Hiperbolik paraboloitlerin yapı endüstrisindeki yeri

Abstract

Hiperbolik paraboloit çift eğrilikli bir yüzey türüdür. Bu yüzey türünün yapı endüstrisinde bir strüktür olarak kullanımı betonarmenin yaygınlaşmasıyla birlikte mümkün olmuştur. Bu strüktür şeklini yapı endüstrisinde tanıtan Felix Candela, çeşitli yüzeylerin birbiriyle entegrasyonuyla birçok yapı ortaya koymuştur. Her noktasında çekme ve basınç gerilmelerini karşılaması onu diğer kabuk yapılara oranla daha ince ve estetik kılmıştır. Öte yandan kalıp işçiliği, donatı yerleştirilmesi, beton dökümü, yalıtım ve kaplama katmanlarının teşkilinin zorluğu nedeniyle bu strüktürlerin uygulanması belirli bölgelerle sınırlı kalmıştır. Bunun yanında ilerleyen yapı teknolojisi ve yeni malzemelerin türetilmesiyle birlikte çeşitli çağdaş uygulamaların ortaya çıkmasını sağlamıştır. Hiperbolik paraboloit biçimli betonarme ince kabuk teknolojisini takip eden ilk strüktür tipi ahşap kabuklar olmuştur. İngiltere'de Booth ve Tottenham önderliğinde gelişen bu strüktür ile, kalıp maliyeti neredeyse ortadan kaldırılmış, dolayısıyla ekonomik yapılar ortaya konmuştur. Benzer şekilde ahşap ızgara kabuk strüktürler ile esneklik ve narinlik düzeyi artırılarak, malzeme cinsinden kıyasla; ahşap betonarmeye göre daha uzun yıllar tevarüs etmiştir. Bunun yanında, her ne kadar sayıca az olsa da kablo ağı, çadır veya hibrit sistemli strüktürler gibi denemeler de mevcuttur. Bunlar, geniş açıklık geçtiği ölçüde birçok yönden verimli yapıların oluşumuna meydan sağlamıştır. Dünyanın çeşitli yerlerinde, birçok malzeme ve yöntemle hipar strüktürlerin inşa edilmesine rağmen ülkemizdeki varlığı neredeyse yok gibidir. Strüktürün karmaşık görünen geometrisi, inşasının da güç olacağı kanısını beraberinde getirmiştir. Bunun yanında mimar-inşaat mühendisi işbirliğinin yeterince sağlanamaması ile birlikte strüktürün kurgusu sağlanamamış ve yapısal davranışı gözlemlenememiştir. Uygulama yoksunluğunun en önemli nedeni, hiperbolik paraboloitlerin geometrisinin ve yapım yöntemlerinin bilinmemesidir. Nitekim mimarlık ve inşaat mühendisliği eğitimleri, öğrencileri klasik strüktürlerin ötesine geçme yolunda yeterince ilgi uyandıramamıştır. Bu çalışmada hipar biçimli strüktürlerin geometrisinin, strüktürel kurgusunun, yapısal davranışının ve hangi malzeme veya tekniklerle inşa edilebileceğinin bilinmesi sağlanmaya çalışılmıştır. Bu yolda çeşitli incelemeler yapılarak maket ve model gibidenemelerle biçimin tanımlı geometrisi vurgulanmış; yüzeyin yük altındaki davranışı gözlemlerle birlikte ifade edilmiştir. Hipar biçimli strüktürler sınıflandırılarak tarihsel gelişimi, yapım yöntemleri ve çağdaş yapı örnekleriyle birlikte incelenmiştir. Elde edilen bulgular; yapım yöntemi, geçilen açıklık, kullanılan malzeme gibi etmenler baz alınarak kıyaslanmış ve değerlendirilmiştir. Böylece yapı tasarımcısına, hipar biçimli strüktürler için analitik bir tasarlama teorisi ortaya konmuştur. Hipar yüzeyin Türkiye'deki olası serüvenine yönelik; öncelikle kent mobilyaları, parklar, durak ve pergoleler gibi küçük ölçekli yapıların yapımı önerilmektedir. Böylece bu strüktür belirli deneysel evrelerden geçerek oditoryum, stadyum veya cami gibi geniş açıklıklı yapılarda bir taşıyıcı sistem alternatifi olarak yer edinebilecektir.