesi ndeki kar bon mi kt arı arttı kça, çeli k daha kırıl ganl aşır. Kol ayca i şlenebil mesi içi n çeli kt eki kar bon mi kt arı % 1. 7‟ yi aş mamalı dır. Ayrı ca, de mir cevheri ni n bünyesi nde bul unan ve çeli ği n yüksek sı caklı kt a kırıl ması na neden ol an fosf or ( P) ve kükürt ( S) gi bi el e mentleri n oranı % 0. 1‟i aş mayacak şekil de bünyeden uzakl aştırıl malı dır .
Çeli ği n yüksek sı caklı kta daha kol ay i şl enebilmesi ve kar bon çeli ğini n sahi p ol madı ğı bazı özelli kl eri çeli ğe kazandı arbil mek içi n kr om ( Cr), magnezyu m ( Mg), ni kel ( Ni), volfra m ( W), vanadi yu m ( V) gi bi madenl eri n katıl ması yl a özel ti p al aşı m çeli kl er üretil mekt edir. Bu el e mentl eri n sağl adı ğı özelli kl er şöyl e özetlenebilir:
Vanadyu m: Dayanı mı ve sertli ği artırır
Ma gnezyu m, moli bden ve kr o m: Su veril er ek sertl eş mesi güç ol an büyük kesitleri daha ünifor m sertleştirebil mek içi n karışıma katılırlar.
Al ü mi nyu m, bakır, kr om ve çi nko: Kor ozyon direnci ni artır maya yardı mcı ol urlar; gal vani zl e me işlemi ol arak da bili nir.
Ni kel: Yakl aşı k % 36 oranı nda ni kel i çeren çeli k t ürl eri ısıl hareketi daha düşük düzeyde t ut mak içi n üretilebilirler.
Düşük al aşı mlı çeli kl er bünyel eri nde 10 t ane farklı el e ment barı ndırabilirler ve bunl ar kar bon çeli ği ne oranl a % 40 daha yüksek dayanı ma sahi p ol up, kor ozyona karşı da daha dirençli dirler. Yüksek dayanı mları nedeni yl e ağırlı ğı azalt mak i çi n daha küçük kesitlerde kullanılabilirler.
Bu ti p çeli kl eri n kor ozyona karşı direnci daha fazl a pasl anmayı önl eyi ci kor uyucu oksit t abakası yl a sağl anır. Ancak, bu ti p çeli keri n deni z suyuyl a direkt te mast an kor un ması gerekli dir.
Pasl anmaz çali k, oksit ol uşt ur maya yet ecek mi kt arda (%11. 5) kr o m ilavesi yl e üretilir. Pasl anmaz çeli kl eri n ı sı ilet kenlikl eri düşükt ür ancak, sı caklı k
deği şi mleri nde genl eş mesi nor mal çeli kl ere oranl a daha yüksektir. Pasl an maz çeli ği n dayanı mı nı artırma k ve i şl enebilirli ği ni kol ayl aştır mak i çi n al aşıma başka el e mentl er de katılabil mekt edir.
2. 1. 3. Çeli ği n Mekani k Özelli kl eri
Şekil 2. 1‟de göst erilen geril me-şekil deği ştir me di agra mı, mal ze meni n mekani k özelli kl eri yl e il gili öne mli bil giler ver mekt edir.
Şekil 2. 1: Çeli ği n geril me-şekil değiştir me di agramı [ Bl anc ve di ğ., 1992] Bur ada yapı sal çeli k i çi n öne mli ol an i ki kavra m, ak ma dayanı mı ve kop ma dayanı mı dır.
(1) nu maralı böl gede elasti k li mit ol an A nokt ası na kadar şekil deği ştirme ni n () ol dukça düşük ve geril meyl e doğr u orantılı ol arak arttı ğı gör ül mekt edir. Geril meni n şekil deği ştir meye oranı ( /) el astisite modül ünü ver mekt edir ve bu değer sabittir. A nokt ası na kadar gerçekl eşen şekil deği ştir me el asti ktir; yani kuvvet ort adan kal ktı ğı nda deneyde kullanılan çeli k başl angı çt aki boyuna döner.
Geril me, el asti k li miti n üst üne çı kacak şekil de artırılırsa, mal ze meni n davranı şı nda deği şi kli k gör ül meye başlanır. A nokt ası ndan sonraki kı sı mda, el asti k geril meye ek ol arak pl asti k ( kalı cı) def or masyon ol uş maya başl ar. D nokt ası na karşılı k gel en nokt adan iti baren, gerilme de artış ol ma ması na rağ men pl asti k def or masyonda artış gör ül ür. Bu nokt a çeli ği n “akma dayanı mı”nı ifade eder.
Yük artışı nı n deva m et mesi yl e birli kt e pl asti k defor masyon da art arak deva m eder. Eğer yükl e me düzenli olarak kal dırılı p t ekrar konursa, ak ma sı nırı nı n geril me artışı ol madan daha yukarı ya çekilebil di ği gör ül müşt ür [ Hart ve di ğerleri, 1985] (S. 399). E nokt ası na ul aşıl dı ğı nda, geril me azal maya başl ar ; F nokt ası ndaki kop ma geril mesi, E nokt ası ndaki çekme geril mesi nden daha düşük ol makt adır.
F nokt ası nda öl çül en şekil değiştir me oranı genelde büyük or anl arda ol makt a ve % 20‟ yi geçebil mekt edir. Bu değer, “uza ma” ol arak adl andırıl makt adır ve çeli k i çi n öne mli dir. Yüksek uza ma değeri ne sahi p çeli k daha güvenli dir. Kop ma nokt ası nda kesitteki azal ma ve t opl a m uza ma düktilitenin öl çüsüdür. Ak ma ve çek me geril mel eri yüksel di kçe, düktilite azalır. Düktil özelli kt eki çeli k he men kop maz, yüksek def or masyon oranı yl a ol ası strükt ürel hatayı önceden t espit et meye yar dı mcı ol abilir.
2. 2. Çeli ği n Taşı yı cı Siste m Mal ze mesi Olarak Kull anı m Ol anakl arı
Taşı yı cı sist e m mal zemel eri arası nda t erci h yapılırken, bazı karakt eristi k özelli kl eri yl e çeli k ön pl ana çı kmakt adır.
Çeli kl e i nşası i mkansı z gör ünen özel yapı t ürleri ni üret mek mü mkündür. Bu özel yapıl ar arası nda geniş açı klı klı yapılar, gökdel enl er ve i kli m şartları ndan bağı msı z i nşaat gerektiren yapıl ar önde gelir. Çeli kl e 84 m.li k kol onsuz açı klı ğı geç mek, 443 m. yüksekli kt e bir gökdelen i nşa et mek mü mkün ol abil miştir. Ayrı ca, yapım s üresi ni di ğer strükt ürlere oranl a 1/ 3‟üne düşür mek mü mkündür.
Çeli k öl ümsüz bir mal zeme dir. Gerekti ği nde sökül üp el e manl arı başka bir yapı nı n i nşası nda kull anılabilir ya da hur da ol arak değerlendirilebilir. Mal ze me, gerekli bazı önl e mleri n alı nması yl a, yapı nı n f onsi yonel ö mr ü boyunca il k günkü özelli kl eri ni kor ur.
Ze mi n şartları nı n el verişsi z ol duğu ya da depre m riski altı nda bul unan al anl arda, çeli k en güvenli taşı yı cı siste m mal ze mesi dir.
Bu öne çı kan özelli kl eri yl e çeli k, strükt ür malze mesi ol arak dünyada özelli kl e endüstrileş miş ül kel erde ol dukça geni ş kull anı m ol anakl arı na sahi ptir. Çeli ği n i nşaat sekt öründeki payı İ ngiltere‟de %54, İskandi nav ül kel eri nde %40‟ı n üzeri nde ve
bet onar meyi yoğun ol arak kull anan Fr ansa ve Al manya‟ da dahi % 30‟l arı n üzeri ndedir.
Dünyadaki bu t abl oya rağ men, ül ke mi zde kull anı mı 130 yıl eski ye dayanan bir mal ze me ol ması na karşı n, çeli ği n t aşı yı cı siste m mal ze mesi ol arak i nşaat sekt örümüzdeki payı %5‟i bul ma makt adır. Bu payı n büyük bir kı s mı i se, endüstri yapıl arı ve geni ş açı klı klı yapıları n genelli kl e uzay kafes sist e mle geçilen çatıları na aittir. Sosyal yapıl arı n ve konutl arı n payı ol dukça düşük i ken, çeli k strükt ürl ü bir yüksek yapı ise henüz i nşa edil me mi ştir. Çeli ği n sağl adı ğı büyük ol anakl ara rağ men ül ke mi zde kull anı mdaki payı nı n bu denli düşük ol ması na çeşitli gerekçel er öne sürül mekt edir. Bu gerekçel erden başlıcal arı, çelik yapı mali yeti ni n yüksek ol uşu ve yet erli ti p ve kalitede yapı sal el e manl arı sağl ama güçl ükl eri dir. Bu gerekçel eri n haklılı ğı il eri ki böl üml erde t artışılacaktır. Ancak, çeli ği n strükt ür mal ze mesi ol arak seçi m kriterleri ni obj ektif ol arak değerl endirebil mek i çi n, önceli kl e avant aj ve dezavant ajları nı sıral a makt a yarar vardır.
2. 2. 1. Yapı sal Çeli ği n Avant ajl arı
Yapı sal çeli ği n avant ajları nı üç gr uba ayırarak i ncel e mek mü mkündür. Bunl ar mal ze meni n doğası ndan gel en avant ajları, uygul ama açı sı ndan avant ajları ve mi mari avant ajları dır.
2. 2. 1. 1. Mal ze meni n Doğası ndan Gel en Avant ajl ar
Mal ze meni n doğası ndan gel en avant ajl ar, mal ze meni n daha önce açı kl anan fi zi ksel, ki myasal, mekani k özelli kl eri nden, yani mal ze meni n doğası ndan kaynakl anan avant ajlardır.
Sağl a mlı k: Çeli k, yük t aşı ma oranı/ yoğunl uk oranı gözönüne alı ndı ğında, en avant ajlı strükt ür mal ze mesi dir. Bu özelli ği nedeni yl e et kili kesitlerle ve az mal ze meyl e geni ş açı klı kları geç mek mü mkündür. Bi r biri ne yakı n düzeyde çek me ve bası nç mukave meti ne sahi p bir mal ze me ol ması nı n yanı nda, bur ul ma ve eğil me mo mentl eri ne karşı da mukavi mdir. Mal ze meni n dayanı mı nda za mana bağlı azal ma gör ül mez .
Güvenilirli k: Çeli k el ema nl ar, üreti mini n her aşa ması nda kontrol altı ndadır. Ho moj en ve i zotrop bir mal ze me ol ması nedeni yl e st andar di ze edilebilir ve özelli kl eri t a m ol arak t anı mlanabilir. Çeli k mal ze meye, üreti minde i st enen mekani k davranışı el de et meye dönük özelli kl er kazandırılabilir. Ayrı ca, mal ze meni n sünekli k özelli ği nedeni yl e deprem ve r üzgar gi bi di na mi k yükl er mal ze me t arafından belli mi kt arda yut ul abil di ği nden; yapı ayakt a kal arak taşı yı cılı k fonksi yonunu sürdür ür. Hafifli k: Yüksek yük t aşı ma kapasitesi nedeni yle çeli k mal ze meni n aynı yükü yükü t aşı mak i çi n gerekli t aşı yı cı el e manl arı n kesitleri, di ğer strükt ür mal ze mel eri ne göre ol dukça küçük boyutl arda ol makt adır. Bu özelli k yapı nı n, ör neği n bet onar me bir yapı ya oranl a % 50‟ye kadar daha hafif ol ması nı, dol ayısı yl a t e mel boyutl arı nı n ve mali yetleri ni n küçülmesi ni, depre m böl gel erinde ve ze mi n koşulları iyi ol mayan böl gel erde ise yapı yı hafiflet erek ol ası hasarları n azaltıl ması nı sağl ar.
Şekil Verilebil me: Çel i k strükt ürel el e manl ar t a ma men prefabri ke ol arak fabri kada üretil di ği nden, ür eti m esnası nda i st enen boyut ve şekillerde el e manl ar üret mek, bunl ara i st enen şekli ver mek mü mkün ol abil mekt edir. Bunun dı şı nda, gerekirse el e manl arı şanti yede del mek, kes mek, boşl uk aç mak, eğ mek ve kaynak yap mak da mü mkündür.
Hava Koşull arı ndan Et kilenme me: Mal ze me i kli msel koşull arı n ol u ms uz et kileri nden zarar gör mez, kapl anmış el e manl ar bakı m gerektir medi ği gi bi açı kt a bırakıl mış el e manl ar peri yodi k bakı m ve t e mizlikt en geçiril di kl eri t akdirde, yapı nı n fonksi yonel ömr ü boyunca özelli kl eri ni korur.
İkli m şartları ndan et kilen me mesi ni n bir başaka faydası ise i nşaat sürecini n hava koşulları ndan bağı msı z yür ü mesi ne ol anak sunup, i nşaat süreci ni kısalt ması dır. Ayrı ca, srt ükt ürel el e manl arı n depol anması nda, hava şartları nedeni yle özel bir önl e m alı nması nı gerektir mez.
Tekrar Kull anılabil me: Çeli k el e manl ar bir defadan fazl a kull anılabilirler. Kull anı m ö mr ü bit miş mal ze meyi hur da ol arak değerel endiri p % 66 oranında geri kazanarak yeni el e manl ar üreti p bunl arı yapı da kull anmak mü mkündür. Ayrı ca, deği şi kli k gerekti ği nde bir el e manı başkası yl a değiştir mek de ol ası dır.
Yangı n Karşısı nda Davranışı: Çeli ği n strükt ür mal ze mesi ol arak kull anılırken bel ki de en di kkatli değerl endiril mesi gereken özelli ği yangı n karşısı ndaki davranışı dır. Çeli k, t ut uş mayan bir mal ze me ol ması na rağ men bir yangı n hali nde 400- 600 C „li k bir sı caklı ğı n ol uş ması dur u munda t aşı yı cılı k özelli ği ni n büyük bi r kı s mı nı yitirir. Ancak çeli k el e manl arı yangı ndan kor umaya dönük önl e mleri al mak, di ğer strükt ürel mal ze mel erle karşılaştırıl dı ğı nda daha kol aydır. Yapı nı n bir yangı n dur umunda ayakt a kalması i st enen sürel er, yapı nı n f onksi yonuna bağlı ol arak, st andartlarda belirlenmiş ve alı nması gereken önl e ml er t arif edil miştir. Al ı nacak önl e mleri n nit eli ği ne karar verilirken, yapı nı n yangı n riski ve spri nkl er sist e mi gi bi aktif önl e mleri n bul unup bul un ma ması gi bi et menl er gözönüne alı ndı ğında, bazen yangı n kor unu mu i çi n ekstra önl e mlere gerek ol madı ğı dahi sapt anabilir.
2. 2. 1. 2. Çeli ği n Uygul amaya Dönük Avant ajl arı
Çeli ği n uygul a maya dönük avant ajları, mal ze meni n doğası ndan gel en özelli kl eri n, çeli k strükt ürl ü yapı da kull anılacak ol an bil eşen ve el e manl ara, bunl arı n i nşa yönt e mleri ne yansıtıl ması sonucu ortaya çı kan avant ajlardır.
Yapı m Hı zı: Çeli k t aşı yıcı sist e mli yapıl ar, t aşıyı cı sist e m el e manl arı yanı nda duvar, döşe me gi bi t a ma ml ayı cı el e manl arı n da büyük öl çüde prefabrike ol arak üretil di ği, hı zlı yapı ma uygun karakt erdedir. Yapı m hı zı na il avet en, pref abri ke üreti min getirdi ği kalite güvencesi, yapı m t ol eransl arı nı n hassaslı ğı, seri üreti m gi bi avant ajları n t ümünü çeli k yapı mlarda gör mek ol ası dır. Strükt ür el ema nl arı nı n birbiri ne mont e edil dikl eri andan iti baren taşı yı cılı k görevl eri ni yap maya başl a mal arı, yapı yı t a maml ayacak ol an döşe me, cephe, t esisat gi bi di ğer öğel eri n i nşaatı na bir an önce başlanabil mesi ni sağl ar. Ör neği n, cephe el e manl arı nın i çeri den mont ajı kol aydır ve i skel e kull anı mı gerektir mez [ Hart ve di ğerleri, 1985]. Genel ol arak, i nşaat işl e mleri sırası nda i skel e kull anı mı düşükt ür. Bu dur u m yapıya he m hı z he m de mali yet açıları ndan avant ajlar getir mekt edir.
Te mi z İ nşaat: Genelli kl e prefabri ke bil eşenl erden ol uşan bir yapı “kur u i nşaat ” ol arak adl andırılabilir; yani şanti yede yapıl an i şle ml eri n sayısı düşükt ür. Uygul a ma süreci boyunca t oz, kir ve atı k mal ze me ol uşu mu en alt düzeydedir. Bunun nedeni, prefabri ke ol arak üretil miş bil eşenl eri n boyut sal uygunl uğunun üst düzeyde ol uşudur. Ger ekti ği nde, şanti yede kur ul an at öl yel erde bil eşenl ere kes me, del me, kaynakl a ma
gi bi bazı i şl e mler uygulan makl a birli kt e, bu i şle ml eri n yarattı ğı atı k mal ze mel er hur da ol arak yeni den değerlendirilebil mekt edir.
Bunun yanı nda, yapıl arın bakı mları kol ay ve yı kı m i şl e mleri de t e mizdir. Strükt ür el e manl arı hafif ve küçük kesitlerde ol dukl arı ndan, şanti yede az yer kapl arl ar. Bu el e manl ar, hava şartları ndan et kilenmedi kl eri nden depol anmal arı da kol aydır. Deği şi kli ğe Uygunl uk: Çeli k yapıl arda ekl e me, deği şi kli k yap ma, geni şlet me ve kal dır ma gi bi i şl e mleri gerçekl eştir mek kol aydır. Ancak yapı m hı zı nı düşür me mek içi n uygul a ma sırası nda karşılaşılabilecek deği şi kli k gereksi ni mleri ni n en alt düzeyde t ut ul ması nı sağl a mak üzere uygul a ma pr oj el eri t ü m det ayl arı na kadar çözül müş ol malı dır.
2. 2. 2. Yapı sal Çeli ği n Dezavant ajl arı
Yapı sal çeli ği n dezavantajları nı da daha önceki böl ümde ol duğu gi bi mal ze meni n doğası ndan gel en, uygula maya dönük ve mi mari ol arak üç gur upt a i ncel e mek mü mkündür. Mi mari dezavant ajlar, daha sonra “ Çeli k Yapı Mi marisi ni Ol uşt uran Öğel er” başlı ğı altı nda değerl endirilecektir.
2. 2. 2. 1. Taşı yı cı Si ste m Mal ze mesi Ol arak Çeli ği n Doğası ndan Kaynakl anan Dezavant ajl ar
Yapı sal çeli k, daha önce bahsedilen avant ajları nın yanı nda, mal ze me özelli kl eri nden kaynakl anan dezavant ajları da bünyesi nde barı ndırır.
Kor ozyon: Yapı sal çeli k el e manl ar, at mosferi n yı pr atı cı et kil eri ne karşı uzun s ür e kor uması z kal dı ğı t aktirde pasl anabilirler. Pasl an mayı azaltıcı önl e m ol arak çeli ği n al ümi nyu m, bakır, kr om ya da çi nko gi bi el e mentl erle kapl anması i şl e mi ne “gal vani zl e me” denir. At mosfer et kileri ne açı k çeli k strükt ür el e manl arı n gal vani zl enerek ya da yüzeyl eri ne pasl anmayı önl eyi ci özel boya ve anti pasl ar uygul anarak bu et kilerden kor un ması gerekir. İkli m koşulları nı n yanı sıra hava kirlili ği ni n yoğun ol duğu endüstri yel ort a mlarda da asit, baz ve t uz i çeri kli ki myasalları n çeli kl e te ması sonucu pasl anma ol uşabilir.
Yangı n Davranışı: Çeli k, 400 C yi aşan ı sı et ki sinde t aşı yı cılı k kabili yeti ni büyük oranda kaybeder. Bir yangı n anı nda çeli k strükt ürün kull anı cıları n bi nayı t er k
edebil mel eri ne i mkan verecek s üre boyunca t aşı yı cılı k f onksi yonunu sür dür mesi bekl enir. Bu süre, yapı nın f onksi yonuna bağlı ol arak yönet meli kl erde belirtil miştir. Yangı n riski ni n bul unduğu yapıl arda çeli k strükt ürü bu yönet meli kl erde belirtilen süre boyunca ayakt a t utabilecek önl e mler alı nmalı dır. Bu önl e mler arası nda çeli k strükt ürel el e manl arı n yangı n kesi ci mal ze mel erle kapl anması nı n yanı sıra, döşe me ve cephel erde de yangı nın katl ar arası nda yayıl ması nı önl eyi ci t edbirler alı nmalı dır. Bu önl e mleri n bir örneği şekil 2. 2‟de göst eril miştir.
Şekil 2. 2: Yangı nı n katlar arası nda yayıl ması nı engelle mek i çi n döşe me ve dış duvar arası nda yangı n kesi ci uygul a ması
Ayrı ca, spi nkl er sist eml eri ve kut u ya da bor u kesitli t aşı yı cı kol onl arı n boşl ukl arı ndan su geçirilmesi de, başvur ul abilecek aktif önl e mleri ol uşt urma kt adır. Döşe mel er i se, yangı nı n katl ar arası nda yayıl ması nı önl e mek i çi n düşey ve yat ay yangı n duvarl arı yl a yangı n böl mel eri ne ayrıl malıdır. Döşe meyi yangı ndan kor u mak içi n şu üç yönt e me başvurul abilir:
a) Döş e me kirişl eri ni n yangı n kesi ci mal ze me il e kaplan ması, b) Döşe me kenarl arı nda yangı n kesi ci duvarl arı n ol uşt ur ul ması,
Isı İl et kenli ği: Isı iletkenli ği yüksek bir malze me ol ması nedeni yle çeli k strükt ürel el e manl ar ı sı köpr üsü ol uşt urabilirler. Isı köpr ül eri ni n neden ol abileceği i ç ort a mdaki konf orsuzl ukları ve enerji kaybı nı önleyebil mek i çi n çeli k el ema nl ar ı sı köpr üsü ol uşt ur mayacak şekil de düzenl enmeli dir. Bunu sağl a mak i çi n ı sı bari yerleri ile el e manl arı n ı sı ileti mini n engell enmesi yol una gi dilebilir. Bunun i çi n kull anılabilecek çeşitli yalıtı m mal ze me ve yönt e mleri mevcutt ur.
Ses İl et kenli ği: Çeli ğin ses il et kenli ği bet onar meden çok far klı değil dir. Dol ayısı yl a, çeli ği n ses ilet kenli ği yl e il gili, fonksi yonu nedeni yl e özelli k göst eren yapıl ar hari ci nde ( okul, hast ane, odit oryu m, st üdyo, ot el vb.) özel önl e m gerek mez. Ancak, çeli k yapıl arda döşe mel eri n kalı nlı kl arı nın düşük ol ması nedeni yle özelli kl e dar be sesi ni yalıt makt a yet ersi z kal ması, döşe me kirişleri nde ses il et kenli ği ni azaltıcı önl e mler alı nması nı gerektirir.
2. 2. 2. 2. Çeli ği n Uygul amaya Dönük Dezavant ajl arı
Çeli ği n, yapı strükt üründe uygul a maya dönük dezavant ajları, genelli kl e uygul a ma yönt e mi ni n gel eneksel yönt e mlerden f arklı işl e mesi nden kaynakl anmakt adır. Bunl ar, or gani zasyonel nedenl ere dayanabil di ği gi bi, mevcut i şgücü ve eki p man sorunl arı ndan da kaynaklanabilir.
Pr oj e Yöneti mi: Çeli k konstrüksi yonl u yapıl arda uygul a ma süreci ni n her aşa ması, yapı m hı zı nı n aksa ma ması na ve ort aya çı kacak ür ünün kalitesi açısı ndan çok i yi pl anl anmış ol malı dır. Bu aşa mal arı n her biri titizli kl e kontrol edil melidir; çünkü doğr u pl anl anmışsa bi le, çeli k yapı nı n hassasi yeti nedeni yl e uygul a madan kaynakl anan hat al arı t elafi et meni n yüksek maliyetli bir işl e m ol ması nı n yanı sıra, ki mi za man da çok güç ol makt adır.
Çeli k konstrüksi yonl u yapı üreti minde, kazandırdı ğı hı z ve mali yet kontrol ü açıları ndan en uygunu, “fast-track” pr oj e yönetim si st e mi dir. Ancak, bu yönt e mi uygul ayabil ecek çeli k yapı m t ekni ği ni çok i yi t anı yan deneyi mli ve önyargı sı z pr oj e yöneticileri ne gereksi ni m vardır [ Özdil, 2000.].
İş Gücü: Çeli k yapı üreti m i şl e mleri çok büyük bir beceri gerektir me mekl e birli kt e, bazı spesifi k alanl arda yet eri nce eğitilmi ş ve t ecrübeli t ekni k el e manl ara gereksi ni m duy makt adır. Gel eneksel yapı üretim s üreçl eri nde t ecrübe sahi bi i ş
gücünü çeli k yapı üretimi ne adapt e et mek dur umunda kalı ndı ğı t aktirde, bu i şçileri çeli k yapı üreti m yönt eml eri yl e il gili eğiti me t abi t ut mak gerekli dir. Ayrıca i şgücü, yapı mı hı zl andır mak i çi n doğr u yönl endiril meli dir.
Ma ki ne ve Teçhi zat: Ger ek çeli k konstrüksiyonun kur ul ması nda, gerekse
büt ünl eyi ci el e man ve sist e mleri n yerl eştiril mesinde büyük öl çüde mobil maki ne ve teçhi zat a i hti yaç duyulma kt adır. Bu i şl e mleri, “ mont aj ” ol arak adl andırılabilir. Mont aj i şl e mleri i çi n geleneksel yönt e mlere oranl a daha fazl a çalış ma t ol eransı na i hti yaç duyul makt adır . Bu t öl eransl ar, çalış mada kull anılan maki ne ve teçhi zatı n et ki n bir şekil de kull anılabil mesi i çi n gerekli dir. Yüksek bit mişli k düzeyindeki bazı prefabri ke t aşı yı cı veya büt ünl eyi ci el e manl arı n (büyük açı klı k geçen kafes kirişler, büyük boyutl ardaki pr ofiller ve ağır prefabri ke cephe, döşe me ve t esisat ele manl arı gi bi) mont ajı, yük kapasitesi yüksek kal dırıcılar ( vi nçl er) ve nakli ye araçl arı gerektirebilir. Bu maki nel eri n daha çok belli sürel er i çi n kiral anması nedeni yl e, yapı m i şl eri ni n doğr u progra ml an ması ve pr ograml anan şekil de yür üt ül mesi ayrı ca öne m kazan makt adır.
2. 3. Çeli k Yapı Mi mari si ni Ol uşt uran Öğel er
Çeli ği mi mari de i ki t ürl ü kull anmak mü mkündür : a) Taşı yı cı sist e m mal ze mesi ol arak
b) Gi ydir me el e manl arı bünyesi nde
Her i ki farklı kull anı m al anı nda da çeli k, mi mara daha önce söz edil en avant ajları sayesi nde geni ş ol anaklar sunan bir mal ze medi r. Eğer bir t asarı mcı ne pahası na ol ursa ol sun yenili k arı yorsa, bunu şekil ve yeni tekni kl ere çok daha kol aylı kl a uyu m sağl ayan çeli k yapıl arda bul acaktır. Günü müzde çeli k sı nırlı bir kull anım al anı na yanıt ver mesi ne rağ men, di ğer t aşı yı cı siste m mal ze mel eri ne göre daha zengi n bir gel eceğe sahi ptir [ Cor nuej ols, 1990]. Çeli ği n mi mari deki r ol ünü daha net ifade edebil mek i çi n çeli k mi marisi deyi mi yl e ne ifade edil mek i st endi ği ni belirle mek gerek mekt edir.
2. 3. 1. Çeli k Mi mari si nin Tanı mı
Bi r yapı yı “çeli k yapı ” ol arak adl andırabil mek i çi n, çeli k mal ze meyl e kur ul muş konstrüksi yonun gör ünür şekil de açı kt a bırakılması, görsel karakt eri ni ort adan kal dıran başka mal zemel erle ört ül me mesi ve pr ofili n esas görünüşünün deği ştiril me mesi gerekmekt edir.
Ancak, mi mari söz konusu ol duğunda, kült ürel ve sanatsal değerl er ekono mi k ve tekni k kriterlerden daha belirleyi ci bir r ol oynayabil meli dir. Bu özelli ği n de katılı mıyl a “çeli k mi marisi” deyi mi ni, gör ünen for mları n esası nı n çeli k ol duğu ve i nsancıl şartları n t ekni k verilerden daha önce geldi ği ni çeli k yapıl ar i çi n kull an mak mü mkündür [ Cor nuej ols, 1990].
Günü müzde öne çı kan di ğer t aşı yı cı sist e m mal zemel eri ol an ahşap ve betonar me il e kı yasl andı ğı nda çeli ği n, daha çok di na mi k hareket et kisi bırakan bir mal zeme ol duğu belirtil mişti. Çeli k mi marisi ni n görsel ifadesi ni yarat an öğel eri şöyl e sıral a mak mü mkündür [ Ber kti n, 1994] (S. 161):
Li neerli k
Rasyonelli k, sadeli k, arılık
Yüksek çek me dayanı mını n dışa vur umu Izgara ve çerçeve i majı nın baskı nlı ğı Taşı yı cı el e manl arı n hafifli ği ve i nceli ği Ca m mal ze mel erl e uyu mdan doğan şeffaflı k Kol onsuz te miz büyük açı klı kl ar
Re- or gani zasyon ve esnekli k ol anağı
Bahsedilen öğel er, el e man bazı ndadır. Mi mari eseri n ol uşumunda bu öğel ere çeşitli se mboli k anl a mlar yükl enir.
2. 3. 2. For ml ar
Endüstrileş meye eşli k eden rasyonelleş me ve seri üreti m et kileri ni yapı üreti mi nde de göst er miş ve yapıl ar daha akıl cı yönt e mlerle daha hı zlı üretil meye başl anmıştır. Buna paral el ol arak, geçti ği miz yüzyıl da çeli k yapılar maki ne çağı nı n bi rer ifadesi ol arak i nşa edil mişl erdir [ Bl anc ve di ğ., 1992] (S.121).
Çeli k mi marisi nde endüstrileş meni n de et kisiyl e ort ak bir f or m dili meydana gel meye başl a mıştır. Günü müzün çeli k mi marisi ni n de özünü ol uşt uran bu f or m dili ni n te mel özelli kl eri şunl ardır:
Çeli ği n t aşı yı cılı k i şl evi ve bil eşenl er arası hi yerarşi açı k ve net ol arak al gılanabil mekt edir. Taşı yı cı iskel et ve yapı kabuğu i şl evsel ol arak birbiri nden ayrıl makt adır. Bu özellik -t aşı yı cı el e manl arı n kesitleri ni n küçükl üğü de göz önüne alı ndı ğı nda- mi mara pl an ve gör ünüşl e oyna ma serbestli ği kazandırır.
İskel eti ol uşt uran el e manl arı n boyutl arı nı n ol uşan t aşı yı cı sist e me or anl a çok küçük ol ması nedeni yl e, strükt ürel el e manl arı olduğundan kalı n göst er me eğili mi var dır. Bu eğili m genelli kl e dı şa yansıtılan strükt ürel el e manl arda daha belirgi n ol arak gör ül ür.
Başl angı çt a düz ve li neer ol an strükt ürel el e manl ar, çeli k üreti m t eknol ojisi ndeki gelişi min sonucu ol arak eğrisel başt a ol mak üzere çok değişi k f or m zengi nli ği nde üretilebil mekt edir ( Şekil 2. 3). Bu f arklı f or mlardaki el e manl arı n yüzey kaliteleri, bir araya gel di kl eri nde de çeli k yapı i majı na kat kı da bul unacak düzeydedir.
Çeli k t aşı yı cı el e manl ardan ol an kabl ol ar, esnekli kl eri ve küçük kesitlerine r ağ men yüksek çek me dayanı mı na sahi p ol mal arı nedeni yle di ğer el e manl ardan ayrılır. Çeli k kabl ol ar dayanı mı ve for m özelli kl eri ni birleştir me pot ansi yeli ni mi mari ifadeye dönüşt ür mede bel ki de en et kili yapısal el e manl ardır ( Fot oğraf 2. 1). [ Berkti n, 1994] ( S. 162- 164)
2. 3. 3. Bağl antıl ar
Çeli k yapı el e manl arı nı n i nceli k, li neerli k gi bi özelli kl eri bu el e manl arı n birbiri yl e bağl antıları na da yansır. Bu el e manl arı n prefabri kasyondan gel en hassaslı kl arı bağl antılarda da kesi nli k yaratır. Bu el e manl arı birbiri ne bağl ayan t espit el e manl arı nda da aynı hassasi yeti gör mek mü mkündür. Tespit el e manl arı yerl eri ne ta m ol arak ot urur ve birleşen el e manl arla birli kt e tek parça i zl eni mi yaratır ( Fot oğraf 2. 2).
