Design of single-layer free-form steel structures: A case study on the british museum great court roof
Tek katmanlı serbest formlu çelik yapıların tasarımı: İngiliz müzesi çatısı örneği incelemesi
- Tez No: 812840
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET EMİN ÖNCÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dicle Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 186
Özet
Tek Katmanlı Serbest Şekilli sistemler, son yıllarda mimari tasarım projelerinde kullanılarak benzersiz ve özgün yapılar inşa edilebilmektedir. Bu tasarımlar, etkileyici görünümleriyle hem yerel hem de uluslararası düzeyde büyük ilgi görmektedir. Tek katmanlı serbest şekilli sistemlerin kullanılması, yaratıcı, sınırları zorlayan ve etkileyici tasarımların hayata geçirilmesini sağlamaktadır. Ayrıca bu sistemler yapıların dış görünüşüne ve işlevselliğine farklı bir boyut kazandırmak için tercih edilmektedir. Geleneksel yöntemlerden farklı olarak tek katmanlı sistemler daha az malzeme kullanılarak inşa edilebilmektedir. Bu da yapıların daha çevreci olmasını ve inşaat sırasında oluşan atıkların azaltılmasını sağlamaktadır. Bu tez kapsamında Tek Katmanlı Serbest Şekilli sistemlerin tasarım mühendisliği açısından teknik detayları ayrıntılı şekilde ele alınmış bu sistemlerin birleşim tipleri ile rijit, yarı rijit ve mafsallı birleşimler incelenmiştir. Tek Katmanlı Serbest Şekilli sistemlerin düğüm noktalarındaki birleşimleri kaynaklı ya da bulonlu olarak yapılabilmektedir. Çalışmada düğüm noktasının kaynaklı ve bulonlu birleşim detayı, avantaj ve dezavantaj açısından ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Bu tezde, Avrupa'nın en büyük avlu üzeri örtme projelerinden biri olan Queen Elizabeth II Great Court British Müzesi mimarisi örnek alınarak; İstanbul İli, Bakırköy İlçesi, Yeşilköy mahallesinde inşa edileceği varsayılan Tek Katmanlı Serbest Şekilli bir yapının analizi SAP2000 programı ile yapılmıştır. Ayrıca, yapısal analiz sonucunda belirlenen en kritik düğüm noktasının kaynaklı ve bulonlu olarak analizi de ANSYS programı ile yapılmıştır. Yapı tasarımında profil kesiti uygulama kolaylığı açısından tek tip bir profil seçilmiştir. Modele etki eden sabit yükler, kar, deprem ve rüzgar yüklerinin sayısal değerleri Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018), Türkiye Çelik Yapı Yönetmeliği (TÇYY 2016), TS EN 1991-1- 3: 2009, TS EN 1991-1-4: 2005 Yönetmelikleri ışığında incelenmiş, yapısal analiz için tüm hesaplamaları yapılmıştır. Tek tabakalı serbest formlu sistem için iki farklı durum analizi yapılmıştır. İlk durumda, moment 2-2 zayıf yönü serbest bırakılarak bir analiz gerçekleştirilmiştir. İkinci durumda ise düğüm noktası rijit birleşimli olarak analiz edilmiştir. Bu analizler, simetrik ve asimetrik yüklerin oluşturduğu yük kombinasyonları altında gerçekleştirilmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Yapılan analiz sonucunda elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak tablo ve görsel olarak sunulmuştur. Sehim değerleri açısından yapı analizinde aynı sehim değerleri elde edilmiştir. Ancak burkulma açısından kaynaklı düğüm noktasının bulonlu düğüm noktasına göre daha stabil olduğu görülmüştür. Elde edilen veriler ve yapılan karşılaştırmalar neticesinde; kaynaklı düğüm noktası analizi sonucunda hesaplanan maksimum gerilme değerinin bulonlu düğüm noktasına göre yaklaşık %60 oranında arttığı tespit edilmiştir. Sehim değerinde ise bulonlu düğüm noktası analizi sonucunda hesaplanan maksimum sehim değerinin kaynaklı düğüm noktasına göre yaklaşık %65 oranında arttığı tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Single-layer free-form systems have become increasingly popular in architectural design projects as they offer the opportunity to create unique and visually stunning structures. These designs have gained global attention due to their impressive appearance and ability to push boundaries creatively. Using single-layer systems is environmentally friendly and reduces construction waste by using less material than traditional construction methods. Nowadays, many architectural projects incorporate single-layer free-form systems to construct exceptional and one-of-a-kind buildings. This thesis comprehensively examines the technical details of single-layer free-form systems from architectural and engineering perspectives, including connection types such as rigid, semi-rigid, and hinged connections. The study thoroughly examines the welded and bolted connection details at the nodal points of single-layer free-form systems and their advantages and disadvantages. This thesis examines the architecture of the Queen Elizabeth II Great Court British Museum, considered one of Europe's most significant courtyard roof projects. The structure of a single-layer free-form building in Istanbul's Yeşilköy neighborhood, Bakırköy district, is analyzed using the SAP2000 program. The critical joint is also analyzed as a welded and bolted connection using Ansys for comparison. A uniform profile section is selected for the building's structural design to make the design more accessible. Various loads, including static loads, snow loads, earthquake loads, and wind loads, are numerically evaluated based on relevant codes such as Turkish Seismic Code (TSC 2018), Turkish Steel Structure Code (TSSC 2016), TS EN 1991-1-3:2009, and TS EN 1991-1-4:2005. Two different analysis cases are conducted for the single-layer free-form system under symmetric and asymmetric load combinations. The results are presented in tables and visual representations for comparative evaluations. The structural analysis indicates that the deflection values are similar, but the welded connection provides more stability compared to the bolted connection regarding torsion. The maximum stress calculated in the analysis of the welded connection is approximately 60% higher than that of the bolted connection. In comparison, the maximum deflection calculated in the bolted connection analysis is approximately 65% higher than that of the welded connection.
Benzer Tezler
- Zemin ankrajlarının taşıma gücü ve imal yöntemlerinin taşıma gücüne etkisi
Soil anchor ultimate load capacity and construction methods effect on ultimate load capacity
ANIL HELVACIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET OĞUZ TAN
- Bağımsız tanklara sahip bir geminin ısıl gerilme analizi
Thermal stress analysis of a ship with independent tanks
BURAK ÇELEPÖVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERTEKİN BAYRAKTARKATAL
PROF. DR. AHMET ERGİN
PROF. DR. MEHMET ÖMER BELİK
- Elektrik motoru seçim kriterleri ve kontrol organına bir limiter konulmuş motorun optimal parametrelerinin simpleks metodu ile tayini
Başlık çevirisi yok
VOLKAN ÇAKMAKÇI
- Optimization and standardization of free-form steel double-layer grids
Serbest biçimli çelık çift katmanlı uzay kafeslerin optimizasyonu ve standardizasyonu
SAMER S S SHABAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
İnşaat MühendisliğiAtılım Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAEID KAZEMZADEH AZAD
- Deprem etkisindeki yapılarda aktif ve pasif kontrol sistemlerinin uygulanması
Başlık çevirisi yok
BARIŞ SARI
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. A. NECMETTİN GÜNDÜZ