Alüminyum cephe kaplama sistemlerinin eğilme kapasitesinin artırılması

Abstract

Günümüzde birçok farklı yapı türünde sıklıkla kullanılan cephe sistemleri arasında giydirme cephe sistemleri önemli bir yer tutmaktadır. Estetik görünüşleri ve üstün performans kriterleri sayesinde birçok modern yapıda tercih edilmektedir. Giydirme cephe sistemlerinin geçmişinde farklı malzemeler kullanılmış olsa da günümüzde en yaygın tercih edilen sistemler genellikle alüminyum ve camdan oluşan kaplama sistemleridir. Bu çalışmada, alüminyum dış cephe kaplama sistemlerinin eğilme davranışları incelenmiş ve cephe sistemlerinin eğilme kapasitelerini artırmaya yönelik araştırmalar yapılmıştır. Çalışma kapsamında alüminyum dış cephe kaplama sistemlerinde sıkça kullanılan ve Schüco firmasına ait olan 18 farklı profil enkesiti seçilmiş ve sonlu elemanlar metodu (SEM) kullanılarak bu enkesitlerin eğilme kapasiteleri doğrusal olmayan analizler ile belirlenmiştir. Daha sonra, en düşük eğilme kapasitesine sahip profil tiplerinden iki farklı tür profil üzerinde sırasıyla alüminyum malzemenin alaşımında değişiklik yapılması, çelik malzeme ile takviye yapılması ve karbon fiber malzeme ile takviye yöntemleri ile kompozit enkesitler uygulanmış ve düşük eğilme kapasitesine sahip kesitlerin kapasitelerinde meydana gelen değişiklikler incelenmiştir. Yapılan doğrusal olmayan analizler sonucunda her üç yönteminde eğilme kapasitesi üzerinde katkı sağladığı belirlenmiş ve en büyük katkının karbon fiber malzeme ile güçlendirilmiş kompozit profilin analizi sonucunda elde edildiği belirlenmiştir. Bu tez çalışmasının temel amacı, giydirme cephe projelerinde genel olarak kullanılan profillerin taşıma kapasiteleri aşıldığı durumlarda, ek maliyetleri önlemek amacıyla mevcut profiller üzerinde ne tür güçlendirmeler yapılabileceğinin araştırılmasıdır. Bu sayede, piyasada yetersiz olan profillerin kullanılması ya da bir proje kapsamında kullanılan profillerin farklı kesitlere sahip türlerini kullanarak standart tasarımı karışıklığa sürüklemek yerine güçlendirilmiş profillerin kullanılması veya takviye edilmiş enkesitlere sahip profillerin üretilmesi gibi ekonomik ve verimli çözümlerin elde edilebileceği düşünülmektedir.

Cladding facade systems play a vital role in various structures today. With their aesthetic appeal and superior performance, they are widely preferred in modern buildings. Among the materials used in the past, aluminum and glass cladding systems are the most common choices nowadays. This study focuses on the bending behavior of aluminum cladding systems and aims to enhance their capacities. It analyzes 18 different Schüco cross-sectional profiles frequently used in aluminum cladding systems, employing the finite element method (FEM) and nonlinear analysis to determine their bending capacities. Additionally, two profiles with the lowest bending capacity are subjected to various methods, including altering the aluminum alloy, reinforcing with steel, and utilizing carbon fiber composites. The study examines the resulting changes in the bending capacities of these low-capacity sections. Nonlinear analysis reveals that all three methods contribute to increasing the bending capacity, with the most significant improvement achieved through carbon fiber composite reinforcement. The primary objective of this thesis is to explore potential reinforcements for existing profiles in cladding facade projects, aiming to prevent additional costs when the load capacities of commonly used profiles are exceeded. This research offers economic and efficient solutions, such as utilizing reinforced profiles instead of inadequate options available in the market or producing profiles with reinforced sections. By implementing these strategies, it is possible to obtain stronger and more reliable cladding systems while minimizing additional expenses.