Çelik yapılarda taşıyıcı sistemle dış duvarları bütünleştirme olanakları

Çelik yapıların tasarım ve uygulamasında karşılaşılan en önemli sorunlardan biri, taşıyıcı sistem elemanlarının yapıyı oluşturan diğer sistem ve elemanlarla bütünleştirilmesidir. Bütünleştirmede söz konusu sorunların çözümü; kullanıcı konforu, sağlığı ve güvenliği açısından önem taşırken, yapının mimari kalitesinde de belirleyici bir rol oynar. Bu çalışmada, çelik yapılarda taşıyıcı sistemle dış duvar sistemlerinin bütünleştirme olanaklarım değerlendirmek üzere bir model kurulmaya çalışılmıştır. İlk bölümde, çelik yapıların gelişimine paralel olarak artan bütünleştirme sorunlarının böyle bir çalışmayı gerekli kıldığı ifade edilmiş ve tez çalışmasının amacı, kapsamı ve yöntemi tanımlanmıştır. Tezin ikinci bölümünde, taşıyıcı sistem malzemesi olarak kullanılan çeliğin malzeme özelliklerinden ve yapılarda kullanım olanaklarından bahsedilmiştir. Çeliğin diğer taşıyıcı sistem malzemelerine göre günümüz teknolojisiyle daha uyumlu ve geleceği daha parlak bir malzeme olmasına karşın, kullanım alanının belirli yapı tipleriyle sınırlı kalmış olmasının nedeni, malzemenin mimari potansiyelinin yeterince keşfedilememesine dayandırılmıştır. Bu nedenle çelik mimarisini oluşturan öğeler ayrıntılı olarak tanıtılmıştır. Üçüncü bölümde, tezin kapsamım oluşturan çelik taşıyıcı sistemle dış duvar bütünleştirmesinde taşıyıcı sistemden sonra ikinci öge olan dış duvarlarla ilgili kavramlar ve tasarım verileri ortaya konmuş, yapılarda görülen dış duvar türleri genel olarak sınıflandırılmıştır. Daha sonra dış duvarların, endüstrileşmiş dış duvar bileşenlerinin yaygınlaşmasına kadar süren tarihsel gelişimine ve endüstrileşme olgusunun bu gelişimdeki rolüne değinilmiştir. Genel olarak dış duvarlardan beklenen üç işlev; koruyuculuk, mekan sınırlayıcılık ve taşıyıcılıktır. Bu işlevlerden en önemlisi olan koruyuculuk niteliklerini belirleyen 'Çevresel Etmenler' den iklimsel etmenler olan rüzgar, su ve ısı üzerinde ayrıntılı olarak durulmuştur. Bu etmenlerin, dış duvarlara etki mekanizmaları ortaya konmuş, bu etkiler altmda karşılaşılabilecek sorunlar ve bunların yaratabileceği hasarlardan korunma yollan tartışılmıştır. Dördüncü bölümde, taşıyıcı sistem elemanlarıyla dış duvarları bütünleştirme olanaklarını analiz edebilmek için öncelikle çelik iskeletti yapılarda dış duvar oluşumu incelenmiştir. Bu kapsamdaki dış duvarların tarihsel gelişiminden başlayan bu inceleme, çelik yapılarda dış duvarların taşıması beklenen karakteristik özelliklerin ortaya konması ve olası dış duvar seçeneklerinin sınıflandırılması yolunu izlemektedir. Çalışmanın hedefini oluşturan bütünleştirme olanaklarının değerlendirilmesi modelinin teorik kurgusu, AIA tarafından 1986 yılında ortaya konan 'Altsistemlerin Bütünleştirilmesi' kavramı çevresinde oluşturulmuştur. Bu sistematiğe göre yapıyı oluşturan dört alt sistem olduğu belirtilmiştir: 1. Strüktürel alt sistem 2. Kabuk alt sistemi 3. Mekanik-elektriksel alt sistem 4. İç öğeler alt sistemi Bu alt sistemlerin bir araya gelişinde beş farklı etkileşim türü mevcuttur:. Ayrı. Dokunan. Bağlantılı. Birbirine geçmişş. Birleşmiş XIIIÇelik taşıyıcı sistemlerle dış duvar elemanlarının bütünleştirilmesinde ise bu etkileşim türlerinden dokunan, bağlantılı ve birbirine geçmişş etkileşim türlerinin gözlemlendiği ve bunların, cephe kolonlarının dış duvara göre konumuyla ilişkili olarak beş farklı şekilde karşımıza çıktığı belirtilmiştir: 1. Cephe Kolonlarının Dışarıda Olduğu 'Bağlantılı' Etkileşim Türü 2. Cephe Kolonlarının İçeride Olduğu 'Bağlantılı' Etkileşim Türü 3. Cephe Kolonlarının Dışarıda Olduğu 'Dokunan' Etkileşim Türü 4. Cephe Kolonlarının İçeride Olduğu 'Dokunan' Etkileşim Türü 5. Birbirine Geçmiş Etkileşim Türü Değerlendirme modelinde, bu beş alternatif çerçevesinde bütünleştirme olanaklarının incelenmesi öngörülmüştür. Kurulan modelin hem yeni tasarımlarda tasarımcıya yol gösteren bir araç olarak hem de mevcut bütünleştirme örneklerinin analizi ve değerlendirmesinde kullanımı amaçlanmış ve bunlar her iki amaca hizmet eden akış çizgeleri yardımıyla açıklanmıştır. Bütünleştirme alternatiflerinin bu iki amaca da hizmet edebilmesi için öncelikle, karar vermede etkili olan etmenler ve tasarım kriterleri, bütünleştirmede etkili performans kriterleri yardımıyla belirlenmiş ve bunların değerlendirilmesinden karar kriterlerine ulaşılmıştır. Sonuçlar bölümünde ise, bütünleştirmede önemli etmenler ve kriterler tablolarda belirtilmiş ve bu kriterlerin etkileşim türleri üzerindeki önemlilik dereceleri 'az önemli', 'önemli' ve 'çok önemli' şeklinde üç düzeyde ele alınmıştır. Kurulan analiz modelinin çelik yapılarda taşıyıcı sistem elemanlarıyla dış duvarların bütünleştirmesinde uygulanabilirliği tartışılmıştır. XIV