TST 19-uzay kafes sistemler

UZAY KAFES
SİSTEMLER
Uzay kafes sistemler, doğru eksenli çubuklar ile
bunların bireleştiği mafsallı düğüm noktalarından
oluşan üç boutlu taşııcı sistemlerdir. Çk büyük
açıklıkları örtmek için düzenlenen, bütün elemanları
birbirine bağl bu sistemler her doğrultuda bir bütün
olrak çalışan ‘üç boyutlu kafes’ şeklinde de
tanımlanır. Bu sistemlerde kullanılan malzemelr son
derece hafif olup malzeme tüketimi ie kullanılan
hacim arasında oldukça ugun bir oran
bulunmaktadır.
Uzay kafes sistemler yapılarda büyük
açıklıkların kolonsuz ve hafif bir strüktür ile
geçilmesini sağlayarak işlevsel olarak yapıların daha
esnek ve kullanışlı olmasını sağlamıştır. Uzay kafes
sistemler, birbirlerine düğüm noktalarından bağlı,
basit çekmeye yada basınca çalışan doğrusal
çubuklar ağından kurulu düzenlerdir. Bu çubuklar
düzeni, üzerine etkiyen dış yükleri iki doğrultuda
mesnetlere ileten ve boşluğun organize edilmesi
ilkesine göre üretilen çağdaş sistemlerdir. Statik
yararları açısından, bu sistemler diğer bir çok
taşıyıcı sistemlere oranla çok daha hafiftirler.
Sabit yüklerin azlığı sadece çatıda değil, alt sistem
öğeleri ile temellerde kendini göstermekte, buna
bağlı olarak maliyet önemli ölçüde azalmaktadır.
100 m’ye kadar olan açıklıkları örtülebilmektedir.
Bu strüktür sistemleriyle kare, dikdörtgen, poligon
ve daire şeklindeki mekanlara uygun örtü biçimleri
oluşturulabilmektedir.
Uzay kafes strüktürler ile oldukça geniş biçimsel
olanaklar da sağlanmaktadır. Düzlem yüzeyler ve
bunun katları geliştirilebileceği gibi, ayrıca kubbe
ve tonozsal biçimler ve bunların tekrarı şeklinde de
kurulabilmektedir. Uzay kafes strüktürler donatı
yerleşiminde de yararlılıklar sağlayabilmektedirler.
Elektrik, sıhhi tesisat, havalandırma kanalları
klima, iklimleme sistemleri gibi donatılar, bu
sistemlerin oluşum ilkesinden doğan boşluklarda
kendilerine kolaylıkla yerleşim alanı bulabilmektedir.
Bu donatılar her doğrultuda yer alabilmektedirler.
Elektrik bağlantıları çubukların içinden geçirilerek
de yapılabilmektedirler. Gün ışığı sağlanması aynı
boşluklarda pencere öğeleri oluşturmak suretiyle
kolayca çözümlenebilmektedir.
Uzay kafes sistemlerin üstünlükleri
Her iki yönde de yük aktaran yapılardır
Yüksek dereceden hiperstatik olmaları nedeniyl daha
güvenlidirler
Prefabrikasyona ugun yapılardır.
Etkn kalite kontrolu ile üretimleri yapılır ve montaj
kolaylığı ile zaman kazandırır.
Her türlü kaplamaya uygun sistemlerdir.
Modüer ve hafif olmaları nedeniyle çok büyük
açıklıkların geçilmesine olanak salarlar.
Çelik, paslanmaz çelik ve aluminyum gibi değişik
malzemelerden üretilirler.
Sökülüp yeniden kurulabilirler.
Hem üst yapıda hem alt apıda ekonomi sağlarlar.
Geometrisi tanımlanan her türlü biçimi
oluşturabilirler.
Uzay kafes sistemlerin kullanıldığı yerler
Endüstri yapıları,
Spor salonları,
Yüzme havuzları,
Kongre ve fuar merkezleri,
Sergi ve müze binaları,
Sinema ve tiyatro salonları,
Gösteri merkezleri, Hava Limanları,
Çok büyük açıkların geçileceği stadyumlar,
Hangarlar
Uzay kafes sistemlerin yapısal
davranışları
Uzay kafes sistemler hiperstatiklik derecesi
yüksek olan taşııcı sistemlerdir. Hiperstatiklik
derecesinin yüksek olması aşırı yükleme halinde bile
bu sistemlerin kararlı ve güvenli olmasını
sağlamaktadır. Düzlem kafes sistemlerde olduğu
gibi uzay kafes sistemlerin statik hesabında da
düğüm noktalarının mafsallı olduğu ve çubukların
sadece eksenel kuvvetleri aktardığı kabul edilir.
Böylece sadece eksenel yük alacak şekilde çubuk
kesitleri boyutlandırılır.
Uzay kafes sistemlerin yapısal
davranışları
Çubukların sadece eksenel kuvvetlerle yüklendiğini ve düğüm
noktalarının moment taşımadığını kabul edebilmek için uzay
kafes sistemlerin tasarım, üretim ve montaj aşamalarında
sağlaması gereken koşullar şunlardır:
Düğüm noktasında birleşen çubukların eksenleri de düğüm
noktasının merkezi olan bir noktada birleşmelidir. Aksi
takdirde düğüm noktalarına moment gelir.
Çubukların düğüm noktalarındaki birleşimi mafsallı olacak şekilde
yapılmalıdır.
Sistem üzerine gelecek bütün dış yükler ve mesnet tepkileri,
sadece düğüm noktalarına etki etmelidir.Aksi takdirde
çubuklar üzerine yükgelmesi durumunda çubuklarda eğilme
momentleri oluşur ve bu moment düğüm noktalarına da etkir.
Çubuklar doğru eksenli, bağlantıları da eksenel olmalıdır. Aksi
takdirde düğüm noktalarında moment oluşur.
Uzay kafes sistemlerin her bir düğüm noktasında aynı düzlemde
olmayacak şekilde en az üç çubuk birleşmelidir.
Uzay kafes sistemlerin yapısal
davranışları
Düğüm noktalarının uygulamada mafsallı olarak
üretilmesi zordur. Ancak vidalı, küresel vb. düüm
noktaları mafsallı varsayılarak uzay kafes
sistemlerin hesabı kolaylaştırılmaktadır.
Aşık çubukları, aydınlatma gereçleri, asma tavan,
havalandırma tesisatı gibi konstrüktif gereçler
eğilme momenti oluşturmamalı için düğüm
noktalarına birleştirilmelidir.
Uzay kafessistemler düzlem kafes sistemlere nazaran
daha rijittirler. B nedenle uza kafessistemlerin
konstrüksiyon yükseklikleri açıklıklarının 1/20 ‘si ile
^1/30’u kadar yapılabilmektedir.
Uzay kafes sistemlerin yapısal
davranışları
Uzay kafes sistemlerde düğüm noktalarındaki
elemanlar maliyeti arttırmaktadır: Bir uzay kafes
sistemin birim alanına düşen başlık ve diyagonal
çubuklarının çok olması yani düğüm noktalarının
sayısının çok olması sakıncalıdır. Bu nedenle
diyagonal çubukların genellikle de alt başlık
çubuklarının sayısı azaltılır. Böylece çoğunlukla
basınca çalışan üst abakada daha dar aralıklı bir
ızgara ile buna 45 derece dönük çekmeye çalışan ve
daha geniş aralıklı uzun çubuklardan olışan bir alt
tabaka ızgarası elde edilir. Bu düzene ‘OrtogonalDiyagonal (O-D) ızgarası denir. Ancak O-D ızgarası
homojen olmadığından bu ızgaradaki yarım
sekizyüzlülerin dönme tehlikesi vardır. Bu tehlike
ızgara kanarlarına üçgenlerden oluşan çevre kirişleri
konularak stabilit sağlanması ve her düğüm
noktasınn mesnetlendirilmesi ile önlenir
Uzay kafes sistemlerin sınıflandrılması
Düzlem yüzeyli uzay kafes sistemler
2.
Eğri yüzeyli uzay kafes sistemler
Düzlem yüzeyli uzay kafes sistemlerde çubuklar ve
düğüm noktaları (düğüm elemanları) paralel
düzlemler üzerinde bulunurlar.
Eğri yüzeyli uzay kafes sistemlerde ise düğüm
elemanları eğri yüzeyler üzerindedir ve doğrusal
çubuklar düğümleri birleştirir.
Bir yüzeydeki tüm düğüm noktaları tabaka, her bir
tabaka üzerinde bir düğüm noktasından geçen
çubuk doğrultuları da yön olarak tanımlanır.
1.
Uzay kafes sistemlerin sınıflandırılması
Eğri yüzeyli uzay kafes sistemler bir tabakalı olabilir
ancak Düzlem yüzeyli uzay kafes sistemler en az
iki tabakalı yapılmak zorundadır. İki tabakalı uzy
kafes sistemlerde alt ve üst tabakalar ara çubuklar
olarak tanımlanan düşey yada diyagonal çubuklarla
birleştrilir. Buradai alt ve üst tabakalar düzlem
kafes sistemlerdeki alt ve üst başlık çubuklarına
karşılık gelir.
Düzlem yüzeyli uzay kafes sistemlerin üretilebilmesi
için en çok dörtyüzlü(tetrahedron) ve
yarımsekizyüzlü modülleri kullanılmaktadır.
.Yarımsekizyüzlü modülü planda karedir ve
dikdörten planlı yapılar için daha ugundur.
Tetrahedron
Half-oktahedron
Düzlem yüzeyli uzay kafes sistemler:
Dolu küreli düğüm noktası kulanan firma Uskon
Boş küreli düğüm noktası kulanan firma Uzay Modül
küresl düğüm noktaları kullanmaktadır.
İKEA YAPI MARKET MAYA TİCARET TAAH. ve İNŞ.
A.ŞToplam İnşaat Alanı : 13.600 m2Yapım Yılı : 2005Yapıldığı
Yer : İzmir
BALIKESİR OTOGAR KİBAROĞLU İNŞ. A.Ş
Toplam İnşaat Alanı : 5.500 m2
Yapım Yılı : 2003
Yapıldığı Yer : BALIKESİR
Firma :Uskon
Seferihisar belediesi, pazareri,İzmir
Firma: Uzay modül
GÖKTEPE PVC BORU FABRİKASI - PINARBAŞI / İZMİR
Uzay modül
Çok yüzlü taşıyıcı strüktürün üç yönlü versiyonunu Alexander
Graham Bell (1876- telefonun kaşifi) 1907 yılında planör uçak
kanatlarında kullanarak bu sistemin gelişiminde öncülük
etmiştir.
Resimde Bell'in uçan yüzük projesi gözükmektedir
Dr. Max Mengeringhausen uzay kafes
sistemleri geliştirmiş ve 1940'lı yıllarda
yapılarda kullanmıştır.
Mengeringhausen "Bauhaus" ekolü ile ortaya
çıkan mimaride berraklık, güzellik ve
işlevselliğin en güzel örneğini uzay kafes
sistemlerini geliştirerek ortaya koymuştur.
Uzay kafes sistemlerin sınıflandrılması
Eğri yüzeyli uzay kafes sistemler eğri yüzeylerin
geometrisine göre ikiye ayrılır.
Tek eğrilikli uzay kafes sistemler
Çift eğrilikli uzay kafes sistemler
Tek eğrilikli uzay kafes sistemler: Bu sisteme tek
tabakalı veya iki tabakalı çubuk ağı tonozları örnek
verilebilir.
Çift eğrilikli uzay kafes sistemlerde ikiye ayrılırlar:
Eğrilikleri aynı yönde olanlar,
Eğrilikleri ters yönede olanlar.
Uzay kafes sistemlerin sınıflandırılması
Eğrilikleri aynı yönde olanlar; jeodezik kubbeler ve
çbuk ağı kubbeleridir. Çubuk ağı kubbelere
schwedler kubbeleri, lamel kubbeler, çerçeve ve
kaburga kubbeler örnek verilebilir.
schwedler kubbelerde enlem ve bolamlaın oluşturduğu
dörtgen alanlar köşegenler ile üçgenlere
ayrılmaktadır.
Lamel kubbelerde enlem ve boylam erine baklava
dilimi biçiminde dörtgen alanlanlar
oluşturulmaktadır.
Kaburga kubbelerde boylamlar üzerinde kemer
çalışması apan büyük elemanlar bulunmaktadır.
Eğrilikleri ters yönde olanlar: hiperbolik parabolot
kafes sistemler örnek verilebilir.
Schwedler kubbe
Uzay kafes strüktürleri oluşturan öğeler;





Çubuklar,
Düğüm noktaları
Mesnetler,
Temeller,
Örtü gereçleri’ dir.
Sistemin Ana Parçası: Çubuklar
Çubuk birleşimleri, montajda çeşitli kolaylılar
sağlayan patentli düğüm noktası elemanları ile
yapılmaktadırlar. Çubuklar, doğru biçiminde
öğelerdir. Çubuklar alüminyumdan da
oluşturulabilmektedirler fakat çeliğin alüminyuma
göre daha ucuz ve daha mukavemetli olması
nedeniyle, genellikle bu sistemlerde çelik
kullanılmaktadır. Üst başlıklar, piramitlerin tepe
noktalarını birleştiren çubuklar olup, genellikle
basınca çalışacak şekilde düzenlenmektedirler. Alt
başlıklar ise, genellikle çekmeye çalışacak şekilde
düzenlenen ve piramitlerin alt noktalarını birleştiren
çubuklardır. Dikme ve diyagonaller ise, yükleri
düğüm noktalarına ileten aynı zamanda, basınca ve
gereğinde çekmeye çalışan çubuklardır
Düğüm Noktaları: Düğüm noktaları, çubukların
birleşme noktalarıdırlar. Genellikle çelikten
oluşturulurlar. Çeşitli yapım sistemlerine göre
değişik nitelikte olan düğüm noktaları yardımıyla,
diyagonal ve dikmelere gelen yükler mesnetlere
aktarılmaktadır. Düğüm noktalarının üretimi ile ilgili
çeşitli yöntemlere bulunmaktadır. Balon, kaynak,
perçin ve özel olarak üretilen sökülüp takılabilen
parçalar bu amaçla sıralanabilir. Düğüm noktaları,
uzay kafes strüktürlerin çubuklara oranla daha
önemli olan öğeleridir. Düğüm noktası bir çok
çubuğu bir noktada birleştirerek, sistemin bir bütün
olarak çalışmasını sağlamaktadır.
Mesnetler: Mesnetler, sistemi zemine bağlayan öğelerdir. Sabit,
doğrusal ve radyal hareketli mesnet tipinde oluşturulabilmektedirler.
Uzay kafes taşıyıcı sistemler doğrudan doğruya zemine (temellere)
oturabildiği gibi, kolon veya yan destek duvarlarına ve tamamen
çubukların birbirlerine düğümlendirilmesi ile üretilen bir kafes
sisteme de oturtulabilmektedirler.
Tekil çubukların düzenlenmesi ile birkaç komşu düğüm noktası, bu
çubuklar üzerine mesnetlendirilmektedirler. Çubukların tümü kolon
üzerinde toplanan bir demet oluşturmaktadır. Böylece mesnet
tepkilerini birkaç çubuğa yaymak suretile mesnetlerdeki tepkiler
azalyılmış olur.Masif duvar veya kirişler üzerinde oluşturulacak kenar
mesnetlemesinde ise, çoğunlukla her düğüm noktası bir bağlantı
birleşeni (düzey ve yatay tek çubuk veya çubukların V şeklinde
düzenlenmesi) ile teker teker mesnetlendirilmektedirler.
Uzay kafes sistemlerin kararlı olabilmesi için en az üçmesnet gerekir.
Ancak uglamada en azından dört mesnet bulunur. Uzay kaes
sistemlerde dört tane köşe kolonu yerine daha çok sayıda sürekli
çerçeve mesnetleri düzenlenmesi en büyük çubuk kuvveti değerini
azaltmaktadır. Ancak çerçeve mesneterinin sayısının artması ek
kolon ve temel saısını dolaısıyla maliyeti arttırır.
Temel: Temel sistemi ise; kolonların, destek
duvarlarının veya uzay kafes sistemin direkt zemine
oturan kenarlarının, beton temeller üzerine ankraj
edilmesi suretiyle oluşturulmaktadır. Beton
temeller, uygulanacak uzay kafes sistemin
büyüklüğü, biçimi ve tipine göre çeşitle şekillerde
düzenlenmektedirler.
Örtü: Örtme işlemi farklı şekillerde ve farklı
malzemelerle yapılabilmektedir. Genel olarak sistem
kurulduktan sonra çatı, hafif aluminyum veya
galvanizlenmiş çelik oluklu saç plakalarla
kaplanmakta, üzerine ısı ve su tabakası
uygulanmakta ve koruyucu bir ürün ile
bitirilmektedir. En önemli nokta su yalıtımının
kusursuz yapılmasıdır.
AŞIK DETAYLARI
1. Uzay Sistem Küresi
2. Uzay Sistem Çubuğu
3. Eğim Dikmesi
4. Cıvata
5. 􀀀 Aşık
6. Aşık
MESNET KÜRESİ DETAYLARI
1. Uzay Sistem Küresi
2. Uzay Sistem Çubuğu
3. Somun
4. Mesnet Tutucu Çıtalar
5. Betonarme Kolon
6. Ankraj Plakası
7. Taşıyıcı Levha
8. Konik
9. Teflon
10. Ankraj Çubuğu
DERE VE KAPLAMA
DETAYLARI
1. Uzay Sistem Küresi
2. Uzay Sistem Çubuğu
3. Aşık
4. Cıvata
5. Dere Elemanı
6. Çatı Kaplaması
7. Betonarme Kolon
8. Alüminyum Aksesuar
9. Dere Taşıyıcı
10. Teflon
17
AYDINLATMA VE
HAVALANDIRMA DETAYLARI
1. Uzay Sistem Küresi
2. Uzay Sistem Çubuğu
3. Aşık
4. Aydınlatma
5. Tesisat
6. Havalandırma
7. Poliüretan Dolgulu Çatı Kaplaması
8. Alüminyum Asma Tavan
SONY & TOTAL /HELİKOPTER PİSTİ/ÜMRANİYE/
İSTANBUL
ADNAN MENDERES ÜNİVERSİTESİ uzay çatı
ANKARA KEÇİÖREN BELEDİYESİ ŞELALE KÖPRÜSÜ uzay çatı
BAĞCILAR OLİMPİK SPOR SALONU
İstanbul Büyükşehir Belediyesi’nin Türkiye Milli Olimpiyat
Komitesi adına Çukurova İnşaat ve Sanayi A.Ş.’ne yaptırdığı
Bağcılar Olimpik Spor Salonu ‘dur. Mimarı Yalçın Kaya
Gümrükçüoğlu ve statik hesapları Muhterem Eroğlu tarafından
yapılmıştır.
Diğerine göre daha aşağıda olan küçük bölüm 50.6m açıklık ve
14.6m iç yüksekliğe sahiptir.Yaklaşık 5m.lik iki katlı bir ara
kirişle iki bölüm birbirine bağlanmaktadır. Büyük bölümün de
59.5 m. açıklığı ,20m. iç yüksekliği var ve sistemin uzun
yöndeki açıklığı 74.8m.’dir.
Tamamlandığında ∼ 210 ton ağırlığında olacak olan sistemin tam
ortasında ∼5ton’luk bir score-board konacaktır.Binaya ait
bütün klima kanalları ve diğer tesisat boruları bu iki katmanın
arasına yerleştirilecektir.
Kompleksin
Dış görünümü
Bağcılar Spor Kompleksi
Bağcılar Spor Kompleksi dış görünüm
ANKARA ASKİ SPOR VE KONFERANS
SALONU
Ankara Büyükşehir Belediyesi’nin Şura Mühendisliğe
1997 yılında yaptırdığı konferans salonu :68m. x
110m. boyutlarıyla yapıldığı yılda Türkiye’nin en
büyük kapalı salonu oldu.Çift katlı ve elipsoid bir
formda tasarlandı.5000 kişilik salonun tam orta
noktasına yaklaşık 5 tonluk score-board
yerleştirildi.Kaplaması dahil 90 günde tamamlandı.
Ankara ASKI Spor Kompleksi Ankara ASKI Spor
Kompleksi
Dış görünüm İç görünüm
Ankara ASKI Spor Kompleksi Ankara ASKI Spor
Kompleksi
Dış görünüm
İç görünüm
GEBZE YÜKSEK TEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ ÇEVRE
FAKÜLTESİ ATRİUMU
Mimari :Ord. Prof. Ahmet Vefik Alp
Statik :Can Binzet (İnşaat Yüksek Mühendisi )
Müteahhit :Ek-Can İnşaat
Yapım Yılı :2001
Özellikler :Çevre Fakültesi Dekanlık ve Laboratuvar
binalarını birbirine bağlayan çok özel bir geometrik
forma sahip bu yapının boyutları;
Yüksekliği:28m. Eni:35m. Boyu:70m.
Çift taraflı yapıda girişlerin üst kısımlarını kapatan
18-16m. konsolları vardır.İçeriden dışarıya aynı
konstrüksiyon ,kesintisiz olarak yönetim binasının
da içinden geçerek devam ediyor.
Expo 70