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

Yarışma


NADAS (SteelPRO 2022 Mansiyon Ödülü)

19. Çelik Yapı Tasarımı Öğrenci Yarışması’nda (SteelPRO 2022) Mansiyon Ödülü kazanan Nadas projesi, iklim değişikliğinin sonuçlarından biri olan tarım arazilerinin verimsizleşmesine yaratıcı bir çözüm sunuyor.

PROJE EKİBİ
Ediz Üstündağ - Yeditepe Üniversitesi, Mimarlık Bölümü
Didenaz Gündoğdu - Yeditepe Üniversitesi, Mimarlık Bölümü
Alara Girgin - Yeditepe Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü


Danışmanlar:
Dr. Öğr. Üyesi Pınar Çalışır Adem - Yeditepe Üniversitesi, Mimarlık Bölümü
Dr. Öğr. Üyesi Eren Vuran - Yeditepe Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü

MİMARLIK RAPORU
Projemiz ‘’Nadas’’, iklim değişikliğinin tarım alanlarındaki olumsuz etkisi üzerine mimari bir çözüm getirmeyi misyon ediniyor. Kuraklaşmaya başlayan ülkemizde önlem alınmadığı taktirde önümüzdeki 20 yıl içerisinde tarım arazilerinde ve temiz su kaynaklarında ciddi azalma görüleceği raporlarla ortaya çıkmış durumda. ‘’Nadas’’ ile Türkiye’de kuraklık sorunuyla karşı karşıya olan tarım alanlarına, kuraklık başlamadan mimari açıdan müdahale ederek, süreci uzun vadede tersine çevirmeyi ve bu bölgeleri verimli tarım alanlarına veya aktif yeşile elverişli hale getirerek bölgenin ekolojik çeşitliliğini dengelemeyi hedefledik.

Projemiz ismini, kuru tarım arazilerinin tarıma tekrar uygun hale gelmesi için uygulanan nadas yönteminden almakta. “Nadas”, İstanbul çevresindeki kuru tarım alanları için veriler baz alınarak tasarlandı.

Yaklaşımımız gereği projeyi toprakla en az temas kuracak şekilde tasarladık. “Toprağa müdahale etmeden en optimum şartları nasıl sağlayabiliriz?’’ sorusuna cevap getirmeyi amaçladık. Bu soruya cevap olarak, “Ürettiğimiz yapıyı iç iskelet ve cephe olarak iki aşamaya ayırırsak, ilk olarak verimsiz olan bölgede 3 km aralıklarla iç iskeletleri yerleştirir, bu sayede inşa ettiğimiz her kule uçan ve tohum taşıyan canlılar için kaynak görevinde olur. Daha sonra verimli ve biyoçeşitliliği fazla olan bölgelere en yakın kulelere iç iskeletten asma olarak taşınan cephe elemanının montajlanmasıyla, yapı bu canlılar için bir yaşam alanına dönüşür. Canlılar ve cephe arasında oluşan mutualist ilişki sayesinde, canlılar verimsiz arazilere tohumların ulaşmasını sağlarlar. Cephe olmadan bir kaynak görevinde olan iç iskelet, cephe gelince canlılarla bir ilişki kurar. Seneler sonra kuleler amacına ulaşınca, tarım arazilerinde veya aktif yeşil içerisinde heykelsi bir anlam kazanırlar.” düşüncesini ürettik.

Yapının formunda tarım su kulelerinden, yüksekliğindeyse çevredeki ağaç boyutlarından faydalandık. Üç ana kolonu taşıyan betonarme temel, yapının toprakla ilişki kuran tek kısmı. Bu kolonlara atılan yatay destekler ve üst kısımdaki teknik hacimler, yapının iç iskeletini oluşturuyor. Bu iç iskelette binanın yüksekliği boyunca, polinatör böceklerini çeken bitkilerin yetiştirildiği, kolonlara bağlanan çelik levhalar sayesinde taşınan saksı modülleri bulunuyor. Saksı modülleri binanın kurulumu sırasında toprakla ve tohumla dolduruluyor ve otomatik damla sulama sistemiyle binanın üstündeki su deposundaki suyla günlük olarak sulanıyor. Deponun su kazancı, üstündeki huni formu sayesinde iki katına çıkartıldı. Huninin üst yüzeyinde bulunan PV paneller sayesinde otomatik damlama sulama sistemi için gerekli enerji üretiliyor. Sulama sistemi için gerekli teknik hacim ise su deposunun altında bulunuyor.

Binanın mekânsal kurulumunda su deposunun üst kısımda bulunması ve alttaki hacimlerin tamamen çevreye açık bırakılmasının sebebi yapının tamamen canlı etkileşimi üzerine tasarlanmış olmasından kaynaklanıyor. Binaya üst hacimden asılarak taşınan çift cidarlı çelik cephe cidarlar, hayvanların barınmasına yönelik modüller için çerçeve görevini görüyor. Çeliğin hafifliğinden ve modülerliğinden faydalanarak cepheyi aşarak, cephenin toprakla hiç ilişki kurmasını sağladık. Aynı şekilde iç strüktürde kullandığımız eşkenar üçgen formu çelik strüktürün rijitliğini artırmak ve toprağa yapılan müdahaleyi minimuma indirmek için belirlendi.

İklim Değişikliği Manifestosu

Nadas projesinin ardındaki misyon Türkiye’de kuru tarım bölgelerindeki toprak kalitesini artırmak ve kuraklaşma başlamadan süreci belli bir bölgede tersine çevirmektir. İstanbul çevresindeki tarım alanları, her sene azalan yağışlar ve yanlış sulama tekniklerinin kullanımı yüzünden gitgide azalmaya başlamıştır ve önümüzdeki 20 yıl içerisinde büyük bir oranda tarıma elverişsiz, kurak arazi haline gelecektir. Türkiye’nin tarım ihtiyacının %15’ini karşılayan Marmara Bölgesi için tarım arazilerindeki bu verimsizlik sorununa vaktinde müdahale şarttır. Müdahale zamanında edilmezse, yakın gelecekte tarım için gerekli kaynaklar (doğal su kaynakları ve çevredeki canlı çeşitliliği) sağlanamayacaktır.

Yarışma süresince, kuraklığın önüne geçmek için yapılması gereken müdahalenin nasıl mimarlık yoluyla sağlanabileceği üzerine çok düşündük. Kurak bölgelerde yapılan çalışmaların toprağın yapısına sadece direkt ve kimyasal yollarla etki edebildiğini inceledik. Bu metotlar çözüm için mimariyi kullanmıyordu. Projemizde ülkemizde tamamen kurak bölge olmadığından dolayı, yakın gelecekte kuraklıkla yüzleşecek alanlarda bu süreci başlamadan tersine çevirebilecek metodun mimari çözümlerle sağlandığı bir sonuca varmayı amaçladık.

Nadas, araziye bir yılda düşen yağışın, her yıl ürün almaya yetmeyecek kadar az olduğu yerlerde toprağı bir yıl boş bırakma işlemidir. Nadas işlemi yapılmazsa su kaynaklarının azlığından toprak verimini kaybeder. Bu da ekolojinin sonunu getirir. Nadasa benzer etkiye sahip olarak kurgulanmış projemizde bu bölgelere çok geç olmadan müdahale edilerek zaman içerisinde toprak kalitesinin artması hedefleniyor. Projenin en önemli yanlarından biri değişimin zamanla sağlanması. Zamanla kuraklaşacak kuru tarım arazileri ‘’Nadas’’ yoluyla tarıma elverişli veya aktif yeşil alanlara dönüşür, canlı çeşitliliği ve tarımdaki verim artar.

MÜHENDİSLİK RAPORU

Yapı tasarımında Z=2,5 metre, 6,0 ve 8,4 metre kotlarında derinliği 40 cm olan bitki yetiştirmek amacıyla kullanılacak çelik saçtan üretilmiş bitki saksıları bulunmaktadır. Yapı, Z=0 kotunda 3,6 metre kenarı olan bir eşkenar üçgenin köşe noktalarına yerleştirilmiş üç kolon tarafından taşınmaktadır. Kolonlar temele ankastre olarak mesnetlenmiştir.
  • Yapının Z=2,5 metre kotundaki planı bir kenarı 7,2 metre olan eşkenar üçgen şeklinde düzenlenmiştir.
  • Yapının Z=6 metre kotunda bir kenarı 4,8 metre olan eşkenar üçgen plan düzenlemesi mevcuttur ve bir alt kat olan Z=2,5 metre kot planına göre ters konumda yerleştirilmiştir.
  • Z=8,4 metre kotunda bir kenarı 3,6 metre olan eşkenar üçgen plan, Z=2,5 metre kotundaki üçgen düzenlemeye uyumlu olacak şekilde oluşturulmuştur.
  • Z=10,4 metre kotunda ise sadece kolon uçlarını birbirine bağlayan kirişler mevcuttur.
  • Z=2,5 metre, 6,0 ve 8,4 metre kotlarında, derinliği 40 cm olan bitki yetiştirmek amacıyla çelik saçtan üretilmiş saksılardaki toprağın ağırlığı, saksıların kendi ağırlıkları, yapının bir bölümünde oluşturulan cephe elemanlarının ağırlıkları ile insan ağırlığı göz önüne alınarak g+q yükleri için ortalama 12 kN/m2’lik düşey yük hesaplarda dikkate alınmıştır.
  • Yapının 10,4 metre kotu üzerinde; çapı 4,8 metre yüksekliği 1,5 metre olan silindirik bir su deposu düşünülmüştür. Su deposundan gelen ağırlık, üç kolona 71 kN olacak şekilde tekil yüke dönüştürülerek etkiletilmiştir.
  • TBDY-2018 dikkate alınarak hesap yapılmış, hesapta SAP2000 V23 kullanılmıştır. Deprem karakteristikleri AFAD sitesinden alınmıştır.
  • Önemli bir not olarak, yapının tasarımında hesap sonuçlarını değiştirmeyeceği düşünülerek, ana kirişlerin yerleşim düzeni orijinal projeden farklı şekilde dikkate alınmıştır. Bu yapı için esas taşıyıcılar, üç kolon ve bu üç kolonu birbirlerine bağlayan kirişlerdir. Z=2,5, 6,0 ve 8,4 metre kotlarındaki döşemelerin kendi düzlemleri içinde rijit olduğu varsayılmıştır.
  • Yapının periyodu, yönetmelikte öngörülen geçiş periyodundan büyük olduğu için geçiş periyodu (TL= 6 sn) esas alınarak yapının dinamik karakteristikleri hesaplanmıştır.
  • Tasarımda düşey yükler ve deprem yükleri dikkate alınmış, yapının cephesi dış etkilere açık olduğu için rüzgâr yükü için hesap yapılmamıştır. Hesaplar SAP 2000 V23 programı ile yapılmış, yük kombinasyonları ve boyutlandırma için AISC 360-10 Specification for Structural Steel Buildings Yönetmeliği esas alınmıştır.
Deprem ve Yapı Tasarımı ile İlgili Karakteristikler
  • Yapının Konumu: Enlem; 41o 55203, Boylam; 27o 2843
  • Bina Yüksekliği HN =10,40 metre
  • Yerel Zemin Sınıfı TBDY-2018: ZB
  • Deprem Yer Hareketi Düzeyi [50 Yıl, %10 olasılık]: DD-2
  • Yapı Önem Katsayısı TBDY-2018 [I]: 1
  • Tasarım Yaklaşımı TBDY-2018: DGT (Dayanıma göre tasarım)
  • Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı TBDY-2018 R: 8
  • Dayanım Fazlalığı Katsayısı D: 3
  • Kısa periyot harita spektral ivme katsayısı [Ss] : 0.449
  • 1 sn’lik periyot için harita spektral ivme katsayısı [S1]: 0.145
  • Kısa periyot için yerel zemin ivme katsayısı [FS]: 0.90
  • 1 sn’lik periyot için yerel zemin ivme katsayısı [SD1]: 0.80
  • Kısa periyot için spektral ivme katsayısı [SDS]: 0.404
  • 1 sn’lik periyot için spektral ivme katsayısı [SD1]: 0.116
  • Yatay elastik tasarım ivme spektrumu köşe periyodu [TA (sn)]: 0.057
  • Yatay elastik tasarım ivme spektrumu köşe periyodu [TB (sn)]: 0.287
  • Yatay elastik tasarım spektrumunda sabit yerde bölgesine geçiş periyodu [TL (sn)]: 6.00

Düşey ve deprem yüklemesinin en elverişsiz kesit tesirleri hesaplanmış, öngörülen gerilme düzeyini sağlayacak şekilde kesitler seçilmiştir. Kolon ve kirişler boru enkesitli olarak düşünülmüştür. Gerilme düzeylerini sağlayacak şekilde kesitler değiştirilmiş ve aşağıdaki MANNESMANN boru kesitleri (MANNESMANN Stainless Tubes Tables) seçilmiştir.
  • Beam: Boru kesit, D = 114,3 mm, t= 3.05 mm
  • Beam_1: Boru kesit, D = 114,3 mm, t= 6.02 mm
  • Beam_2: Boru kesit, D = 141,3 mm, t= 6.55 mm
  • Pipe: Boru kesit, D = 168,3 mm, t= 7.11 mm
JÜRİ DEĞERLENDİRMESİ
Taşıyıcı sistem modelinin verilmiş olduğu
eleman hesaplarıyla ilgili bilginin ise yeterli detayda verilmemiş olduğu belirtilmiştir. Birleşim detayları ile ilgili detaylı bilgi de raporda bulunmamaktadır. Mühendislik raporunun asgari bilgileri içerecek şekilde düzenlendiği not edilmiştir. Mimari fikir özgündür. Su basıncı yeterli olduğu zaman suyu yukarıda toplayıp enerji kullanmadan suyu dağıtmak olumlu bulunmuş ancak statik bakımdan su tankının tepeye konması deprem bakımından yanlış bir seçim olduğu değerlendirilmiştir.



Çelik Yapılar - Sayı: 79 - Kasım / Aralık 2022

Kendimizi Sınayalım

KENDİMİZİ SINAYALIM SORU 79



© 2014 - Türk Yapısal Çelik Derneği