TR|EN
Güncel
E-Bülten Aboneliği
SteelPro 2023
18th New Horizons
Tevfik Seno Arda Lisesi
Yayınlar > Çelik Yapılar
Sayı: 73 - Kasım / Aralık 2021

Yarışma


HEGZAGON MODÜL (Mansiyon Ödülü)

18. Çelik Yapı Tasarımı Öğrenci Yarışmasında (SteelPRO 2021) Mansiyon Ödülünü kazanan Hegzagon Modül barınma ihtiyacının karşılanmasının yanı sıra salgın hastalıkların önlenmesi fikrini de içeresinde barındıran dikkat çekici bir proje.

 PROJE EKİBİ
Gizem Nur Topaloğlu - Yıldız Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği
Feyza Kırılmaz - Pamukkale Üniversitesi, Mimarlık ve Tasarım Fakültesi
Müzeyyen Arkan - Bursa Uludağ Üniversitesi, Mimarlık Fakültesi

Mimarlık Raporu
Proje alanı seçilirken, yarışmada esas konu olan barınma ihtiyacının yaşandığı bir konum düşünüldü ve bu işlevi yerine getirilebilmesi için Türkiye’nin yoğun nüfuslu illerinden biri olan Bursa seçildi. 1. derece deprem bölgesinde yer alan Bursa’da önerilen konum, Kültürpark’ta yapılan festivallerle ve Osmangazi ilçesinde bulunan termal su kaynağı nedeniyle turizm hareketliliğinin fazla olduğu, yüksek katlı yapıların bulunduğu ve mülteciler için geçici konaklama potansiyeli oluşturabilecek nitelikte bir alan olarak belirlendi. Söz konusu alan olan Gaziakdemir, Mudanya Bulvarı’ndaki modüller, termal turizm ve Kültürpark festivallerine gelen turistlerin konaklamasına hizmet ederken afet anında acil barınma birimi olarak da kullanılabilecek nitelikte.
 
Kuzey yönünde metro aksı ve güneybatı cephesinde Kültürpark girişi bulunan arazide iki aksa hizmet edecek bir yerleşim planı tasarlandı. İhtiyaca bağlı olarak afet anlarında artabilecek şekilde yayılmaya izin verecek yeşil alanlar bırakıldı. Proje merkezinde afet anında, temel ihtiyaçların eksikliğinde ortaya çıkan salgın hastalıkların önlenmesi için gerekli olan temiz su ve güç istasyonunu içerecek merkezi istasyon birimi kurgulandı. Bu arıtma merkezi 150 kadar insana su ve sağlıklı koruma sağlayabilecek bir istasyon olarak belirlendi.
 
Tasarımın sürdürülebilir olması için şu kriterler tespit edildi:
• Kolay taşınma
• Malzeme tercihi
• Eklemlenebilme özelliği
• Sökülüp takılabilir olma
• Kayarak açılan mekân sistemi
• Yapının zemine bağlanma biçimi 
• Yapı içinde modüler mobilya uygulamaları
• Farklı kombinasyon biçimleri oluşturabilme.
 
Alandaki potansiyel sıcak su kaynaklarından faydalanılması adına, daha önce deri temizliğinde kullanılan yaklaşık 80 0C sıcaklıktaki suyu, sağlık ve termal turizmde kullanmayı amaçlayarak çevrede bulunan sıcak su kaynağının yapılarda ısınma ve ıslak hacim alanlarında kullanılması düşünüldü.  
 
Projede arka duvarların kayarak dışa açılmasıyla farklı mekânlar ortaya çıkmakta. Mekânlar açılarak afet anında daha çok kişinin modülü kullanmasına imkân sağlama özelliğine sahip. Taşınma aşamasında yine bu kısımlar içe doğru kaydırılarak kapanmakta ve bu durum taşınma kolaylığı da sağlamakta. 
 
Açılan panel sistemi sayesinde paneller açılarak merdivenle geçişe izin verecek şekilde birimler arasında bağlantı oluşturuyor ve terasa açılım imkânı sağlıyor. Ayrıca modüller arasında üst örtü ile yarı açık alanlar oluşturularak kullanıcıların farklı mekân fonksiyonlarını deneyimlemeleri de hedeflendi.
 
Modüler yapıları taşımak için birçok faklı alternatifler bulunmakta. Burada önemli olan ise yapının yer değiştirme ve kurulma\toplanma sırasında en az iş gücü ve en fazla kolaylık sağlayacak şekilde tasarlanması. Strüktürün prefabrik elemanlardan ya da önceden üretilmiş olarak hazır gelen portatif bileşenlerin demontaj/montaj tekniği ile oluşturulduğu yapılar, yer değiştirebilir yapı olarak karşımıza çıkmakta. Bütün bu avantajlardan dolayı tasarlanan modül birimlerde katlanabilen ve demonte hale getirilebilen çelik sistem önerildi. Mekânı maksimum verimle kullanabilmek için ise modüler mobilya kullanılması düşünüldü.
 
Birimler, kişi sayısı, aile yapısı ve engelli bireyler için olacak şekilde üç farklı tipte oluşturuldu. Modüllerin farklı şekillerde bir araya gelmesiyle oluşan yapılar, kullanıcının isteğine göre çeşitli kombinasyonlar oluşturabilmekte.
 
Püskürtme sıva uygulamaları yapısal çeliklerin yangından korunması konusunda öncelikli olarak tercih konusu olmakta. Nedeni ise aynı etkiyi göstermesine karşın bütçesel olarak intümesan boya uygulamalarına göre oldukça ucuz bir ürün olması. Günümüzde selülozik yangın riski için kullanım alanına göre iki çeşit püskürtme sıva bulunmakta. Bu ürünler; kapalı alanlarda, su ve rutubetin etkin olmadığı koşullarda, çok yüksek olmayan yapılarda kullanılabilen düşük yoğunluklu “alçı bazlı”  sıvalar ve dış ortam etkilerine de dayanıklı yüksek yapılarda da kullanılabilen orta yoğunluklu “çimento bazlı” sıvalardır. Her iki çeşit püskürtme sıva uygulaması da yapısal yangından korunma standartlarını karşılamakta. Bu tür yangınlarda korumasız yapısal çelik çok kısa sürede çelik çökme sıcaklığı olarak kabul edilen 550 0C’nin üzerine çıkabilmekte. Günümüzde ise yapısal çelik için 240 dakikaya kadar yangın geciktirme sağlayabilen püskürtme sıva sistemleri mevcut. Püskürtme sıva uygulamasının avantajlarından dolayı modüler birimde çelik sistemi korumak için bu uygulama önerildi. Tasarlanan çelik sistemin dış kabuk malzemesi ise cam elyaf takviyeli plastik olarak seçildi.
 
Mühendislik Raporu
Projenin uygulanacağı arazi Gaziakdemir, Mudanya Bulvarı Osmangazi/Bursa adresinde yer almakta. Sistemin statik hesapları SAP 2000 programında modellendi. Projede TUBO-D219.1X5, TUBO-D76.1X3.2 boru profiler ve 10 cm çaplı içi dolu dairesel profil kullanıldı. Modelleme yapılırken aşağıdaki yönetmeliklere bağlı kalındı:
 
• Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY2018)
• Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik
• TS498
• TS EN 1991-1-4.
 
Projede döşeme malzemesi olarak “Cam Fiber Takviyeli Plastik (GRP)” kullanıldı. Malzeme özellikleri aşağıdaki gibidir:
Birim Ağırlık: 1.749 g/cm3
Elastisite Modülü (E): 29537 N/ mm2
Poisson Oranı: 0.34
Termal Uzama Katsayısı: 5.118 (1/0C)
Ölü yük D = 17.49*12=2.1 kN/m olarak belirlendi. (Döşeme kalınlığı 12 cm alındı.)
 
TS498 Çizelge 7’ye göre Hareketli Yük 2 kN/m2 olarak belirlendi. “Afad Türkiye Deprem Tehlike Haritaları İnteraktif Web Uygulaması” üzerinden deprem yükü için kullanılacak değerler tespit edildi.
 
Deprem Yer Hareket Yüzeyi için DD-2; Yerel Zemin Sınıfı için ZC sınıfları proje arazisinin çevresindeki raporlar incelenerek ortalama alındı. Proje arazisi 40.200356, 29.040737 koordinatlarında yer almakta. Girilen bilgiler sonucunda; SS: Kısa periyot harita spektral ivme katsayısı 0.882, S1: 1.0 saniye periyot için harita spektral ivme katsayısı 0.233 olarak bulundu.
 
Kar yükü değeri (Pk) TS498’e göre hesaplandı. Pk= m.Pk0.  TS498 EK 1 (İl ve İlçelere Göre Zati Kar Yükü Bölgeleri) ve EK2’den (Kar Yağış Yüksekliği Haritası) yararlanarak proje alanının IV. bölgede bulunduğu belirlendi. Projede teras çatı kullanılacağından çatı eğimi 0 alındı ve TS498 Çizelge 3’den m değeri 1 kabul edildi.
 
Arazinin deniz seviyesinden yüksekliği ortalama 115 m’dir. Buna bağlı olarak TS498 Çizelge 4’ten Zati Kar yükü (Pko) Değerleri 0.75kN/ m2 bulundu. Pk = m* Pk0 = 1* 0.75 = 0.75 0.75kN/m2 işlemi sonucunda Kar Yükü Değeri 0.75 kN/m2 olarak belirlendi.
 
Rüzgâr Yükü TS 1991-1-4’e göre hesaplandı.  Vb,0 (Rüzgâr hızının temel değeri) ≥ 28m /sn. Çelik Yapılar Yönetmeliğinde bu değer için verilen alt sınır 28m/sn’dir. Hesaplamalar bu değer kabul edilerek yapıldı.
 
Vb (Esas Rüzgâr Hızı) =  cdir ∙ cseason ∙Vb,0  = Vb,0   
cdir: Doğrultu katsayısı 
cseason: mevsim katsayısı
Vb,0: Rüzgâr hızının temel değeri
cdir  ve cseason = 1.0 TS EN 1991-1-4’e göre 1.0 olarak kabul edildi. Cdir, cseason ve Vb,0 dikkate alınarak hesaplanan esas rüzgâr hızı Vb = Vb,0 olmakta.
Vm (z) (Ortalama Rüzgâr Hızı) = cr(z)·co(z)·Vb = cr(z) ·Vb
cr(z): Engebelilik katsayısı
co(z): Orografi katsayısı
co(z) TS EN 1991-1-4’e göre 1.0 olarak kabul edildi. 
Burada arazi engebeliği ve orografisi dikkate alınarak bir hesaplama yapıldı. Önemli bir başka parametre ise yükseklik olup, ortalama hız değeri yer seviyesinden yükseklik dikkate alınarak hesaplanmakta.

Jüri Değerlendirmesi
Detayların gelişime açık olmasına rağmen çeliğin ruhuna uygun bir uygulama olması olumlu bulunmuştur. Modüler hale getirilmiş, kolay üretilebilen birimlerin birbirleri üzerinde yığılarak sağa sola büyüyerek oluşturduğu bir çevre olması açıdan yaratıcı bir düşünce olduğu değerlendirilmiştir.
 
Mühendislik raporunda eksiklikler görülmüştür ancak temel bir sayısal bir model oluşturulmuştur. Kullanılan yönetmelikler belirtilmiş ancak mühendislik hesabına ilişkin eksikliklerin olması olumsuz olarak değerlendirilmiştir. Özel bir yapı olması sebebi ile yüklerin güvenli arttırılması için içindeki taşıyıcı sistem elemanlarının, bağlantı noktalarının detaylarının verilmemesi eksik bulunmuştur.
 
FARKLI ALANLARDA KULLANILABİLECEK BİR TASARIM OLUŞTURMAYI HEDEFLEDİK
Hegzagon Modül ile Mansiyon Ödülünü kazanan proje ekibiyle, tasarım sürecini, tasarımın ardında yatan temel düşünceleri ve yarışmanın kendilerine kattığı deneyimi konuştuk. 
 
Hem turizme destek açısından hem de afet sonrası kullanım açısından düşünülmüş modüler bir projeyle yarışmaya katıldınız. Bu konseptin ardında yatan düşünceyi sizden öğrenebilir miyiz?
Projede şartname ve istenenleri incelediğimizde barınma ihtiyacına karşılık vermesi beklenen, farklı durumlara yanıt verebilen ve dönüştürülebilen bir tasarım hedefi projenin konusuydu. Biz de istenenleri göz önüne aldığımızda tek bir işlev için değil, farklı amaçlar için kullanılabilecek ve belirli şartlar altında dönüştürülebilecek bir tasarımı nasıl oluşturabiliriz sorusunu kendimize sorarak yola çıktık. Proje alanımızı seçerken de bu doğrultuda hareket ettik. Bölgenin hem festivaller ve termal turizm için gelen konukları ağırlamaya yönelik bir potansiyel sunuyor olması hem de etrafında acil toplanma alanı niteliğinde bir alan bulundurmuyor olması bu tasarım kararımızı uygulamamıza imkân sağladı.
 
Mansiyon Ödülüne layık görülen projenizde tasarımın sürdürülebilirliği adına neleri dikkate aldınız?
Çelik malzemenin kullanılıyor olması, dış kabukta cam fiber takviyeli malzemenin tercih edilmesi, projenin dönüştürülebilir bir tasarım olması nedeniyle farklı alanlarda kullanıma olanak sağlaması ve termal su kaynağından yararlanıyor olunması tasarımda sürdürülebilirlik bağlamında dikkate aldığımız konular oldu.
 
Projenizde alandaki sıcak su kaynaklarından yararlanma düşüncenizi görüyoruz. Verimlilik açısından bu düşüncenin projenize katkıları nelerdir?
Projemizin çıkış fikirlerinden biri sürdürülebilir olması ve kendine yetebilen bir tasarım olmasıydı. Bölgedeki sıcak su kaynağı termal tesislerde, temizlik ve ısınma gibi farklı işlevlerde kullanılabiliyor. Biz de mevcuttaki sıcak su kaynaklarını projemizde jeotermal enerji olarak ve termal anlamda değerlendirmek istedik. Afet anında var olan su kaynağı ısınma ve elektrik gibi ihtiyaçlara cevap verir, turizm açısından da konaklayanlar termal su kaynağından doğal olarak yararlanma imkânı bulur. 

Projeyi tasarlarken hangi programlardan yararlandınız?
Mimari projenin plan kısmını oluşturmada Autocad, üç boyutlu modelini oluşturmak için Sketchup, render- görselleştirme kısımlarında Lumion ve pafta haline getirmek için Photoshop programlarını kullandık. Mühendislik proje kısmında statik hesaplarda SAP 2000 programını kullandık.
 
Çelik kullanımının bu projeye sağladığı katkıları sizden öğrenebilir miyiz?
Çelik, esnek kullanıma uygun ve prefabrik üretimde kullanılan bir malzeme. Biz de projeyi oluştururken kurulumunun, uygulamasının ve taşınmasının kolay olmasını ve afet anında hızlı bir şekilde üst üste eklemlenerek veya kendi içinde genişleyerek daha çok kullanıcıya hizmet etmesini amaçladık. Çelik bu özelliklerin hepsini uygulamaya elverişli bir malzeme.
 
SteelPRO 2021 size mesleki anlamda neler kattı? Yarışmadan edindiğiniz deneyimleri bizimle paylaşır mısınız?
Yarışma projesi için aynı lisede okumuş, sonrasında farklı üniversitelerde öğrenim gören üç öğrenci olarak bir araya geldik. Mimari ve mühendislik anlamında proje oluşturmak, disiplinlerin konuları farklı ele aldığını ve ortak bir paydada nasıl buluşulması gerektiğini görmemizi sağladı. Proje ile modüler üretimlerde nelere dikkat etmemiz gerektiğini, çelik malzemesinin özelliklerini ve bu özellikleri nasıl kullanabileceğimizi, çoklu barınma ihtiyacına nasıl cevap verebileceğimizi araştırdığımız ve kendimizi bu konularda geliştirdiğimiz güzel bir yarışma deneyimi yaşadık. Emeği geçen herkese teşekkür ederiz.
 
 
Çelik Yapılar - Sayı: 73 - Kasım / Aralık 2021

Kendimizi Sınayalım

Sayı 73 Soru



© 2014 - Türk Yapısal Çelik Derneği