KOMPOZİT YAPILARA GENEL BAKIŞ
Kompozit yapılar; yapı taşıyıcı sisteminde betonarme yapı elemanları ile birlikte çelik yapı elemanları gibi farklı yapı elemanlarının birlikte kullanılarak tasarlanıp yapıldığı binalardır. Farklı yapı elemanları, aynı taşıyıcı eleman üzerinde aynı anda birlikte kullanılabildiği gibi, aynı yapıda olmak üzere farklı elemanlar olarak da kullanılabilmektedir. Örneğin, binanın bir kolonu çelik ile teşkil edildiği halde diğer kolonu betonarme olabilmektedir. Aynı zamanda bir diğer kolonu da çelik ile betonarme birlikte tasarlanarak oluşturulabilmektedir.
Kompozit yapı sistemleri, betonarme binalara göre yapı zati ağırlığını etkili bir şekilde azalttığı ve sismik yüklere karşı istenilen yapı sünekliğini oluşturmada iyi performans sağladığı için dünyada yüksek yapı (skyskraper) uygulamalarının vazgeçilmez taşıyıcı sistemi haline gelmiştir.
Kompozit yapılarda kolon, kiriş, döşeme gibi taşıyıcı elemanlar kompozit olarak tasarlandığında, “kompozit kolon”, “kompozit kiriş”, “kompozit döşeme” olarak anılırlar.
Kompozit Kolonlar: Kompozit kolonlar üç şekilde teşkil edilebilmektedir;
1. Betona gömülü yapısal çelik elemanlar ile teşkil edilmiş kompozit kolonlar.
2. İçine beton doldurulan kapalı kutu çelik kesitlerle teşkil edilmiş kompozit kolonlar.
3. Gövde boşlukları betonla doldurulan yapısal çelik kesitlerle teşkil edilen yarı gömme kompozit kolonlar.
Yüksek düktilite ve eğilme rijitliklerinden dolayı sismik tasarım gerektiren yapılarda tercih edilirler.
Kompozit Kirişler: Taşıdıkları betonarme döşeme ile birlikte çalışan yapısal çelik elemanlarının oluşturduğu karma kirişlere kompozit kirişler denilir.
Çelik kirişlere göre aynı taşıma kapasitesine sahip olan bir kompozit kirişteki çelik eleman daha hafiftir. Ayrıca döşeme betonu da ölü yük olmaktan çıkartılarak faydalı hale getirilmektedir. Böylece çelik kirişe göre kompozit kiriş daha ucuza mal edilebilmektedir.
Kompozit Döşemeler: Atölye ortamında hazırlanan kolon ve kirişlerle oluşturulan çerçeve taşıyıcı sistemin yanında kalıp yapılarak teşkil edilen betonarme döşemeler dezavantaj oluşturmakta ve sıkıntılı olmaktadır. Bu olumsuzlukları ortadan kaldırmak üzere hem kalıp olarak kullanılabilecek, hem betonarme döşemenin donatısı görevini üstlenecek, hem de kalıp iskelesi yapmaksızın uygun açıklıklarda taze betonun yükünü ve çalışma yükünü taşıyabilecek şekilde tasarlanan döşeme sistemlerine kompozit döşemeler denilmektedir.
Genellikle kompozit döşemelerde trapez kesitli galvanizli sac kullanılmakta olup, hem kalıp olarak hem de döşeme donatısı olarak çalıştırılmaktadır.
KOMPOZİT YAPILARIN DİĞER YAPILAR İLE KARŞILAŞTIRILMASI:
Dünyadaki gelişmiş ülkelerde yoğun olarak kullanılan kompozit yapı tekniği, özellikle deprem aktiviteleri yüksek bölge ve ülkelerde neredeyse kurtarıcı olmaktadır ve mühendisler hayal ettikleri yükseklikte yapıları gönül rahatlığı içinde tasarlamaktadırlar. Kompozit Yapıların avantajlarını sıralamak gerekirse;
• Kompozit yapılar, betonarme yapılara göre %40 daha hafif olabilmektedir. Bu da oluşacak muhtemel depremde daha az deprem yükü demektir.
• Kompozit yapılar yüksek düktil özelliğinden dolayı, deprem kuvvetlerine karşı daha sünek davranış gösterebilmektedir.
• Kompozit yapılarda ana taşıyıcı sistem atölye ortamında hazırlandığı için kalite kontrol derecesi yüksek olmaktadır.
• Kompozit yapılarda, yalın çelik yapılara oranla %20 daha az yapısal çelik kullanılabilmektedir.
• Sadece yapısal çelik kullanılarak yapılan çok katlı çelik yapıların döşemesi beton olarak teşkil edilecekse, kalıp kurulması gerektiğinden betonarme bina yapımından farkı kalmadığı gibi üstüne fazladan çelik yapı maliyeti binmektedir. Eğer hafif prefabrik malzemeler ile döşeme yapılacaksa bu da alışılagelmiş kullanım şartlarına uymadığından işletme sorunları ile karşılaşılmakta ve daha pahalıya mal olabilmektedir.
• Sadece yapısal çelik kullanılarak yapılmaya çalışılan çok katlı yapılarda, yapısal çelik elemanlarla bodrum kat teşkili zor ve pahalı olmaktadır. Bu nedenle bodrum katlar betonarme olarak yapılmakta ve çelik yapı, betonarme yapı üzerine monta edilmektedir. Bu durumda bodrum kattaki betonarme yapı, çelik yapının kaidesi olarak çalışmakta ve kolon kesitleri çok büyük çıkmaktadır. Bu da yapı maliyetini aşırı derecede artırdığı gibi, profesyonelliğe sığmayan bir çözüm olmaktadır. Hatta altta fazladan kullanılan betonarme ile üst çelik yapının yerine betonarme yapı bile yapılabilir.
• Kompozit yapılar, yapısal çelik ile betonarme birlikte kullanılarak yapıldığından yerel, alışılmış inşaat malzemeleri ile daha rahat uyum sağlamakta ve pahalı ve az bulunan malzemelerin kullanımını zorunlu kılmamaktadır ve mimari proje tasarımını kolaylaştırmaktadır.
• Kompozit yapılarda, betonarme yapılara oranla daha az malzeme israfı olmakta ve inşaat çalışmaları sırasında daha az çevre kirliliğine yol açtığından ekolojik çevreye duyarlı bir inşaat yöntemidir.
• Kompozit yapıların inşaat süresi betonarme yapılara göre çok daha kısa olduğu için inşaat sezonu kısa bölgelerde büyük avantaj sağlar.
