Farklı metodlarla tasarlanmış çelik çok katlı binaların sürdürülebilirlik açısından karşılaştırılması
Comparison of multi-storey steel buildings designed with different approaches in terms of sustainability
Yazar: YUNUS ZEYBEKOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP FIRAT ALEMDAR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Yüksek çelik yapılar = High steel structures ; Çevresel sürdürülebilirlik = Sustainable environment

Özet:
Birçok ülkenin ekonomisinin temel dayanağı haline gelmiş durumda olan inşaat sektörü, Avrupa ülkeleri arasında farklı değerler gözlemlense de küresel CO2 salınımının %40'dan sorumludur ve enerji tüketiminin yaklaşık %40'ını oluşturur. Sektörün tüm zararlı etkileri düşünülerek, bu çalışma aks aralıkları, kolon yerleşimi ve yerleşim alanı açısından benzer olan iki farklı binanın tasarım evresinde kullanılan farklı metotlar sayesinde çevresel etkileri azalırken, sürdürülebilirliğinin ve dayanımının nasıl arttığını göstermektedir. Çalışma kapsamındaki yapıların ofis binası olarak inşa edileceği varsayılmaktadır. Kolonları ve kirişleri HEB profillerden ve ara kirişleri IPE basit kirişlerden oluşan birinci model, 7 kattan oluşmaktadır ve bina taşıyıcı sistemi her iki yönde de yüksek yatay yük taşıma kapasitesine sahip olan süneklik düzeyi yüksek dış merkez çaprazlı çelik çerçevelerden oluşmaktadır. Ara kirişlerinin petek kirişlerden oluşması sayesinde toplam yüksekliği azaltılan ikinci model, benzer şekilde her iki doğrultuda da dış merkez çaprazlı çelik çerçevelerden oluşmaktadır. Petek kiriş kullanımı yüksekliği azaltmakla birlikte, kullanılan çelik miktarında azalmaya da olanak sağlamıştır. İki model arasında kullanılan yapı çeliği miktarını azaltan bir diğer etmen de kullanılan çelik sınıflarıdır. Birinci modelde tüm yapısal elemanlarda S275 yapısal çelik sınıfı seçilmesine rağmen, ikinci modelde S355 yapısal çelik sınıfı kullanılmıştır. Oluşturulan modeller düşey ve deprem yükleri etkisinde analiz edilmiştir ve tasarım tamamlanarak analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. Yapıların tasarımı Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY-2018) ve Çelik Yapıların Tasarım Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik (ÇYTHYE-2018) doğrultusunda yapılmıştır. Yenilikçi çözümler ve tasarım metotları sayesinde, ikinci model aynı yükleri daha küçük kesitlerle karşılamıştır. Kesitlerdeki bu değişim kullanılan yapı çeliği miktarını azaltmıştır ve çelik malzeme için ton başına düşen CO2 salınımındaki azalmaya olanak sağlamıştır.

Abstract:
The construction sector, which is the mainstay of the economy of many countries, brings about more than 40% of CO2 emission and accounts for approximately 40% of the energy consumption, albeit slightly differences between European countries. Considering all these detrimental effects of the sector, the study illustrates how the environmental impacts of two different buildings, which have the same grid lines, column placements and settlement areas, are reduced while their resilience and sustainability are increased, thanks to the different methods used during their design phase.  It is assumed that the buildings within the scope of the study will be built as office buildings. The first structure, whose columns and beams are made of HEB profiles and secondary beams are made of IPE simple beams, is a 7- storey building. The building carrier system consists of high ductility level eccentrically braced steel frames. The second model, whose overall height is reduced thanks to design of secondary beams as cellular beams, similarly consists of steel frames with eccentrically braced frames in both directions. Furthermore, although the structural steel class of the former structure is S275 in the all structural system, S355 steel class is chosen in later structure in order to reduce the weight of the structure. Design of structures is made in the direction of Turkey Building Earthquake Code 2018, and Regulation on Design and Construction Principles 2018 is used in the calculations of steel structural elements. Thanks to innovative solutions and design methods, the reduction in the environmental impacts and energy consumption are shown by comparing the weights of buildings.