Bu yapı (432 Park Avenue) hakkında yazma nedenim New York’ta bir trend haline gelen “super slender” yani süper ince gökdelenler. Bu gökdelenler, bulundukları caddeyi dünyanın en pahalı emlak fiyatlarının sahibi yaptı.
Öncelikle bu yapı, yapı mühendisliği açısından niye değerli? Çünkü alışılagelmiş gökdelenlerin slenderness ratio denilen yükseklik/kısa kenar oranı 10:1’i aşarsa, bu yapılar “slender” yani ince olarak tabir ediliyordu. New York’a yapılan bu yeni yapılar ise 24:1 incelik oranına kadar sahipler!
432 Park Avenue’den bahsedecek olursam; gökdelenin toplam boyu 426 metre, incelik oranı ise 15:1’dir. Yapının mimarı Rafael Viñoly, yapısal tasarımını ise WSP üstlenmiş; ancak Schlaich Bergermann Partner isimli mühendislik bürosundan akran kontrolü (peer review) almış. Gökdelenin inşaatı 2015 yılının sonunda tamamlanmış ve toplamda 1.25 milyar dolara mal olmuş. Yapı tamamen konut amaçlı kullanılıyor.
Park Avenue Taşıyıcı Sistemi: Tube-in-Tube (İç İçe Tüp)
Yapının taşıyıcı sistemi tube-in-tube diye tabir edilen bir sistem. Bu sistemden Gökdelenlerin Taşıyıcı SistemTaşıyıcı SistemBir yapıya etkiyen düşey ve yatay yükleri zemine aktaran elemanların oluşturduğu bütün. Çeşitleri Nelerdir? adındaki makalemde bahsetmiştim. Orada yazdıklarımı tekrarlayacak olursam:
“Bu sistemde yapının yanal taşıyıcı sistemini dış cephesi ve çekirdek oluşturuyor. Betonarme veya çelik çerçevelerden oluşuyor bu dış cepheler. Taşıyıcı sistemin dış cephede bulunması hem yapının içinin mimari açıdan özgür olmasını sağlıyor hem de yanal kuvvetlere karşı daha fazla rijitlikRijitlikRijitlik, bir elemanın veya yapının yük altında ne kadar az şekil değiştirdiğini gösteren özelliktir; aynı yük altında daha az yer değiştiren sistem daha rijittir. sağlıyor. Tube sistemleri bir kutu kesit gibi düşünürsek, bu şekli sayesinde daha yüksek burulmaBurulmaBir elemanın ekseni etrafında dönme eğilimi yaratan, kesitte kayma gerilmesi doğuran dış moment etkisi. rijitliğine sahipler. Ayrıca taşıyıcı sistemin yapının dış cephesinde bulunması aynı çelik profillerdeki gibi faydalı yüksekliğin daha iyi kullanılmasına yarıyor. Bu sayede de bu tarz sistemler yanal kuvvetlere karşı daha efektif çözümler olabiliyor. Yani tube-in-tube sistemi kısaca; içerideki çekirdek ile dış cephedeki taşıyıcı sistemin döşemeler aracılığı ile birlikte çalıştırılması fikrinden geliyor.”
Outrigger (Dış Destek) Sistemi
Yapının belli katlarında outrigger kullanılmış. Rüzgar açıklıklarına bakarsanız outrigger’lar da onların hemen üzerine yerleştirilmiş. Yapıda toplam beş outrigger ve rüzgar açıklığı bulunuyor.
Bu outrigger denen sistem, çekirdek ile yapının dış cephesinde bulunan kolonları birbirine bağlamaya yarıyor. Bu sayede yanal kuvvet etkisi altında sadece çekirdek değil, dış cephede bulunan kolonlar da kuvvete karşı koyuyor. Yapıya yanal yük etkidiği zaman çekirdek deformasyon yapmak isteyecek ve outrigger ile çekirdeğe bağlanan kolonlarda çekme ve basınç yükleri meydana gelecek. Bu sayede de çekirdeğin deplasmanDeplasmanBir yapı noktasının, yük etkisi altında ilk konumuna göre yaptığı yer değiştirme; yapısal analizin temel çıktılarından biri. yapmasını önlemeye çalışmışlar.
Rüzgar Mühendisliği ve Boşluklu Tasarım
Outrigger’ların hemen altında ise iki kat yüksekliğinde açıklıklar (boşluklar) bulunuyor. Bu açıklıkların amacı yapıya gelen rüzgar yüklerini düşürmek ve vortex shedding denilen sorunu önlemek. Vortex shedding ise şudur:
“Esen rüzgarın yapının arka sağ ve sol köşelerinde dönüşümlü olarak girdap oluşturmasına deniyor. Bu oluşan dönüşümlü girdaplar yüzünden de yapı, rüzgarın estiği yöne dik yönde salınımlar yapmaya başlıyor.”
Yapının üst katlarında ise yine rüzgarın neden olduğu salınımları azaltmak amacı ile döşemeDöşemeDüşey yükleri taşıyan, kullanım alanını oluşturan ve yatay yükleri diyafram olarak düşey elemanlara aktaran yatay taşıyıcı eleman. kalınlıkları artırılmış. Bu sayede yapının kütlesi artırılarak, doğal frekansı rüzgar yükünün frekansından uzaklaştırılmış ve rüzgarın yapı üzerindeki etkisi azaltılmış. Kütle artışı aynı zamanda yapının sönümlemeSönümlemeBir yapının titreşim enerjisini zamanla dağıtarak sönümleyen, salınım genliğini azaltan içsel veya eklenmiş direnç mekanizması. (damping) kapasitesini de biraz artırıyor. Bu da rüzgarın etkilerini hafifletmeye yarıyor.
Tuned Mass Damper (Ayarlı Kütle Sönümleyici)
Yine rüzgar etkilerini azaltmak için yapıya Tuned Mass Damper (TMD) eklenmiş. TMD, yapının belli bir frekansta yaptığı salınım sırasında faz dışı (out of phase) salınım yaparak yapının salınımlarını azaltmaya/sönümlemeye yarar. Genelde de TMD’lerin doğal frekansı yapının doğal frekansına yakın veya eşit ayarlanır.
Yapıya eklenen TMD’nin toplam ağırlığı 1200 tonmuş! Bu büyüklükte bir TMD’yi daha önce hiçbir yapı için tasarlamamış olan firma ise, rüzgar mühendisliği konusunda dünya çapında en bilindik ve en iyi firma olan RWDI.
Bu yapının bu kadar büyük bir TMD’ye ihtiyaç duymasının nedeni tabii ki inanılmaz inceliği. 5:1 incelik oranına sahip gökdelenler bile rüzgardan oldukça etkilenirken, 15:1 incelik oranına sahip bir yapı için rüzgar kuvvetleri çok büyük bir sorun oluşturur. Zaten bu yüzden de daire satılırken satın alan kişi bu tarz (rüzgar kaynaklı ufak salınım ve ses) sorunları kontratta kabul ederek alıyor.
Daire Tasarımı ve Fiyatları
Yapıdaki daire fiyatlarından da bahsedecek olursam; yapının en tepesindeki penthouse (çatı katı) fiyatı tam 90 milyon dolar! Bahsettiğim dairenin iç tasarımcısı ile yapılan videoyu YouTube’da bulabilirsiniz, ilgileniyorsanız izlemenizi tavsiye ederim. Dairenin müthiş bir manzarası ve dizaynı var.
432 Park Avenue'nin taşıyıcı sistemi hangi ana bileşenlerden oluşur?
Yapının taşıyıcı sistemi dış cephedeki perimetrik beton kafes çerçeve ile merkezi beton çekirdekten oluşur. Döşemeler bu iki tüpün birlikte çalışmasını sağlar. Yapıda ayrıca rüzgar etkilerini azaltmak için outrigger ve ayarlı kütle sönümleyici kullanılmıştır.
432 Park Avenue'de outrigger sistemi nasıl çalışır?
Outrigger'lar merkezi çekirdeği dış cephedeki kolonlara bağlar. Yanal yük altında çekirdek deformasyon yapmak istediğinde, bağlanan kolonlarda çekme ve basınç kuvvetleri oluşur. Böylece yalnızca çekirdek değil, dış kolonlar da yanal kuvvetlere karşı çalışır.
432 Park Avenue'deki boşluklar ve kalın döşemeler rüzgar davranışını nasıl etkiler?
Outrigger'ların altındaki iki kat yüksekliğindeki boşluklar rüzgar yüklerini ve vortex shedding etkisini azaltmaya yardımcı olur. Üst katlarda döşemelerin kalınlaştırılması yapının kütlesini artırır. Bu da doğal frekansı rüzgar yükünün frekansından uzaklaştırarak salınımları hafifletir.
Tuned Mass Damper (TMD) 432 Park Avenue'de ne işe yarar?
TMD, yapı belirli bir frekansta salınırken faz dışı hareket ederek salınımı azaltır. Doğal frekansı yapının doğal frekansına yakın veya eşit ayarlanır. Bu yapıda rüzgar kaynaklı etkileri azaltmak için toplam ağırlığı 1200 ton olan bir TMD kullanılmıştır.
432 Park Avenue'nin incelik oranı neden rüzgar tasarımını kritik hale getirir?
Yapının yüksekliğinin kısa kenarına oranı 15:1'dir ve bu oran onu çok ince bir gökdelen yapar. İncelik arttıkça rüzgar kaynaklı salınım ve ses sorunları önem kazanır. Bu nedenle yapıda boşluklar, kütle artışı ve TMD birlikte kullanılmıştır.
Kaynaklar ve İleri Okuma
- [1]WSP Global. (2015). 432 Park Avenue - Engineering the Western Hemisphere's Tallest Residential Building.
- [2]RWDI. Wind Engineering.
- [3]SBP. 432 Park Avenue.
- [4]Huang, P., Tang, Y., Wang, Q., Qiao, H. (2025). Optimal design of a simplified tuned tandem mass damper for wind-induced vibration control of tall buildings.
.jpg){kind=link}
Yorumlar yükleniyor...