1999 Ağustos depremi sonrası yeni arayışlar içinde olan yapı sektörü, ülkemiz için yeni sayılacak hafif çelik yapıları kullanmaya başlamıştır. Esasen yapılar yığma veya iskelet olsun, betonarme veya çelik olsun, mimari mühendislik kurallarına uygun yapıldığında kullanıcısını çevre şartlarından veya depremden korur. İnsanları üşüten, terleten veya yıkılan yapı varsa, bu hatalı yapıldığını gösterir. Hata, projelendirme veya uygulama sırasında ortaya çıkabilir.
Pek çok ülkede olduğu gibi bizde de yeni olan hafif çelik yapının projelendirilmesinde hataları aza indirmek amacı ile hafif çelik yapı tanımlanacak, hafif çelik yapıların geleneksel ahşap iskelet yapılara benzerliğinden yola çıkılarak bir karsılaştırma yapılacaktır. Hafif çelik yapılarda en çok karşılaşılan ısı izolasyonu konusuna ise kısaca değinilecektir.
Hafif Çelik Yapının Ortaya Çıkışı
Çelik yapılar iki tür taşıyıcı sistem ile inşa edilirler. Sıcak çekilen profil ile yapının çelik iskeleti inşa edilir veya soğuk bükme ince profiller yan yana getirilerek duvar/ döşeme taşıyıcısı oluşturulur. Az katli yapılarda soğuk bükme profillerin kullanılması ekonomiktir.
Hafif çelik iskelet yapıyı en çok kullanan ülke ABD'dir. Büyük bir ülke olan ABD'de konut yapımı için kullanılan yapı malzemelerinin taşınmasının ucuz hafif çelik yapıların geleneksel ahşap yapılar ile benzerlikleri ve kolay olması öncelik kazanmıştır. yapının maliyetini düşürmek amacı ile; duvar/ döşeme taşıyıcı sistemi, duvar/ döşeme kaplaması çelik parçaların ısıl işlemi ve çatı örtüsü ucuz döşemelerde ısı yalıtımı ve taşınması kolay olan ahşaptan yapılmıştır. Bugüne gelindiğinde ahşabın daha yararlı yerlerde kullanılmasını sağlamak amacıyla çelik taşıyıcı yapıların özellikleri ve yararları ve diğer yandan çeliğin geriye dönüştürülen bir malzeme olması nedeniyle ABD'de hafif taşıyıcılı çelik sistemlerin kullanılması artmıştır.
Geleneksel Ahşap İskelet Yapı
Türkiye'de Geneleksel ahşap yapı kültürü yaygın çelik yapıların 150 yıllık tarihi ve zengindir. Bu yapıların oluşturduğu estetik, güvenli taşıyıcılık, iç mekan konforu yüzyıllar süren tecrübe ile mükemmelleşmiştir.
Ahşabın dünya üzerinde nüfusa göre azalması, pahalılaşması perlit ve diğer başka sebepler dünyanın her yerinde olduğu gibi ülkemizde de ahşaptan başka malzemelerin kullanılmasına yol açmıştır. Ülkemizde son yüzyılda en çok kullanılan yapı malzemesi betonarme olmuştur. Betonarme yapıların 17 Ağustos 1999 depremi sırasında yıkılması, bölgedeki geleneksel çeşit ahşap iskelet olan "hımış" yapıların sağlam kalışı japonya'da endüstriyel yapı tasarımı ve can kaybına sebep vermeyişi, hafif iskelet yapıların tekrar konuşulmasına sebep olmuştur.
Geleneksel ahşap iskelet yapı genelde iki türde inşa edilir. ahşap iskelet kurulduktan sonra diş yüzü tek veya iki kat ahşap kaplanır. İç yüzü aralıklı çakılan çıta üstüne kıtıklı kireç harçlı sıva (bağdadi sıva) yapılır. Çıtası ile sıva kalınlığı 5-6 cm.yi bulur. kullanılan duvar katmanlarının hepsinin ısı direnci yüksek olduğundan çevre şartlarından korunan, nefes alabilen iç mekan elde edilir. İki yüzü kaplanmış ahşap iskelet yapıda elde edilen koruyuculuk yapının bulunduğu iklim bölgesine göre yetersiz ise ahşap iskeletin ara boşlukları tuğla veya kerpiç (bazen de tas) ile doldurulur. Duvar içten boya nedir? ve dıştan sıvanır. Bu tür yapıya "hımış" yapı denilmektedir.
Geleneksel ahşap yapıların iskeleti günümüz ahşap yapısından farklıdır. Geleneksel ahşap yapıda farklı boyutta ahşap kullanılır. Binanın yüklerini taşıyan duvar kalınlığınca zemin sıvılaşması nedir ? ve kare kesitli olan ana dikmeler, duvarın iki yüzünü taşıyan ara dikmeler, duvar düzleminde yatay kuvvetleri aktaran payanda zemin ve temel raporunun hazırlanmasına ilişkin esaslar ve yatay bağlantıyı sağlam kuşaklar (boyunduruk) taşıdıkları yüke göre hepsi ayrı kesitte olabilmektedir.
Ahşap elemanların yatay, düşey kesme kuvvetlerini birbirlerine aktarmaları öncelikle geçme yüzey sertleştirici uygulanmış endüstriyel zemin yapım prosedürü ve ahşap yardımcı parçalar ile sağlanır. Birleşmelerdeki metal, çivi problemli zeminlerde geoteknik çözümler ve vida desteği geleneksel ahşap yapının geç dönemine rastlar.
Deprem Yönetmeliğine Göre Ahşap İskelet Yapı
Deprem yönetmeliğine göre ahşap iskelet yapıdaki elemanların yeri derin kazı çukuru iksa projelendirilmesine bir örnek ve boyutları "geleneksel" yapıya göre değiştirilmiştir. En fazla 150 cm.de bir yerleştirilen ana dikme aralıklarına yardımcı dikmeler gelmektedir.
Dikmelerin araları aşağıdan yukarı önce yatay elemanlar ile bölünmüş ortaya çıkan kareler ise çaprazlar ile üçgenlere ayrılmıştır. Yönetmeliğe göre dikeyler benchmarkingte bilgiye ulaşmada ahlak sorunu ve çaprazlar ayni kesitte olup, en az 10/10 cm olmalıdır. İki duvar yüzeyi arasında ise dolgu olarak ahşap yonga dahi önerilmektedir.
Sistem neden tek kat membran sistemi? ve eleman kesitleri irrasyoneldir. Bu öneriler göz önünde bulundurulduğunda deprem yönetmeliğinin ahşap yapılar konusu az gelişmiş olarak kabul edilebilir. Esasen yönetmelikler bir işin yapılabilirliğinin alt sınırlarını belirler. Mühendislik çalışması olan rasyonel ekonomik ahşap iskelet yapılar da vardır.
Rasyonel Ahşap İskelet Yapı
Rasyonel ahşap iskelet yapılarda kullanılan ahşap türü standarttır. 5/10 boyutundaki tek tip kereste inşaat yerine gelir. Dikme çığ önleme ve etkilerini azaltma teknikleri ve kiriş boyutunun büyük olması gerekiyorsa 5/10 boyutundaki eleman birleştirilerek kesit büyütülür. Dikme aralıkları eşit dezenfeksiyon ve içme suyunda kullanılan dezenfeksiyon yöntemleri ve standarttır. Duvar düzleminin stabilitesi iki yönde yüzey kaplamaları ile elde edilir. Kaplama boy tahta ise tek veya iki yönde diyagonal çakılır. Kaplama kontrplak ise deprem yüklerine dayanıklı olarak boyutlandırılmış türü seçilir.
Hafif iskelet yapılar ister çelik profiller ile, ister de ahşap dikmeler ile yapılsın birbirine benzerler. Çünkü pencere bırakılması, çatı kurulması, duvar kaplaması hızlı trenlerin teknik özellikleri ve diğer pek çok teknik birbirinin aynidir.
Hafif Çelik İskelet Yapı
Hafif çelik iskeletin taşıyıcı eleman düzeni, bağlantı noktaları prensip olarak rasyonel ahşap iskelet yapıya benzer. Burada önemli fark; taşıyıcı malzemenin izolasyon değeri yüksek ahşap yerine iletken çelik ile yer değiştirmiş olmasıdır.
Yapıların ısı izolasyon nitelikleri iç mekan konforunu, iç mekan konforu ise sağlık şartlarını sağlarlar. yapılarda koruyuculuk, taşıyıcılık kadar önemli olup, en ufak bir yerde hata, mesela ısı izolasyonunda bir ısı köprüsü, yapının tamamındaki çabaların boşa gitmesine sebep olur. Çelik elemanların birbirine bağlanması enflasyon muhasebesi ve yük aktarması yardımcı elemanlar kullanılarak güçlendirilmiştir.
Bağlantılar vida, perçin, kaynak türleri kullanılarak veya birbirlerine zımbalanarak tespit edilirler. bağlantı türleri çağdaş ekipmanlar ile çok kısa zamanda yapılabilir. Cepheler diş şartlara dayanıklı levhalar veya ahşap binalarda olduğu gibi ahşap lambri ile kaplanabilir. Hafif çelik taşıyıcılarda kullanılan çelik saç�ın kesiti ince olduğundan (gereğine göre 0.6 mm.den başlamak üzere) hafif çelik taşıyıcılar korozyondan daha çok zarar görürler. Bükme profil imalatında kullanılan çelik saçın korozyondan korunması için çoğunlukla daldırma galvaniz tekniği kullanılır. Fabrikada yapılan bu işlemlerde standart kalite güvencesi elde edilir. Montaj sonrası ek yerinde bozulan koruma düzeltilmelidir. Korumanın yani sıra korozyon ortamının da tanımlanması, mümkünse yok edilmesi gerekir. Aksi takdirde yapının narin taşıyıcı sistemi zarar görür.
Korozyonun önlenmesi için, duvar izmir ve istanbul otoyol köprü ve viyadukleri'nin deprem performasyonlarına ait ön değerlendirme çalışmaları ve döşemenin kesitinde kondenzasyonu oluşması önlenmelidir. Isı yalıtımı ve nem direnci katmanları doğru hesaplanmalı ve nem sürükleyici hava için geçiş yeri bırakılmalıdır.
Hafif taşıyıcılı çelik yapılarda korozyondan korunma stratejisi:
* Yapının servis ömrünün belirlenmesi
* Karşılaşılacak korozyon ortamının belirlenmesi
* Taşıyıcıların korozyondan etkilenme yoğunluğunun belirlenmesi
* Korozyondan korunma metodunun belirlenmesi
Hafif Çelik Yapıların Taşıyıcı Elemanları
Hafif çelik yapıda rasyonel ahşap yapının eşit aralıklı 5/10 ahşap taşıyıcılarının yerini galvanizli saçtan bükme C-profiller alır. Taşıyacakları yükün yönüne veya büyüklüğüne göre diğer profiller kullanılabilir.
Düşey veya yatay yükler için profil tipi değiştirilebildiği gibi ayni profilden birkaç tanesi yan yana getirilebilir. Yatay yüklerin karşılanması için duvar sisteminin içine yatay ve diyagonal elemanlar ilave edilir.
Hafif çelik duvarlar tamamen hafif çelik profiller ile taşınabildiği gibi betonarme iskelet sistem içinde bölme duvarları olarak da kullanılabilir. Hafif çelik yapıda saçtan soğuk bükme çelik profiller de kullanılır.
Hafif İskeletli Yapıda Ses ve Isı İzolasyonu
Çeliğin ısı geçiş katsayısı 60 W/mK iken ahşabın 0.130 W/mK kadardır. Buradan da anlaşılacağı gibi çeliğin ısı geçirgenliği ahşabın 300/400 kati civarındadır. Çelik dikme ve diğer çelik elemanla duvar içinde ısı köprüsü olur. Çelik taşıyıcı yapıda ısı izolasyon malzemesi taşıyıcı aralarına değil, hepsini örtecek şekilde tamamen duvarların dışına yerleştirilmelidir. Taşıyıcılara tespit edilirken yalıtım malzemesi ezilir ve boyut değiştirirse yalıtım değişir. İçindeki hava boşluklarının yüzdesine göre yalıtım malzemesi ısı geçiş değerini oluşturur. Yalıtımın ezilmesi de ıslanması gibi yalıtım değerini düşürecektir.
Bazı malzemelerin ısı geçiş katsayıları: Mermer 3.500 W/mK, poliüretan 0.030W/mK, Polistrol 0.025 W/mK, ahşap 0.130 W/mK, çelik 60.000 W/mK, alüminyum 200.000 W/mK, dolu tuğla 0.700 W/mK, kireçli sıva 0.700 W/mK, kıtıklı sıva 0.300 W/mK, cam 0.800 W/mK'dir.
Çelik iskelette yalıtım profil aralıklarına konulması halinde duvardaki profil kondenzasyonu sebep olur. kondenzasyonu hem kaplama malzemelerini ıslatarak onların çürümelerine, mikrop ve mantar barındırmalarına sebep olur, hem de taşıyıcı profilin korozyonuna yani metalin paslanmasına ve taşıyıcılığının azalmasına sebep olur. Bu durumda ısı yalıtımı narin çelik profilleri de korumalıdır. "Yalıtımın hesaplanan kalınlığı" iskeletin dışı veya iç yüzüne kesintisiz olarak yerleştirilmelidir. Malzemenin ısı yalıtımı değeri, kalınlığı ve boşluk oranına göre hesaplandığından yük altında veya tespit noktalarında ezilerek boyut değiştirmeleri halinde malzemelerin yalıtım değeri de değişir. Hafif çelik iskelet yapılarda ısı izolasyonu malzemeleri tespit noktalarında sekil değiştirmemelidirler. Duvar kesitinde yoğuşmanın önlenmesi için ayrıca bütün cepheye nem Bariyeri konulmalıdır. Hafif çelik iskelet yapılar, ülkemizde Ağustos 1999 depremi sonrası talep edilmeye başladı. Hafif çelik yapının kullanıcısı tarafından anlaşılması ve doğruları talep etmesi için bu tür yapının üzerinde tartışılması ve düşünce üretilmesi doğru olacaktır.
Bu çalışmada yapısal davranışları ile tanınan geleneksel ahşap yapılar ile hafif çelik yapıların benzerlikleri ve farklılıkları üzerinde durulmuştur.
Hafif çelik yapıların taşıyıcı profilleri endüstriyel olarak atölyelerde hazırlandığından inşaat hızlıdır ve standart daha kolay uygulanır. taşıyıcı profillerin birleşme noktalarında kullanılan yardımcı elemanlar ve birleştirme teknikleri sistemin güçlenmesini, yatay ve düşey yükleri daha iyi aktarmasını sağlarlar. taşıyıcı profillerin iletken metal olması ısı ve ses yalıtımında ilave önlemler alınmasını gerektirir.
Kaydol:
Kayıt Yorumları (Atom)
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder