Deprem ve rüzgar etkisi altında giydirme cephe sistemlerinin incelenmesi ve optimum profil kesitlerinin geliştirilmesi

Abstract

ÖZET DEPREM VE RÜZGAR ETKİSİ ALTINDA GİYDİRME CEPHE SİSTEMLERİNİN İNCELENMESİ VE OPTİMUM PROFİL KESİTLERİNİN BELİRLENMESİ Gökhan TIĞ Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı ( Yüksek Lisans Tezi / Tez Danışmanı : Doç. Dr. Erdal İRTEM ) Balıkesir, 2005 Giydirme cephe sistemleri binaların dış yüzeylerine uygulanan dış cephe kaplama sistemleridir. Bu sistemlerin elemanları alüminyum kompozit panel ve cam gibi kaplama malzemeleri ve alüminyum alaşımlı taşıyıcı sistem profilleri gibi hafif malzemelerden oluşmaktadır. Gelişen teknolojiyle birlikte giydirme cephe sistemini oluşturan bu elemanlar daha mukavemetli ve daha hafif olarak üretilebilmekte ve böylece binanın toplam taşıyıcı sistem maliyetinin azalmasını sağlamaktadır. Bunun yanı sıra yüksek binaların özellikle üst kısımlarında farklı sıcaklık değişimi etkisinin boyutlandırmada önem kazanması ile oluşan yapısal sorunlar giydirme cephe sistemlerinin uygulanması ile önemli ölçüde çözümlenmektedir. Ayrıca binalara daha estetik ve daha çağdaş bir görünüm vererek prestij kazandırmaktadır. Bu nedenlerle diğer ülkelerde olduğu gibi ülkemizde de giydirme cephe sistemleri her geçen gün daha da tercih edilmekte ve yaygınlaşmaktadır. Bu çalışmada giydirme cephe sistemleri ve hesap esasları ile ilgili ayrıntılı bilgiler verilmesi, ayrıca optimum profil enkesitlerinin geliştirilmesi için grafikler hazırlanması ve bu grafiklerden yararlanarak ülkemizde üretilen profillerin ekonomikliğinin değerlendirilmesi ve daha ekonomik profil enkesiti için öneriler sunulması amaçlanmıştır. Bu amaç kapsamında, altı bölüm halinde sunulan bu çalışmanın birinci bölümünde, giydirme cephe sistemleri ile ilgili tanıtıcı bilgilere ve konu ile ilgili yapılmış çalışmalara yer verilmiştir, ikinci bölümde, değişik giydirme cephe sistemleri, cephe sistemini oluşturan elemanlar, bu elemanların malzeme özellikleri, üretim aşaması ile üretim sonrasında yapılması gerekli testler, ilgili ulusal ve uluslararası standartlar ve ayrıca cephe sisteminin montaj aşaması hakkında ayrıntılı bilgiler verilmiştir. Üçüncü bölümde, giydirme cephe sistemlerine etki eden rüzgar, deprem, yangın vb. dış etkilerle ilgili bilgiler verilmiştir. Dördüncü bölümde, taşıyıcı sistem elemanlarının boyutlandırılmasına ait hesap esasları açıklanmıştır. Bu bölümde ayrıca ayrıntılı bir araştırma yapılarak, taşıyıcı sistem profillerine ait optimum enkesit boyutlarının geliştirilmesi için grafikler hazırlanmıştır. Beşinci bölümde, çok katlı bir binaya uygulanacak giydirme cephe sisteminin düşey taşıyıcı profillerinin, yatay profillerin ve bağlantı bulonlarının boyutlandırılması yapılmıştır. Profiller ülkemizdeki üretici firmaların profillerine ve bu tezde geliştirilen optimum kesitlere göre boyutlandırılmış ve bu profiller birbirleriyle karşılaştırılarak ekonomikliği değerlendirilmiştir. Altıncı bölümde sonuç ve önerilere yer verilmiştir. Bu tez çalışmasından elde edilen sonuçlara göre, giydirme cephe profillerinin optimum enkesitlerinin belirlenebilmesi amacıyla hazırlanan grafiklerden yararlanarak ülkemizde üretilen alüminyum profillerin ekonomikliğinin değerlendirilmesi yapılmıştır. Buna göre, üretici firma profillerinin %20 - %60 arasında ekonomik olmadıkları belirlenmiştir. Ekonomik profil enkesiti belirleyebilmeleri için geliştirilen optimum kesitlere ait grafiklerden yararlanmaları veya benzer grafikler elde etmeleri önerilmiştir. ANAHTAR SÖZCÜKLER: Giydirme cephe sistemleri / giydirme cephe taşıyıcı sistem profilleri / alüminyum cephe profilleri / optimum enkesit / optimum boyutlandırma. ıı

ABSTRACT INVESTIGATION OF CURTAIN WALL SYSTEMS UNDER EARTHQUAKE AND WIND EFFECTS AND OPTIMUM PROFILE CROSS-SECTION'S DEVELOPE Gökhan TI? University of Balıkesir, Institute of Science, Department of Civil Engineering ( M. Sc. Thesis / Supervisor : Assoc Prof. Dr. Erdal İRTEM ) Bahkesir-Turkey, 2005 Curtain wall systems are the facade systems used on the surface of buildings from outside. The elements of these systems are composed of covering materials such as aluminium composite panels, glass and light materials like aluminium alloy profile carriage systems. With the progress in technology, the elements consisting curtain wall systems are produced stronger and lighter so that the cost of carriage system can be reduced and the building will acquire prestige giving a more esthetical and modern appearances. Therefore these systems are preferred and getting more and more common in our country as well as throughout the world. In this study, it is aimed to give detailed information about curtain wall systems and statical analyses; to develop graphics for determining optimum profile cross-section and to assess the profiles economically produced in our country by using those graphics and to present suggestions for more economical profile cross-section. Within this purpose, informative knowledge related to curtain wall systems and studies about the topic have taken place in the first chapter of presented as six chapters. In the second chapter, detailed information has been given about different curtain wall systems, elements consisting facades, the material characteristics of these elements, the tests necessary during and after the production stage, national and international standards of the topic and besidesthe assembly line of facades. In the third chapter, the information about external factors like wind, earthquake, fire etc. influencing curtain wall systems. In the fourth chapter, in static analyses for design basis of carrying-system elements has been explained. In this chapter by making on additional and detailed research, graphics have been developed to determine optimum cross-section sizes belonging to carrying-system profiles. With the help of those graphics, it has been evaluated how economical cross-section of those aluminium profiles produced in our country. In the fifth chapter, the dimensions have been decided of the vertical carrying profiles and horizantal joint profiles to be applied to a tall building. The design have been decided according to the profiles produced in our country and the optimum cross-sections developed in this thesis and have been evaluated in accordance with how economical the profile are. In the six chapter has been given the conclussion and proposals. According to the data from the study, the graphics have been developed to determine optimum cross-sections of facade profiles and by means of the graphs the aluminium profiles produced in our country have been investigated about how economical they are. It was concluded in this study that the profiles were not economical enough to be produced in out country, this it was proposed that the graphics belonging to the developed optimum cross-section should b used to determine a more economical profile cross-sections or similar graphics can be used. KEYWORDS : Curtain wall systems / facade systems / aluminium facade system profiles / optimum cross-section / optimum design. m