Deprem bölgelerindeki prefabrike betonarme endüstri binaların yapısal sistemlerinin değerlendirilmesi ve eğimli çatı kirişleri için alternatif tasarımlar

Abstract

Prefabrike betonarme elemanlar üretim tesislerinde seri olarak üretilen, inşaat alanında kaldırma araçları kullanılarak montajı yapılan ve bu aşamalara göre özel olarak tasarlanan yapı elemanlarıdır. Bu elemanlar kolon, kiriş, perde, panel, çift cidarlı panel, döşeme, duvar ve hücre elemanlar şeklinde olabilir. Prefabrike yapılar çubuk sistemler (kolon-kiriş), panel sistemler, hücre sistemler ve karma sistemler olarak sınıflandırılabilir. Türkiye'de prefabrike betonarme binalar özellikle sanayi/endüstri tesisi, ticaret merkezi, spor salonu, depo, daha az sıklıkla konut, okul, hastane ve otopark amaçlı olarak inşa edilmektedir. Üretimin seri ve kontrollü olması, ön ya da ardgerme yöntemlerinin kullanılmasına olanak sağlaması, hızlı yapım tekniği ile prefabrike binaları geleneksel yöntemlerle inşa edilmiş binalara göre pek çok bakımdan üstün kılmaktadır. Çoğunlukla tek katlı olan kolon-temel bağlantılarının ankastre, kolon-kiriş birleşimlerinin mafsallı teşkil edildiği prefabrike betonarme endüstri yapılarında çatı kirişlerinin konfigürasyonunun önemi büyüktür. Yapıların geometrisi, inşa edileceği bölgenin iklim-zemin koşulları, yapı elemanlarının üretim yeri/yöntemi vb. parametreler düşünüldüğünde bu kirişlerin farklı boyut ve tasarımlarda üretilmesi mümkündür. Kiriş biçiminin seçimi aynı zamanda tüm yapısal sistemin seçimini de büyük ölçüde etkilemektedir. Bu tez kapsamında, öncelikle dünyada farklı çatı kirişi tasarımları araştırılmıştır. Prefabrike betonarme çatı kirişlerinin tasarımında gözönünde bulundurulan hususlar değerlendirilmiş ve farklı kiriş alternatifleri üzerinden örneklendirilmiştir. Geçilmek istenen açıklık, net/faydalı kat yükseklikleri, çatı eğimi, kafes-kemer-Vierendeel tipi kirişler, kiriş gövdelerinde bırakılan boşluklar, birleşim bölgelerinin detaylandırılması, yatay ve düşey yük taşıma kapasiteleri farklı ülkelerde tasarlanmış ve üretilmiş çatı kirişleri üzerinden incelenmiştir. Hazır kalıp tekniği ve prefabrikasyon teknolojisinin sağladığı olanaklarla yeni tasarımların önü her zaman açıktır. Çalışmanın ikinci bölümünde, çatı kirişlerinin yapısal hesaplarını etkileyen yatay ve düşey yük bileşenlerine detaylıca değinilmiştir. Tüm dünyada artan enerjisi krizi ile birlikte her türden binada (sanayi, okul, konut, hastane vb.) yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı araştırılmakta, güneş enerjisi sistemleri ön plana çıkmaktadır. Mevcut binaların çatı düzeyine monte edilebilen sistemlerin binalara ve yapı elemanlarına etkisi sayısal örneklerle değerlendirilmiştir. Türkiye'de en yaygın kullanılan 4 prefabrike betonarme sistem, yapı elemanları, yapım türü, mevcut binalarda karşılaşılan sorunlar ve deprem performansı yönünden açıklanmıştır.