A Study on the efficient design of double layer grids

Abstract

ÖZET Çift katlı ızgara yapı sistemleri, daha çok kullanılan adları ile düz uzay kafes sistemleri, 1980 li yıllardan sonra ülkemizde büyük açıklıklı yapıların çatılarının oluşturulmasında sıkça kullanılmaya başlanmıştır. Uzay kafes sistemlerin tercih edilmelerinin en önemli sebepleri geniş açıklıkları az bir ölü yükle geçebilmeleri, düzlem çelik kafes sistemlerine göre elemanlarının burkulmaya karşı daha güvenli olmaları, prefabrik olmaları nedeniyle. kolaylıkla montajlarının yapılması ve değişik görünümleri ile beğeni toplamalarıdır. Çift katlı ızgara sistemleri yüksek dereceli hiperstatik sistemler oldularından statik analizleri deneysel olarak, yaklaşık metodlarla ya da bilgisayar programlan ile yapılmaktadır. Matris metodlarından stiffness metodunu kullanılarak yazılmış bilgisayar programlarının kullanılmalanyla analiz yapılması günümüzde en çok kullanılan analiz metodudur. Uzay kafes sistemlerinin avantajlarından en verimli bir şekilde yararlanabilmek için modül boyu, sistem yüksekliği, sistemin yapısı, ve mesnetlerin konumları gibi parametlerin bu sistemlerin üzerindeki etkisi anlaşılmalıdır. Bu parametrelerin içerisin- de mesnetlerin konumlan, kullanılabilir alan üzerindeki etkisi nedeni ile mimarları, sistemin davranışı ve ağırlığı üzerindeki etkisi ile de mühen-disleri ilgilendiren önemli bir konudur. Sistem yüksekliğinin açıklığa oranı ve mesnet konumlarının uzay kafes sistem davranışı ve ağırlığı üzerindeki etkisi 1/20 ve 1/15 yükseklik/ açıklık oranları ve sekiz mesnet konum grubu üzerinde, 20m,30m,40m,50m,60m açıklıklar için incelenmiştir. İncelemenin sonunda toplam sistem ağdığı, düğüm ve eleman sayısı ve en uygun yapısal davranış gibi kriterler ışığında, çift katlı ızgara sistemlerin tasarımları aşamasında, en verimli sonuca ulaşabilmek için dikkat edilmesi gereken konular belirlenecektir.

ABSTRACT Double layer grid systems. which are also termed as flat space trusses, have gained popularity after the 80's in Turkey and have been applied frequently as roofs of structures with long spans. The reason double layer grids are preferred. is that they can span large distances with less own-weight have higher factor of safety of their members against buckling than plane trusses, the speed in erection due to prefabrication and their attractivity with their regular pattern and different appearance. Since space trusses are highly indeterminate systems, their analysis can be made experimentally, by approximate methods or by computers. The usage of computer programs written by the utilization of stiffness method, a matrix structural analysis method, is the most popular contemporary structural analysis method. In order to make use of the advantages of double layer grid systems fully, the effect of some parameters like. module length, system height, system texture and location of the supports, on the behavior of the system should be understood. Of these parameters support locations, is a point of interest for the architects, by its effect on the functional area of the structure, and is a point of interest for the engineers by its effect on the weight and behavior of the space truss. The effect of the ratio of system height to span length and of the support locations on the weight of the system and on the structural behavior are examined by the investigation of double !ayer grids having depth to span ratios of 1/20 and 1/15, for eight different support locations and 20m, 30m, 40m, 50m and 60m spans According to the system weights and behaviors obtained as a result cf this examination, the points to be considered at the design stage for efficiency are mentioned at the end. IN