Projeler

ARUP Mühendislik ve Müşavirlik Ltd. Şti. Serdar KARAHASANOĞLU Cem HAYDAROĞLU Oğuz ÇAVUŞLU PROJE BİLGİLERİ Yatırımcı: İstanbul Sabiha Gökçen Uluslararası Havalimanı Yatırım Yapım ve İşletme A.Ş.(Limak – GMR – Malasia Airport Ortak Girişimi) Mimari Tasarım: Tekeli-Sisa Mimarlık Ortaklığı Yapısal ve Sismik Tasarım: ARUP Türkiye & Los Angeles Yüklenici: Limak – GMR Joint Venture Çelik Müteahhitleri: Atak Mühendislik Cemdemir, Mim Mühendislik, Tabosan, Temsan Sabiha Gökçen Uluslararası Havalimanı Yeni Terminal Kompleksi 20 yıllık yap-işlet-devret projesidir. Yılda 25 milyon yolcuya hizmet verilmesi planlanmaktadır. Gelecekte yapılacak genişletme ile 40 milyon yolcu kapasitesine ulaşacaktır. MİMARİ TASARIM Sabiha Gökçen Uluslararası Havaalanı Yeni Terminal Binası'nın mimari tasarımı; 2006 yılında Savunma Sanayi Müsteşarlığı tarafından düzenlenen yarışma sonucunda 1.'lik Ödülü kazanan Tekeli-Sisa Mimarlık Ortaklığı tarafından gerçekleştirilmiştir. Proje kapsamında; toplam inşaat alanı 227.000 m2 olan dış hatlar terminal binası, 128 odalı havaalanı oteli, VIP Bloğu, ilave apron, 4000 araçlık kapalı, 1000 araçlık açık otopark bulunmaktadır. Dış hatlar terminal binasının bir kısmının iç hatlar olarak hizmet vermesi şeklinde yapılan düzenleme ile toplam yolcu kapasitesinin 25 milyon yolcu/yıl'a çıkması öngörülmüştür. Gelecekte yapılacak genişletme ile bu kapasite 40 milyon yolcu kapasitesine ulaşacaktır. Terminal binasında mekansal formlarda özgün ve kalıcı bir mimari amaçlanırken çağdaş işletme prensipleri de göz önünde tutulmuştur. Bodrum katları betonarme olan terminalin üst yapısı tamamen çelik strüktürle imal edilmiştir. Gidiş katında yüksek ve geniş hacimler oluşturan ana mekanın üzeri yedi adet çatı tonozu ile örtülmüştür. 48 ve 32 metre açıklıktaki tonozların dalga formu oluşturacak şekilde dizilmesi ile oluşan form mimari tasarımın en önemli ögesidir.Apron tarafında bulunan iskele bloğuna bağlanan 16 adet esnek MARS (Multiple Aircraft Ramp System) köprüsüne 8 adet geniş gövdeli veya 16 adet orta gövdeli uçak parkedebilmektedir. Gidiş katında 16 adet, geliş katında 8 adet yolcu köprüsü, toplam 604 metre uzunluğundaki iskele bloğuna gelen ve giden katlarından bağlanmaktadır. Terminalin cephesindeki sağır yüzeyler fibrobeton cephe panelleri ile kaplanarak kalıcı bir mimari bütünlük amaçlanmıştır. Binanın aprona bakan güney cephesinde yaklaşık 3 mt. genişliğinde konsol saçak ve ahşap görünümlü aluminyum güneş kırıcı gril elemanlarıyla güneş kontrolü sağlanmaktadır. Ahşap rengindeki bu elemanlar aynı zamanda binanın apron tarafındaki mimari ifadesini oluşturmaktadır. SİSMİK TASARIM Terminal binası, 300 adet sismik izolatörle planda dünyadaki en geniş izolatörlü yapıdır. Yapı yüksek sismik aktivitenin bulunduğu bölgede.yer almakta ve ‘Kuzey Sınır Fayı’ndan 17 km, ‘Merkez Marmara Fayı’ndan 50 km mesafede bulunmaktadır. Bina işletmecisi firmanın, üst düzey performans talebi üzerine, deprem yönetmeliğinde öngörülen performans seviyesinin üzerinde yapılan tasarımda aşağıda verilen kriterler kullanılmıştır. Sismik tasarım kriterleri: Yapının, dönüşüm periyodu 475 yıl ( 50 yılda aşılma olasılığı %10) olan deprem etkisinde, “hemen kullanım performans seviyesini” (yapısal hasar oluşmaması) sağlaması minimum şart olarak kabul edilmiştir.Terminal binası, dönüşüm periyodu 2475 yıl (50 yılda aşılma olasılığı %2) olan deprem etkisinde “can güvenliği” performans seviyesini sağlamaktadır. Yapılan analizler neticesinde bu performans seviyesinin bina taşıyıcı sistemi tarafından yüksek bir güvenlikle sağladığı tespit edilmiştir. Yukarda verilen kriterlerin sağlandığının gösterilmesi için “time history analizi” ve “non-linear pushover” gibi ileri tasarım teknikleri kullanılmıştır. Binanın depremden sonra operasyona devam edebilmesi için en uygun çözümün sismik izolatör kullanmak olduğu yapılan fizibilite çalışmaları sonucunda tespit edilmiştir. İzolatorlü sistemin en önemli avantajı sadece bina taşıyıcı sisteminin depremden hasarsız çıkmasını sağlamak değil aynı zamanda binadaki cephe, bölma duvarı, panolar ve diğer mimari ögeler gibi mimari elemanların ve mekanik elektrik tesisat ve ekipmanın deprem sırasında oluşacak ivme ve hızlardan zarar görmesini önlemektir. Bunu sağlayacak izolatörlü sistem, detaylı araştırmalardan sonra tespit edilmiş ve bina taşıyıcı sistemi ile uyumlu ve sönümlenme oranı en verimli tipte izolator seçilerek kullanılmıştır. Sismik izolatör olarak “triple friction pendulum” tipi kullanılmıştır. Birleşim detayları bölümünde izolatorun çizimi ve fotografı görülmektedir. Sönüm oranı %30 olan izolatörün etkisi dikkate alınarak kompozit spektrum eğrileri çizilmiş ve hesaplarda kullanılmıştır. Bu hesapların yapılabilmesi için Kandilli Deprem Araştırma Enstitüsü ile ortak çalışma yapılarak sahaya özel datalar türetilmiş ve time history – zaman tanım aralığı- analizleri gerçekleştirilerek sismik izolatör ve üstü için 7 çift simülasyon yapılmıştır. Hesaplar yapılırken saniyenin 100 de biri hassasiyetinde datalar kullanılmıştır ve toplamda yaklaşık 50,000 time history datası hesaplarda kullanılmıştır Yapılan hesaplar sonucunda izolatörlerin toplam taban kesme kuvvetini %80’e varan düzeyde azalttığı görülmüştür Bu sonuç, hem seçilen sistemin doğruluğunu kanıtıdır hem de hesapların sonucunda sistemin kat ivme ve hızlarını ciddi oranlarda düşürerek binanın deprem sırasında içindekileri de koruyacağının göstergesidir. İzolatörler, kazıklı temellerden yükselen ve konsol çalışan betonarme kolonlar üzerinde, zemin kat seviyesinde yer almaktadır. Izolatörlerin altında kalan bodrum kat kolonları, çevre perdeler ve temel sistemi bu hesapların sonucunda bulunan en büyük yatay kuvvetleri karşılayacak şekilde tasarlanmıştır. Temellerin tasarımında da toplam uzunluğu 55,000m civarında fore kazık kullanılmıştır. Terminal binası , Otel ve Vip Binası temellerinde toplam 55617,50 m. uzunluğunda toplam 3072 adet kazık imal edilmiştir. Terminal binasında ise 8 fore kazık makinesi kullanılarak 42.000 m ‘den fazla Fore Kazık işi 72 günde tamamlanmıştır. ÇELİK YAPI SİSTEMİ Terminal binası katları Yapının taşıyıcı sistemi, her iki doğrultuda moment çerçevelerinden meydana gelmektedir. Kolonlar kare kutu kompozittir. Kolonlar 16mx16m lik grid sisteminde tipik döşeme panelleri oluşturacak şekilde yerleştirilmiştir. Mimari tasarım şartlarını sağlamak amacı ile mimarla yapılan koordinasyon sonucu optimum boyut olarak tespit edilmiştir. Çerçeve aksını her iki yönde sağlayan ana kirişler açıklık ortalarında kompozit olarak çözülmüş, mesnet bölgelerinde yalın çelik olarak tasarım yapılarak tasarruf sağlanması amaçlanmıştır. Bunun sonucunda, ana kirişlerin mesnet bölgelerindeki çelik kesitleri açıklıktaki kesitten daha kuvvetli yapılmıştır. Ana kirişler S 355 kalitesindeki çelikten yapma profil olarak teşkil edilmiştir. Sacdan yapma –fabricated- profil kullanılmasının nedeni temin süresinin yanısıra daha ekonomik ve optimum kesit kullanarak ekonomik çözüm arayışıdır. Aynı yaklaşım nervür kirişler için de geçerli olmuştur. Hazır hadde profil kullanmak yerine bu sistem için en ekonomik kesit tespit edilmiştir. Seçilen bu kesitler için her türlü deplasman, vibrasyon ve mukavemet hesapları yapılmıştır. Bu kesitlerde belirleyici unsur deplasman ve vibrasyon olduğu için işverenin de isteği doğrultusunda S 235 kalitesinde çelik kullanılmıştır. Bu kararın alınmasında sacın S 235 sacın ucuzluğunun yanı sıra temin süresi de ciddi rol oynamıştır. Nervür kirişler her 16mx16m’lik döşeme paneli içerisinde yön değiştirmektedir. Bu şekilde tüm ana aks kirişlerin aynı düşey yükle zorlanması amaçlanmış ve her iki yönde de aynı rijitliğe sahip çerçeveler elde edilmiştir. Bu şekilde sismik tasarımda doğu-batı ile kuzey-güney yönlerinde çok büyük rijitlik farkı oluşmamıştır. Bunun sonucunda izolatör tasarımı da her iki yön için efektif sonuç vermiştir. Nervür kirişler arasına enine doğrultuda kiriş ortasında çaprazlar teşkil edilmiştir. Bu çaprazlar farklı hareketli yükler altında birbirine yakın kirişlerde farklı deplasmanları engellemek üzere tasarlanmıştır. Döşeme Titreşim kontrolleri, uluslararası şartname ve yönetmeliklere göre, bilgisayar programı Oasys GSA yardımı ile yapılmıştır. Kompozit döşeme 125mm yüksekliğindedir. Nervür Kirişler, S 235 kalitesinde çelik plakalardan yapma profil olarak teşkil edilmiştir. Tasarımları, Kompozit Kiriş olarak yapılmıştır. İskele Blokları Terminal ana binası dışında aprona paralel teşkil edilen iskele bloğu toplam 604 m boyunda olup bunun 368 m lik orta bölümü bodrum katları haizdir ve izolatörlü ana teminal binası bloku ile monoblok çalışmaktadır. Ana bloğun solunda ve sağında kalan kısımlar sol ve sağ iskele bloğu olarak tanımlanmıştır. Bu bloklar izolatörsüz düşünülmüş ve deprem yönetmeliğinde verilen yapı önem katsayısı kullanılarak yüksek performansa sahip yapılar olarak tasarlanmıştır. Bu yapıların boyutları, kuzey güney yönünde 16 m olduğu için taşıyıcı sistem olarak tek açıklıklı 16m x 16 m panel sistemi ekonomik olmayan sonuçlar vermiş ve 16 m x 8 m boyutlarında kolon gridi oluşturulmuştur. Buna rağmen kolon ve kiriş boyutları izolatörlü binaya göre çok farklı ve büyüktür. Sistem yine kompozit döşeme sistemi olarak tasarlanmış olup nervür kirişler aynı aralıkta kullanılmıştır. Temel sistemi yine ana binada olduğu gibi kazıklı tekil temel sistemidir. Bu binadaki en büyük farklardan biri de betonarme temellere yüksek mukavemetli ankraj civataları ile çelik kolonların bağlanmasıdır. Ankraj civataları ve ankraj plakaları maliyeti toplam maliyete önemli etki yapmaktadır. Çelik yapı sistemi çelik tonajı ve bir karşılaştırma Tablo’da terminal binası ve iskele binalarına ait tonaj bilgilerinin yanısıra, karşılaştırma yapabilmek amacıyla verilen çelik ağırlık- alan pursantajlarını göstermektedir. Tablodan görüldüğü gibi terminal binasında kullanılan izolatörlerin etkisiyle çelik pursantajında önemli bir fark oluşmuştur. Kısa bir karşılaştırma yapılacak olursa: Fark: 127-81 = 46 kg / m2 İzolator kullanılmadan yapılsaydı yaklaşık 184,000m2 x 46kg/m2 = 8,464,000 kg ilave çelik kullanılacaktı. İskele binasının yapısı ve terminal binasının yapıları düşünüldüğünde bu fark bir miktar azalabilir fakat genel olarak tasarruf miktarı yaklaşık 8,000 tondur. Çatı Terminal binası, çelik çatı sistemi, uzun doğrultuda 272m, kısa doğrultuda ise 160m olmak üzere, toplamda 43,520 m2lik alanı yaklaşık 32,000 adet eleman ile kapatmaktadır. Her iki doğrultuda maksimum açıklık 48m olup, iç mekanda oldukça geniş bir serbest hacim yaratılmaktadır. Yapısal açıdan, optimum düzeyde hafif ve güvenilir olarak tasarlanan çelik çatı taşıyıcı sistemi; genel olarak birbirine tam penetrasyonlu küt kaynak ile bağlı boru profillerden meydana gelen, uzay tipi 3D üçgen kesitli düz ana makaslar, bunlara dik doğrultuda 8m’de bir mafsallı bağlanan 3D üçgen kesitli kemer formlu tali makaslar ve çatı stabilite elemanlarından oluşmaktadır. Ana makaslar standart 4m yüksekliğe sahip olmasına karşın, kemer formlu makasların enkesit boyutları üç doğrultuda da değişkenlik göstermektedir. Kemerler bu formları ile mimari tasarımın isteklerini karşılamasının yanında yapısal çelik tasarımı açısından oldukça hafif ve stabil bir çözüm oluşturmuştur. Ana makaslar, terminal binası çelik kolonlarına mafsallı bir detay vasıtası ile oturmaktadır ve tüm yüklerin aktarıldığı bu mesnet noktalarında dolu gövdeli (solid) özel imalat profiller kullanılmıştır. Genel olarak, tüm çatı sisteminde yüksek mukavemetli elemanlar ve birleştirme elemanları kullanılmıştır. Çatı yapısal taşıyıcı sistemi, sonlu elemanlar yöntemiyle çözüm yapabilen bilgisayar programı yardımı ile tüm yapım aşamaları ve yük durumları dikkate alınarak analiz edilmiştir. Dizayn aşamasında; analiz sonuçlarının değerlendirilmesi için, yerli ve uluslararası yönetmelikler kullanılmıştır. Çatının çelik tonajı ve pursantajı aşağıdadır. Toplam ağırlık:1,800 ton Çatı alanı: 43,520 m2 Çelik pursantajı: 41,36 kg/m2 BİRLEşİM DETAYLARI VE MONTAJ Çatı Çatı makasları imal edilirken üç boyutlu çizimleri oluşturulmuş ve uç kesimleri milimetrik hassasiyet sağlayacak şekilde CNC tezgahlarda yapılmıştır. Her bir makas teşkil edilirken tüm elemanları birbirine kaynak ağzı açılmış şekilde küt kaynakla atölye şartlarında birleştirilmiştir. şartname gereği tüm küt kaynaklar muayene edilmiş ve gerekli testleri yapılmıştır. Atölye şantiye içinde kurulduğu için makaslar tek parça halinde atölyede hazırlanıp çatıya monte edilebilmiştir. Çatının montajında, montaj planına bağlı olarak vinçin ulaşımının sağlanması için belirli bölgelerde bina katları montajı yapılmayıp, çatı montajının tamamlanması beklenmiştir. Ana taşıyıcı makaslar kolonlara civatalı mafsal birleşimle bağlandıktan sonra kemer makaslar ana taşıyıcı makaslara civatalı birleşimler kullanılarak bağlanmıştır. Malzeme kaliteleri S 355 tir, civatalar 10.9 kalitesindedir ve her bir civataya şartnamede öngörülen tork değerleri uygulanmıştır. Ana aks makasları mimari forma göre yapının kuzey güney doğrultusunda sırasıyla 32 m ve 48 m aralıklarla yerleştirilmiştir. 48m ve 32 m açıklıkları geçen üç boyutlu tali kemerler ana aks makaslarına bağlanmaktadır. Çelik katlar 16m x 16m panellerden oluşan kat döşemeleri aks kirişleri ve nervür kirişlerden teşkil edilmiştir. Ana aks kirişlerinin 1,150 mm lik başlangıç kesitleri tek parça olarak imal edilerek şantiyeye getirilen kolonlara küt kaynakla bağlanmıştır. Ortada kalan ve mesnet bölgesindeki kiriş kesitine göre daha hafif olan 13,100 mm boyunda kiriş civatalı tam ek detayı ile kolondan çıkan kiriş parçasına bağlanmıştır. Tüm civatalar 10.9 kalitesindedir ve yönetmelik ve şartnamelerde verilen tork değerleri kullanılarak sıkılmışlardır. Tüm nervür kirişler ana akas kirişlerine civatalı detay vasıtasıyla bağlanmışlardır. Tüm nervür kirişler ve ana aks kirişleri orta bölgeleri 125 mm kalınlığındaki betonarme döşeme ile kompozit sistem oluşturacak şekilde tasarlanmışlardır. Gerekli kesme çivileri -shear stud- kompozit aksiyonu sağlamak amacıyla kirişlere kaynak tabancaları ile çakılmıştır. Sismik İzolatör betonarme kolon ve çelik kolon bağlantısı Sismik izolatörler bodrum kat tavan seviyesinde betonarme kolonlara ankrajla bağlanmıştır. Bunun için özel ankraj elemanları imal edilmiş ve özel harç vasıtasıyla betonarme kolonlara bağlanmıştır. Çelik kolon bağlantısı ise yüksek mukavemetli civatalar ile sağlanmıştır. Resimden de görüldüğü gibi oldukça basit bir birleşimdir. Yolcu Geçiş Köprüleri Yolcu geçiş köprüleri terminal binasının gidiş ve geliş katlarını fixed link binalarına bağlamaktadır ve 32m uzunluğundadır. S 355 kalitesinde yapma profillerden tasarlanmıştır. Köprü makas elemanları kendi içinde kaynaklı olarak birleştirilmiştir. Mesnet detayları, izolatör dolayısı ile çok büyük olan (±45 cm) göreli deplasmanları karşılayacak şekilde ve aynı zamanda bağlandıkları her iki yapının mimari cephe detaylarında ciddi bir problem yaratmayacak şekilde düzenlenmiştir. Köprülerin binaya giriş kesitlerinde sağında ve solunda bu deplasmanlar için düşünülenin aksine cepheyi etkilemeyecek kadar derz bırakılması yeterli olmuştur.Toplam 22,000 ton yapısal çelik kullanılarak gerçekleştirilen Sabiha Gökçen Uluslararası Terminal binası tasarımından yapımına kadar birçok ilke ve rekora sahiptir. Planda en büyük sismik izolatörlü yapı Türkiye’de en büyük çelik havaalanı terminal binası En hızlı gerçekleştirilen kazık imalatı 72 günde 55,000m kazık imalatı En hızlı gerçekleştirilen çelik imalatı 5 büyük çelik yüklenicisi ile yaklaşık 12 ayda 22,000 ton çelik imalatı 45,000m2 çatı ve 200,000m2 inşaat alanı Temel atılışından sonra rekor bir sürede 18 ayda açılışı yapılmıştır.