Ahşap birleşimleri ve yapı kabuğu tasarımında nem etkisinin incelenmesi
Investigation of moisture effects on timber connections and enclosure design of building
Yazar: MEHMET KARA
Danışman: PROF. DR. ZEHRA CANAN GİRGİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Ahşap; hafif, yapısal kullanım açısından uygun, mekanik özellikleri yüksek ve karbon ayak izinin düşük olması özellikleriyle insanlık için önemli bir taşıyıcı sistem malzemesi olsa da servis ömrü nem ile doğrudan ilişkilidir. Higroskopik ve anizotropik yapısı, ahşabın nem etkisine karşı dayanımını düşürür ve malzemeyi zayıflatır. Ahşabın endüstriyel olarak işlenmesi ve birleştirilmesi ile elde edilen tutkallı lamine ahşap ürünler; üretim ve hizmet ömrü süresince farklı kaynaklardan gelen nem etkisi  altındadır ve diğer yapısal malzemelerle benzer gereksinimleri karşılayabilse de işlenmemiş halinde olduğu gibi nem etkisine karşı savunmasız durumdadır. Nem içeriği değişimi, lif yönüne paralel ve dik yönlerde, eğilme, basınç, çekme ve kesme dayanımı ile elastisite modülünde azalmaya neden olur. Aşırı neme uzun süreli maruz kalma; şişme ve büzülmeler sonucunda dayanımı, boyutsal stabiliteyi ve dolayısıyla birleşimleri etkilerken küf oluşumu, lekelenme, çürüme gibi bozulmalar içinse ortam sağlar. Uygun olmayan koşullar altında yapılarda; estetik, yapısal kapasite ve iç hava kalitesi olumsuz etkilenir. Bu nedenle yapım sürecinde detaylı nem yönetim planlaması geliştirilmeli ve uygulanmalıdır. İnşa sırasında; panellerin membran ile kaplanması ve ıslanma riski yüksek olan kritik yerlere su temasının/girişinin engellenmesi için, neme karşı koruyucu uygulamalar yapılmaktadır. Yapı kabuğu tasarımında ise yoğuşma, hava geçişi, buhar geçişi, şişme ve büzülme kontrol edilmelidir. Tezde, nem ve dayanımı doğrudan etkileyen etmenlerin ilişkisi üzerine çalışmalar incelenmiş, ayrıca yönetmelikler ve el kitaplarından yararlanılarak tasarım detayları, nem yönetimi ve koruma yöntemleri ele alınmıştır. 
Birinci bölümde; literatür özeti ve tezin amacı verilmiştir. İkinci bölümde; ağacın yapısı, ahşabın ve tutkallı lamine ahşabın nem ile olan ilişkisi incelenmiştir. Üçüncü bölümde; ahşap yapı yönetmeliklerinde nem etkisi, literatürde nemin dayanıma olan etkisinin incelendiği çalışmalar ile delaminasyon ve korozyonla ilgili detaylara yer verilmiştir. Dördüncü bölümde; nemin dayanıklılığa etkisi, yapılarda nem kaynakları, yapım esnasında nem etkisinden koruma ve neme dayanıklı yapı kabuğu tasarımı anlatılmıştır. Ayrıca İstanbul iklim koşullarında, yapım ve servis ömrü açısından bir ahşap yapının inşası ile ilgili öneriler sunulmuştur. Beşinci bölümde ise sonuç ve öneriler sıralanmıştır.

Abstract:
Wood is a valuable structural material with several desirable properties, including lightweight, mechanical strength, and low carbon footprint. However, these properties and their service life are directly related to moisture. The hygroscopicity and anisotropy of wood reduce its resistance to the effects of water, leading to the weakening of the material. Mass timber products, obtained through industrial processing and gluing of wood, can be used as structural elements, and meet the same performance demands as other structural materials. Like wood, they are vulnerable to humidity and susceptible to the effects of moisture from various sources throughout their production and service life.  It has been observed that moisture content changes in wood result in a reduction in bending, compression, tensile, and shear strength, and the modulus of elasticity, both parallel and perpendicular to the grain direction. Prolonged exposure to excessive moisture, swelling, and shrinkage can compromise the strength of the panels, dimensional stability, and therefore the connections, and provide an environment conducive to deterioration such as mold growth, staining, and decay. Aesthetics, structural capacity, and indoor air quality can be adversely affected under improper conditions. During the construction process, moisture management should be carefully planned and applied. Precautions against moisture are taken by covering the panels with membranes and protective applications to prevent water contact/entry to critical areas with a risk of wetting. In building envelope design, condensation, air and vapour leakage, and swelling shrinkage should be controlled. In this Thesis, studies on the relationship between moisture and the factors that directly affect strength have been reviewed and structural design details, moisture management, and protection methods have been discussed using standards and manuals.
The first chapter introduces the literature review and the thesis's objective. In the second chapter of the study, the structure of the wood and the relationship between wood and mass timber products with moisture were examined. In the third chapter; how the effect of moisture is handled in timber codes and the studies in the literature examining the effect of moisture on strength, details about delamination and corrosion are given. In the fourth chapter; the effect of moisture on durability, moisture sources in buildings, protection from moisture effect during construction, and design of building enclosure against moisture are explained. In addition, recommendations are presented for the construction of a timber structure with reduced moisture effect during construction and use in Istanbul climatic conditions. The fifth chapter provides a summary of the conclusions and recommendations.