Yapının ana taşıyıcı sistemini, baş mühendisi Bill Baker “buttressed core” olarak tanımlıyor. Buttressed; desteklenmiş veya güçlendirilmiş anlamına gelebilir ama bu bağlamda “desteklenmiş” kelimesi daha uygun. Yani Türkçe’ye “desteklenmiş çekirdek” olarak çevirebiliriz.
Burc Halife’nin Taşıyıcı Sistemi
Yukarıdaki resme bakarsanız ortadaki altıgen (veya üçgen) kısım core, yani yapının çekirdeğini oluşturuyor. O çekirdekten çıkan oldukça uzun üç tane “T” şeklindeki perde de bu çekirdeği destekleyen duvarlar. Taşıyıcı sistemin adı da zaten buradan geliyor.
Ortadaki altıgen çekirdek özellikle burulmaya (torsion) karşı oldukça etkili. Yanal kuvvet etkisi altında çekirdeğe bağlanan bu üç “T” şeklindeki duvar da, gelen yanal kuvvetin açısına bağlı olarak belli miktarda bu kuvvetlere karşı koyuyor. Bu “T” şeklindeki duvarların yerleşim geometrisi sayesinde, gelen yanal kuvvetlere çoğunlukla “üç kanat + çekirdek” hep birlikte karşı koymaya çalışıyor.
Normal dörtgen bir yapının taşıyıcı sistemini düşündüğünüzde perdeler genelde birbirine doksan derece ile bağlanır. Bunun sonucu olarak da birine dik etkiyen bir yanal kuvvet, diğerinin zayıf yönünden etkir. Perdeler ise kesitlerinin zayıf yönünde neredeyse göz önüne almayı gerektirmeyecek kadar düşük bir rijitlikRijitlikRijitlik, bir elemanın veya yapının yük altında ne kadar az şekil değiştirdiğini gösteren özelliktir; aynı yük altında daha az yer değiştiren sistem daha rijittir. sağlarlar. Sonuç olarak da bahsettiğim yükleme durumunda sadece tek yöndeki perdeler çalışır.
Buttressed core sisteminde ise, bir perdenin (“T” şeklindeki duvarlardan birinin) zayıf yönünden etkiyen bir yanal kuvvet gelse dahi; diğer iki perde + çekirdek + çalışmadığını kabul ettiğimiz perdenin ucundaki “T”yi oluşturan duvar hep birlikte karşı koyar. Yani sırf bu muazzam geometrisi sayesinde oldukça efektif bir taşıyıcı sistemTaşıyıcı SistemBir yapıya etkiyen düşey ve yatay yükleri zemine aktaran elemanların oluşturduğu bütün. tasarlandığı söylenebilir.
Rüzgarı Şaşırtmak: Vortex Shedding’e Karşı Önlem
Bu tasarımda yapıda üç tane kanat bulunuyor. Bu kanatlar yapı yükseldikçe sırasıyla ve kademeli olarak içeri çekilmeye başlıyor. Bu şaşırtmalı içeri çekilme sayesinde de yapının etrafından esen rüzgar “şaşırtılarak” vortex shedding denen soruna yol açması engelleniyor.
Vortex shedding, esen rüzgarın yapının arka sağ ve sol köşelerinde dönüşümlü olarak girdap oluşturmasına deniyor. Bu oluşan dönüşümlü girdaplar yüzünden yapı, rüzgarın estiği yöne dik yönde salınımlar yapmaya başlıyor. Burj Khalifa’da yapı yükseldikçe asimetrik olarak içeri çekilen kısımlar, rüzgarın ritmini bozup onu şaşırtarak bu salınım etkisinin meydana gelmesini engelliyorlar.
Outrigger Sistemi ve Maksimum Verim
Tüm bunlara ek olarak, belli katlarda dış kolonları rijit duvarlar ile iç duvarlara (çekirdeğe) bağlamışlar. Bu sisteme outrigger deniyor. Bu sistem, yanal kuvvet etkisinde yapının dış cephesindeki kolonları da statik olarak çalıştırmaya yarıyor.
Yanal bir kuvvet etkidiğinde yapı salınım yapmak istiyor. Yapı salınım yapmak isteyince, eğildiği doğrultunun tam tersi yönündeki dış kolonlarda ciddi çekme kuvvetleri meydana geliyor. Bu mekanizma yapının yanal rijitliğini muazzam derecede artırıyor. Bu uygulanan outrigger tasarımı ile yapıdaki bütün düşey taşıyıcı sistemler (sadece ağırlık taşıyan kolonlar dahil), aynı zamanda yapının yanal taşıyıcı sistemi olarak da kullanılmış oluyor. Kısacası, müthiş efektif bir taşıyıcı sistem oluşturulmuş durumda.
İnşaat Sırasında Değişen Yükseklik
Son olarak ilginç bir detaydan bahsedeyim: Bizzat katıldığım bir sunumda, yapının baş mühendisi Bill Baker; yapının normalde daha az bir yükseklik için tasarlandığını ama inşaat sırasında tasarım üzerinde hâlâ oynamalar yaptıklarını ve yapım aşamasında binanın yüksekliğini artırdıklarını söyledi.
Hatta inşaat devam ederken yapının yüksekliğini bir kez daha artırmak istemişler; ancak taşıyıcı sistemde bu değişikliği tolere edebilecekleri o kritik noktayı (kat seviyesini) çoktan geçtikleri için yapının yüksekliğini bir daha değiştirememişler.
Burj Khalifa'nın taşıyıcı sistemi nedir?
Yapının ana sistemi, merkezdeki beton çekirdek ile ondan çıkan üç T biçimli destek duvarından oluşan buttressed core düzenidir. Bu geometri, çekirdek ve kanatların birlikte çalışarak yatay kuvvetlere karşı koymasını sağlar.
Y biçimli çekirdek burulmaya karşı nasıl çalışır?
Ortadaki çekirdek burulmaya karşı etkili bir taşıyıcı bölüm oluşturur. Yanal kuvvetin yönüne bağlı olarak çekirdeğe bağlanan üç kanat ve çekirdek birlikte çalışarak kuvveti karşılar.
Burj Khalifa'da outrigger sistemi ne işe yarar?
Outrigger, belirli katlarda dış kolonları rijit duvarlarla iç çekirdeğe bağlar. Böylece normalde yalnızca düşey yük taşıyan dış kolonlar da yanal sistemin parçası olur ve yapının yanal rijitliği artar.
Yapının kademeli olarak daralması rüzgar etkisini nasıl azaltır?
Kanatların yapı yükseldikçe kademeli ve asimetrik biçimde içeri çekilmesi, rüzgarın yapının çevresindeki ritmini bozar. Bu şaşırtma, dönüşümlü girdapların oluşturduğu vortex shedding ve buna bağlı salınım etkisinin engellenmesine yardımcı olur.
Buttressed core düzeni her yüksek yapıda doğrudan kullanılabilir mi?
Bu sistemin etkisi, çekirdek ve kanatların geometrik yerleşimiyle birlikte çalışmasına bağlıdır. Yazı, belirli katlarda dış kolonların çekirdeğe bağlanması ve yükseklik boyunca kademeli daralma gibi özel tasarım kararlarını anlatır; bu nedenle aynı düzen her yapıya koşulsuz aktarılabilecek bir çözüm olarak ele alınmamalıdır.
Yorumlar yükleniyor...