Bu yazıda Cidde Kulesi’nin yapısal tasarımı hakkında konuşacağız.
Hâlihazırda dünyanın en uzun gökdeleni Burj Khalifa (828 m) olsa da, tamamlandığında Jeddah Tower (1000+ m) bu unvanı eline geçirecek. Geçmişte yaşanan idari sorunlar ve ardından gelen pandemi yüzünden durmak zorunda kalan inşaat, uzun yıllar atıl kalsa da yakın zamanda projeyi tamamlamak üzere yeniden hareketlenmeye başladı. Şu ana kadar yapının sadece üçte birlik kısmı inşa edilebilmiş durumda ve bitiş tarihi için hâlâ net bir öngörüde bulunmak zor.
Mimarlar, Mühendisler ve “Tanıdık” Bir Tasarım
Yapının mimarı Adrian Smith. Kendisi aynı zamanda şu an dünyanın en yüksek binası olan Burj Khalifa’nın da mimarıdır. Adrian Smith, Burj Khalifa’yı tasarlarken SOM (Skidmore, Owings and Merrill) adındaki ünlü mimarlık ve mühendislik bürosunda partnerdi; 2006 yılında ise kendi bürosunu kurdu. Burj Khalifa’nın yapısal tasarımını ise yine SOM partnerlerinden olan Bill Baker üstlenmişti. Jeddah Tower’ın yapısal tasarımı ise Thornton Tomasetti tarafından yapıldı.
Bunlardan niye mi bahsediyorum? Birazdan her iki yapının da yapısal tasarımının neredeyse birebir aynı olduğunu görünce anlayacaksınız.
Jeddah Tower’ın taşıyıcı sistemine baktığınız zaman, Burj Khalifa’nın taşıyıcı sistemiyle aynı olduğunu düşünebilirsiniz. Görünüşe göre Jeddah Tower’ın mühendisleri, Bill Baker’ın başarılı tasarımını kısaca kopyalamışlar. SOM adındaki büroyu bilmiyorsanız, gökdelenlerin tarihinin yazıldığı büro denebilir. Gökdelenlerde kullanılan birçok modern taşıyıcı sistemin mucidi o büroda çalıştı. Özellikle Fazlur Rahman Khan, bu konuda en ön plana çıkan mühendistir.
(Not: Telif hakları nedeniyle Burj Khalifa ve Jeddah Tower’ın taşıyıcı sistemTaşıyıcı SistemBir yapıya etkiyen düşey ve yatay yükleri zemine aktaran elemanların oluşturduğu bütün. kesitlerini doğrudan ekleyemiyorum, ancak arama motorlarından iki yapının planlarını yan yana getirip inceleyebilirsiniz.)
Burj Khalifa’nın Taşıyıcı Sistemi
Cidde Kulesi’nin Taşıyıcı Sistemi
Taşıyıcı Sistem: Buttressed Core (Desteklenmiş Çekirdek)
Jeddah Tower’ın taşıyıcı sistemini anlatacak olursam; üçgen şeklinde bir çekirdek ve onun üç tarafına bağlanan perdelerden oluşuyor. Bu taşıyıcı sistemin mucidi Bill Baker, bu tasarımı “buttressed core”, yani Türkçe çevirisiyle “desteklenmiş çekirdek” olarak isimlendiriyor. Çalışma mantığını kısaca diğer yazımdan alıntılıyorum, çünkü burada da işleyiş birebir aynı:
“Ortadaki altıgen (veya üçgen) kısım core yani yapının çekirdeğini oluşturuyor. O çekirdekten çıkan oldukça uzun üç tane T şeklindeki perde de bu çekirdeği destekleyen duvarlardır. Taşıyıcı sistemin adı da buradan geliyor. Ortadaki çekirdek, özellikle burulmaya (torsion) karşı oldukça etkilidir.
Yanal kuvvet etkisi altında çekirdeğe bağlanan bu üç T şeklindeki duvar, gelen yanal kuvvetin açısına bağlı olarak bu kuvvetlere karşı koyar. T şeklindeki duvarların yerleşim geometrisi sayesinde, gelen yanal kuvvetlere çoğunlukla üç perde + çekirdek hep birlikte karşı koymaya çalışır. 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 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 kuvveti göğüsler. Yani geometrisi sayesinde oldukça efektif bir taşıyıcı sistem tasarlandığı söylenebilir.”
Rüzgar Mühendisliği ve Şaşırtmalı İncelme
Yine Burj Khalifa’da olduğu gibi, rüzgara karşı aerodinamik bir tasarım için yapı yükseldikçe inceliyor. Ancak Jeddah Tower’da Burj Khalifa’daki tasarım optimize edilmiş diyebiliriz. Burj Khalifa’da bu incelme (daralma) belli katlarda aniden (basamaklı) olurken, Jeddah Tower’da ise incelme sürekli ve eğimli bir şekilde gerçekleşiyor.
Bu kesintisiz aerodinamik form sayesinde Jeddah Tower’da outrigger (dış destek) ihtiyacı duyulmamış. Zaten Burj Khalifa ile aralarındaki yapısal tasarım anlamında tek farkın outrigger bulunmaması olduğu söylenebilir.
Yapının yükselirken incelmesi her kanatta aynı oranda ayarlanmamış. Bu yüzden de yapının üç kanadı farklı yüksekliklerde bitiyor. Bu asimetrik tasarım sayesinde rüzgarı “şaşırtabilmişler” ve rüzgar tüneli testlerinde oldukça iyi sonuçlar almışlar. Rüzgarı şaşırtmanın neden önemli olduğunu yine Burj Khalifa hakkındaki yazımda anlatmıştım. Bilmeyenler için buraya da alıntı yapayım:
“Bu şaşırtmalı daralma sayesinde 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. Yapı yükseldikçe formu değişen kısımlar, rüzgarı şaşırtarak bu ritmik etkinin meydana gelmesini engelliyor.”
“Vanity Height” (Gösteriş Yüksekliği) Yanılgısı
Son olarak yapının yüksekliği hakkında biraz bilgi vereyim. Yapının 1000 metreden biraz daha uzun olması planlanıyor, ancak kullanılabilir en son katı 630. metrede olacakmış. Bu da bize tepede yaklaşık 370 metrelik bir “kullanılamaz yükseklik” bırakıyor.
Bu 370 metrelik kullanılamayan bölüm, “Vanity Height”, yani Türkçesiyle “Gösteriş YüksekliğiGösteriş YüksekliğiBir gökdelenin en üst kullanılabilir katı ile mimari tepe noktası (kule, sivri uç) arasındaki, işlevsel olarak kullanılamayan yükseklik farkı; CTBUH tarafından tanımlanan bir kavram.” olarak adlandırılıyor.
Jeddah Tower bu konuda da dünyanın en yükseği (en çok boşluğa sahip olanı) olacak. Burj Khalifa’da bu gösteriş yüksekliği 244 metreydi, son kullanılabilir katı ise 585. metredeydi. Jeddah Tower kullanılabilir yükseklik olarak diğerlerinden o kadar da devasa bir fark yaratmıyor gibi gözükse de, insanlar sürekli toplam yüksekliğe önem verdiğinden prestij uğruna bu tarz alanlara “boş yere” milyonlarca dolar harcanıyor.
Cidde Kulesi'nin taşıyıcı sistemi nedir?
Cidde Kulesi'nde üçgen bir çekirdek ve bu çekirdeğin üç tarafına bağlanan perdeler kullanılır. Bu düzen "buttressed core", yani desteklenmiş çekirdek olarak adlandırılır.
Üçgen kesit Cidde Kulesi'ni rüzgara karşı nasıl destekler?
Üçgen geometri, yanal kuvvetlerin çoğunlukla çekirdek ve üç perde tarafından birlikte karşılanmasını sağlar. Böylece perdelerin zayıf yönlerinden gelen etkiler de sistemin bütünüyle taşınabilir.
Cidde Kulesi'nde neden outrigger kullanılmamıştır?
Yapının sürekli ve eğimli biçimde incelenen aerodinamik formu, rüzgar etkisini azaltacak şekilde tasarlanmıştır. Bu nedenle projede outrigger ihtiyacı duyulmadığı belirtilir.
Cidde Kulesi'nin üç kanadı neden farklı yüksekliklerde biter?
Üç kanadın yükselirken aynı oranda incelmemesi, uçlarının farklı yüksekliklerde bitmesine yol açar. Asimetrik bu tasarım rüzgarı şaşırtarak rüzgar tüneli testlerinde iyi sonuç alınmasına yardımcı olur.
Cidde Kulesi'nde gösteriş yüksekliği ne anlama gelir?
Gösteriş yüksekliği, toplam bina yüksekliği ile kullanılabilir en üst kat arasındaki boşluğu ifade eder. Yazıda Cidde Kulesi için toplam yükseklik ile 630. metredeki kullanılabilir son kat arasındaki yaklaşık 370 metrelik bölüm bu kavramla açıklanır.
Yorumlar yükleniyor...