Yüksek yapılarda çekirdek tasarım kriterleri
Core design criteria in high-rise buildings
Yazar: NESLİŞAH MAMATİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ OSMAN KURUŞCU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Yapı yüksekliğindeki her artış yapıda daha çok tasarım ve mühendislik probleminin çözülmesini gerektirmektedir. Çünkü yapı yüksekliklerinin artmasıyla birlikte rüzgar başta olmak üzere yapıya etkiyen yatay yükler tasarımda daha kritik hale gelmektedir. Yatay yüklere karşı yer değiştirmeleri ve burulmayı sınırlandırması bakımından yüksek yapıların en temel taşıyıcı sistem bileşeni çekirdektir. Aynı zamanda çekirdek, yapıdaki düşey ulaşımın ve tesisat şaftlarının da merkezidir. Bu çalışmada, çekirdeğin bu çok fonksiyonlu yapısının irdelenmesi ve çekirdek tasarımlarının birbirlerine göre avantaj ve dezavantajlarının, belirlenen tasarım kriterleri doğrultusunda ortaya konması amaçlanmıştır. Çekirdeğin fonksiyonlarının bir bütün halinde ele alınmasının ve içinde barındırdığı araçlarla birlikte tasarımına dair yaklaşımların ortaya konmasının literatürde kendine yer bulacağı düşünülmektedir. İlk olarak, yüksek yapının tanımı ve tarihsel süreç içindeki gelişimi anlatılmıştır. Ardından yüksek yapıya etkiyen karakteristik yükler, bu yüklerin yapıyla etkileşimi, salınım ve rezonans kavramları ortaya konmuştur. Bu bilgiler ışığında, yüksek yapılarda çekirdeğin önemi ve taşıyıcı sistem hiyerarşisindeki yeri anlatılmıştır. Ardından çekirdeğin barındırdığı düşey ulaşım elemanları ve bu ulaşım elemanlarının tasarım yaklaşımları anlatılmıştır. Son olarak yüksek yapılardaki tesisat şaftları anlatılmıştır. Bu doğrultuda çekirdek tasarımları; yapıda kullanıcı konforu, yapının taşıyıcı sistem verimliliği, yapının düşey ulaşım sistemi verimliliği ve yapının tesisat şaftlarının verimliliği kriterleri doğrultusunda değerlendirilmiştir. Kullanıcı konforu bakımından yapıdan bağımsız çekirdekler; taşıyıcı sistem verimliliği bakımından dışmerkezlik oluşturmayan ayrık-çoklu çekirdekler ve tüp sistemler; yapı yüksekliğinin verimli ve etkin bir taşıyıcı sistemle artması noktasında tüp sistemler; düşey ulaşım elemanlarının verimliliği bakımından ayrık-çoklu çeper, dış çekirdekler ve yapı çeperinden okunamayan köşe çekirdekler, tesisat şaftlarının verimliliği bakımından ayrık-çoklu çeper, dış çekirdekler ve yapı çeperinden okunabilen köşe çekirdekler avantajlı bulunmuştur.

Abstract:
Each increase of building height necessitates solving more design and engineering problems in the building. Because with the increase of building height, the horizontal loads acting on the structure, especially the wind, become more critical on the design. Core is the the most basic structural component of the structure in terms of limiting drift index and torsion against horizontal loads. At the same time, core is the center of the vertical transportation and installation shafts in the building. In this study, it is aimed to examine this multifunctional structure of the core and reveal the advantages and disadvantages of core designs relative to each other in accordance with the determined design criteria. First of all, the definition of high- rise building and its development in the historical process are explained. Then, the characteristic loads acting on the high-rise building, the interaction of these loads with the structure, oscillation and resonance concepts are introduced. In the light of these information, the importance of the core in high-rise buildings and its place in the structural system hierarchy are explained. Then, the vertical transportation elements in the core and design criteria of these elements are explained. Finally, the installation shafts in high-rise buildings are explained. In this context core designs were evaluated from the point of user comfort in the building, the efficiency of the building's structural system, the efficiency of the building's vertical transportation system and the efficiency of the building's installation shafts. Independent cores are considered advantageous in terms of user comfort in building. Split-multiple cores and tubular systems are considered advantageous in terms of structural system efficiency unless eccentricity. Tubular systems are considered advantageous in terms of increasing building height with an efficient and effective structural system. Split-multiple edge, external cores and corner cores unreadable from outside are considered advantageous in terms of efficiency of vertical transportation. Split- multiple edge, external cores and corner cores readable from outside are considered advantageous in terms of efficiency of installation shafts.