Yapı örtüsü olarak mütekabil elemanların incelenmesi

Mütekabil elemanlar ifadesi, kısa kirişlerle geniş açıklıklar geçmekte tarih öncesi dönemlerden beri kullanılan çeşitli yapım yöntemlerini kapsar. En basit örneği kızılderili çadırlarında görülen bu sistemler, ortaçağ ve rönesans düşünürlerinin eskiz defterlerinde kendine yer edinebildiği gibi son dönemde de birçok akademik çalışmanın konusu olmuştur. Bu tez çalışmasının ikinci bölümünde konu tarihi çerçevede ele alınmıştır. Yapı tarihinin birçok döneminde karşımıza çıkan bu kurgu, çok çeşitli malzeme ve örgü kuralına uyarlanmıştır. Temelde yürütülen mantık açıklığı geçmekte kısa kalan kirişlerle kurallı bir örgü sistemi oluşturmak ve açıklığı bu örgüyle geçmektir. Üçüncü bölümde teknolojinin gelişimi ile bu strüktürlerin yapım ve tasarımı arasındaki bağ incelenmiştir. Mütekabil elemanlar, her biri bir diğerini taşıyan ve bir diğeri tarafından taşınan kirişleme kurgusu ile yük aktarımını sağlayan, mimariye uyarlanmış bir örgü strüktür olarak ele alınabilir. Dijital tasarım araçlarının etkin kullanımı; eklemlerde yapılacak düzenlemeler ile hareketli strüktürler oluşturma potansiyeli ve konvansiyonel yapı malzemelerinden çeşitli kompozit malzemelerin kullanımına kadar, bu strüktürlerin yapımında rol alan teknolojik gelişmeler bu bölümde incelenmiştir. Dördüncü bölümde strüktürün özellikleri açıklanmıştır. Malzeme, kiriş boyutları, bağlantı detayı, örgü kuralı gibi detaylar ortaya çıkacak formu doğrudan etkilemektedir. Bu kararların verilmesi için strüktürün geometrik ve yapısall özelliklerine hakim olmak gerekir. Bir mütekabil kirişleme tamamlanmış merkez, modül ve kirişler gibi alt hiyerarşik sistemlerden oluşur. Kiriş sayısı, cinsi, kirişlerin bir araya gelişlerinde oluşturdukları bağlantı mesafesi gibi değerlere göre bir modülün temel özellikleri belirlenir. İlerleyen aşamada örgü kuralına göre modüller veya münferit kirişler eklenerek türetme gerçekleştirilir. Oluşturulan kirişlemede yük aktarımı için bağlantı noktalarının özelliklerinin belirlenmesi hayatidir. Kullanılan malzemeye bağlı olarak bağlantı şekilleri farklılık arz etse bile temel özellikler değişmeyecektir. Bir bağlantı noktasında en fazla iki eleman bir araya gelecektir. Bağlantılar normal kuvvetler ile eğilme momentini iletecek fakat bir miktar dönmeye imkan vererek burulma kuvvetini iletmeyecektir. Verimli bir tasarım yapılabilmesi için, bu sistemlerin sunduğu imkanları iyi değerlendirmek gerekir. Çokgen dizimleri temel alınarak, düzlemsel veya eğimli yüzeyler oluşturulabildiği gibi, düzgün ve yarı düzgün çokyüzlüleri temel alan kurallı üç boyutlu strüktürler de oluşturulabilir. Strüktür özelliklerinin kavranabilmesine yönelik çalışmalarda, yurtdışında hayata geçirilmiş örnekler analiz edilmiştir. Fatih Sultan Mehmet Üniversitesi'nde yapılan maket çalışmalarında elde edilen düzgün çokyüzlüler bu tez çalışmasının dördüncü bölümünde '4.1.2. Eğri Yüzeyli Sistemler' başlığı altında incelenmiştir. Aynı çalışmalarda sorgulanan tek tip kiriş kullanılarak oluşturulabilecek düzlemsel kirişlemeler ve '4.2.3.1. Düzgün Kirişleme' başlığı altında incelenmiştir. Mütekabil sistemler, son dönemde bilgisayar destekli tasarım ve üretim yöntemleri ile amorf biçimler, bağlantı detaylarının geliştirilmesi ile hareketli katlanabilir strüktürler oluşturma potansiyeli gibi hususlarda geliştirilmek üzere akademik çalışmalarda da ele alınmıştır. Beşinci bölümde mütekabil strüktürlerin konvansiyonel yapım yöntemlerine nispetle verimliliğini kıyaslamaya yönelik yapılan çalışmalar değerlendirilmiştir. 20. yüzyıl başında mütekabil strüktürler, kısa kirişlerden nitelikli işçilik gerektirmeden yapılabilmesi dolayısıyla 10-20 m arası açıklıklı konut yapılarında çatı örtü sistemi olarak önerilmiştir. Günümüzde ucuz üretim, kolay ve hızlı yapım imkanı, malzeme sürdürülebilirliği gibi özellikler bu strüktürlerin tercih sebebi olmaktadır. Ayrıca bu özellikleri, mütekabil strüktürlerin fuar yapıları, arkeolojik kazı alanı örtüsü ve afet sonrası barınak tasarımı gibi geçici yapılar için önerilmesine de sebep olmuştur. Ülkemizde yaygın olmayan konu hakkında yurtdışında yapılmış olan çalışmalar incelenerek derlenmiş, ek olarak Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi'nde yapılan çalışmalar değerlendirilmiştir.