TR|EN
Güncel
E-Bülten Aboneliği
Casp 2022
EUROCORR
Tevfik Seno Arda Lisesi
Yayınlar > Çelik Yapılar
Sayı: 67 - Kasım / Aralık 2020

Yarışma


EBABİL

17. Çelik Yapı Tasarımı Öğrenci Yarışması’nda Eşdeğer Ödüle layık görülen EBABİL projesi, enerji ihtiyacını giderme adına insanların doğaya ve canlıların yaşamına verdiği zararı dikkate alarak doğayla barışık proje kimliğiyle öne çıkıyor.

17. Çelik Yapı Tasarımı Öğrenci Yarışması’nda Eşdeğer Ödüle layık görülen EBABİL projesi, enerji ihtiyacını giderme adına insanların doğaya ve canlıların yaşamına verdiği zararı dikkate alarak doğayla barışık proje kimliğiyle öne çıkıyor. 
 
PROJE EKİBİ 
Ahmet Koz – Yıldız Teknik Üniversitesi Muhammet Bahadırcan Günay – Yıldız Teknik Üniversitesi Emirhan Delice – İstanbul Teknik Üniversitesi 
 
Enerji ihtiyacı ve bu enerjinin karşılanması tüm dünya adına ciddi bir sorun. Bu sorun giderilirken özellikle gelişmekte olan ülkelerde doğal yaşama dikkat edilmemesi daha ciddi sorunları da beraberinde getiriyor. EBABİL projesi, Brezilya için tasarlanan bir proje olmasına rağmen, doğal yaşamı koruma adına birçok çalışmaya örnek olabilecek nitelikte. 
 
MİMARİ AÇIKLAMA RAPORU
Geçmişten günümüze ülkelerin gelişimi ve diğer ülkelerle rekabet etme adına en büyük ihtiyaçları enerji olmuştur. Dünya nüfusunun artmasıyla bu ihtiyaç gittikçe artmaktadır. Bu durum ülkelerin dışa olan bağımlığını da paralel olarak arttırdığından ülkeler yeni tür enerji arayışlarına girmektedirler. Yenilenebilir enerji bu arayışta ilk başvurulan nokta olmaktadır. Doğanın verdiği imkânlar sonucunda kendi kendine yetebilme şansı bir ayrıcalıktır. Fakat yenilenebilir enerjinin genç olması ve yatırımının maliyetli olması tercih yapmayı etkilemektedir. Maliyet ve teknik üstünlükler karşılaştırılınca hidroelektrik yani su sistemi ön sırayı almaktadır. 
 
Brezilya gibi büyük nehir hatlarına ve ekosisteme sahip ülkeler enerji ihtiyaçlarının büyük bir çoğunluğunu barajlardan sağlamaktadır. Gelişmekte olan ülkelerin enerji ihtiyacı fazla olduğundan genelde çevre değerlendirmesi göz ardı edilerek sonuç odaklı üretimler yapılmaktadır. Maalesef enerji üretirken çevreye zararı olmayan bu enerji sistemi, çevre değerlendirilmediğinden inşaat sırasında ve sonrasında bir doğa katliamı yapılmasına neden olmaktadır. 
 
EBABİL Sistemi 
EBABİL sistemi insan eliyle ortaya çıkartılmış bir problemi insan eliyle tekrar eski haline getirmek üzere yapılmış bir çalışmadır. Brezilya’daki Iguazu Nehri üzerine birçok baraj inşa edilmiştir. Bu durum nehrin doğal yapısını ve akış hızını da etkilemektedir. Iguazu Nehri’nin döküldüğü nokta olan Iguazu Şelaleleri ilginç bir türe ev sahipliği yapmaktadır. Şelalenin civarında buraya özgün ebabil kuşları yaşamakta, üremekte ve yavrularını büyütmektedir. Fakat barajların enerji üretmek için yüksek miktarda su bırakması şelalenin yapısını bozmakta ve burada yaşayan ebabil kuşlarının neslini tehlikeye atmaktadır. 
 
Kurgu 
Nehir üstündeki barajların kapağının açılması nehrin debisini hızlandırmaktadır. Bunun için nehre debi ölçer cihazlar yerleştirilir. Kapakların açılması ve debinin artmasıyla bu cihaz EBABİL Sistemi’ne bir sinyal gönderir. Sinyali alan sistem 5 dakika içinde tepki vererek kanatlarını açar ve nehir suyu hızlanmadan yuvalar ve kuşları koruma altına alınır. Gelen debili su koruma örtüsü tarafından karşılanır ve yuvaların etrafından aktarılır. 
 
Yerleşim - İşlev 
EBABİL sisteminin yerleşmesi zoologlarla birlikte planlanır. Zoologların belirlediği yuva noktaları ve kuşların uyuma alanlarının 1-1,5 metre üstünde olacak şekilde koruması gerektiği alan boyutunda üretilerek şelalenin yamacına yerleştirilir. 
 
EBABİL sistemi, Iguazu Ulusal Parkı’nda olmasından dolayı turistik bir niteliğe ve çekim noktası olma özelliğine sahiptir. Bu yüzden tasarım yapılırken son şeklin hem işlevsel korumaya uygun hem de doğanın bir parçası olacak şekilde estetik bir düşünceyle tasarlanması planlandı. 
 
Taşıyıcı Sistem 
Örtünün mevcut formu, az malzeme kullanılarak hafif ama bir o kadar da dayanıklı olacak şekilde tasarlandı. Hem estetik hem de yük etkisini kırmak için elmas şeklinde bir tasarım tercih edildi. Kanatlarda suyu elemek ve suya karşı kuvvet uygulayabilmek için çelik ızgara bir sistem tasarlandı ve bakır sacla kaplandı. Sistem normal zamanda doğanın var olan durumuna engel olmamak için kapalı-açık olacak şekilde tasarlandı ve bunun için hidrolik sistem barındıran kollar ile özel açılma sistemi planlandı. Yapının dış kaplaması çevresiyle birlikte yaşayan bir tasarıma sahip olması için patinalaşmaya uygun bakır tercih edildi ve yıllandıkça patinanın kendisini sarması planlandı. 
 
MÜHENDİSLİK RAPORU 
Taşıyıcı sisteminin çelik malzeme ile oluşturulduğu yapılara “çelik yapılar” denir. Çekme ve basınca aynı anda çalıştığı için daha geniş açıklılar geçmeye izin veren çelik; köprüler, endüstriyel yapılar konferans salonu gibi yapılarda kullanılmaktadır. Eleman boyutları daha küçük olduğundan mimari tasarım ve estetik anlamda daha kullanışlıdır. Yapının yapılacağı hava koşullarından etkilenmediğinden daha rahat kullanım imkânı sağlamaktadır. 
 
Tasarım Adımları 
Yarışmaya katılmaya karar verildikten sonra yarışmanın şartnamesi ayrıntılı olarak incelenmiş ve çelik yapının üstünlükleri ele alınmıştır. Brezilya’da Iguazu Şelalesi’nde boz başlı ebabil kuşlarının korunumu için çelik koruma örtüsü yapılmasına karar verilmiştir. Mimari tasarım yapıldıktan sonra yapının taşıyıcı sisteminin nasıl olacağına karar verilmiştir. Estetiğin yanında yapının yükleri taşıması için gerekli taşıyıcı sistem ele alınmıştır. Gerekli yönetmeliklerden yapıyı etkileyecek yükler belirlenmiştir. Ön boyutlandırma aşamasında yapıyı en çok etkileyecek şelaleden akan suya göre tasarım yapılmasına karar verilmiştir. Sketcup programında çizilen model, analiz programı olan SAP2000’de modellenmiştir. Yapılan analizler sonucunda yapının kesitlerine karar verilmiştir. 
 
Amaç ve Kapsam 
Yapılan statik analiz sonucunda yapının mühendislik açısından dayanıklı olduğuna kara verilmiştir. Yapılan tasarımın estetik özellikleri de göz önüne alındığında yapının çelik olmasının faydasını göz önüne alınmıştır. Yapının bölgenin rüzgâr, kar, su yüklerine dayandığı yapılan analizler sonucunda kanıtlanmıştır. 
 
Mevcut Standartlar ve Yönetmelikler 
Bu projenin statik yükler ve rüzgâr yükleri altında projelendirilmesinde TS498 (Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yükler) ile Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik göz önüne alındı. Bunun yanında deprem ülkesi olan ülkemizde yapımızın deprem kuvvetlerine de dayanması için Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği de (2019) göz önüne alınmıştır. Bu strüktürde yük katsayıları LRFD tasarım felsefesine dayanmaktadır. 
 
Yapı Hakkında Genel Bilgiler 
Projenin uygulanacağı yerin konumu ve kabul edilen yapısal parametreler; Projenin uygulanacağı yer: Brezilya - Foz do Iguaçu Proje alanının denizden yüksekliği: 200 m Projenin genişliği: 2,95m Projenin yüksekliği: 1,80 m Etkili alan: 2 m² Kanat sayısı:2 Kullanılan çelik sınıfı: S450 (Sap2000 tarafından tanımlanan değerler kullanılmıştır.) Kaynak metali sınıfı: E550 Bulon sınıfı: M36 
 
YÜKLER 
Yüklemeler; yapı üzerindeki kuvvet, basınç, mesnet yer değiştirmesi, ısıl etkiler, zemin ivmesi ve buna benzer etkilerin bir ifadesidir. Ülkemizde yük standartları TS498 içerinde belirtilmiştir. Yapılması planlanan yapı Brezilya’da olduğu için o bölge araştırılıp yüklemeler ona göre yapılmıştır. Projenin yapılacağı yerin verileri ile aynı şartlara sahip olan ülkemizin bölgeleri belirlenip gerekli yükler bizim standartlarımıza göre uygulanmıştır. Yapıya etkiyen su yükü için kuş yuvalarının olduğu yerlerin videoları izlenmiş ve gelecek su yüksekten geldiği için belli bir oranda artırılmıştır. 
 
Kar Yükü 
Yapının bulunduğu bölge kar yükü açısından incelenmiştir. Yapılan araştırmaya göre Brezilya dışına çıkmamış insanların hemen hemen hiçbiri kar yağışı görmemiş diyebiliriz. Bunun neticesinde yapıya ülkemizde en az kar alan bölgenin parametrelerine göre kar yükü yüklenmesine karar verilmiştir. Projemizin 1. bölge içerisinde olduğu varsayılıp yerden yüksekliği 200 metre olduğundan zatî kar yükünün 0,75 Kn/m² olduğu tespit edilmiştir. Eğim 30 derecenin altında olduğundan azaltma katsayısı uygulanmamıştır. TS 498’de rüzgâr yönüne dikey yüzeyler için alınacak C değeri 1,2’dir. Yapıya etki eden rüzgâr yükü W=0,6’dır. 
 
Deprem Yükü 
Brezilya gibi eski çekirdek masifler üzerinde hemen hemen hiçbir deprem yaşanmaz. Bu sebeple Türkiye’de depremin az olduğu bir bölge referans alınarak TBDY 2018 göre spektrum verileri girilmiştir. Gerekli veriler AFAD’ın resmi internet sitesinden alınıp analiz programa girilmiştir. Seçilen bölge Karaman’dır. Zemin sınıfı olarak ZA ve deprem yer hareketi düzeyi olarak ise DD-3; 50 yılda aşılma olasılığı yüzde 50, tekrarlanma periyodu 72 yıl olan deprem yer hareketine göre tasarım yapılmıştır. Alınan veriler SAP2000 analiz programına girilmiştir. 
 
Hareketli Yük 
Yapımız Foz De Iquacu şehrinde bulunmaktadır. Foz do Iguaçu deniz seviyesinden 194 metre yukarıdadır. Foz do Iguaçu şehrinde sıcak ve ılıman iklim görülmektedir. Bu şehirde en kurak aylarda bile yağış miktarı oldukça fazladır. Köppen- Geiger’e göre iklim Cfa’dir. Foz do Iguaçu ilinin yıllık ortalama sıcaklığı 21,6 °C’dır. Yıllık ortalama yağış miktarı ise 1728 mm’dir. 
 
Yapıya şelaleden düşerek etki eden su yükü projeye hareketli yük olarak girilmiştir. Bu konuyla alakalı Rice Üniversitesi akademisyenlerinden Prof. J.E Akin tarafından yayımlanan Impact Load Factors for Static Analysis makalesi referans alınmıştır. Yapıya etki eden su yükü ilk olarak yüksekten düşmemiş gibi etki ettirilmiş ve yaptığı deplasman hesaplanmıştır. Daha sonra elde edilen katsayı ile bu yük artırılmıştır. Bunun yanında suyun yüksekten direkt modele çarpmasını engellemek için şelaleye belli aralıklarda kuş yuvası olmamasına rağmen yapılan çelik yapının montajının yapılmasına karar verilmiştir. 
 
Yapıya gelen hareketli yük: 2,5 kN/m² Statik haldeki sehim: 0,011 m 10 metreden düşünce n katsayısı: n:1+(1+2*10/0,011)=45,7 Gelen artırılmış yük= 45,7*2,5=114 kN/ m² 
 
Sistemin Matematik Modeli ve Analiz Sonuçları 
Yapımızda yükü doğrudan alan yüzeylere 12 mm kalınlıkta çelik paneller, diğer kanat parçalarına 10 mm, gövdede ise yine 10 mm’lik çelik levhalar kullanılmıştır. Taşıyıcı destek elemanları ise mimariden farklı ama aynı taşıma kapasitesinde olan boru profil olarak modellenmiştir. Levhalar akma gerilmesi 550 n/mm² olan E550 sınıfı kaynak metali ile tam penetrasyonlu küt kaynak ile birleştirilecektir. Tüm kesitlerin program tarafından analizi sonucu yükleri taşıdığı gözlenmiştir. Levhalarda meydana gelen gerilmeler incelenip güvenli emniyet gerilmesi değerinin altında olduğu hesaplanmıştır. En fazla sehim kanadın uçlarında gözlemlenmiş olup 6 cm olarak ölçülmüştür. Yapılan sehim hesabında strüktüre etki eden yüklerin karşılandığı görülmektedir. 
 
Sistemin Makina Parçalarının Değerlendirmesi 
Kanatların açılıp kapanmasını sağlayan taşıyıcı parçanın hidrolik sistem olmasına karar verilmiştir. Bu sayede kanat parçasının açıldığı zaman gelen yüklere karşı koyup strüktür güvenliği sağlanmış olur. Kanatların açılıp kapanması sırasında parçanın altında 5 adet yuvarlak çelik tekerleklerin kullanılması yapının işlevselliğini artıracaktır. Gövde ile kanatların bağlantısını sağlayan ve kanatların dönmesine imkân veren parçanın yüksek dayanımlı 2 cm çapında boru pim kullanılması uygun görülmüştür. 
 
JÜRİ DEĞERLENDİRMESİ 
Elektromekanik açıdan da desteklenen ve bir canlı türünün yok olmasına karşı çözüm üretmek üzere tasarlanan projede sınırlı örtü konseptinin, spesifik bir probleme modül üretiyor olması olumlu bulunmuştur. Biyomimetik bir tasarım yaklaşımının çağdaş ve özgün bir tasarım yorumu barındırıyor olması açısından da proje başarılı bulunmuştur. 
 
Strüktürün aynı zamanda kendi enerjisini de üreterek yaşam döngüsünü kendi kuruyor olması da olumlu değerlendirilmiştir. 
 
MİMARİ AÇIKLAMA RAPORU KAYNAKÇA 
Bazı OECD Ülkelerinde Yenilenebilir Enerji Kaynaklarından Elektrik Üretimine Yönelim Üzerine Ampirik Bir Çalışma,Yener ALTUN/Şakir İŞLEYEN Narin, M. (2008). Türkiye’nin Enerji Yapısı ve İzleyeceği Öncelikli Politikalar, Asodosya Ankara Sanayi Odası Dergisi,50-68,Ağustos-Eylül, Ankara Dünyada ve Türkiye`de Hidroelektrik Enerji, Gelişimi ve Genel Değerlendirme, Süleyman BOZKURT Hydropower and the future of Amazonian biodiversity,Alexander Lees,Carlos Peres,Philip Fearnside, Maurício Schneider,Jansen Zuanon https://thebelomontedamverdict.weebly.com/advantages--disadvantages.html BP Statistical Review of World Energy & Ember www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statistical-review-of-world-energy.html https://ourworldindata.org/renewable-energy https://ourworldindata.org/energy https://ourworldindata.org/fossil-fuels https://data.globalforestwatch.org/ 

BİR CANLIYA YARDIM ETME FİKRİ BİZİ MOTİVE ETTİ! 
 
Oldukça çevreci bir proje olan EBABİL ile ilgili projeyi tasarlayan öğrenci grubunun sözcüsü Ahmet Koz’a ayrıntıları sorduk. 
 
Sürdürülebilirlik ve çevre sorunları, günümüzün en fazla gündeme gelen problemlerinden. EBABİL çevreci bir proje. Bu konuda bir proje geliştirmek size neler kazandırdı? 
 
Günümüzün tüketim ve çok kazanma amaçlı dünyasında maalesef insanlık olarak inancımızı paraya doğru çevirmiş durumdayız. Amacımız en kısa zamanda para sahibi olup rahat bir yaşam sürdürmek. Fakat parayı nasıl kazandığımızı çok detaylı düşünmemekteyiz. Bu da aslında bizi bazı sorulara yanıt vermek zorunda bırakıyor. İnsanlar somut olarak günümüzde zararlarını hissetmeye başladıklarından dolayı sürdürülebilirlik ve çevre sorunlarını konuşuyorlar. Biz de yaptığımız projede insanlık olarak bu problemleri oluşturuyorsak, gene insanlık olarak “bu problemleri çözmek bizim elimizde” dedik ve başından sonuna kadar insanlığa ve doğaya yararlı bir proje geliştirmeyi amaç edindik. Bu projenin en büyük katkısı ve bakış açısı, aldığımız en küçük bir kararın bile ne kadar önemli olduğunu gösterdi. Kararları hızlı ve sonuç odaklı aldığımız zaman, bakmadığımız süreçte birçok zararlı olayla karşılaşabiliyoruz. Bu projenin sonucunda yapacağımız her projede hem insanlık hem de doğa için tüm detayları değerlendirerek projelendirme kararını aldık. 
 
Bu projeden esinlenerek sizce ülkemizde de benzer uygulamalar yapılabilir mi? 
 
Benzer uygulamalar yapılabilir. Çünkü her ülke aldığı kararlarda kazanç denklemi uygulamakta ve bu kazanç denkleminde her zaman bir şeyler zarar görmekte. Ülkemiz de bu zararları tespit edip, o zararı var olan projeyi yıkarak değil, birlikte mutualist bir yaşamı seyrettirecek projeler üretmek herkes için kazançlı olacaktır. Ülkemizdeki baraj inşaatları, büyük ölçekli mega projeler ve birçok projede çevre ikinci planda görülmekte. Bu projelerde yapılmış ve yapılmakta olanlar tekrardan detaylıca değerlendirilirse gönüllüler tarafından birçok çözüm üretilebileceğine inanmaktayım. Bu sayede hem doğa hem de insanlık kazançlı çıkar. Ayrınca tüm dünyaya örnek olacak projelere imza atmış oluruz. Önemli olan istemek ve gönüllülük. 
 
Projenin uygulanmasında zoologların da katkısı olacak. Bu tipte bir çalışma daha önce hiç yapıldı mı? Süreç nasıl ilerleyecek? 
 
Aslında burada zoologları projeye katma kararımız mimarların eskisi gibi her kararı kendi verdiği dönemi geride bıraktığına inandığımızdandır. Artık yaptığımız her projenin insanlara ve çevreye sorumlu olduğuna inanıyoruz. Bunun için işin uzmanlarıyla birlikte kolektif bir akılla daha doğru kararların verildiği projelerin üretilmesi gerektiğini düşündük. İşin uzmanlarıyla birlikte kolektif bir çalışma artık günümüzde çokça karşılaşmaya başladığımız bir şey. Çalışma süreçlerinde birlikte toplantılar yaparak, sorunlara bir zoolog, mimar, mühendis gözüyle bakarak doğru sonuçlara ulaşıp hatayı en aza düşüreceğimize inanmaktayız. 
 
Tasarımda elmas şeklini tercih etmenizin nedenlerini açıklar mısınız? Ayrıca bir de ızgara sistem proje için özel olarak tasarlandı. Bu tasarımlar projeye hangi açıdan fayda sağladı? 
 
Tasarımda elmas şekline geçmemizin birçok sebebi var aslında. EBABİL’i bir makina olarak tanımlayabiliriz. Projenin öncelikli amacı kuşları korumasıydı. Bunun için yeterli alanlar ve teknik gereklilikleri ilk önce belirleyip bunları bağlama oturtarak nasıl tasarlayacağımızı düşündük. Sistem açılır kapanır çalıştığı için, elmas şekli bize çok yardımcı oldu. Çünkü açılımında bir kuşa benzemesi ve ebabillerin şeklinin tasarıma katılması aynı zamanda suya karşı dayanımı arttırdı. Projenin bir yamaçta bulunması, bize suyu delen taşları hatırlattı ve elmas şekli kapalı haldeyken dağın bir parçası gibi görüneceğinden kapalı halinin öyle kalmasını tercih ettik. Izgara sistem bize dayanımlı ve küçük bir kanat kesiti tasarlamamızı sağladı. Çünkü şelalenin uyguladığı yüklerden dolayı normal bir proje üretemeyeceğimizi biliyorduk. Ama projenin hem estetik hem de işlevsel olması bizi yeni tasarımlara yönlendirdi. Izgara sistem, boşluklu hafif ama bir o kadar da dayanıklı olduğundan kesitimizi küçültmemizi ve suyu karşılayan kollarımızın daha dayanıklı olmasını sağladı. 
 
Bir şelalede çelik yapı tasarlamak oldukça radikal bir proje. Projeyi hangi dış etkenler açısından değerlendirdiniz? 
 
Radikal olduğuna biz de katılıyoruz. Tasarımı yaparken zorluğundan hep bahsettik. Fakat bizi motive eden bir şey vardı. EBABİL projesi bir canlının neslinin tükenmemesi, onu hayatta tutabilme şansımızın olduğunu ve yapılan hatayı düzeltebileceğimizi düşündüğümüzden bizi motive etti Bu projedeki dış etkenlerden en önemlisi kuşların hayatına minimum düzeyde müdahale düşüncesiydi. Nehrin kontrolünü sağlamamamız mümkün değildi. Bu durumu nasıl lehimize çevirebiliriz ve şelale yükünü nasıl karşılayabiliriz, soruları bizim önceliğimiz oldu. Bunlara göre bir çözüm üretmeye çalıştık. 
Çelik Yapılar - Sayı: 67 - Kasım / Aralık 2020

Kendimizi Sınayalım

KENDİMİZİ SINAYALIM

Üyelerimiz

ALFATECH GRUP
MEINHARDT



© 2014 - Türk Yapısal Çelik Derneği