Bazalt küptaş

Strüktür Nedir, Çeşitleri Nelerdir?

srtüktür nedir

Strüktür, Latince “structura” kelimesinden alınmadır. İnşaat mühendisliğinde “taşıyıcı sistem, yapı” gibi anlamlarda kullanılır. Strüktürün tanımı kısaca böyle yapılabilir. Bunun dışında “insan eliyle inşa edilmiş her şey” gibi kapsayıcı bir ikincil anlamı da bulunmaktadır.

Peki, strüktür ne demek? Strüktür teriminin mühendislik ve mimarlık terminolojisinde ifade ettiği anlamı açacak olursak; yapıları ayakta tutan, yapıların iskeletini oluşturan, birbirinden farklı birçok elemanın bir araya gelmesiyle meydana gelen yapının bir bütün şeklinde taşıyıcılığını ifade eden format veya genel tasarım olduğunu söyleyebiliriz.

Strüktür Örnekleri

Strüktür örnekleri
Strüktür örnekleri

Malzeme cinsinin, yapılma maksadının ve nasıl yapıldığının önemi olmaksızın bütünsel manada yapıların yük taşıma özelliğini ifade eden strüktürün daha iyi anlaşılması için bir örnek verelim:Binanın inşasına başlanılmadan önce temel atılır. Akabinde taşıyıcı bloklar olan kolonlar ve kirişler yerleştirilir ve sonra duvarlar örülür. [Bina Yapım Aşamaları Nelerdir?] Burada temelin kalınlığı, kolonların genişliği, duvarların hangi malzeme ile örüldüğünden bağımsız bir şekilde taşıma hususiyetini belirtmek için strüktür kavramı sarf edilir.

Daha spesifik bir misal olarak şu masa örneğini verebiliriz:
Bir masanın strüktürü tabla ve dört ayaktan ibarettir. Burada malzemelerin cinsinin farklı olması veya birbirine eklenme metotlarının farklı olması strüktürün niteliğine zeval getirmez. Buna göre tablanın granit, cam, mermer vb. gibi malzemelerden olması, ayakların demir, ahşap, taştan yapılması; birbirine geçme, çivileme veya yapıştırmak suretiyle tutturulması strüktür bazında bir değişikliğe sebep olmayacaktır.

Strüktür ve Bağlayıcılık Özelliği

Yukarıdaki örneklerden de anlaşılacağı üzere strüktürün varlığından söz edebilmek için ekseriya birden çok malzemenin bir araya gelmesi ve bu malzemeleri bir bütün olarak tutacak bir bağlama özelliğinin olması gerekir. Betona yerleştirilen metal çubuklar vasıtasıyla meydana getirilen kolon ve kirişler sayesinde yapının yük taşıması ve ayakta kalması sağlanırken örülen duvarlar marifetiyle yapının bütünlüğü oluşturulur.

Yapıların uzun yıllar ayakta kalabilmesi ve içindeki mevcudatın zarar görmeden yaşamlarını sürdürebilmesi için inşaatlarda strüktürel tasarımın doğru şekilde uygulanması son derece önemlidir. Statikten, mimari estetik anlayışa kadar bütün birimlerin hesaplanmasında ve uygulanmasında strüktür esas alınır.

Strüktür Çeşitleri

Srtüktür çeşitleri
Srtüktür çeşitleri

Bugün yaygın bir biçimde çelik strüktür, ahşap strüktür ve beton strüktür kullanılmaktadır. Buradaki seçim; kullanım amacına, bölgenin durumuna ve taşınacak yüke göre değişiklik gösterir. Yapılarda hangi malzeme kullanılırsa kullanılsın hangi boyutlarda kurgulanırsan kurgulansın, her durum ve şartta muhkem olması arzu edilir. Mimarideki 3E (Emniyet-Estetik-Ekonomi) altın kuralının ilk basamağının emniyet olması da bu prensibe, yani yapıların sağlam olarak bina edilmesine dayanır. İşbu kertede strüktürün önemi tartışılmazdır.

İlginizi Çekebilir:  Transmikser Nedir? Kullanıldığı Yerler ve Sınıflandırılması

Kullanım ve işlevsel bakımdan muhtelif tasarım ile birlikte birçok strüktür tipleri ön plana çıkmaktadır. Bazıları şöyledir:

Tabakalı strüktür
Prizma strüktür
Blok strüktür
Kırıntılı strüktür

Tarihi

Romalı mimar Vitruvius başarılı bir mimarlığın formülünü şöyle özetler: “Firmitas, Utilitas, Venustas” (sağlamlık, kullanışlılık, güzellik). Rönesans İtalyasında bu formül, “Comoditâ, Perpetuita, Belêzza” (kullanışlılık, süreklilik-kalıcılık, güzellik) anlayışına evrilmiştir. Rus mimar Felix Novikov’un tanımına basamak atlatan Bülent Özer şöyle bir tanım ortaya koymuştur: Mimari = Fonksiyon x (Strüktür + Konstrüksiyon) x Sanatsal Değer.

Görüldüğü üzere yukarıda yer alan sağlamlık ve süreklilik-kalıcılık bileşenleri de taşıyıcı sistemle yani strüktürle yakından ilintilidir. Yapılar, üzerine binen yükleri düşey ya da yanal fark etmeksizin karşılamak durumundadır. Burada en basit yapıların, örneğin barakaların ve en kompleks yapıların, örneğin yüksek katlı binaların arasında fark gözetilmez.

Strüktür kentlerin görünüşüne de yansıyarak şehirlerin kimliğini baştan başa değiştirir. Eski İstanbul’u tasavvur edelim; taş yapılar ölümsüzlüğü-dinsel yapıları, ahşap evler ise fanileri (ölümlüleri) betimlemiştir. Her ne kadar günümüzde rant davası güdülerek gökdelenleşmeye gidilse de burada da arsanın alabildiğine yoğun biçimde kullanılarak kârı maksimize etmek ve bunu yapabilmek için de eskiden olduğu gibi strüktürün gelişen teknolojiyle birlikte kullanılması ve bu paralelde katkısının büyük olduğu pek açıktır. Safranbolu yöresindeki Türk mahallelerine ahşap strüktür anlayışı hâkim iken, mıntıkadaki Rum mahallelerine serapa (baştan başa) taş yapılar hükmetmiştir. Bu farklılık güzel bir mozaik oluşturmaktadır. Anadolu’da ormanlık bölgelere yakın kesimlerde de benzer fark görülmektedir. Ormanlık alanlarda ahşap, taşın çok olduğu yerlerde ise taş strüktürler karşımıza çıkmaktadır.

Biçim ve Strüktür Arasındaki İlişki

Toprak, taş ve ağaç insanoğlunun yapıları inşa etmesinde kullandığı ilk kaynaklar olmuştur. İnsanlar bunları uygun bir biçimde kullanabilmek için pek çok teknik geliştirip bunları taşıyıcı sistemlere uygulamışlardır. Yapım yöntemlerine delalet eden tüm bulgular MÖ 9000’e kadar dayanmaktadır. Mesela Göbeklitepe’nin taş tapınakları MÖ 9000’li yıllara, hakeza Çatalhöyük’teki kerpiç evler MÖ 7500’lü yıllara istinat eder). Akabinde Mısır’daki ünlü piramitler, sonrasında eski Yunan mimarisinde geniş ölçüde taş kullanımı gelir. Taşın kullanım biçemi, ahşap geleneğinin devamı şeklinde ilerlermiştir. Tarihi akış izlendiğinde; sütunların uzadığı, çizgilerin hafiflediği, düşeylerin ve yatayların daha dengeli olduğu gözlemlenir. Yunan tapınakları ve açık hava tiyatroları incelendiğinde bu nüanslar pek bedihi şekilde müşahede (açıkça görülebilir) edilebilir.

Kemer, Tonoz ve Kubbe Sistemleri

Panteon’un görkemli kubbesi
Panteon’un görkemli kubbesi

Eski Roma dönemlerinde tuğla, taş ve puzolandan (bkz. Puzolan Nedir? Çimento İçerisinde Kullanılması) istifade edilmiştir. Yapım metotlarına kemer, tonoz ve kubbe sistemleri eklenmiştir. O döneme ait tüm mekânlarda kemer, tonoz ve kubbenin görkemi kendini hissettirmektedir. Burada puzolanlı harcın mukavemeti ile tonozlar ve kubbeler kendilerini taşıyan duvarlarla yekpare bir blok haline gelerek yapıların örtüsü olabilmişlerdir.

İlginizi Çekebilir:  Vinç çeşitleri nelerdir? Özellikleri, Kullanım Alanları

İlk kalıplı beton kubbe MS 125 yılında Roma’da yapılmıştır. (bkz. Panteon’un görkemli kubbesi, bu kubbenin büyüklüğünü geçen bir kubbe 18. yüzyıla kadar yapılamamıştır).

Yunan eserleri bir dizi yatay ve düşey ögelerin ahenkli birlikteliğinden teşekkül ederken Roma eserleri daha çok yuvarlak biçimlerden oluşmuştur. Buradaki gelişme strüktüre ardından da biçime yansımasına işaret eder. Roma’nın mimari ve mühendislik teknikleri Bizans ve Osmanlı’da farklı boyut kazanmış ve sürekli gelişerek harikulade eserlerin oluşmasına önayak olmuştur.

İskeletli Sistemler

12.yüzyıldan itibaren kaburgalı tonoz, kontrforlar arasındaki cam duvarlar ve payanda kemerler ile bir nevi iskeletli sistemler oluşturulmuş ve böylece yükselen yapılar daha çok görülmeye başlamıştır.

Orta çağ ve Rönesans’ta demir hem dekoratif maksatlı hem de kâgir yapıları kuvvetlendirmek üzere gergi ve kenet şeklinde uygulanmıştır. 18.yüzyıldan itibaren dökme, dövme demir daha geniş bir biçimde üretilmeye başlanınca köprüler, tren garları ve pazar mahallerinde strüktürel olarak sıklıkla kullanılmaya başlanmıştır.

Strüktür Çalışmaları

Londra’da Hyde Park’ta kurulan 92 bin m2’lik Crystal Palace
Londra’da Hyde Park’ta kurulan 92 bin m2’lik Crystal Palace

1851 yılında Londra’da Hyde Park’ta kurulan 92 bin m2’lik Crystal Palace dövme demir ve camın kullanıldığı en dikkat çekici yapılardan olmuştur. 1889’da Paris Evrensel Sergisi için muvakkaten (geçici olarak) tasarlanan ve sonrasında gördüğü rağbet ile şehrin simgesi hâline gelen 324 metre yüksekliğindeki Eyfel Kulesi’de “demir”in kullanıldığı en önemli baş yapıtlardan olmuştur.

Endüstri Devrimi ile ortaya çıkan çelik, yapıları ve binaları müthiş şekilde etkilemiştir. Dövme ve dökme demirden sonra çeliğin yapılara dahil olması büyük açıklıkların kapatılmasına ve bina yüksekliklerinin de artmasına payandalık etmiştir. Çelik sayesinde geniş açıklıklı köprülerin kolaylıkla inşa edilebilmesi ve yüksek yapıların hayata geçirilebilmesi imkânı doğmuştur. Nihayetinde beton ve çeliğin bütünleşik yapıya kavuşarak oluşturduğu betonarme sistemi yapılarda yerini almaya başlamıştır.

Çelik ve Betonarmenin Etkisi

Sakyamuni Pagodası
Sakyamuni Pagodası

Sadece basınç kuvvetlerine dayanabilen beton, çeliğin eklenmesiyle çekme kuvvetlerine de mukavemet göstermeye başlamıştır. Çeliğin ve betonarmenin devreye girmesiyle birlikte çubuk sistemlerle iskeletli yapı üretimi yaygınlaşmıştır. İskeletli yapı, yığma yapının yerini ikame etmeye başlamıştır; üstelik bunu epey hafif bir biçimde sağlamıştır. Esasında iskeletli sistemlere -ahşap kaynaklı olarak- geçmişte de rastlanmaktaydı. MS. 800’de Çin’de Tang Hanedanı döneminde; dikmeler, kirişler, aşıklar ve ahşap konsollarla depreme dayanaklı yapılar inşa edildiği bilinmektedir. Aynı şekilde Çin’de 1056 yılında yapılan 67 metre yüksekliğindeki Sakyamuni Pagodası, bugün bile ahşap olarak dünyanın en yüksek yapısı olma hususiyetini korumaktadır.

Modern mimarlık teknikleriyle, çelik ve betonarmenin de işin içine girmesiyle strüktürlerle, eski yüzyılların mimarlık anlayışlarından çok daha farklı anlayışlar ve görünümler ortaya çıkmıştır. İskeletli sistemlerde, yığma yapılardan farklı olarak, artık duvarların taşıyıcılığına ihtiyaç kalmamıştır. Taşıyıcı sistem duvarlardan bağımsız bir şekilde oluşturulmaya başlanmıştır. Le Corbusier’nin öne sürdüğü yeni 5 ilkesinin gerçekleşmesi, yeni malzemeler ve yeni teknolojilerin strüktüre uygulanmasıyla mümkün olmuştur.

İlginizi Çekebilir:  Süneklik Nedir? Süneklik, Gevreklik, Rijitlik Tanımları

Gökdelenler Çağı

Strüktür Gökdelen Burj Khalifa
Strüktür Gökdelen Burj Khalifa

Cam teknolojisinde bir devrim niteliğinde yaşanan gelişmeler binaların sadece görünümünü etkilemekle kalmadı, taşıyıcılık işlevinden azade olan dış duvarların yerlerini, çelikle mükemmel bir uyum halinde olan cam giydirme cepheler aldı. Çelik endüstrisinin gitgide gelişmesi gökdelen çağını başlattı ve başta ABD olmak üzere pek çok ülkede kentler gök kubbeye biraz daha yaklaşmış, kentlerin silueti baştan başa değişmiştir.

Öyle ki organik mimarlık felsefesinin baş savunucularından olan F.L. Wright bile 1 mil (1,609 km) yüksekliğinde bir gökdelen yapılmasını önermiştir. Tabii bu öneri şimdilik havada kalmış olsa bile, 2010’da Dubai’de yapılan 828 m’lik uzunluğa sahip olan Burj Khalifa gökdeleni F.L.Wright’ın önerisine yaklaşmıştır. Gökdelenler artık ABD, Uzakdoğu ve Ortadoğu’da bir yarış haline gelmiştir.

Asma-germe Sistemleri

Buckminster Fuller Jeodezik Kubbe - Strüktür
Buckminster Fuller Jeodezik Kubbe – Strüktür

Çeliğin çekme gerilmelerini iyi karşılaması asma (-germe) sistemlerinin önünü açmıştır. İlk asma-germe sistem ise Rusya’da Nizhny’de Rotunda Pavilion’da 1869’da kullanılmıştır. 1972’de Münih Olimpiyat tesisleri, çadır formunun çeşitlenmesini sağlamıştır. Ki İstanbul Boğaz Köprüleri bu teknolojinin örneklerindendir.

Betonarmeyle çok geniş açıklıklar aşılmıştır. 1960’ta inşa edilen Roma Spor Sarayı’nın 100 m çapındaki örtüsü, nervürlü betonarme kubbe örneklerindendir. Betonun ve çeliğin kalitesinin artması strüktürlerde kesitlerin azalmasını sağlamıştır. Öbür yandan da özel formülü ince betonarme kabuklarla geniş açıklıkların örtülmesini sağlamıştır.

Öte yandan, standart çelik çubuklarla geliştirilen jeodezik kubbe ve uzay çerçeveler strüktür konusunda yeni boyut aralamıştır. 1922’de Walter Bauerfeld’in Almanya’daki bir planetaryum için tasarladığı ilk jeodezik kubbeden sonra Buckminster Fuller’in Montreal’deki jeodezik kubbesi strüktürün camın saydamlığı ardında apaçık ortaya konduğu çok başarılı bir çalışma olmuştur.

Örnekler daha da çoğaltılabilir ancak bu kadarla iktifa etmek teknolojinin ve strüktürün dışavurumunun mimariye olan etkisine temas etmek bakımından yetişecektir. Artık bilgisayar teknolojisinin de katkılarıyla yepyeni biçimler ortaya konulmaktadır. Düşey yüklerin yanı sıra depreme, rüzgâra ve başka dış etmenlere dayanacak şekilde yapılan gökdelenler, strüktürlerin bilgisayar imkânlarıyla hesaplanmasına, tasarlanmasına ve uygulanmasına zemin hazırlamaktadır.

Biçim ve Mekân ile Uyumu

Yazımızda masif inşaatla başlayarak, iskeletli/çubuk sistemlere, asma-germeye, yüzeysel sistemlere ve yüksek yapılara strüktürel açıdan tarihsel perspektifle yaklaştık. Verdiğimiz örneklerden de anlaşılacağı üzere strüktürün biçim ve mekânla tam bir uyum içinde olması gereklidir. İşlevle strüktür arasında tam bir iç içelik durumu bulunmaktadır.

Tarım düzeninden sanayiye geçişte işlevler köklü değişimler yaşanırken sanayinin getirdiği teknolojik imkânlar ile yeni işlevler peyda oldu. Örneğin, hava alanları, uçak hangarları gibi yeni konular, çok geniş açıklıkların örtülmesi, stadyumlarda sahaların üstünün açılır-kapanır olarak düzenlenmesi vb. gibi. bir dizi yeni çalışmalar ortaya çıktı. Bugün de bilgi ve iletişim çağının yapısına uygun, özel işlevli yapılar için strüktür sonuna kadar zorlanmaya, yeni çalışmalar yapılmaya devam etmektedir.

Bu Yazıyı Paylaş!

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir