Tübüler sistemler

Tübüler sistemler ile yüksek bina inşa edilmesi

Tübüler sistemler ile yüz kat ve üzeri binalar yapılabilir. Bu sistemde dışta oluşturulan tüp, yatay yüklerin tamamını karşılayacak şekilde tasarlanır. İçte çekirdeğin sadece düşey yükleri taşıdığı varsayılır. Klasik sistemlerde iç kısımlarda kullanılan çekirdek bölgesine bir tüp sistem yerleştirilebilir. İçteki tüp hem düşey hem yatay yükleri taşır ve sistemin rijitliğini arttırır.

Bina Tasarımına Uygun Tübüler sistemler

Çerçeve-tüp sistemler, “geleneksel çerçeve sistemlerin evrimi” olarak tanımlanabilir. Bu sistemler, perdeli çerçeve sistemin çok yüksek binalar için yetersiz kalması sebebiyle bir alternatif haline gelmiştir. Çerçeve-tüp sistemlerde, cephe aksında birbirlerine derin çevre kirişlerle bağlanan sık aralıklı kolonlar bulunmaktadır. Bu sistemde dışta oluşturulan tüp, delikli bir perde görünümündedir.

Çerçeve tüp sistemin dış yüzeyine birden fazla kat yüksekliği boyunca çapraz elemanlar eklenerek kafes-tüp sistemler elde edilir. Böylece strüktürel rijitlik ve etkinlik arttırılarak çerçeve tüp sitem ile kıyaslandığında kolon aralıkları daha geniştir. Çelik binalarda, bina yüzeyinde birden fazla kat yüksekliğinde çelik diyagonaller veya çaprazlar kullanılırken betonarme binalarda, pencere açıklıkları bina yüzeyinde birkaç kat yüksekliğinde diyagonal oluşturacak şekilde çaprazlama olarak betonarme perdeler ile teşkil edilir.

Kafes-tüp sisteminin ilk uygulaması çelik bir binada yapılmıştır. Ünlü yapı mühendisi Fazlur Khan, kafes-tüp fikrinin geliştiricisi olup bunu ilk kez 100 katlı John Hancock Center’da (1969) uygulamıştır. New York’taki 50 katlı 780 Third Avenue Building (1985), kafes-tüp sistemin kullanıldığı ilk betonarme binadır.

Artan kat alanları ve bina yükseklikleri sonucu yapı taşıyıcı sisteminde kolon aralıklarının arttırılmasına imkân veren demet-tüp sistemi geliştirilmiştir. Örneğin, kolon aksları arasındaki açıklık, Sears Tower’da (1974) 4.60 m mertebelerindedir. Demet-tüp sistem modüler karakteristiği sebebiyle geniş bir uygulama alanına sahiptir. Tüpler birçok şekilde düzenlenerek farklı formlar oluşturulabilir. Chicago’da bulunan çelik taşıyıcı sistemi olan 108 katlı Sears Tower (1974) demet-tüp sisteminin kullanıldığı ünlü binalardandır.

Tüp İçinde Tüp Sistemler yatay yükleri hem içteki çekirdek taşır hem de dıştaki çerçeve tüp sistem taşır. İçteki sistem ile dıştaki sistem birbirine kat döşemesinin oluşturduğu diyafram ile bağlıdır. İçeride bulunan çekirdek sistem perde, çaprazlı (kafes) tüp veya çerçeve tüp sistem olabilir. Bu şekilde içte ve dışta iki farklı tüp sistem oluşur yani iç içe tüp sistem oluşur. Millennium Tower, Tokyo yapısının taşıyıcı sistemi bu sisteme örnek verilebilir.