MİMARİ PROJE: Tekeli- Sisa Mimarlık Ortaklığı, Doğan Tekeli - Dilgün Saklar, Mehmet Emin Çakırkaya - Nedim Sisa
STATİK BÜRO: ARUP Mühendislik ve Müşavirlik Ltd. şti., Y. Serdar Karahasanoğlu – Cem Haydaroğlu
YÜKLENCİ FİRMA: Limak – GMR Joint Venture, Limak Holding A.ş.
YATIRMCI FİRMA: İstanbul Sabiha Gökçen Uluslararası Havalimanı Yatırım Yapım ve İşletme A.ş.
PROJE SAHİBİ: T.C. Milli Savunma Bakanlığı Savunma Sanayi Müsteşarlığı
T.C. Milli Savunma Bakanlığı Savunma Sanayi Müsteşarlığı, İstanbul Sabiha Gökçen Havaalanında yapılacak 10 milyon yolcu/yıl kapasiteli bir dış hatlar terminal binası için 2006 yılında sınırlı bir mimari proje yarışması açmıştı.Yarışmadan sonra, terminalin sadece dış hatlara değil, iç hatlara da hizmet etmesi, ticari alanlar, bürolar, havaalanı oteli ve VIP binasının kapasitelerinin arttırılması istenmiş, bu nedenlerle toplam yapı alanı 227.000 m2 yi bulmuştur.
Yapılan hesaplamalarda, yapının 10 milyon yerine yılda yaklaşık 25 milyon yolcu/yıllık bir kapasitesi olduğu, projede öngörülen genişleme alanlarının inşası ile 35- 40.000.000 yolcuya hizmet verebileceği saptanmıştır. Yapının strüktürel sistemi; betonarme temeller, betonarme bodrum kat kolonları ve bu kolonlar üzerine yerleştirilen deprem izolatörlerinin taşıdığı çelik monoblok bir üst yapı olarak kurgulanmıştır.Yarışma aşamasında, yeni terminal binasının yaklaşık 10 yıl önce inşa edilmiş ve çatısı 3 adet basık tonozdan oluşan eski yapı ile görsel bir bütünlük oluşturması isteniyordu. Sunulan yeni yapı planlamasında, bir terminal yapısının gerektirdiği tüm işlevsel sorunlar çözülürken, mimarisinin de uluslararası çağdaş mimarlık dili ile ifadelendirilen ama, çevresinden ve coğrafyasından yola çıkan, olabildiğince özgün bir nitelikte olması amaçlanmıştır.
Yapının karakterini ve hatırlanmasını sağlayacağı düşünülen çatı örtüsü, birbirlerine yumuşak geçişlerle bağlanan büyüklü küçüklü bir tonozlar serisinden oluşur. Bu örtü, kara ve hava tarafında, paslanmış bakır renkli geniş saçaklar ve onların gölgeleri ile vurgulanmıştır. Çağdaş terminal yapılarındaki high-tech ifade; cam, metal kaplamalar yerine burada, dışta kolonlarda ve dolu yüzeylerde beton kaplamalar, içte ahşap kaplamalarla, doğal, sıcak, insana yakın bir yapı, bir ortam oluşturulması amaçlanmıştır. Çatı formu, mimari tasarımın bir parçası olup Arup Engineering tarafından mimari tasarıma tam uyum sağlanarak başarı ile gerçekleştirilmiştir.
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.
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, bölme 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. Sönüm oranı %30 olan izolatörün etkisi dikkate alınarak kompozit spektrum eğrileri çizilmiş ve hesaplarda kullanılmıştır.
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 fore kazık kullanılmıştır.
Yapının taşıyıcı sistemi, her iki doğrultuda moment çerçevelerinden meydana gelmektedir. Kolonlar kare kutu kompozittir.
Kolonlar 16m x16m'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 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 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 125 mm yüksekliğindedir. Nervür Kirişler, S 235 kalitesinde çelik plakalardan yapma profil olarak teşkil edilmiştir. Tasarımları, Kompozit Kiriş olarak yapılmıştır.
Terminal binası, çelik çatı sistemi, uzun doğrultuda 272m, kısa doğrultuda ise 160m olmak üzere, toplamda 43,520 m2 lik 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 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 vincin 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. 48 m ve 32 m açıklıkları geçen üç boyutlu tali kemerler ana aks makaslarına bağlanmaktadır.
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.
Terminal binasının büyük açıklıkları kolonsuz geçen modern mimarisine en uygun malzeme çeliktir. Kolon aks aralıkları 16m olup, yapının en göze çarpan bölümü olan çatı 48m ve 32m açıklıklı kemerlerin yan yana dizilmesinden oluşmaktadır. Bu boyuttaki açıklıkların günümüzde çelikten başka malzeme kullanılarak geçilmesi mümkün değildir. Kullanılan çelik malzemenin optimum miktarda olması, yapının ana malzemesi olan çeliğin üretimi için çevreye daha az karbon salınmasını ve buna bağlı olarak yapının karbon ayak izinin azalmasını sağlanmıştır. Bu ölçekteki çelik bir yapının inşaat süresinin tamamlanıp 18 ay gibi kısa bir sürede kullanıma açılması, çelik yapıların inşaat hızına önemli bir örnektir.