TR|EN
Güncel
E-Bülten Aboneliği
SteelPro 2023
18th New Horizons
Tevfik Seno Arda Lisesi
Yayınlar > Çelik Yapılar
Sayı: 79 - Kasım / Aralık 2022

Yarışma


KOLONi (SteelPRO 2022 Eşdeğer Ödül)

Ahmet Alataş Workshop Ana Sponsorluğunda düzenlenen 19. Çelik Yapı Tasarımı Öğrenci Yarışması’nda (SteelPRO 2022) Eşdeğer Ödüle hak kazanan KOLONİ projesi, arılar özelinde ekosisteme sunduğu katkılarla fark yaratıyor.









PROJE EKİBİ

Ersan Erdoğan - Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi, Mimarlık Bölümü
Buğra Arslan - Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi, Mimarlık Bölümü
Aslıhan Aydoğan - Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi, Mimarlık Bölümü
Bekir Melih Gülle - Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü

Danışman

Dr. Öğr. Üyesi Semih Serkan Ustaoğlu - Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi, Mimarlık Bölümü

MİMARLIK RAPORU

Günümüzün stres dolu zor yaşamından uzaklaşmak için insanlar her zaman doğayla iç içe olan mekânları tercih etmekteler. Endüstri devrimiyle birlikte artarak devam eden süreçte insanların gelişme adı altında doğadan uzaklaşması daha fazla enerji için fosil yakıtların kullanımının artması yaşam ve çalışma alanlarının doğadan ayrıştırılarak inşa edilme süreci hem insanın doğal alanından uzaklaşmasına hem de iklim krizlerinin hızla artmasına sebep olmuştur.

Ekosistemde oluşan bu bozulma sadece insanlara değil diğer canlı türlerine de zarar vermektedir. Besin zincirinin oluşmasında en önemli etkenlerden biri olan arılar da küresel ısınmadan en fazla etkilenen türlerden biridir. Yakın gelecekte tüm bu bozulmaların sonucu olarak enerji, gıda ve su savaşlarının çıkması beklenmektedir. Bunların tümüne bakıldığında insan yaşamındaki temel ihtiyaçların bir arada bulunduğu, doğayla iç içe bir yaşama geri dönülmesi giderek zorlaşacaktır.

Bütün bunlar göz önüne alındığında KOLONİ doğayla iç içe olan, enerjisini kendi üretebilen, dikey tarım yapılabilen arılar için uygun yaşam koşulları oluşturulabilen ve suyu verimli kullanıp kendi devamlılığını sağlayabilen bir yaşam döngüsüdür.

KOLONİ, farklı ihtiyaçlara göre uyarlanabilir yaşam döngüsü tasarımıyla insanlar ve diğer canlıların temel yaşantısını sürdürebileceği ekolojik bir yaşam alanı sunar. Farklı gereksinimlere çözüm sunabilen kurgusuyla proje kendi içerisinde birbirine yetebilen bir ekosistem oluşturmaktadır.

Proje ana birimler ve destek birimi olarak tasarlanmıştır. Ana birimler, tarım, arıcılık ve ofis birimleri olarak üç grup olarak belirlenmiştir. Destek birimi olan barınma birimi ana birimin sürekliliğini sağlamak için organize edilmiştir.

Ana birimin kullanım amaçlarından biri olan dikey tarım birimi hafif çelik sistemin farklı kombinasyonlarıyla çeşitli bitki türlerinin yetişmesine olanak sağlayabilmektedir. Diğer kullanım şekli olan arıcılık birimi, içerisinde kurulan hafif çelik sistem sayesinde arı kovanlarının uygun koşullarda yaşamlarını sürdürebilmesini sağlar. Doğal bir süreç olan arılar ve bitkiler arasındaki etkileşimi en üst seviyeye çıkarabilmek için tasarlanan KOLONİ ana birimi hem dikey tarımda hem de arıcılıktaki verimliliği artırabilmek için birbiriyle entegre olarak da çalışabilmektedir. Bu entegrasyon aynı birim içerisinde olabileceği gibi farklı birimlerin bir araya gelmesiyle de oluşabilir.

Arıcılık ve dikey tarım dışında koloni yaşam döngüsünün ihtiyaç duyduğu diğer meslek grupları için ofis birimleri düşünülmüştür. Hafif çelik sistem bu birimlerde inovatif mobilya çözümleri sunmaktadır. Yer tasarrufu sağlayan bu inovatif çözümler mekânı çok amaçlı kullanılabilir hale getirmektedir.

KOLONİ destek birimi, insanların ihtiyaçlarına göre farklı boyutlarda ve eklenebilir sistem ile sunulan bir tasarım. Üç farklı boyut olarak tasarlanmış destek birimi kullanıcı sayısına göre tek katlı veya iki katlı olarak sunulmaktadır. Ayarlanabilir taşıyıcı sistemiyle birim iki kata dönüştürülerek mekân çeşitliliği arttırılabilir. Barınma birimi, entegre olduğu solar paneller sayesinde ihtiyacı olan enerjiyi güneşten alabilmektedir ve fazla enerjiyi ihtiyaç durumunda kullanılabilmesi için duvar katmanında konumlandırılan lityum pillerde depolamaktadır. Yağmur suyunu toplayıp depolayabilen sistemi sayesinde su tasarrufu sağlayan KOLONİ bu suyu tarım birimi ve rezervuar suyu olarak kullanabilmektedir.

Birbirine kolayca entegre olabilen çelik sistem tasarımıyla vaziyet kurgusunda çeşitlilik sağlayabilen KOLONİ, insanlara doğayı en az tahrip edebileceği şekilde büyüyebilme imkânı verir. Temel yaşama geri dönüş projesi olan KOLONİ, doğayla aynı dili konuşan tasarım diliyle insanların ve diğer canlıların dünyaya zarar vermeden yaşamını devam ettirmesini hedeflemektedir. Bu hedef doğrultusunda sunulan çözümler iklim krizlerinin önüne geçmekte büyük rol oynayacaklardır.

İklim Değişikliği Manifestosu

Günümüzde insanların doğayı tahrip etmeleri ve yaşam biçimleri atmosferdeki ısı tutucu gazların miktarını artırmaktadır. Isı tutucu gazların atmosferde artması güneş ışınlarının etkisini artırmakta ve bu durum iklim değişikliklerine yol açmaktadır. Küresel ısınma dünya ekosistemine ciddi zararlar vermektedir. Ekosistemdeki bu bozulmalar da doğru orantılı olarak küresel ısınmanın hızını daha da artırmaktadır. İklim değişikliği sadece insan yaşamını değil dünya üzerindeki diğer canlı türlerini de etkilemektedir.

Küresel ısınmanın en çok etkilediği canlı türlerinden biri de arılardır. Son yıllarda artarak devam eden Koloni Çöküş Sendromu arı neslini ciddi oranda tehdit etmektedir. Özellikle arı neslinin yarısından fazlasına ev sahipliği yapan Amerika Kıtası’nda son 10 yılda bildirilen koloni çöküşleri önceki yıllara göre ortalama %200 artış göstermektedir.

Arılar ekolojik dengeye büyük oranda hizmet etmektedirler. En büyük rolleri bitkilerin tozlaşmasına yardımcı olmak olan arılar dünya üzerindeki bitkilerin yarısından fazlasının üremesinde direkt olarak görev almaktadırlar. Arı neslinin tükenmesinin sonucu olarak bitki türlerinin çoğunun yok olması, otçul olarak yaşamını sürdüren hayvanların neslinin tükenmesine neden olur. Üreticiler ve birincil tüketicilerdeki böyle bir bozulma besin zincirinin diğer katmanlarına da ciddi zararlar verecektir.

Olası arı neslinin tükenmesi durumunda sadece besin zincirimiz değil, bitkilerden yararlanılarak üretim yapan her alan kötü sonuçlarla karşı karşıya kalacaktır.

Arıların ekosistemden yok olması ve bununla bağlantılı olarak bitki türlerinin yarısından fazlasının neslinin tükenmesi veya ciddi oranda azalması, bitkilerden elde edilen ve çoğu ölümcül hastalığın tedavisinde kullanılan ilaçların da üretimini durma aşamasına getirebilir.

Bunların yanı sıra, arıların olmayışının etkisiyle pamuk bitkisinin üremesindeki azalma, insanları sentetik bazlı tekstil ürünlerini kullanmak zorunda bırakarak insan sağlığının bozulmasına direkt olarak etki edecektir. Ünlü fizikçi Albert Einstein’ın arılarla ilgili, ‘’Arılar olmazsa insanlık sadece bir yıl yaşayabilir.’’ sözü bütün araştırmaları ve öngörüleri desteklemektedir.

Bunlar gibi çeşitli alanlarda birçok bozulma geniş perspektiften baktığımızda ekolojik dengenin giderek daha çok bozulmasına ve doğru orantılı olarak küresel ısınmanın daha hızlı artmasına etki edecektir. Bu zincirleme bozulmaya engel olmak için arıcılığın desteklenmesi, kolaylaştırılması ve arıların üreyip üretebilmesi için uygun şartların yaratılması dünyanın dengesi için önem arz etmektedir.

Bütün bu ekosistem dengesinin bozulması uzun vadede iklim krizlerinin yanı sıra enerji, gıda ve su savaşlarının çıkmasını da tetikleyecektir. Bunların tümüne bakıldığında insan yaşamındaki temel ihtiyaçların bir arada bulunduğu doğayla iç içe bir yaşama geri dönülmesi giderek zorlaşacaktır.

MÜHENDİSLİK RAPORU

Çelik, sağladığı avantajlar nedeniyle günümüzde çoğu endüstriyel yapıda, konut inşatlarında ve ticari binaların inşasında kullanılan bir malzeme. Çelik yapılar diğer yapı türlerine kıyasla daha dayanıklı. Çeliğin malzeme maliyeti tasarımı ve uygulaması betonarmeye kıyasla ekonomik. Bakım, yenileme maliyetleri ise nispeten daha düşük. Çeliğin geniş açıklıklara uygun bir malzeme olması mimari tasarım için harika bir çözüm. Çelik, fabrika ortamında, sabit olarak belirli standartlarda üretilmekte. Dolayısıyla kalitesi belli. Paslanmaya, sert hava koşullarına, doğal afetlere dayanıklı. Ahşap yapılara kıyasla, böceklenme, küf gibi doğal etmenlere maruz kalmayan bir malzeme. Çelik yapılarda birleşim elemanları, elemanların boyunu uzatma ve elemanların en kesitini artırma amaçlı kullanılıyor. Çeliğin birleşim detayları ile birlikte, taşınabilen bir malzeme olması, yapının sökülerek başka bir konumda yeniden birleştirilebilir oluşu ve inşa süresinin betonarme yapılara göre kısa olması afet yapıları tasarımında uzun süreçte pozitif etkiler yaratmakta.

Bu rapor, 19. Çelik Yapı Tasarımı Öğrenci Yarışması (SteelPRO 2022) için tasarlanmış olan KOLONİ projesi için hazırlanmıştır. Mimari projesi hazırlanmış olan projenin, statik olarak da uygulanabilirliği yarışma şartnamesinde belirtilen koşullar ve yönetmelikler çerçevesinde belirlenmiştir. Hesap detayları Mühendislik Hesap Raporu Eki’nde verilmiştir. Yapının tasarımı yapılırken Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 (TBDY 2018) ve Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik (2018) yönetmelikleri kullanılmış olup rüzgâr ve kar yükleri, boyutlandırmada alınacak yüklerin hesap değerleri için TS-EN-1991 ve TS-498 standartlarından yararlanılmıştır. Hesaplamalar AutoCAD 2018, SAP2000 V.20 ve Microsoft Excel yazılımları kullanılarak detaylandırılmış ve sonuçlandırılmıştır.

Hesabı ve tasarımı yapılan yapı, biri zemin olmak üzere iki kattan oluşmaktadır. Kat yükseklikleri bütün katlarda 2,70 metredir. Zemin üstünde bina toplam yüksekliği 5,40 metredir. Katlar geçici barınma yapısı olarak kullanılacak olup, afet durumlarında kurulumu ve sökümü vinç yardımıyla taşınılabilir olabilecek şekilde tasarlanmıştır. Binanın aks sistemi X-X doğrultusundaki uzunluğu eksenden eksene 11,70 metre ve Y-Y doğrultusundaki uzunluğu eksenden eksene 9,40 metredir.

Deprem hesaplarında konum olarak Kayseri ili, Develi ilçesi göz önüne alınmıştır (Enlem 41,189° Boylam 32,631°). DD-2 Deprem Yer Hareketi Düzeyinde Yatay Elastik Spektrum’un elde edilmesi için gerekli olan, kısa periyot harita spektral ivme katsayısı Ss ve 1 saniye periyot için harita spektral ivme katsayısı S1 değerlerine https://tdth.afad.gov.tr adresli internet sitesinden erişilmiştir.

Kar yükü hesabı TS EN 1991-1-3 yönetmeliğine göre yapılmıştır. Zemin yüzeyindeki kar ağırlığını (Sk), TS EN 1991-1-3 Ek MA Çizelge MA.1’e göre Sk= 0,75 kN/m2 olarak belirlenmiştir. Belirlenen kar yükünün ne çok fazla ne de az olması istenmiştir. İnşanın yapılacağı arazi kategorisi TS EN 1991-1-4 Çizelge (4.1)’e göre III. kategori olarak seçilmiş olup arazi parametreleri aşağıdaki gibi belirlenmiştir.

Rüzgâr hızı 28 m/s olarak tablodan okundu ve emme 0,5 kN/mm2 olarak alındı. Duvarın varlığına göre rüzgâr yükü dağıtıldı ve programa etkiletildi. Mimari tasarımda modüllerin birleşiminden oluşan yapının hesabında, modül birleşimleri incelenerek, en elverişsiz sonuçları vereceği düşünülen modül birleşimi seçilmiş ve matematik modeli SAP2000 üzerinden ön hesap boyutlandırmalarıyla modellenmiştir.

Yapı tasarımında yüklenen yüklerde, yapının kendi ağırlığı SAP2000 programı tarafından hesaplanmıştır. Sabit yükler altında, duvar, sıva, döşeme betonu, beton sacı vb. gibi elemanlardan gelen yükler ve hareketli yük için kullanım amacına göre TS498 standardından elde edilen yük SAP2000 programında ilgili yerlere yüklenmiştir.

Yük kombinasyonları için, Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik (2018) incelenerek yüklemeler gerçekleştirilmiş ve elde edilen en elverişsiz kesitlerin saptanması doğrultusunda bu kesitlere etkiyen yüklerin, kesitler tarafından emniyetli olarak aktarılması durumu göz önünde bulundurulmuştur.

Yapı süneklik düzeyi ve şekil değiştirilebilme kapasitesi yüksektir. Deprem yüklerinin hesaplanmasında, bina önem katsayısı, deprem yükü azaltma katsayısı vb. parametrelerin belirlenmesinde TBDY 2018 yararlanılmıştır. Yapının performans hedefi KH (Kontrollü Hasar) ve tasarım yaklaşımı DGT (Dayanıma göre tasarım) olarak belirlenmiştir.

Çeşitli yük kombinasyonlarını, deprem için Response Spectrum’u, rüzgâr ve kar yüklerini yayılı yük olarak tanımladıktan ve profil tiplerini belirleyip SAP2000’e atadıktan sonra, program çalıştırılarak otomatik olarak her eleman üzerindeki yükler ve deplasmanlar hesaplanmıştır. İlk analizin ardından elde edilen verilerin sonucunda, kolon kesitleri HE200B, ana kirişler, IPE160 olarak belirlenmiş ve daha sonra yine SAP2000 programında “Steel Design” kısmında TS648’e en benzer kod olan AISC-ASD89’a göre dizayn yapılmıştır. Analizden sonra yapının tamamının güvende olduğu görülmüş olup, elemanlardaki streslere bakıldığında düşük stres değerleriyle karşılaşılmıştır. Analiz sonuçları yorumlandığında model statik olarak stabildir ve göçme riski gözlemlenmemektedir.

Tüm elemanlara gelen yüklemeler kesit kapasitelerinin altındadır ve ortalama olarak 0,3 bandındadır. Yalnızca iki kirişte kesit kapasitesine yaklaşma gözlemlenmiştir bu elemanda kesit artırımı yoluna gidilebilir. Analiz sonucunda hiçbir elemanda taşıma gücü aşılmış durumda değildir ve herhangi bir göçme durumu oluşmamaktadır.

JÜRİ DEĞERLENDİRMESİ

Kullanılan taşıyıcı sistem ve genel olarak mühendislik raporu olumlu bulunmuştur. İklim krizine farklı bir açıdan yaklaşıyor olması ve fikir sürekliliğinin var olması başarılı bulunmuştur. Mimari fikrin ve temsilin oldukça güçlü olduğu düşünülmüştür. Taşıyıcı sistem modüllerinin oluşturulduğunu eleman hesaplarıyla ilgili örnek bir hesabın verildiğini, tüm sistemin eleman hesapları kullanılarak yazılım tasarım modülü kullanılarak yapıldığı belirtilmiştir. KOLONİ projesi, oy birliği ile Eşdeğer Ödül grubunda yer almıştır.
Çelik Yapılar - Sayı: 79 - Kasım / Aralık 2022

Kendimizi Sınayalım

KENDİMİZİ SINAYALIM SORU 79



© 2014 - Türk Yapısal Çelik Derneği