Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Anabilim Dalı / Yapı Bilim Dalı

Aerodynamic performance of tall buildings: A study on the relation between wind escape and outrigger floors

Yüksek binaların aerodinamik performansı: Rüzgâr geçiş ve yatay perde duvar katları arasındaki ilişki üzerine bir çalışma

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 538229 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

Numbers of slender tall buildings, particularly "super-slenders", are increasing rapidly due to the quest for maximizing the leasable space in plan or being iconic or both. With their relatively short structural depth, limiting the top drift, in other words, satisfying the serviceability limit is usually the governing constraint in their design. Using multi-level outriggers, tuned mass dampers and distinctive aerodynamic modifications such as wind flow openings together is rather mandatory to realization of such designs. However, there is a trade-off between outrigger system and wind escape floor if they are located at the same level. The outriggered-frame structural system gives the building its stiffness whereas openings as wind escape floors are aerodynamic modifications for decreasing the wind load acting on building. This study evaluates the interrelation of outriggers and wind escape floors arranged at the same floor level in terms of several structural response parameters. The relationship between openings as aerodynamic modifications for mitigating the wind loads and outriggers (including virtual outriggers) in slender tall buildings have been investigated with the aim of improving the building performance in the context of top drift limitation and reduced wind loads. The research question is the possibility of having less number of outrigger floors by taking the advantage of wind escapes which have located at the outrigger floors without sacrificing occupant comfort. In other words, if the top drift of a building which has a certain type and number of outriggers organized with wind openings can be kept less than the building having more outrigger floors with closed façades, then the architects and engineers may prefer the combined use of outrigger floors with wind escape floors to increase leasable plan area. An existing super-slender building having both outriggers and wind flow openings at mechanical floor levels has been selected and alternative outrigger and wind flow opening configurations have been modelled on this sample building. Then comparisons have been made to scrutinize the optimum use of outriggers with wind openings. Roof drift, story shear and moment, particularly core moment, have been used as demand parameters in this study. The results showed that the optimum use of wind openings with certain type of outriggers can yield better structural response to wind loads compared to closed façade building having more number of outriggers. Code based wind loading without vortex shedding effects can be counted as limitations of the study. Thus, wind tunnel testing of promising outrigger wind escape floor arrangements identified in this study can be conducted as future remarks.

Summary:

Narin yüksek yapıların sayısı kiralanabilir alanları artırmak veya sembolik olmak amacıyla hızlı bir biçimde artmaktadır. Narin yüksek binalarda taşıyıcı sistem derinliğinin nispeten daha az olması, tepe ötelenmesini arttırmaktadır. Dolayısıyla bu tip yapılarda kullanıcı konforunu azaltmadan gerekli tepe ötelenmesi değerlerinin sağlanabilmesi kritik bir tasarım girdisi haline gelmektedir. Yatay perde duvarlar ve ayarlı kütle sönümleyicilerin yanı sıra rüzgâr geçiş katları gibi özel aerodinamik modifikasyonlar narin yüksek yapıların hayata geçirilebilmesi için neredeyse bir zorunluluktur. Yatay perdeli çerçeve taşıyıcı sistem yapıya rijitlik kazandırırken, rüzgâr geçiş katları gibi açıklıklar da yapıya etkiyen rüzgâr yüklerini azaltmak için uygulanan aerodinamik modifikasyonlardır. Bu çalışmada narin yüksek yapılardaki yatay perde duvarlar (sanal yatay perde duvarlar da dâhil) ve rüzgâr geçiş katları arasındaki ilişki, binanın taşıyıcı sistem performansı (tepe ötelenmesi) ve rüzgâr yüklerindeki azalma açısından araştırılmaktadır. Bu çalışmada yatay perde duvarların rüzgâr geçiş katları ile bir arada kullanılması durumunda, tasarım kıstaslarının daha az sayıda yatay perde katı ile sağlanması ihtimali araştırılmıştır. Eğer bu yolla daha az tepe ötelenmesi sağlanabilirse, mimarlar ve mühendisler rüzgâr geçiş katları ve yatay perde duvarı bir arada kullanarak kiralanabilir kat alanını arttırmayı tercih edebilirler. Mekanik katların aynı zamanda yatay perde duvar ve rüzgâr geçiş katları olarak kullanıldığı çok narin bir yüksek yapı örnek olarak seçilmiştir. Rüzgâr geçiş katları ile beraber kullanılan yatay perde duvarların bina performansındaki iyileştirmesini irdelemek için üretilen çeşitli modellerde taban momentleri ve tepe ötelenmeleriyle ilgili karşılaştırmalar yapılmıştır. Sonuçlar rüzgâr geçiş katlarıyla beraber kullanılan ve buna uygun olarak tasarlanmış yatay perde duvarlar ile binanın tepe ötelenmesini azaltılabileceğini göstermiştir. Bu çalışmada hortum saçıntılarının yarattığı titreşimleri göz ardı eden şartname esaslı rüzgâr yükü kullanılmıştır. Bundan sonraki araştırmalarda bu çalışmada belirlenen başarılı yatay perde katı - rüzgâr geçiş katı kombinasyonlarının rüzgâr tüneli testleri ile doğrulanması faydalı olabilir.