Dış Kaynaklı Proje Süreçleri Yönetim Sistemi
Akgül Ç. (Yürütücü), Sarıtaş A. , Baran E. , Shaban alan N. , Canbay E.
Üç boyutlu (3B) baskı olarak da bilinen
eklemeli imalat tekniği hızlı bir prototipleme sistemi aracılığıyla bu işleme
uygun hammaddeleri katman katman üst üste ekleyerek özgür şekillere sahip 3B
nesne oluşturmaya dayanmaktadır. Eklemeli imalatın biyomedikal malzemeler,
savunma, havacılık ve otomotiv endüstrileri gibi farklı alanlarda yaygın olarak
uygulanmasına rağmen, inşaat sektöründeki ilerlemesi sağladığı avantajlara kıyasla
çok yavaştır. Eklemeli imalat teknolojisi gelişmeye açıktır ve ileride kabul
edilecek/onaylanacak standartlar sayesinde inşaat sektöründe ticari olarak
uygulanabilir hale geldiğinde pek çok faydayı bir arada sunmaya adaydır. 3B
eklemeli imalatın inşaat sektöründeki ilk kullanım alanı 3B basılmış beton
(3BBB) ile ortaya çıkmaktadır. 3BBB ile inşaatın yaygın olarak belirtilen
potansiyel faydaları arasında otomasyona açık olması ve kalıp gereksiniminin
azalması sayesinde inşa hızının artması ve işçilik maliyetinin azalması,
malzeme kullanımının azalması, atık üretiminin ve CO2 emisyonunun
azalması ve ayrıca yaralanma ve ölümlü kazalar açısından daha güvenilir
inşaatların oluşturulması olarak sayılabilir. İnşaat sektöründe 3B
yazıcıların kullanılması ile öncesinde imalatı hayal dahi edilemeyecek mimari
formların, hızlı ve düşük maliyetli şekilde üretilebilmeleri olası
kılınmaktadır. Zaten kent mobilyaları, cephe kaplamaları, iç mekân tasarımları
ve objeleri için kendine yer etmeye başlamış olan bu teknoloji, konvansiyonel
yapım tekniklerine prefabrik parçalar üreterek eşlik etmektedir. Özellikle
toplu konut ihtiyacı olan ülkelerde ve yerleşim yerlerinde, afet sonrası
barınma ihtiyacı için, doğaya en az zararı verecek kent oluşumlarında ya da
geleneksel yöntemlerle üretilemeyecek zorlukta tasarlanmış binaların üretiminde
ve hatta dünya dışında kolonileşebilmek için 3B yazıcılar kullanılacağı
öngörülmektedir.
3BBB ile yapılan yapıların inşasına
yönelik standart eksikliği, yüksek baskı maliyeti, basılmış betonda aşırı
kuruma büzülmesi, iki katman arasındaki görece soğuk derz ve etkileri, baskı
sırasında basılmış katmanların plastik deformasyonu, hidrasyon kontrolü ve
anizotropik davranış gibi bazı zorlukları vardır. 3BBB’de küçük ölçekli yani
malzeme seviyesindeki deneysel çalışmalar son 5 yılda ciddi miktarda artmış da
olsa büyük ölçekli 3BBB yapı elemanlarının ve hatta binaların deprem
titreşimleri altında maruz kalacakları yük talebi ve kapasitelerinin
belirlenmesine yönelik olarak çalışma eksikliği bulunmaktadır. 3 boyutlu yazıcıyla inşa
edilen beton binaların deprem davranışının belirlenmesi ve bu davranışın sadece
doğrusal olmayan analizlerle değil ayrıca deneysel çalışılarak doğrulanması
gerekmektedir. Deneysel çalışmalar açısından çevrimsel yüklerin dikkate alınması,
farklı geometrik yapılara sahip duvarların yapısal davranışlarının belirlenmesi
gerekmektedir. 3BB betonun tek başına yalın olarak
kullanıldığı durumlarda betonun çekme dayanımının yetersiz kalmasından dolayı
deprem yükleri altında kırılgan ve ayrıca kısıtlı enerji harcayabilen bir
davranış sunması beklenmektedir. Bu eksikliğin giderilmesi için donatılı
sistemlerin araştırılması ve bunlarla ilgili var olan yönetmeliklerle
uyumluluğun yani analiz ve tasarım ilkelerinin belirlenmesi gerekmektedir.
Bu projede 3BBB binaların deprem yükleri altında analizlerinin ve
tasarımlarının yürütülmesine katkı sunacak deneysel ve sayısal araştırma
yürütülecektir. Bu kapsamda kuşatılmış 3BBB duvarlarla ilgili literatürde
sunulmamış öncü deneyler ve ayrıca sayısal çalışmalar gerçekleştirilecektir.
3BBB duvarlarda biri yüksek çimento dozajlı ve diğeri ise daha sürdürülebilir
olmak üzere iki farklı karışım kullanılacaktır. Gerçekleştirilen deneysel
çalışmalar sayısal ortamda yüksek doğrulukta yaklaşımlarla modellenecektir.
Sayısal analizlerden elde edilen tecrübeyle yönetmeliklere tavsiye olarak
sunulacak tasarım değerleri elde edilecek ve basitleştirilmiş modellerin
kullanımı ile beraber 3BBB ile inşa edilmiş bir yapının deprem yükleri
altındaki doğrusal olmayan davranışı gerçekleştirilecek ve bu tür yapıların
gerçekçi modellenebilmesi için tasarım ve analiz ilkeleri sunulacaktır.