Yarışma

 

Abdullah Kahraman - Yıldız Teknik Üniversitesi
Fatih Mat - İstanbul Teknik Üniversitesi
Enver Yiğit Doğan - Yıldız Teknik Üniversitesi
Ali Enver Serttaş - Yıldız Teknik Üniversitesi 

 

Küresel Isınma, tarım alanlarının verimli kullanılmaması ve hızla büyüyen şehirler, sadece ülkemizi değil tüm dünyayı en az COVID-19 küresel salgını kadar tehdit etmekte. Tarımsal arazi açısından oldukça zengin kaynaklara sahip ülkemizde bu kaynakların daha verimli kullanımı için oluşturulan REFO( A)RM projesi ise gelecek modellemeleri açısından dikkate değer bir proje. 

 

19. yüzyıldan sonra nüfusun hızla artmasıyla beraber insanların ihtiyaç ve giderleri artmaya başlamıştır. Mevcut üretim yöntemlerinin yetersizliği ve şehirleşmeyle beraber tarımla ilgilenen insanların azalması tarımsal ürünlerde sıkıntılar yaşanmasına sebep olmuştur. Bu yetersizliğe karşı şehirleşme ve sanayide önde olan ülkeler tarımda makineleşmeye giderek çözüm aramış, ancak bu yöntem tek başına yeterli gelmeyince çözümün tarımın temeli olan tohumda olduğu görülmüştür. Tarımın kazanımları içinde maliyet, kalite, verimlilik açısından önemli yer tutan girdilerden biri olan tohumla sağlanan verimi kullanarak kısıtlı imkânlarla fazla ürün elde etmeyi başarmışlardır. 

 

Dünya tohumculuğunun gelişmesinde bilimsel ve teknolojik gelişmeler daima belirleyici olmuştur. 19. yüzyılda temelleri atılan genetik bilimi, sistematik bitki ıslahı ve çeşit geliştirme faaliyetlerine giden yolu açmıştır. 20. yüzyıl başında uygulamaya konulan hibrit (melez) teknolojisi ise özel sektör girişimciliği ve ticari tohumculuk arasındaki en etkili ve güçlü köprülerden birini kurmuştur. 

 

İklimsel ve çeşitli fiziksel faktörler dolayısıyla ülkeler kullandıkları tohumların tamamını kendileri üretemedikleri için başka ülkelerden ithal etmek zorunda kalırlar. Türkiye, ithalat ihracat arasındaki oranı minimuma indirme konusunda avantajlı çevresel faktörlere sahiptir. Ancak bu oranı yeterince düşürebilmiş ülkeler arasında değildir. 

 

İthalat ve ihracat arasındaki oranın ton bazında düştüğü görülmektedir. Fakat bu ihraçlardan kazanılan gelirin düşük olması ve çeşidin sınırlı olması tohum konusunda dışa bağımlı olduğumuzu göstermektedir. Farklı ülkelerden yaptığımız ithalat sonucundaki giderleri incelediğimizde hiç azımsanmayacak sayılar görünmektedir. Osmanlı İmparatorluğu’nun son dönemlerinden bu yana var olan bu soruna cumhuriyetin kurulmasıyla çözümler önerilmiş başarılı da olunmuştur. 

 

Ancak o dönemde var olan çözümlerin şimdi kullanılmaması Türkiye’nin pek çok alanda olduğu gibi bu alanda da yeniden reforma gitmesini gerektiren konulardan biridir. Cumhuriyetin ilk yıllarında tarımda dışa bağımlılığı azaltma amacıyla Yüksek Ziraat Enstitüsü, tarım okulları, tohum ıslah istasyonları, araştırma enstitüleri ve deneme tarlaları kurdular. Türkiye iklimine uygun tohum türleri geliştirmek için yapılan bu girişimler olumlu sonuçlarını verdi. Genç Cumhuriyet’in ziraatçıları, yüksek kalite yeni tohum türleri bulmayı başardılar. Buğday ve diğer birçok ürünün tohum üretiminde pek çok ülkeye model olan Türk mucizesini gerçekleştirdiler. 

 

Dünyada her geçen gün kullanım oranı artan çeliğin ülkemizde de kullanımı azımsanmayacak derecede artmaktadır. Endüstri binalarında sanayi yapılarında stadyumlarda ve çok katlı yapılarda çeliğin kullanımı her geçen gün dikkat çekmektedir. Çeliğin ülkemiz ve dünyamız için daha kullanılır bir hale gelmesi için biz mühendisler, teknolojiden doğru şekilde faydalanıp gerekli analiz, tasarım ve uygulama alanlarında üstümüze düşeni yapmalıyız. 

 

17. Çelik Yapı Ödülleri Öğrenci Yarışması (SteelPRO 2020) için hazırlanan bu raporda tek katmanlı çelik tonoz sistem bir yapının analizi yapılmıştır. Proje zati ağırlık, kar, rüzgâr, deprem, tesisat ve kaplama yükleri altında sonlu elemanlar yöntemine dayalı olarak yapı analizi yapan Sap2000 programı ile gerçekleşmiştir. 

 

Çelik koruma örtüsü konseptli yarışmaya hazırlanmak için ilk olarak neyin korunmasına karar verilmesi gerekiyordu. Bu düşünce ile korunması gereken yapılar hayvanlar bitkiler ile ilgili çeşitli makaleler, araştırmalar incelendi. Aynı zamanda yapılacak yapının çelik olması sebebiyle çeliğin geniş açıklık geçmeye imkân tanıması, kalıp maliyeti olmaması, hızlı kurulum gibi özelliklerinin ön planda tutulması ve kullanılmasına karar verildi. Yapılan çalışmalar neticesinde geçmişten de ilham alınarak doğa temalı tohum koruma ve ARGE merkezi yapılmasına karar verildi. İç ve dış mimari göz önüne alınarak mimari tasarım yapıldı. Yapılacak yapının gereksinimlerine mimarlar ile beraber karar verildi. Yapının mimari nedenlerden ötürü tek katmanlı tonoz sistem olması en uygun olacağına karar verildi. Yapıyı etkileyecek yükler yönetmeliklerden belirlenip ön boyutlandırma yapıldı. Son olarak yapının matematik modeli çıkartılıp analiz programı ile analiz edildi ve değerlendirme aşamasında sonra rapor yazılma aşamasına geçildi. 

 

Yönetmelikler, güvenli ve ekonomik yapılar yapılmasını sağlayan bir kurallar topluluğudur. Günümüzde çelik yapıların tasarımında Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından 2016 yılında yayınlanan ve daha sonra 2018 yılında da güncellenen Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapımına Dair Esaslar Yönetmeliği kullanılmaktadır. Yapılara etkiyen yükler için TS498 kullanılmaktadır. Deprem riski yüksek olan ülkemizde deprem standartları için ise Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği bulunmaktadır. 1947, 1953, 1961, 1968, 1975, 1998 ve 2007 ve 2018 olmak üzere sekiz defa yönetmelik revize edilmiştir. Hazırlanan bu yönetmeliklerde, yapının bulunduğu deprem bölgesi ve zemin özellikleri dikkate alınarak, yapıların depreme dayanıklı tasarımı ve yapımı için gerekli olan minimum koşullar verilmektedir. 1 Ocak 2019 tarihinden itibaren olmak üzere ülkemizde Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2019) kullanılmaktadır. Bunun yanında Avrupa’da ise Eurocode 8 Amerika’da ise ANSI/AISC 360-10 Specification for Structural Steel Buildings, ANSI/ AISC 341-10 Seismic Provisions for Structural Steel Buildings, ANSI/AISC 358-10 Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications gibi yönetmelik ve standartlar bulunmaktadır. 

 

Çelik yapıların tasarım felsefesinde ise Yük ve Dayanım Katsayılarıyla Tasarım (LRFD Load and resistance factor design) ve güvenlik gerilmeleriyle tasarım (ASD Allowable Strength Design) bulunmaktadır. Projemizde özellikle TS498, TBDY2018 ve Çelik Yapıların Tasarım ve Hesap Yapımına dair yönetmelik göz önüne alınmıştır. 

 

Çelik malzeme hem basınca hem de çekmeye çalıştığı için statik anlamda geniş açıklıklar geçilmesine olanak vermektedir. Bu bağlamda mimari olarak da birçok avantaj sağlamaktadır. Mimarların yaptığı tasarımın gerekli analiz programları kullanarak yapının statik ve dinamik yükler karşısında ayakta kaldığı matematiksel olarak ispat edilmesi amaçlanmaktadır. 

 

Projenin uygulanacağı yerin konumu ve kabul edilen yapısal parametreler; Projenin uygulanacağı il: ESKİŞEHİR Bulunduğu deprem bölgesi: 3 (DBYBHY 2019’e göre) Zemin Sınıfı: ZA Yapı Yüksekliği: 9 metre Malzeme: S450 Bulon sınıfı: M30 Yapımız iki ana strüktürden oluşmaktadır. İlk strüktür 20 metre sabit genişliğe ve 42 metre uzunluğa sahiptir. Tüm modüller ekonomik olması bakımından eşit boyda modellenmiştir. İkinci strüktür ise mimari modele bağlı olarak ilk strüktürün bitiminden sonra 30 metre uzunluğa ve 30 metre genişliğe sahip olacak şekilde kademeli olarak artırılmıştır. Yapının maksimum yüksekliği ise 9 metredir. 

 

Yapıya TS 498 yönetmeliği esas alınarak gerekli dış yükler belirlenmiştir. Yapıya etki edecek olan tesisat ve kaplam yükleri de yapı modeline girilmiştir. 

 

Yapı elemanlarının kendi yüküdür. Sap2000 tarafından otomatik olarak hesaplanabildiği için otomatik olarak strüktüre etki etmektedir. 

 

Havalandırma ve elektrik tesisatlarının yapıya etkidiği yüktür.15kg/m²olarak alınmıştır. 

 

Kafes sisteme yapılacak kaplamanın yüküdür. Yapılacak etfe malzemesi çok hafif bir malzemedir. Montaj sırasında atılacak ek montaj parçaları da göz önüne alınarak 20kg/m²gibi bir değer alındı. 

 

Yapımız Eskişehir’de bulunmaktadır. Eskişehir TS498’e göre 2.sınıfta yer almaktadır. 

 

Yapının yerden yüksekliği 9 metre olduğundan emme TS498’ten 0,8 olarak alınır. Rüzgâr yükü hesabı, P=Cq, h=9 => qr=80 kg/m². Rüzgâr yükü hesabında güvenli tarafta kalınarak en büyük eğim olan 70 dereceye göre hesap yapıldı. 

 

Buna göre: E düzleminde Pre=Ce.q=(1,2sinα-0,4).q=(1,2.0,93-0,4).80= 64kg/m² F düzleminde Prf=Cf.q=(-0,4).q=(-0,4).80=-32.00kg/m² 

 

Deprem hesabı için x ve y yönünde yapı ağırlığının 0,1’i etki ettirilmiştir. 

 

Kaplama + tesisat: = 35 kg/ m² Kar yükü: Pk = 75 kg/ m² Rüzgâr yükü: Pw = 64 kg/ m² Sıcaklık değişimi: ΔT = ± 20 0C Düğüm noktalarına etkiyen tekil kuvvetlerin hesabı için ortalama yük bölgesi 10 m² alınarak hesaplar yapılacaktır. PG = 35 * (10) = 350 kg PK = 75 * (10) = 750 kg Rüzgâr basınç yüklemesinde Pwb = 64 * (10) = 448 kg Rüzgâr emme yüklemesinde Pwb = 32 * (10) =- 224kg 

 

Yük Kombinasyonları Çözümde göz önüne alınan yük kombinezonları; Kom1: öz ağırlık + tam kar Kom2. öz ağırlık + tam kar + rüzgâr (basınç) Kom3: öz ağırlık + tam kar + rüzgâr (emme) Kom4: öz ağırlık + tam kar + deprem X Kom5: öz ağırlık + tam kar + deprem Y Kom6: öz ağırlık + tam kar + rüzgâr (basınç) + ısı Kom7: öz ağırlık + tam kar + rüzgâr (emme) + ısı Kom8: öz ağırlık + tam kar + deprem X + ısı Kom9: öz ağırlık + tam kar + deprem Y + ısı 

 

Strüktüre ilk olarak Euro datasından kutu profiller çekildi. Eklenen profiller auto selected list komutuna eklendi. Model yapılırken tüm sistem auto selected listteki profile göre çizildi. Yapılan analiz sonucu 200.200.17 kutu profilin yeterli dayanımı sağladığı görüldü. Sadece en alt sırada yan yana dizilen kutu profilleri yeterli dayanıma sahip olmadığı ve bunun yerine 300.300.30 kutu profillerin tercih edilmesine karar verildi. 

 

Türkiye’nin tohum ithalatını ve yurtdışındaki tohum üreticilerine bağımlılığını azaltmayı hedefleyen bu projenin her yerde uyarlanabilecek bir proje olması başarılı bulunmuş, ancak özgün olmayan jenerik detay çözümlerinin kullanılmış olması geliştirilmesi gereken bir konu olarak değerlendirilmiştir. Et ve malzemeyi içine doldurarak kullanılıyor olması ve çelikle de birleştirilmesi olumlu karşılanmıştır. Bağlamdan kopuk olması ve önerdiği formun çeliğin potansiyelini yeterince kullanmadığı değerlendirilmiştir. Statik raporu başarılı bulunmuştur. 

 

 

 

2021 yılında küresel anlamda bir besin yetersizliğinin söz konusu olacağı uzmanlar tarafından dile getiriliyor. Projeniz tarımsal ürünlerin korunması ve verimli üretim açısından hangi alanlarda çiftçiye yardımcı olacak? 

 

Çalışma ve araştırmalarımız bitkiler, tarım ve tohum üzerineydi. Besin yetersizliğin temel sebeplerinden biri tohum olduğu için onun üzerine yoğunlaştık. 

 

RE-FO(A)RM, çevresinde bulunan tarım arazilerinin çiftçilerine tohum desteğinde bulunarak yerli tohum kullanımını artıracak. Böylece çiftçi, kendi tohumunu doğal yollarla üretecek ve geliştirecek. Ayrıca iklim, toprak tipi çeşitli çevresel etmenleri analiz ederek çiftçiyi bilgilendirecek ve yönlendirecek. 

 

Projeyi oluştururken yararlandığınız program ve kriterlerden bahseder misiniz? 

 

Temeli Genç Cumhuriyet yıllarına dayanan proje; o zamanlarda aktif olarak kullanılan tohum ıslah enstitülerinin günümüze uyarlanması ile tohumda dışa bağımlılığımızın azaltılmasını öngörüyoruz. 

 

Yerli tohum kullanımı açısından projenin katkıları nelerdir? 

 

Kalitesiz üretim, maksimum fire ve ürettiği ürünün tohumunu kullanamama gibi sebeplerden dolayı çiftçilerimiz yerli tohum kullan(a)mıyorlar. Çiftçilerimize bu gereksinimleri sağlayabilecek tohumlar verilerek ve kendi tohumunu üretebilmenin yolları gösterilerek yerli tohuma tekrar dönebilmemiz sağlanacaktır. 

 

Projenin ana fikri Cumhuriyetimizin ilk günlerinden esinlenmiş. Bu modelin günümüzde de geçerliliğini koruması hakkında neler düşünüyorsunuz? 

 

Cumhuriyetin ilk yıllarında uygulanan bu fikri birebir kullanmak günümüzde geçerliliğini çabuk yitirmesine sebep olurdu. Ancak çağa ayak uydurarak farklı gereksinimleri de yerine getirmeyi hedefleyen RE-FO(A)RM yılın tüm aylarında üretime, araştırmaya ve bilgilendirmeye devam edecektir. 

 

Geçen yıl da bu yarışmaya katılmış ve ödül almıştınız. Meslek yaşamınıza etkisi açısından bir değerlendirme yapar mısınız? Geçen yıl kazanamasaydınız yine bu yıl katılır mıydınız? 

 

Öncelikle yarışmaların, deneyimlediğimiz kadarıyla öğrencilik hayatına çok şey kattığını düşünüyoruz. Özellikle SteelPRO gibi farklı disiplinleri bir araya getirip çalışma fırsatı sunan yarışmalarla yaptığımız tasarımların hayata geçme aşamasını düşünme fırsatı yakaladık. Fikrin çok büyük önem taşıdığını düşündüğümüz yarışmalarda eleştirel düşünme, çözüm üretme ve hayata dair sorun olarak gördüğümüz bir alanı irdelemeyi öğrendik. Ödül alınmasa da öğrenildiğini düşündüğümüz bu yetileri kullanmak adına geçen yıl ödül almamış olsaydık yine katılır, fikirlerimizin değerlendirilmesini isterdik.