Betonarme yüksek yapılarda kullanılan kalıp sistemleri
Formwork systems used for reinforced tall buildings
Yazar: NESLİHAN TÜRKMENOĞLU
Danışman: PROF. DR. METE TAPAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 1999
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Betonarme yapılar = Reinforced concrete structures ; Kalıp sistemleri = Pattern systems

Özet:
Betonarme, 1891 yılında kullanılmaya başlamasından itibaren yapı sektörü için çok önemli bir malzeme haline gelmiştir. Yapı sektörü sosyal ve ekonomik gelişmişlikle doğrudan bağlantılıdır. İnşaat sektörünün işlemesini sağlayan inşaat şirketlerinin yeniliklere açık, organizasyonel olarak etkin bir şekilde çalışmaları, fonksiyonlarını bilinçli bir şekilde yerine getirmeleri, bu sektörün daha başarılı olmasını, ihtiyaçların daha çabuk ve kaliteli bir biçimde karşılanmasını sağlamaktadır. Dünya üzerinde tüm insanlar yaşam kalitelerini yükseltmeye ve daha iyi koşullar yaratmaya çalışmaktadırlar. Daha iyi yerleşim birimleri ve daha iyi çevreler oluşturmaya çabalamaktadırlar. Mimarlar, mühendisler müteahhitler kaliteden ödün vermeden yaşanabilir mekanlar yaratma zoranluluğundadırlar Değişen teknoloji ile birlikte insan ihtiyaçları değişmiş ve yeni bina tipleri ortaya çıkmıştır. Geleneksel bina yapım yöntemleri bu yeni yapı türlerini üretmede yetersiz kaldığından modern yapım sistemleri kullanma yoluna gidilmiştir. Çeşitli dizayn kısıtlamaları ve çeşitli yapım kriterleri içeren yüksek binalar yapı formlarının gelişiminde en kapsamlı bina tipleridir. Gelişen teknolojinin çeşitli yapım sistemlerinde uygulanmasıyla birlikte, geleneksel yapım sistemleri küçük kentler dışında, gelişmelere açık büyük kentlerde ihtiyaçlar doğrultusunda yavaş yavaş terk edilmeye başlanmıştır. İnşaat işinin büyüklüğü arttıkça kullanılan teknoloji değişmekte ve bunu etkileyen birçok yan unsur da ortaya çıkmaktadır. Ortaya çıkan ekonomik, politik, sosyal, çevre unsurlarının etkisi ile birlikte değişen teknolojinin ihtiyaçlara en kısa, ucuz, fonksiyonel şekilde cevap verebilme özelliği çok büyük önem kazanmıştır. İnşaat ölçeklerinin büyümesi ile inşaatın bitirilmesi için gereken zaman, para ve insan gücü de artmaktadır. Bu yüzden bu kaynakların (tesislerin, malzemenin, makine ve teçhizatın) en iyi şekilde kullanılması, iyi bir yönetimi ve geliştirilmiş sistemlerinin öğrenilmesini gerektirir. İnşaat sektöründe, bütün bu kriterler göz önüne alındığında geleneksel inşaat metotlarının gözden geçirilmesi ve yeni yollar aranması şart olmuştur. Yatırımcı ve müşteri doğal olarak projenin çabuk ve de ekonomik bir şekilde yapılmasını istemektedir. Diğer sektörlerden farklı olarak inşaat sektöründe her yeni yapı farklı bir organizasyonu gerektirir. Bu da malzeme, kaynak kullanımının ve iş planının uygun bir şekilde yapılması zorunluluğunu getirir. Modern kalıp sistemleri bu noktada yatırımcının yüksek kalitede ve ilk yatırım maliyeti fazla olan fakat birçok kere kullanma şansı sayesinde ekonomiklik sağlayan sistemler olarak çabuk bina yapılmasını sağlarlar. IXBetonarmenin yapıların taşıyıcı sistemlerinde kullanılmaya başlanması, betonarme taşıyıcı elemanların yapılmasını sağlayan kalıp sistemlerinin kullanılmasını zorunlu kılmıştır. Günümüzde betonarme yapılarda kullanılan farklı pek çok kalıp sistemi bulunmaktadır. Fakat betonarme taşıyıcılı yapılarda kullanılan kalıp sistemlerinin hepsi yüksek yapılarda kullanılmaz. Bunları performans, detay işgücü,bina taşıyıcı sistemine bağlayabiliriz. Yüksek yapıların sahip olduğu birtakım özellikler modern kalıp sistemlerinin kullanımını gerekli kılar. Bu çalışmada betonarme yüksek yapılarda kullanılan kalıp sistemleri anlatılmıştır. Betonun mimari ve estetik açıdan gerekli formu almasını sağlayan ve betonu yeterli dayanım sağlayıncaya kadar taşıyan yardımcı yapı elemanlarına kalıp denir. Kalıplar yardımcı bina yapım araçları olmalarına rağmen yapının diğer elemanları gibi güvenli bir şekilde ölçülendirilmelidirler. Kalıp sistemleri birçok kez kullanılabilecek şekilde tasarlanmalıdır Bütün binalar yatay ve dikey bileşenlerden oluşmaktadırlar. Yapıların dikey taşıyıcıları kolonlar ve perdeler, yatay taşıyıcıları ise döşemeler ve kirişlerdir. Kolonlarda, perdelerde, döşemelerde ve kirişlerde kullanılan kalıp sistemleri yapının ekonomik ve hızlı şekilde yapımını sağlayacak özellikte olmalıdır. Kalıbın ana bileşenleri yüzey ve taşıyıcı kısımlardır. Kalıp yüzeyleri betonla direkt temasta olduğundan malzemelerinin betona dayanıklı olması gerekmektedir. Kalıplar kolay takılıp sökülebilmelidirler. Kalıp yüzeyleri geçirimsiz olmalı,taze beton yükünü güvenli bir şekilde taşıyıcılara iletmelidir. Taşıyıcı bileşenleri ikiye ayrılır. Yatay elemanlar için :Enlemeler,boylamalar ve yüzeyler Dikey elemanlar için Dikmeler,kavramalar, ankraj elemanları ve taşıyıcı kısımlardır. Bütün bu elemanlar bütün kalıp sistemlerinde değişik detaylarda kullanılmaktadır. Yüksek yapılarda kullanılan kalıp sistemleri şu şekilde sınıflandırılır:. Takılır sökülür kalıplar -Düşey yapı elemanlarının yapımmda kullanılan kalıplar -Perde Kalıpları - Çerçeve Perde Kalıplan -Sık kirişli büyük yüzey perde kalıplan -Kolon Kalıpları -Sık kirişli kolon kalıplan - Çerçeveli kolon kalıpları -Yatay Elemanlann Yapımında Kullanılan Kalıplar -Kiriş Kalıplan -Döşeme Kalıpları -Büyük Yüzeyli döşeme kalıplan -Masa Kalıplan -Çekmece Kalıplar - Küçük Yüzeyli döşeme kalıplan -Panel Döşeme Kalıplan -Yerinde bırakılan döşeme kalıplan -Kaset kalıplar. Tünel Kalıplar. Kayar Kalıplar - Hidrolik Kayar Kalıplar - Vidalı Kayar Kalıplar. Tırmanır Kalıplar -Vince bağlı kendi kendine hareket edemeyen Tırmanır Kalıplar -Kendi kendine hareket eden tırmanır Kalıplar -Elle tırmanan kalıplar. Takılır sökülür kalıplar, geleneksel kalıp sistemlerinin geliştirilmiş halidir. Eleman sayısını azaltmak için tipleştirme yoluna gidilmiş ve bu az sayıdaki elemamn birbirleriyle çok az sapma ile uyumları sağlanmıştır. Takılır sökülür kalıplar, yapı bileşenlerinin dökümlerinin yapılacağı noktada birleştirilir, döküm işlemi tamamlandıktan sonra, sökülüp, üretimi yapılacak olan yeni yapı bileşenlerinin olduğu noktaya kurulurlar. Takılır sökülür kalıplar, planda kullanıldıkları yerlere göre; düşey elemanlar için kullanılan kalıp sistemleri ve yatay elemanlar için kullanılan kalıp sistemleri olarak ikiye ayrılırlar. Kayar kalıplar beton dökülürken devamlı olarak hareket eden kalıplara denir. Kayar kalıplar düz duvarları olan, az boşluklu ve konsolsuz inşaat yapılarında kullanılır. Özel çift taraflı perde kalıplan perdenin ortasından geçen çelik çubuğa monte edilmiş hidrolik ve de vidalı krikolar vasıtasıyla taşınırlar. Krikolar küçük hareketlerle kısa aralıklarda metal çubuk üzerinde tırmanırlar. Bu hareket kalıbı da yukarı doğru hareket ettirir. Tırmanır kalıplar dikey elemanların yapımında kullanılır. Tırmanır kalıplar yapıya gereken kısımlarda ankrajlarla monte edilebilen kalıp ile bir bütün olarak hareket ederek taşıyıcı iskele kullanımını da ortadan kaldıran bir sistemdir. En önemli özellikleri yukarı hareket ediş tarzlarıdır. Elle hareket ettirilen, otomatik ve de kreynle hareket ettirilen tipleri vardır. Tünel kalıplı yapım sistemi, yapımn taşıyıcı duvar ve döşemelerinin çelik veya kontrplak kalıplar ile bir seferde ve yerinde döküldüğü sistemdir. Tünel kalıplar, hücre kalıplar grubuna dahildir. Önceden monte edilmiş üç-boyutlu kalıplardır. Bu kalıp sisteminde kalıp yüzeyi, rijitlik, germe, mesnet ve bağlama elemanları birbirini oluşturur. Tünel kalıplar ile bir hacmin en fazla üç duvarı dökülebilmektedir. Bu bölümden sonra yüksek yapılarda kullanılan kalıp sistemleri ayrıntılı olarak anlatılmıştu". Tez altı bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde yüksek yapı tanımı yapılmış, yüksek yapılarda kullanılan taşıyıcı sistemlerden, yapım sistemlerinden bahsedilmiş ve yüksek yapılarda kullanılan kalıp sistemlerinin dahil olduğu yapım sistemi belirtilmiştir. İkinci bölümde kalıp tanımı yapılmış, kalıplar geleneksel ve modern kalıp sistemleri olarak ikiye ayrılmıştır. Modern kalıp sistemleri sınıflandırılmıştır. Ondan sonraki bölümde kalıp sistemleri teker teker tanıtılmıştır. Bir sonraki bölümde, modern kalıp sistemlerini üreten firmalar ve ürünleri ayrıca bu kalıp sistemlerini kullanan firmalar ve inşaatları tanıtılmıştır. Son bölüm sonuç kısmından oluşmaktadır.

Abstract:
From the time that concrete had been begun to be used for building construction in 1891, it has been the most important material for the construction sector. Construction sector is directly related to economic and social development. This sector's organisational and innocated working, substituting their functions as they should be, make this sector more successful make the needs answered in a quick way. All over the world people striving to improve their standard of living expect better conditions. They want and deserve more spacious accommodation, and modern places. Architects,engineers and building contractors are in a position to satisfy these aspirations for lively, pleasant urban centres and structural variety without sacrificing quality. Modem building materials are reinforced concrete, glass, aluminium, man made boards and laminated timbers. By the developing technology, the human being needs have been changed, and new types of buildings have emerged. As it is impossible to build up this new types of buildings by the help of traditional construction methods to answer to these defectives, modern construction methods have been produced. Civil and structural engineers draw on the latest research and development to design cost-effective structures. The enormous power of computers and the global information superhighway are enlisted to implement extremely daring,yet practical construction projects safely and quickly. In the development of the structural forms, tall buildings are the most complex structures because of the interrelationship of a large number of interdisciplinary and often conflicting requirements of design. With the developing technology adapted to the new construction methods, traditional construction methods have been abondened in the developed countries. As the building becomes greater, the technology used for it changes and new constituents which influences it emerges. Now the changing technology is answering to the needs in a quick, functional way. This speciality has been important by the influence of economic, politic, social, environmental constituents. As the construction scale becomes greater, the time, the money,and labour power rises up too. Because of this, these sources' best usage needs a treatment about managing them. As these criterias are considered, it is understood that construction methods should be changed. Design gives way to construction, as the initial concept becomes reality. The investor or client naturally wants to see the project implemented quickly yet cost-effectively. The resultant tight deadlines and highly competitive pricing really stretch the contractor. Unlike in a factory, each new building operation is carried out under different conditions and in a new location exposed to all weathers. This demands organisational talent,as well as xuskilled handling of the materials and construction process, the ability to improvise and leadership qualities from the project management, planners and supervisors. Modem form work systems help the contractor achieve high-quality construction to tight deadlines at reasonable costs. The commence of using reinforcement in conveyor elements of buildings, it made the modern form work systems to be used for them. In these days there are lots of form work systems for the reinforced buildings. But all of the form work systems which are used for reinforced conveyor elements cannot be used for tall buildings. It can be traced back to many different causes which directly or indirectly to material problems, performance, detailing and workmen ship, building operation and the like. In this paper, our effort will be focused only on one of the aspects, namely, current form systems, which are used in tall buildings. Some properties that the tall buildings contain, make it compulsory to use not the classical but the modern form work systems. All buildings are formed from vertical and horizontal components. The vertical carriers of construction are the columns,walls and the horizontal carriers are the slabs and the beams. The most important datums of the columns and walls are the height and the width of them. The form work used for columns, walls, slabs and beams in tall buildings should permit the construction to be built in a short time and economically. Form work is used to give a shape to the concrete and to be a support during the time as it gets its strength. Although form work is a short time usable helper construction, it should be dimensioned in a security way like other elements of the building. Form work have to be planned in an appropriate way, so that the elements of it can be used so many times. The main elements of form work are form surface and support construction. As the form surfaces are in touch with wet concrete, they should be produced from the materials which are compatible with concrete, they should be constructed and erected easily, they must be impermeable and they have to transmit the wet concrete loads and pressures to the supports in a security way. We can separate the support elements into two. These are :.For horizontal elements :Latitudes, longitudes, surfaces..For vertical elements : ports, couples, supports and anchorage elements. All these elements are used in all form work systems with changing details but more simply,practical and economic. We can classify the form work systems used for high buildings into five. These are :. The types which can be joint and erected on site -The form types used for vertical elements of construction - Column form work -Wall form work - Framed forms - Forms which have vertical beams closely Xtll- The form types used for vertical elements of construction - Beam form work - Slab form work - Large surfaced slab form work - Table forms - Flying forms - Small surfaced slab form work - Panel slab forms - The form work which are left on its place. Tunnel form work. Sliding formwork - Jfidrolic sliding formwork - Screw headed Sliding form work. Climbing form work -Climbing form work whicih moves by crane - Automatic climbing form work -Climbing form work which moves by hand The types of form works which are erected and removed on site are the advanced kinds of traditional form work systems. Standard elements are produced and a few number of elements' accordance is provided with a little deflection. These form work systems are combined on site where the structure element will be comprised. After the spilling work is made up, they are dismantled and brought to the place where the new elements will be combined. These systems are classified into two as; the systems used for vertical structure elements and the systems used for horizontal structure elements. Sliding form work refer to the form works which moves continuously while concrete is being placed. Sliding form work may be used for any concrete structure whose walls are of uniform cross section without sudden discontinuities or projections. Special double sided wall forms are supported on hydraulic or screw jacks which grip rods or tubes cast in the centre of the concrete of the wall. The jacks climb the rods in small movements at short intervals, the cumulative effect being to raise the forms steadily and continuously while steel is being fixed and concrete is being poured at the same time. Climbing forms are the forms which are used for vertical elements manufacturing. These are the kind of form works which are assembled to the structure in the places where needed. It moves up with the form work as an entire and it amihilates the usage of conveyor scaffolding. They can climb by hand, by crane and by them selves. Tunnel form work is a system, the carrier wall and slabs of which is constituted with steel and plywood constructions on site at one time. They are three sided systems which are mounted before hand. The form systems which are used for tall buildings will be discussed after this section. This thesis is formed from five sections. The first is a short summary of the XIVthesis, the second part is about construction systems, the third part is form work systems' description, in the fourth part the form work systems used for tall buildings are classified and described, the last part is the presentation of firms.