UZAY KAFES TARHES Uzay kafes sistemlerin tarihsel geliimi

UZAY KAFES

TARİHÇESİ Uzay kafes sistemlerin tarihsel gelişimi, deniz kabuklusunun geometrik yapısına duyulan hayranlıkla başlamıştır. Deniz kabuklusundaki logaritmik heliks tarzında bir büyüme Şekli, büyük açıklıklı yapı sistemlerine uyarlanmış; kabuklularının geometrik Şekli, yapı teknolojisinde uzay kafes sistem gibi, çubuk ve düğümlerden meydana gelen bir sistemin tasarlanmasına yol açmıştır.

Deniz kabuklularının sahip olduğu hayranlık verici şekil Dr. Max Mengeringhausen'i yapı teknolojilerinde yepyeni bir sistemi keşfetmeye teşvik etmiştir

� Dr. Max Mengeringhausen uzay kafes sistemleri geliştirmiştir. Mengeringhausen "Bauhaus" ekolü ile ortaya çıkan mimaride berraklık, güzellik ve işlevselliğin en güzel örneğini uzay kafes sistemlerini geliştirerek ortaya koymuştur. Mengeringhausen‟in geliştirdiği çubuk düğüm (uzay kafes) sistem ile ilk yapılar 1942 yılında yapılmıştır. Çubuk düğüm sistemler kısa zamanda büyük programlar içinde endüstriyel şekilde üretilen sistemler olmuşlardır.

Bununla birlikte yapı teknolojilerinde hafif, hızlı ve endüstrileşmiş çözümler arayışı uzay kafes sistemlerin doğmasına sebep olmuştur. Bu sistemler yapılarda büyük açıklıkların kolonsuz ve hafif bir strüktür ile geçilmesini sağlayarak işlevsel olarak yapıların daha esnek ve kullanışlı olmasını sağlamıştır. Uzay kafes sistemler , birbirlerine düğüm noktalarından bağlı, basit çekmeye yada basınca çalışan doğrusal çubuklar ağından kurulu düzenlerdir. Bu çubuklar düzeni, üzerine etkiyen dış yükleri iki doğrultuda mesnetlere ileten ve boşluğun organize edilmesi ilkesine göre üretilen çağdaş sistemlerdir. Uzay kafes strüktürlerle normal olarak statik, konstrüktif zorlamalara gidilmeksizin, yapısal oluşumunun verdiği olanaklarla, büyük açılıklı yapıların örtülmeleri konusu çözümlenmektedir

. Statik yararları açısından, bu sistemler diğer bir çok taşıyıcı sistemlere oranla çok daha hafiftirler. Sabit yüklerin azlığı sadece çatıda değil, alt sistem öğeleri ile temellerde kendini göstermekte, buna bağlı olarak maliyet önemli ölçüde azalmaktadır. Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte bu sistemlerle 100 m'ye kadar olan açıklıkları örtülebilmektedir. Bu strüktür sistemleriyle kare, dikdörtgen, poligon ve daire şeklindeki mekanlara uygun örtü biçimleri oluşturulabilmektedir. En geniş kullanım alanları spor salonları, uçak hangarları ve endüstri yapılarıdır. Özellikle endüstri yapılarında bu sistemlerden kolaylıkla yararlanılarak, olumlu kitle ve mimari anlatımlar kazanılmaktadır.

Uzay kafes strüktürler oldukça geniş biçimsel olanaklar da sağlanmaktadır. Düzlem yüzeyler ve bunun katları geliştirilebileceği gibi, ayrıca kubbe ve tonozsal biçimler ve bunların tekrarı şeklinde de kurulabilmektedir. Uzay kafes strüktürler donatı yerleşiminde de yararlılıklar sağlayabilmektedirler. Elektrik, sıhhi tesisat, havalandırma kanalları klima, iklimleme sistemleri gibi donatılar, bu sistemlerin oluşum ilkesinden doğan boşluklarda kendilerine kolaylıkla yerleşim alanı bulabilmektedir. Bu donatılar her doğrultuda yer alabilmektedirler. Elektrik bağlantıları çubukların içinden geçirilerek de yapılabilmektedirler. Gün ışığı sağlanması aynı boşluklarda pencere öğeleri oluşturmak suretiyle kolayca çözümlenebilmektedir

SINIFLANDIRMA Uzay kafes sistemleri, düz-yüzeysel, tonozsal ve kubbesel olmak üzere üç temel biçime sahiptir. Düz-yüzeysel uzay kafes sistemler, aynı plana sahip olması gerekmeyen çubuklardan yapılmış (en az) iki adet düz-yüzeysel ızgaranın düğüm noktalarından birbirlerine aralarında belirli bir açıklık kalacak şekilde bağlanmaları sonucu oluşturulurlar. Düz-yüzeysel uzay kafes sistemler, uzay kafes sistemlerinin en bilinen ve en basit forma sahip olan türüdür. Çatı strüktürü olarak uygulanabilmelerinin yanı sıra düz oluşlarından dolayı döşeme strüktürü olarak da kullanılabilirler. Düşey veya eğimli duvar oluşturabilirler; doğrusal eleman biçiminde kule ve köprü yapımında da yer alabilirler. Düz-yüzeysel uzay kafes sistemlerin ana modülü üçgen, dörtgen veya altıgen piramitlerdir. Ancak sistemin kurulması ve çalışabilmesi için bu piramitlerin tepe noktalarının birbirlerine rijit bir şekilde bağlanmaları gerekmektedir. Böylece üçgen,

Tonozsal uzay kafes sistemler, yükleri mekan içinde yönlendirerek zemine aktaran biçimi sayesinde etkin bir taşıyıcı sistem olarak kullanılmaktadır. Bu sistemlerde çubukların diziliş biçimleri değişik olduğundan yüklerin dağılışı da değişik olmakta ve her çubuk tek hesaplanarak çalışma ilkeleri bulunmaktadır. Kubbesel uzay kafes sistemler, geniş açıklıkları az sayıda malzeme ile geçebilen taşıyıcı sistemlerdir. Bu sistemlerde çubuklar arasındaki bağlantılar narin elemanlardan oluşur ve bunlar konstrüksiyonun ağırlığını taşır. Kubbesel uzay kafes sistemlerde yükler, mekan içinde yönlendirilerek zemine aktarılır. Üçgen, kare, çokgen ve dairesel alanların örtülmesinde de bu sistemler tercih edilmektedir. Temelde kubbe strüktürü gibi farklı iskeletlerde kubbe yüzeyi bazı geometrik şekillere bölünerek tanımlanabilir. Bu bölünmeler; üçgenler, dörtgenler, beşgenler ve

KULLANIM ALANLARI Uzay kafes sistem yapıları, mimarlık, makina ve inşaat mühendisliğinin barışık olduğu sektörlerden biridir. Geometrisi tanımlanan hemen her formda çözülebilir. Bu da mimarideki taleplere statik açıdan cevap verebileceği anlamına gelmektedir. İnsan ve makine işlevlerini dış etkenlerden koruyup barındıracak yapılar tasarlanırken işlevlerin yapı tarafından her hangi bir olumsuz etkiye maruz bırakılmaması istenir. Bu isteğin bir sonucu olarak büyük açıklı yapılara gerek duyulmaktadır. Büyük açıklı yapıların barındıracağı işlevler farklılık gösterse de açıklığın sağlanabilmesi için çözümler sınırlıdır. Uzay kafes sistemleri büyük açıklığın oluşturulmasında çok sık kullanılan yapı sistemidir.

Sanayi Yapıları Sanayi yapıları, içinde üretimin gerçekleştiği ve üretim ile ilgili süreçlerin birbiri ile ilişkilendiği mekanlardır. Üretim aşamaları bazen aynı yapı içinde gerçekleşmek zorunda iken bazen de yana ayrı binalarda gerçekleşebilir. Önemli olan üretimin etkinliği ve bu etkinliği sağlayabilecek işlevsel yerleşimdir. İşte bu işlevsel yerleşim sırasında uzay kafes sistemlerinin büyük faydaları ortaya çıkmaktadır. Kolonsuz bir şekilde geniş bir alanı örtebilen bu sistemler üretim için sınırsız bir yerleşim (layout) imkanını sunmaktadır. Tesislerin hammadde girişi ve ürün çıkışı için kullandıkları lojistik depolarda uzay kafes sisteminin kullanımı, taşımacılık ve depolama işlevinin en etkili ve verimli şekilde gerçekleşmesini sağlamaktadır.

PASHA TEKSTİL ÇORLU

Showroom Yapıları Mimari işlev olarak showroomlar ürün sergilemek için en ideal ortama sahip olmalıdırlar. Geniş bir mekan içinde tüm ürünlerin görülebilmesi ve mekanın etkili tasarımı müşteri için çekicilik oluşturmaktadır. Mekanın tasarımındaki etki firmanın imajında önemli bir etken oluşturmaktadır. Uzay kafes sistemlerin showroomlarda kullanımı mekan içinde sınırsız sergi alanı sağlarken sergi tasarımındaki etkinlik firma imajına katkı sağlamaktadır.

BMW ROVER SHOWROOM KUVEYT

Sergi ve Fuar Yapıları Sergi ve fuar alanları da showroomlarda olduğu gibi eser ya da ürünün en etkileyici şekilde gösterimini gerektir. Bu mekanlarda uzay kafes sistemlerinin kullanımının en büyük faydası her sergi ve fuar için farklı yerleşim planlarına olanak tanımasıdır. Sergi ve fuarların süresi birkaç günle sınırlıdır. Yapı hacmi içinde bu işlevlerin etkinliği için mekanın kolonsuz olması büyük bir avantajdır. Uzay kafes sistemler sökülüp başka bir alanda tekrar kullanılabilmektedir. Yerleşim alanlarının cazibesini yitirmesi durumunda yapıyı başka bir alana taşıma imkanı uzay kafes sistemler ile mümkündür.

SABANCI FUAR VE KONGRE MERKEZİ ANTALYA

DALİ MUSEUM

Ulaşım yapıları İşlevsel eylemlerin sık ve hareketli olduğu mekanlardır. Yolcuların ulaşım firmaları ve taşıma araçları ile buluştuğu bu mekanlarda görsel işaretler ve yönlendirmeler önem taşır. Mekanın bütünlüğü ve kolay algılanması önemlidir. Son zamanlarda büyük Şehirlerde ve turizmin canlı olduğu Şehirlerde belediyelerin bu tür kamusal yapıları prestij amaçlı işlevsel ve görsel etki yaratacak şekilde yeniden düzenlediği gözlenmektedir. Uzay kafes sistemler ulaşım yapılarının sahip olması gereken bu özellikleri sağlamak için sıklıkla kullanılmaktadır.

OREGON ABD BURLİNGTON NORTHERN RAİLROAD BRİDGE

Spor kompleksleri Spor oyunlarının gerçekleştiği salonlar geniş açıklığın kaçınılmaz olduğu alanlardır. Mekanda seyirci ile spor alanı arasına görüntüyü engelleyecek taşıyıcı bir unsur konulamaz. Bu işlevsel özellik spor komplekslerinin büyük açıklıklı yapılar olmasını zorunlu hale getirirken uzay kafes sistemlerinin kullanımını da yaygınlaştırmaktadır.

KOCAELİ KOLEJİ YÜZME HAVUZU

FAYDALARI Tekerlekli iskeleler kullanılarak, vinç yardımı olmaksızın tüm çatı havada örülebilir. İmalat ve montaj süreleri çok kısaldığı için inşaat maliyetlerinde zamanla ortaya çıkan artışlar ortadan kaldırılmaktadır. Tesisin daha kısa sürede işletmeye alınması gerek yatırımcılara , gerekse ülkemiz ekonomisine büyük katkı sağlamaktadır. Bunun gibi pek çok faydasını ayrı başlıklar altında şöyle sıralayabiliriz.

İşlevsel Faydası Uzay kafes sistemlerinin bir sanayi tesisinde kullanılmasının en önemli sebebi işlevsel olarak yapıya kazandıracakları olacaktır. Üretim işlevi ve prosesleri için oluşturulmuş bir mekânın en güzel yerinde (ortasında) taşıyıcı kolonların olması üretim için kullanılacak mekânın iç yerleşiminde sınırlılıklar getirecektir. Uzay kafes sistemleri ile bu kolonlardan kurtulmak bir tesis için önemlidir. Tesisler rekabet ortamının koşullarına göre zaman içinde üretim proseslerini ve makinelerini yenilenmektedir. Yeniden yapılanma, gelişme ve değişim planlamalarında üretim alanı içindeki taşıyıcı kolonlara bağlı kalmak üretimde verimlilik arayışlarını sınırlayacaktır. Uzay kafes sistemlerinin sanayi tesislerine işlevsel olarak getireceği faydaları şöyle sıralayabiliriz;

ØÜretim için esnek yerleşim olanağı Ø Yeniden yapılanma ve düzenlemelerde özgür planlama Ø Makine, donanım ve üretim bantları seçiminde mekân sınırlamalarının olmaması Ø Üretim mekânı içinde taşıyıcı araçlar (fortlift) için yol düzenlenmesinde esneklik Ø Uyarı ve yönlendirici işaret ve levhaların mekânın tümünde algılanabilmesi Ø Yönetici ekibin tüm üretim mekânına görsel olarak hâkim olması Ø Görüş açısının artması ile iş kazaları oranının düşmesi

Yapı Sistemi Olarak Faydaları Uzay kafes sistemler ile kazanılacak hacim ve tüketilen yapı malzemesi arasındaki oran diğer yapı malzemelerinin tüketim oranına göre oldukça uygundur. Oluşturulacak hacim büyüklüğü ile yapı maliyeti ters orantılıdır. Bu sistemler, iskele gereksinimini ortadan kaldırmak için genellikle zemin kotunda kurulmakta ve çeşitli yöntemler ile yerlerine monte edilmektedirler. Sistem prefabrik parçalardan oluştuğu için, istendiğinde sökülerek yeni bir kullanıma dönüştürülebilmektedir. Bu nedenle kalıp ve iskele masrafı ortadan kalkmakta, inşaatın süratle bitirilmesi de ekonomi sağlamaktadır. Uzay kafes strüktürler donatı yerleşiminde de yararlılıklar sağlayabilmektedirler. Elektrik, sıhhi tesisat, havalandırma kanalları klima, iklimleme sistemleri gibi donatılar, bu sistemlerin oluşum ilkesinden doğan boşluklarda kendilerine kolaylıkla yerleşim alanı bulabilmektedir. Bu donatılar her doğrultuda yer alabilmektedirler. Elektrik bağlantıları çubukların içinden geçirilerek de yapılabilmektedirler. Gün ışığı sağlanması aynı boşluklarda pencere öğeleri oluşturmak suretiyle kolayca çözümlenebilmektedir.

Depreme Karşı Faydaları Türkiye'nin %90'ı deprem bölgesidir. Sanayinin yerleştiği batı ve körfez bölgesinin ise neredeyse % 100'ü deprem bölgesindedir. Yaşadığımız son depremler bizlere yapım teknolojileri ve sistemlerinde bilinçsiz seçimler yapıldığını göstermiştir. Deprem kuşağında bulunan tesisler için önerilecek en güvenli yapı sistemi çelik ve çeliğin en hafif ve hiperstatik çözümü olan uzay kafes sistemlerdir. Uzay kafes sistemler yüksek derecede hiperstatik sistemlerdir. Yükleri her iki doğrultuda aktararak çekme ve basınca çalışırlar. Sistem elemanlarını eğilmeye zorlamadığı için büyük açıklıkların geçilmesinde yapısal güven sağlanmaktadır. Uzay kafes sistemler diğer yapı sistemlerine oranla % 50 gibi bir oranda daha hafiftir. Depremin etkisi yapının ağırlığı ile doğrusal orantılı olarak arttığı için uzay kafes sistemleri depremden daha az etkilenir. Betonarme yapı sistemlerine göre daha elastik ve sünektir.

Maliyet Avantajları Statik yararları açısından, bu sistemler diğer birçok taşıyıcı sistemlere oranla çok daha hafiftirler. Sabit yüklerin azlığı sadece çatıda değil, alt sistem öğeleri ile temellerde kendini göstermekte, buna bağlı olarak maliyet önemli ölçüde azalmaktadır. Uzay kafes sistemlerin ana unsurları çubuk ve düğümlerdir. Bunlar basınca ve çekmeye çalışan çelik malzemelerdir. Geleneksel yapım sistemlerine kıyasla uzay kafes sistemleri ile oluşturulan aynı miktardaki mekan hacminde kullanılan malzeme miktarı ve ağırlığı çok daha az ve hafiftir. Yapı sisteminden gelen sabit ve hareketli yüklerin zemine ileten temel sistemleri de yapının hafif olması sebebi ile daha az yük taşıyacak şekilde ebatları küçük olmaktadır. Bu nitelikler uzay kafes sistemler ile oluşan yapıların maliyetini ve yapım sürecini azaltmaktadır. Çelik yapı malzemeleri; üretimi, dağıtımı ve yapı sistemlerinde kullanımı yaygınlaştıkça ucuzlamış ve günümüzde diğer yapı malzemelerine göre daha ekonomik olarak kullanılabildiği alanlar bulmuştur. Yapı için gerekli açıklığın büyüklüğü arttıkça çelik kullanmak daha ekonomik bir hale

KİPA ALIŞVERİŞ MERKEZİ ANTALYA

UZAY KAFES SİSTEMİ BİLEŞENLERİ Uzay kafes sistemi oluşturan ana bileşenler düğüm noktaları (küre elemanlar) ve çelik çubuklar (boru elemanlar)‟ dır. Bu bileşenlerden başka konik, cıvata, somun, pim, aşık ve aşık dikmesi gibi yardımcı parçalar da kullanılmaktadır

Düğüm Noktaları (Küre Elemanlar) Uzay kafes Sistemin ana bağlantı elemanlarından biri olan çelik küreler çubukların birleşim noktasıdır. C 1040 kalitesindeki çelik malzemeden, küre formunda ve sıcak dövme tekniği ile üretilir. Kürelere projenin gerektirdiği kadar cıvata deliği açılır. Çubuk uçlarındaki cıvataların kürelerde açılan deliklere bağlanmasıyla uzay kafes sistem tamamlanmış olur. Uzay kafes sistemler teşkil edilirken projelerde statik ve geometrik ihtiyaçlara göre 60, 75, 90, 110, 130, 160, 190 mm çapında küreler kullanılırlar. Bir küre üzerine en fazla 18 adet delik açılabilir. Küre delikleri çubukların montajından başka, servis yüklerinin uygulanması ve aşıkların montajı için de kullanılabilmektedir.

Çeşitli yapım sistemlerine göre değişik nitelikte olan düğüm noktaları yardımıyla, diyagonal ve dikmelere gelen yükler mesnetlere aktarılmaktadır. Düğüm noktalarının üretimi ile ilgili çeşitli yöntemlere bulunmaktadır. Balon, kaynak, perçin ve özel olarak üretilen sökülüp takılabilen parçalar bu amaçla sıralanabilir. Düğüm noktaları, uzay kafes strüktürlerin çubuklara oranla daha önemli olan öğeleridir. Düğüm noktası bir çok çubuğu bir noktada birleştirerek, sistemin bir bütün olarak çalışmasını sağlamaktadır.

Çubuk Elemanlar (Borular) Uzay kafes sistemlerin ana bileşeni olan çubuklar, her iki ucuna konik elemanların gazaltı kaynak kullanılarak birleştirildiği borulardan oluşurlar. (Kullanım yüklerine göre çelik malzeme St 37 veya St 52 özelliklerinde olabilirler. ) Çekme ve basınç kuvvetleri, konik elemanlarla düğüm noktalarına aktarılır. Ayrıca birleşimde kullanılacak malzeme kalitesi en az boru kalitesinde olmalıdır.

Çubuklar alüminyumdan da oluşturulabilmektedirler fakat çeliğin alüminyuma göre daha ucuz ve daha mukavemetli olması nedeniyle, genellikle bu sistemlerde çelik kullanılmaktadır. Üst başlıklar, piramitlerin tepe noktalarını birleştiren çubuklar olup, genellikle basınca çalışacak şekilde düzenlenmektedirler. Alt başlıklar ise, genellikle çekmeye çalışacak şekilde düzenlenen ve piramitlerin alt noktalarını birleştiren çubuklardır. Dikme ve diyagonaller ise, yükleri düğüm noktalarına ileten aynı zamanda, basınca ve gereğinde çekmeye çalışan çubuklardır

Konikler Konik parçaların malzemesi boru malzemesiyle aynı kalitede olup, kaynak kabul etme özelliği yüksektir. Bu konik parçalar içi dolu silindirik malzeme olup, boru ve küre bağlantısını sağlamak için kullanılacak cıvataya uygun şekilde diş açılır ve çubukların her iki ucuna gazaltı kaynak yöntemi kullanılarak tespit edilirler. Konikler üzerindeki diş çapı ve diş boyu çubuk kuvvetine göre hesaplanmaktadır.

Civatalar, konik elemanlar içinde dönebilen ve çekme kuvvetlerini karşılayan birleşim aracıdır. Bu elemanların dişsiz kısmında delik açılmış olup dişli kısmıyla da küreye bağlantı yapılmaktadır. Titreşimden etkilenmemesi için diĢlerin sık olması gerekmektedir. Cıvatalarda, imalatı yapan ve ayrıca kalitesini bildiren yazı veya işaretler bulunur. Tamamen mukavemet hesap sonuçlarına uygun kalitede ve boyutlarda seçilirler. Yapılan hesaplara göre 8. 8 veya 10. 9 kalitesinde uygun cıvatalar kullanılmaktadır.

Somun ve Pimler Somunlar uzay kafes sistemde, hem çubuklarla birlikte eksenel basınç kuvvetine karşı çalışan, hem de montaj esnasında anahtar kullanılarak cıvatanın küreye sıkılmasını sağlayan parçalardır. Malzeme kalitesi en az St 37’dir. Statik sistemde oluşan basınç kuvvetlerine göre somunların çap ve et kalınlıkları değişir ve özel olarak imal edilirler. Hesaplanan kuvvetin büyüklüğüne göre malzeme kalitesi de artabilir. Pimler, cıvatalarda ve somunlarda bulunan deliklere takılarak cıvataların dönmesini sağlayan parçalardır. Pimlerin kuvvet taşıyıcı hiçbir özelliği yoktur.

Aşıklar ve Aşık (Eğim) Dikmeleri Çatı ve cephe kaplamaları ve derelerin uzay kafes sisteme bağlantısını sağlayan aşıklar, genellikler dikdörtgen kutu kesitli profillerden oluşur. Bazen I, Z ve U profilleri de kullanılabilir. Aşıklar uzay kafes sistemin üzerine eğim dikmeleriyle gerekli yükseklikte bağlanırlar. Malzemesi St 37 olan aşıklara, çubuklara (borulara) uygulanan temizlik, boya ve galvaniz işlemleri uygulanır. Aşık dikmeleri, uzay kafes sistemde çatı eğimini oluşturmak için üst başlık kürelerine bağlanan yükseltme parçaları (eğim dikmeleri ) dır. Dikmeler, eğim yüksekliğine, bağlandığı küre çapına göre farklı boylarda olur. Çatı eğimi sistem tarafından oluşturuluyorsa, aşık dikmelerine gerek duyulmaz.

Mesnetler Uzay kafes sistemlerde sistem stabilitesini sağlamak üzere, sabit ve kayıcı mesnetler oluşturulur. Mesnetler, ısı değişimi ve diğer nedenlerden oluşacak hareketleri minimize edecek şekilde düzenlenirler. Mesnetlerin şekil ve boyutları sistem özelliklerine göre çok çeşitli olabilmektedir. Mesnetler, kürelerin altlarına kaynakla birleştirilen yükseltme parçalarının kaynaklandığı plakalar ve bunların içerisinde hareket edebildiği flanslardan oluşurlar. Statik sistem çözümüne göre sabit, bir yöne kayıcı veya iki yöne kayıcı olarak göz önüne alınan mesnetlerde, kayıcılıklarını sağlamak için sürtünme katsayısı çok düşük teflon malzemeden plakalar kullanılır.

Temel: Temel sistemi ise; kolonların, destek duvarlarının veya uzay kafes sistemin direkt zemine oturan kenarlarının, beton temeller üzerine ankraj edilmesi suretiyle oluşturulmaktadır. Beton temeller, uygulanacak uzay kafes sistemin büyüklüğü, biçimi ve tipine göre çeşitle şekillerde düzenlenmektedirler. Örtü: Örtme işlemi farklı şekillerde ve farklı malzemelerle yapılabilmektedir. Genel olarak sistem kurulduktan sonra çatı, hafif alüminyum veya galvanizlenmiş çelik oluklu saç plakalarla kaplanmakta, üzerine ısı ve su tabakası uygulanmakta ve koruyucu bir ürün ile bitirilmektedir. En önemli nokta su yalıtımının kusursuz yapılmasıdır.

YÜKLERİ NASIL TAŞIR? Uzay kafes sistemler, genellikle tek veya çift tabakalı olarak düzenlenir. Tek tabakalı sistemlerin düğüm noktaları genellikle mafsallı değildir. Bu nedenle düzlem kafes sistemlerden farklı olarak, normal kuvvete ilave olarak eğilme momenti ve kesme kuvveti de oluşur. Çift tabakalı uzay kafes sistemler ise, genellikle sadece normal kuvvet oluşacak şekilde düzenlenir. Parabol kesitli çift tabakalı uzay kafes sistemler tüm açıklık ve yükseklik değerleri için en ekonomik çözümü verir. Daire kesitli sistemler geniş açıklıklar için daha uygundur. Elips form, basık yapısı nedeni ile geçilecek açıklığa oranla ortaya çıkacak yapı toplam yükü bakımından en olumsuz biçimdir.

Sistemin geometrik yüksekliği ile açıklığı arasında 1/3 ile 1/5 arasında bir uygunluk oranı bulunmaktadır. Bu orana yaklaşıldıkça yatay itkiler ve sistemin ağırlığı azalır, yükseklik/açıklık oranı 1/5’ten büyük ise sistemde yanal itkiler ve çubuk kesit tesirleri artar. Tek tabakalı uzay kafes sistemler, eğrisel bir yüzeyde, farklı açılarla kesişebilen çubukların oluşturduğu taşıyıcı sistemlerdir. Amorf formlar elde etmek mümkündür. Kubbe formu ile çelik veya ahşap olarak 200 m. kadar açıklıklar geçilebilir.

BRİTİSH MUSEUM (BÜYÜK AVLU) LONDRA

WESTFİELD SHOPPİNG CENTRE LONDRA

Tek tabakalı uzay kafes sistemler, sadece geniş açıklıklı yapıların tasarımında değil, aynı zamanda yüksek yapı tasarımı alanında da “diagrid sistem(sağlam ve hafif strüktürler)” başlığı altında son yıllarda çok estetik ve ekonomik çözümler sunmaktadır. Tek tabakalı sistemlerin her parçası ayrı düzenlenir ve yerinde uygulanması zordur, genellikle montajı yerde yapılıp vinç yardımı ile yukarı kaldırılır, bu da maliyeti arttırıcı bir etkendir.

Çift tabakalı uzay kafes sistemler, aynı biçim ve benzer ölçülerdeki elemanların yer aldığı, iki farklı düzlemde/yüzeyde yer alan çubuk elemanların aralarında belirli bir h mesafesi boyunca, diagonal elemanlar ile birbirine genellikle mafsallı düğüm noktalarından birleştirildiği taşıyıcı sistemlerdir. Sadece normal kuvvet söz konusudur. Çift tabakalı uzay kafes sistemler ile 50 -140 m açıklık geçilebilmektedir.

Javits Center NEW YORK

Eğrilikli Uzay Kafes Sistemler Eğri yüzeyli sistemler elde etmek için yapının x veya y yönlerinden en az birinde eğriliğe sahip olması gerekir. x veya y yönlerinden bir tanesi eğrisel, diğeri doğru parçası ise sistem ‘tek eğrilikli sistemler’, her ikisi de eğri ise ‘çift eğrilikli sistemler’ adını alır. Tek eğrilikli sistemlerde, Gauss eğriliği sıfırdır (K=0). Bu sisteme tonoz biçimli yapılar örnek gösterilebilir. Tek eğrilikli sistemlerde, mesnet sayısının, sistem geometrisine doğrudan bir etkisi yoktur. Mesnet sayısındaki artış, çubuk en kesitlerini dolayısıyla da sistem ağırlığını azaltır. Çift eğrilikli sistemlerde, eş eğrilikli ve ters eğrilikli

1. ) Pozitif Eğrilikli Uzay Kafes Sistemler Pozitif Gauss eğriliğine sahip kubbe sistemler, yarım küre şeklindeki eğrisel yüzeyin çubuk elemanlarla geometrik biçimlere bölündüğü ve çubuk elemanların düğüm noktalarıyla bağlandığı hafif taşıyıcı sistemler olarak tanımlanabilir. Sistem, normal kuvvetlere karşı dayanıklıdır ve büyük açıklıklar için kullanılan malzeme bakımından ekonomiktir. Kubbe sistemler ile 50 - 190 m açıklık geçilebilmektedir.

Yük altında kubbelerin üst bölgesi içeri doğru itilmeye, alt bölgesi ise açılmaya çalışır. Dolayısıyla üstte basınç, altta çekme gerilmesi meydana gelir ve basınçtan ötürü burkulma sorunu mevcuttur. Yüksekliğin açıklığa oranının 1/5’ten az olduğu basık kubbelerde dışa doğru itme kuvvetini karşılayabilmek için mesnet bölgesinde rijit bir çekme çemberi ön görülür ve bu bölge olabildiğince çok noktadan desteklenmelidir. Çünkü kubbelerin eğrilikleri azaldıkça, eksenel kuvvetler büyür, gerilmeler kubbe yüksekliği ile ters orantılı olarak çalışır. Eğilme momenti ve kesme kuvvetinin etkisi özellikle basık kubbelerde önem kazanır, bu etkinin azaltılması amacı

Science World Dome Vancouver, KANADA

Çubuk elemanların ve düğüm noktalarının kubbe yüzeyinde farklı biçimler oluşturacak şekilde ve/veya farklı açılarla birleştirilmesi sonucunda aşağıdaki sistemler geliştirilmiştir. § Radyal kubbe sistemler § Schwedler kubbe sistemler §Lamella kubbe sistemler §Üç ve dört doğrultuda ızgara sistem § Jeodezik kubbe sistemler

Radyal kubbe sistemler Üstte bir basınç çemberi, altta bir çekme çemberi ve basınç çemberinden ışınsal olarak uzanan nervürlerden oluşan radyal kubbelerdir. Basınç çemberinden uzanan nervürlerin ısısal genleşmeden etkilenmemesi için raydal doğrultuda düzenlenen ve yatay deplasmana izin veren kayıcı mesnetlere bağlanması gerekir.

RODOS LÜKS OTEL RHODES, YUNANİSTAN

Schwedler kubbe sistemler Radyal kubbede her nervür tek bir eleman sayılırken, Schwedler kubbede nervürler diğer elemanlar ile birlikte çalışır. Kesme kuvvetine karşı nervürler ve çemberler rijit birleştirilebilir veya simetrik olmayan yüklerden oluşacak kesme kuvvetlerine karşı bu elemanlar çapraz elemanlarla birleştirilir. Simetrik yükler söz konusu olduğunda ise düğüm noktaları mafsallı düzenlenir ve izostatik bu sistemin elle hesabı mümkündür.

IWASE SPOR PARKI Toyama, JAPONYA

Lamella kubbe sistemler Birbirine benzer elemanların çok sayıda kullanılması ve küre yüzeyinde baklava ya da elmas biçimi oluşturacak şekilde bir araya getirilmesiyle elde edilen sistem türüdür. Uygulamada sorun oluşmaması için kubbeyi oluşturan dilimler tepe noktasına doğru sayıca azaltılarak bağlanır.

Astrodome Spor Tesisi TEXAS

Üç ve Dört doğrultuda ızgara sistemler Kare, dikdörtgen, daire, üçgen veya altıgen formundaki farklı plan tipine sahip yapıları örtmek üzere kullanılan, üç ya da dört doğrultuda düzenlenen bu sistem türü asimetrik yüklere karşı dayanıklıdır.

NAGOYA DOME JAPONYA

Jeodezik kubbe sistemler Matematiksel anlamda, bir küre üzerinde bulunan iki noktayı birleştiren en kısa çizgi jeodezik çizgi olarak tanımlanır. Jeodezik kubbe, jeodezik çizgiler kullanılarak, bir küre yüzeyine atanan noktaların birleştirmesiyle elde edilen sistem türüdür. Jeodezik bölme yönteminde üçgenin 3 eksenli simetrisinden yararlanılarak eleman tip sayısı azalıp çubuk uzunluklarının birbirine yakın olması sağlandığından imalat, nakliyat ve montaj işlemlerinde tasarruf sağlanır. Yükler, en kısa yollardan komşu elemanlara oradan da temellere homojen olarak aktarılır. Jeodezik kubbeler, en büyük hacmin en az kubbe ağırlığı ile geçebilmesi ve taşıyıcı sistemin aynı zamanda mekan için örtü olması bakımından, diğer kubbe türlerine göre daha fazla uygulanmaktadır. Sistem, narin

ONTARİO PLACE ONTARİO KANADA

2. )Negatif Eğrilikli Uzay Kafes Sistemler Negatif Gauss eğriliğine sahip hiperbolik paraboloit, duran bir parabol eğrisi üzerinde sarkan bir parabol eğrisinin tekrarlı olarak kaydırılmasıyla elde edilen öteleme yüzeyi olarak tanımlanabilir. İki asal eğriliğe sahip hiperbolik paraboloit sistemlerinde duran parabollerde (kemer) basınç, sarkan parabollerde de çekme kuvveti söz konusudur. Bu parabollerde farklı gerilmelerin söz konusu olması, formun burkulmaya karşı eş eğrilikli yüzeylere oranla daha dayanıklı olmasını sağlamaktadır. Çünkü basınç kuvveti nedeni ile

Schubert Club Band Shell Minnesota, ABD

Mode Gakuen Spiral Tower Yapım Yılı: 2008 Mimar: Nikken Sekkei, Makoto Wakabayashi. Yer: Aichi, Japonya. Yapı Hakkında: Yapı, moda tasarımı, bilgisayar programcılığı ve tıbbi destek bölümleri için üniversite olarak tasarlanmıştır. 36 katlı yapı 170 m yüksekliğindedir. Yapısal Bilgiler: Taşıyıcı sistem, yapı boyunca devam eden betonarme çekirdek etrafında 3 farklı kanat şeklindeki diagrid sistemden (tek tabakalı uzay kafes sistem) oluşmaktadır. Kat yüksekliğinin 4. 1 m olduğu yapıda kulanı- lan üçgen birimlerin boyutları 2. 4 m, 2. 2 m ve 2. 7 m’dir.