Üçgensel ve ardı sıra konumlanmış çok katlı binalarda rüzgâr etkilerinin dijital rüzgâr tüneli yaklaşımı kullanılarak irdelenmesi

Abstract

Birçok ülkenin kendine ait rüzgâr standartları vardır. Bu standartlar yapı tasarımında etkin bir rol oynamaktadır. Standartlarla ilgili birçok teorik araştırmalar, deneyler yapılmıştır ve yapılarda kullanılmak üzere standart hale getirilmiştir. Ancak çoklu binaların bir arada bulunması durumunda, birbiriyle etkileşim halinde olması nedeniyle oluşabilecek rüzgâr yükleri ile ilgili hesaplar standartlarda hala yeterli olarak bulunmamaktadır. Bu çalışmada birbirine yakın olarak konumlandırılmış çok katlı binalarda konumlandırma şeklinin rüzgâr yükleri ve bina tasarımı üzerindeki etkisi araştırılmaktadır. Çalışmada iki farklı konumlandırma şekli olarak, üçgensel ve ardı sıra dizilmiş binalar incelenmektedir. Bu kapsamda ilk olarak, ele alınan bir çelik bina üç farklı yükseklik (44 m, 72 m ve 100 m) için tekil olarak boyutlandırılmıştır. Tekil binanın rüzgâr yüklerinin hesabında TS 498, EN 1991-1-4 ve dijital rüzgâr tüneli kullanılmak suretiyle üç farklı tasarım yapılmıştır. Dijital rüzgâr tüneli hesaplamaları için RWIND programı kullanılmıştır. Ardından aynı bina üçgensel ve ardı sıra konumlandırılmış çoklu binaların arka bölümünde yer alanı olarak yeniden tasarlanmıştır. Bu çoklu tasarımda, binalar arasındaki etkileşimi görebilmek için, rüzgâr yükleri dijital rüzgâr tüneli hesaplaması ile belirlenmiştir. Bu aşamada ayrıca gerek üçgensel konumlandırma gerekse ardı sıra konumlandırma durumları için rüzgâr etkilerini maksimize edecek en elverişsiz bina ara mesafeleri de araştırılmıştır. Çoklu olarak konumlandırma neticesinde hesaplanan rüzgâr yükleri ve bina yapısal tasarım sonuçları tekil olarak boyutlandırılmış bina sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma sonucunda ise hem üçgensel hem de ardı sıra konumlanmış binalarda, arkada bulunan binada tekil binaya oranla rüzgâr yüklerinde ve bina tasarım sonuçlarında dikkate alınması gereken artışlar elde edilmiştir.

Many countries have their own wind standards. These standards have an active role in building design. Many scientific researches and experiments about standards have been made and the results have been standardized for use in buildings. However, in case of multiple buildings being together, the calculations regarding the wind loads that may occur due to their interaction with each other are still not adequately covered in the standards In this study, the effect of positioning on wind loads and building design in multi-storey buildings located close to each other is investigated. In the study, triangular and sequential buildings are examined as two different positioning styles. In this context, first of all, a considered steel building is dimensioned individually for three different heights (44 m, 72 m and 100 m). Three different designs were made by using TS 498, EN 1991-1-4 and digital wind tunnel to calculate the wind loads of the single building. RWIND program was used for digital wind tunnel calculations. Subsequently, the same building was redesigned as a rear one of triangular and sequential located multiple buildings. In this multiplex design, wind loads were determined by digital wind tunnel calculation in order to see the interaction between the buildings. At this stage, the most unfavorable building spacings to maximize wind effects for both triangular positioning and sequential positioning were also investigated. Wind loads and building structural design results calculated as a result of multiple positioning were compared with the results of individually designed buildings. As a result of this comparison, significant increases in wind loads and building design were obtained in rear one of both triangular and sequential positioned buildings compared to the single building.