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 gökdeleninin dış görünümü, New York

Görsel 1 - 432 Park Avenue gökdeleninin dış görünümü, New York FunnyTacoBunny, CC0, via Flickr

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 Sistem 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 rijitlik sağlıyor. Tube sistemleri bir kutu kesit gibi düşünürsek, bu şekli sayesinde daha yüksek burulma 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 deplasman yapmasını önlemeye çalışmışlar.

432 Park Avenue gökdeleni yakın çekim görünümü

Görsel 2 - 432 Park Avenue gökdeleni yakın çekim görünümü Epistola8, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Rüzgar Mühendisliği ve Boşluklu Tasarım

Vortex shedding etkisinin animasyonu

Görsel 3 - Vortex shedding etkisinin animasyonu Tiriginiaq, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons

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 döşeme kalınlıkları artırılmış. Bu sayede yapının kütlesi artırılarak, doğal frekansı rüzgar yükünün frekansından uzaklaştırılmış ve rüzgarın yapı üzerindeki etkisi azaltılmış. Kütle artışı aynı zamanda yapının sönümleme (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.