Geniş açıklık geçen sergi yapılarında kullanılan çelik taşıyıcı sistemlerin malzeme miktarı açısından karşılaştırılması

Abstract

Endüstri devriminden sonra üretim sistemlerinin değişmesi yapı teknolojilerinde, malzemelerinde, biçimlerinde ve türlerinde farklılaşmalara yol açmıştır. Taşıyıcı sistemlerde demir ve çeliğin yapı malzemesi olarak kullanımı ön plana çıkmıştır. Çeliğin malzeme özellikleri ve yeni yapım sistemlerine uygulama kolaylığı gibi avantajlarından dolayı geniş açıklıkları geçmek kolaylaşmıştır. Geniş açıklıklı yapı olarak tanımlanan gösteri ve sergi salonu, stadyum, hangar gibi yapı türlerine ihtiyaç artmıştır. Özellikle fuarlar büyük bir değişime uğramış ve yeni bir fuar tipi olan Evrensel Fuarlar – EXPO– ortaya çıkmıştır. Bu tezin amacı geniş açıklık geçen uluslararası sergi yapılarında kullanılan çelik taşıyıcı sistemlerin incelenmesi ve bu sistemlerin malzeme miktarı açısından karşılaştırılmasıdır. Çalışmada çelik taşıyıcı sistemler geniş açıklık kavramıyla sınırlandırılarak, geniş açıklık geçen çelik taşıyıcı sistemler değerlendirmeye alınmıştır. Bununla birlikte tüm EXPO yapılarının ele alınması çalışmayı geniş bir kapsama sürükleyeceğinden 2020 Dubai EXPO kapsamında yapılan, hakkında en fazla bilgi edinilen 75 yapı çalışmaya dahil edilmiştir. Örnek irdelemesiyle EXPO yapılarında geniş açıklık geçmede en çok kullanılan çelik taşıyıcı sistemler belirlenerek ön seçimler oluşturulmuştur. Bu ön seçimler doğrultusunda Tekla Structures 21. Version programı ile belli bir yük altında ve 20 metre açıklıkta strüktür yapısına bağlı karşılaştırılması için kolon-kiriş sistemler, çerçeve sistemler ve eğri yüzeyli uzay sistemlerin üç boyutlu modelleri yapılmıştır. Böylelikle seçilen taşıyıcı sistemlerde kullanılan malzeme miktarları hesaplanarak farklı çelik taşıyıcı sistemlerinin malzeme miktarı açısından karşılaştırılması yapılmıştır. Yapılan değerlendirmeler sonucunda aynı açıklıkta çelik eğri yüzeyli uzay sistemlerin, çelik kolon-kiriş ve çerçeve sistemlere göre daha az malzeme miktarı kullanarak geçtiği sonucu gözlenmiştir.

Post-industrial revolution, building technology and materials evolved, with iron and steel becoming popular for structural systems due to their advantageous properties. These materials allowed for the creation of wide-span structures like exhibition halls, stadiums, and hangars. This shift also led to the emergence of a new type of fair, the Universal Fair or EXPO. The thesis aims to analyze and compare the steel structural systems used in international exhibition buildings with wide spans in terms of material quantity. The study only considers steel structural systems with wide spans, and focuses on the 75 structures built for the 2020 Dubai EXPO, due to the large scope of examining all EXPO structures. Using case studies, the study identified the most commonly used steel structural systems for wide spans in EXPO structures and made preliminary selections. Three-dimensional models of column-beam systems, frame systems, and curved surface space systems were created with Tekla Structures 21st Version program for comparison under a certain load and at a span of 20 meters. This allowed for the calculation of the amount of material used in the selected structural systems and comparison of different steel structural systems based on material quantity. Curved surface space systems were found to require less material than steel column-beam and frame systems of the same span based on the evaluations conducted.