A study of wind and seismic loads for curtain wall system: case studies in Istanbul
Giydirme cephe sistemleri için rüzgar ve deprem yükü çalışması: istanbul'da vaka çalışmaları
- Tez No: 666396
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ CENK ÜSTÜNDAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 159
Özet
Giydirme cephe sistemleri, avantajlarına bağlı olarak sadece yüksek binalarda değil, aynı zamanda orta yükseklikteki konut ve ticari (ofis) binalarda da uygulanan en popüler sistemlerden biri haline gelmiştir. Özellikle, her binanın giydirme cephe performansı geçmişte,ışık, ısı ve su kontrolünü gerektiren ana kriterlere göre tasarlanmış, bu nedenle binanın genel performansını önemli ölçüde etkilenmiştir. Ancak teknolojik gelişmeler nedeniyle, deprem ve rüzgarların yüksek etki ve kontrolü gereksinimi, sistemin önemli performans belirleme kriterlerinden biri haline gelmiştir. Günümüzde giderek artan bir şekilde kullanılan giydirme cephe sistemlerinin yanlış tasarlanmasından dolayı geçmişte Türkiye'de yaşanan depremlerde insan hayatı için tehlike göstermiştir. Binaların giydirme cephe sistemleri üzerindeki rüzgar ve deprem etkilerinin detaylı olarak bilinmesi gerekmektedir. Bu nedenle, bu çalışmanın ana amacı, farklı bina yüksekliklerindeki sismik ve rüzgar yükü etkilerini, giydirme cephe sisteminin bileşenleri ve detayları üzerinde tanımlamak ve analiz etmektir. Ayrıca giydirme cephe sistemini etkileyen rüzgar ve depremlerin hesaplanmasında kullanılan yöntemlerin bilinmesi ve analiz edilmesi amaçlanmıştır. Bu hedefleri detaylı bir şekilde araştırmak için bu analiz dört aşamadan oluşmaktadır. Rüzgarları ve depremleri incelemeden önce, genel olarak giydirme cephe sistemlerini analiz etmek gerekir. Tarihsel dönemlerdede teknolojik gelişmelere paralel olarak, giydirme cephe malzemeri ve yapım tekniklerinde çok sayıda gelişmeler olmuştur. Sonuç olarak, hızlı, kolay birleştirilebilen ikili kombinasyon olan, alüminyum ve cam gibi çeşitli inşaat yöntemleriyle inşa edilen giydirme cephe, dünya çapında birçok binada kullanılan en yaygın sistemlerden biri olarak kabul edilmiştir. Yüksek katlı binalarda ve orta yükseklikteki binalarda, giydirme cephe maliyet, tamamlanma hızı, doğruluk ve inşaat teknikleri açısından değerlendirildiğinde yaygın olarak kullanılan birleşik bir cephe sistemdir. Camı giydirme, cephe çerçevesine bağlama yöntemileri farklıdır, çünkü strüktürel silikonlu cephe, çok katlı binalarda kullanılmak üzere en çok tercih edilen yöntemlerden biridir. Diğer binalarda ise baskı plakası yöntemi ve nokta tespit sistemi kullanılmaktadır. Giydirme cephe yöntemi, havalandırma ve güneş korumasını kontrol etmek için kullanılan çift cidarlı cephedir. Tek cidarlı cephe sistemleri bu avantajları sağlayamamıştır. Entegre cephe sistemi, doğal havalandırma gerektiğinde yüksek binalarda kullanılan her iki tip için de avantajlar sağlar. Giydirme cephe bileşenlerine ek olarak; detayları ve malzemeleri bir projeden diğerine farklılık gösteren çerçeve, alüminyumun tasarım esnekliği, dayanıklılığı, çevre dostu malzeme olarak sağladığı faydalar nedeniyle en çok tercih edilen malzemelerden biri olarak kabul edilmektedir.Daha iyi tolerans sağlamasının yanı sıra, Türkiye'de genellikle ankrajın yanında kullanılan çeşitli tiplerde elemanlar ve çift camlar ile giydirme yöntemleri incelenmiş ve bu aşamada giydirme cephenin gerçekleştirmesi için gereken performans gereksinimleri incelenmiştir. Rüzgarların giydirme cephe üzerindeki etkisi analiz edildikten sonra, ikinci aşamada literatür incelemeleri ve standartlar tanımlanmıştır.Türkiye başta olmak üzere İstanbul'da etkili rüzgar ve hakim rüzgarların binanın cephelerindeki etkisi anlatılmıştır. Ayrıca, bir bütün olarak giydirme cephedeleri etkileyen rüzgarlar ve bileşenleri ayrıntılı olarak anlatılmış, giydirme cephe tasarımında kullanılan en yaygın şartnameler olan Amerikan standartlarına ek olarak Türkiye mevzuatı IYBRY ve Avrupa standarlarının farklılıkları ve benzerlikleri gözden geçirilmiştir. Bu şartnamelerin incelenmesi sonucunda giydirme cephe analiz, deney ve rüzgar ölçüm yöntemleri anlatılmıştır. Üçüncü aşamada, depremlerin Türkiye'deki binalarda uygulanan giydirme cephe sistemleri üzerindeki etkisi incelenmiş ve depremlerin bina cepheleri üzerindeki etkisinin incelenmesi ile birlikte Türkiye'deki sismik olayların sebep olduğu olumsuzluklar anlatılmıştır. Depremlerin giydirme cephe bileşenleri üzerindeki etkisi doğrulanmış ve ardından 2018 Türkiye yönetmeliğinde giydirme cephe tasarımında kullanılacak şartnameler hazırlanmıştır. Depremler ve ortaya çıkan hasarlarla başa çıkmak için kullanılan Avrupa ve Amerikan standardı FMA ve sonra bu şartnameler arasındaki benzerlikler ve farklılıklar karşılaştırılmış ve son olarak bu aşamada giydrime cephe sistemi elemanlarının mekanik davranışını bulmak için sismik analiz ve test yöntemleri incelenmiştir. İstanbul'daki durum çalışmaları olan dördüncü aşamada, giydirme cephe firmaları ve cephe danışmanlık firmalarının yaptıkları projelerle ile ilgili görüşmeler ve incelemeler yapılmıştır ve bu firmaların yaptıkları giydirme cephe proje ve uygulamalarında kullandıkları hesap yöntemi, deprem ve rüzgar etkilerinin nasıl hesaplandığı, incelenmiştir. Projelerin tasarım ve uygulama aşamasında hangi analizlerin yapıldığı ve detayların nasıl belirlendiği araştırılmıştır.Sonuç olarak, çoğu şirketin, Türkiye'deki mevcut koşullarla, hatta mevcut Türk mevzuatıyla bile uyumlu bir Türk standardı olmaması nedeniyle giydirme cephenin tasarım aşamasında standart hesap yöntemi kullanmadığı görülmüştür. Genellikle tasarımlar Avrupa ve Amerika standartlarına göre yapılmakta ve bu da her firmanın farklı uygulamalar yapmasına yol açmaktadır.
Özet (Çeviri)
Curtain wall systems have become one of the most popular systems, depending on their advantages, not only in high-rise buildings but also in medium-rise residential commercial buildings and offices. In particular, each building's curtain wall's performance significantly impacts the building's overall performance, as the main criteria in the past required control of light, heat and water. However, due to technological development, high performance and control of earthquake and wind loads became one of the system's requirements to perform efficiently. Past earthquakes in Turkey demonstrate the danger to human life due to the incorrect design of curtain wall systems, which increasingly used today. In addition, as the façades being the first component of the building exposed to the wind, it is necessary to know what winds and earthquakes generate on the system. Therefore, this study's main objective was to define and analyse seismic and wind load effects in different building heights on the curtain wall system's components and details. Besides, it aimed to know and analyse the methods used to calculate winds and earthquakes affecting the curtain wall system. This study consists of four stages. Before studying winds and earthquakes, it was essential to analyse the curtain wall in general, in order to be able to analyse it precisely. Thus, in the historical period, parallel to the technological advances, the curtain wall witnessed numerous developments in materials and construction techniques. As a result, the curtain wall built with various construction methods, such as the stick, unitized, the combination of the two. The stick method usually used in medium-rise buildings. The unitized system commonly used in high-rise buildings when the curtain wall is evaluated in terms of cost, speed of completion, accuracy and construction techniques. The method of securing the glass to the curtain wall frame is different, as the structural silicon glazing one of the most preferred methods to use in high-rise buildings. In contrast, the pressure plate method and the point fixation system, are used on other buildings. The curtain wall can be either a double-skin facade used for controlling the ventilation and solar protection in addition, concerning the curtain wall components; for the frame, whose details and materials differ from one project to another, aluminium is considered one of the most preferred materials because of the benefits that aluminium provides in terms of design flexibility, durability, environmentally friendly material as well as better tolerance. As for glass, there are several types and double glass generally used in Turkey beside to the anchor as well as a sealant. The performance requirements that's need to be fulfilled by the curtain wall is studied at this stage too. After analysing the curtain wall, the effect of winds on the curtain wall is defined according to the literature reviews and standards in the second stage, In the beginning, the wind and prevalent winds of Turkey, in particular in Istanbul, the impact of winds on the building's façades explained. Furthermore, the winds on the curtain wall as a whole and its components explained in detail. The most common specifications used in designing the curtain wall are Turkish regulations IYBRY, the European standard and the American standard, then reviewing the differences and similarities between these specifications. Finally, the methods of analysis, experiments and wind measurement on the curtain wall reviewed. In the third stage, to understand the impact of the earthquake on the curtain wall, earthquakes in Turkey, and the underlying causes of regular seismic events in Turkey which accompanied by an investigation of the earthquake's effect of on the building façades and the instability and collapse of certain parts of the facade is considered. The effect of earthquakes on the curtain wall components was studied and then the specifications used during the seismic design of the curtain wall are presented from the Turkish regulation for 2018. The European and American standard was used to deal with earthquakes and the resulting damages and then these specifications' similarities and differences were compared. Finally, at this stage, seismic analysis and testing methods were studied to find out the mechanical behaviour of the curtain wall elements. In the fourth stage, the case buildings in Istanbul are considered by interviews with the curtain wall companies and the facade consulting companies, a questionnaire about projects prepared and projects details from these companies are gained , then analysing all the projects façade to study how the impact of earthquakes and winds calculated during the design phase, then making summary comparison between these project related to curtain wall system of the project in terms of details and methods of calculation used, the result was that most companies do not follow similar standards during the design phase of the curtain wall, due to the lack of a Turkish standard that is compatible with the prevailing conditions in Turkey, even the existing Turkish regulations, are taken from the European standard, and this has led to each company following different standards.
Benzer Tezler
- Çubuk ve panel giydirme cephe sistemlerinin yaşam dönemi performanslarının öneri deneysel prosedürle belirlenmesi
Lifetime performance evaluation of stick and panel curtain wall systems with proposed test procedure by full-scale testing
ELİF TUĞBA YALAZ
Doktora
Türkçe
2018
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEN ASLIHAN ÜNLÜ
PROF. DR. OĞUZ CEM ÇELİK
- Cephe kaplama sistemlerinin performans gereksinimleri açısından değerlendirilmesi
Evaluation of facade cladding systems with regard to performance requirements
BÜŞRA SİRKECİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEYLA TANAÇAN
- Analysis of interaction between cladding-curtain walls and structural systems of buildings
Binaların cephe kaplaması-giydirme cephe ve taşıyıcı sistemleri arasındaki etkileşimin analizi
TUĞÇE ERARTSIN
- Gerçek boyutlu cam panel cephe sisteminin uzun dönem taşıyıcılık ve sızdırmazlık performansının değerlendirilmesi
Long term structural and impermeability performance evaluation of a full-scale glass panel façade system
EMİR İLTER
Doktora
Türkçe
2016
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEN ASLIHAN TAVİL
PROF. DR. OĞUZ CEM ÇELİK
- Kat döşemeleri kompozit, B3 süreksizliğine sahip, karma yüksek yapının deprem etkisinde tasarımı
Under of earthquake effect, design of composite high building that's story floors are composite, has B3 discontinuity
SERPİL BOZKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKİ HASGÜR
