Deprem mimarisinden örnekler (2): Pekin Ulusal Tiyatro Binası

[SerkanÇelik]

Hava şartlarından korunmak için kapalı mekânların yaratılması ve bu kapalı mekânlara rağmen doğa ve çevre ile bütünleşmek insanlığın içinde olduğu bir ikilemdir. Her mimar ve mühendisin arzularından biri ise daha şeffaf ve kolonsuz daha büyük açıklıkların geçildiği mekânlar yaratmaktır. Birçok yapıda bu istekten yola çıkılmak suretiyle çelik ve cam malzemeler hâkim olmaktadır. Tıpkı Fransız Mimar Paul Andreu'nun tasarlamış olduğu ve Çin Cumhuriyetinin ulusal prestij yapısı olarak nitelendiren Pekin Ulusal Tiyatro Binası'nda olduğu gibi.
212 metre boyunda ve 143 metre eninde ve 46 metre yüksekliğinde elipsten oluşan bu bina tarihi yapıların hakim olduğu Pekin'in tam kalbinde ve Yasak Şehrin birkaç blok ötesinde yerini almıştır. Birçok kişi tarafından yumurtaya benzetilen bu yapı mimari tasarımı ve görünümü ile birçok tartışmaya yol açmış gibi görünmekte ve eleştiri yağmuruna tutulmaktadır. Sadece binanın yapısı değil aynı zamanda konumlanmış olduğu Tiananmen Meydanında da olması eleştirilerin ortak noktasını oluşturmaktadır. Bu eleştirilere karşın Pekin Ulusal Tiyatrosunun Çin kültür tarihinde önemli bir dönüm noktası olduğuna inananlar da mevcuttur.
Bu dev kabuksu yapının içerisinde aynı zamanda bir opera, iki tiyatro ve bir konser salonlarını da barındıran binalar vardır. 200 bin metrekare alan yüzeyine sahip bu kabuksu yapı 324 milyon Amerikan Dolarına mal olmuştur. Tüm salonlar yaklaşık 6 bin seyirci kapasiteli olması binanın büyüklüğünü bir kez daha ortaya koymaktadır.





Yapının titan levhalarla kaplanmış üst yüzeyi elips yapının tam ortasında bulunan ve enine uzanan cam yüzey ile iki eşit parçaya bölünmüştür. Bu şerit binanın üstüne doğru daralıp taban alanına doğru genişlemektedir. Taban alanıyla kesiştiği noktada ise cam cephenin uzunluğu 105 metreye kadar ulaşmaktadır. Bu kabuksu yapının üzerinde hiçbir pencere veya kapı bulunmamaktadır. Bina girişi ise yapının çevresini oluşturan yapay su gölünün altında bulunan ve 80 metre uzunluğunda cam tünel tarafından sağlanmaktadır. Bu gölün çevresine ise yeni bir park alanı da yapılmaktadır.
Yapımı içinde bulunduğumuz günlerde tamamlanacak olan bu binanın yapım süresinin kısalığı Mimar Paul Andreu'nun tüm teknik konuları diğer uzmanların katılımıyla tasarım aşamasında çözmesine bağlanmaktadır. Taşıyıcı strüktürün tasarımı mimari düşünceyi oluşturan şeffaflığa göre hareket etmektedir. Yapımın her aşamasında strüktür geometrisinin kolayca denetlenebileceği bir yapı yöntemi tercih edilmiştir. Bu yapı yönteminin en önemli avantajlarından bir diğeri ise tüm konstrüksiyon ağırlığının (özellikle opal cephe malzemelerinin kullanıldığı alanın altında) minimize edilmesidir. Ana kirişler arasına yerleştirilen yatay çelik boruların bağlantı detayları montajı kolaylaştırılacak şekilde düşünülmüş ve uygulanmıştır. Gerçek yapıdaki montajdan önce tüm düğüm noktaları farklı bir mekânda bağlanmak suretiyle test edilmiştir. Yarım top şeklinde tasarlanmış düğüm elemanları çelik taşıyıcıların yerleşimlerini basitleştirmekte ve tolerans payı sağlamaktadır.
Taşıyıcı strüktürün görülmediği titan levhaların bulunduğu kısımlarda bağlantı noktaları basit tutulmuş ve bu yöntem sayesinde ağırlıkları minimize edilmiştir.
Konstrüksiyon sisteminin tasarımı sırasında etken olan diğer önemli bir noktada üretim ve montaj sürelerinin en aza indirilmesi ve standart detay örnekleriyle montaj kolaylığı sağlamak olmuştur. Tüm parçalar montaj alanı denilen farklı bir mekânda montaj edilmiş daha sonra inşaat alanında tekrar birleştirilmişlerdir.

Bu kabuksu yapıyı taşıyan sistemi çelik bir strüktür oluşturmaktadır. Bu çelik strüktür çelik bir kafes kiriş üzerine oturtulmuş ve mesnet noktalarından altında bulunan yuvarlak ihata duvarına sabitlenmiştir. Bu duvar yaklaşık 4 metre yüksekliğe ulaşmakta ve ön germe beton ile oluşturulmuştur. Elips çatı strüktürü ile ihata duvarı arasına yerleştirilen esnek yalıtım malzemeleri sayesinde bu yapıya deprem esnasında etki eden yatay kuvvetler bu malzemeler tarafından kısmen emilerek etki kuvvetleri sınırlanmaktadır. Dış cephesini cam ve titan panellerle kaplanmış iç yüzeyde ise ahşap malzeme kullanılmıştır. Elips şeklindeki kabuksu yapı 148 ana radyal kirişten oluşmaktadır. Her 3.87 metrede bir alt halkaya ulaşmaktadır. 2.4 metre aralıkla 40 adet enine eksene yerleştirilmiş çelik elemanlar bu radyal kirişleri birbirine bağlanmakta ve strüktürün rijitliği sağlanmakta ve yapının depreme karşı olan direncini arttırmaktadır.
Cephe malzemesi olarak kullanılan Alpolic/fr-TCM isimli malzeme 4 milimetre kalınlığında olup alt tabakası 0.3 milimetre paslanmaz çelikten üst tabakası 0.3 milimetre kalınlığında titandan oluşmaktadır. Bu malzemenin en önemli özelliklerinden bir diğeri ise yangına karşı dayanıklı olmasıdır.

Pekin deprem kuşağında bulunmaktadır. Ulusal yapı yönetmeliklerine göre hesaplamalar sırasında iki farklı deprem şekli göz önüne alınmalıdır. İlk olarak orta şiddetli depremler baz olarak alınır. Bu depremlerin meydana gelme olasılığı 100 sene için yüzde 63 olarak verilmektedir. Böyle bir deprem sırasında bina kabuğunu oluşturan taşıyıcı strüktür zarar görmemelidir. Bu tarz depremlerde dikkate alınan bir diğer nokta ise taşıyıcı olmayan yapısal elemanların zarar görmemesidir. Dış cepheye yerleştirilen paneller arasında sismik derz bırakılmak suretiyle panellerin rüzgâr ve deprem kuvvetleri etkisiyle zarar görmeleri de sağlanmaktadır.
Her 100 senede yüzde 3 olasılıkla meydana gelecek şiddetli ve yıkıcı depremlerde ise taşıyıcı strüktürün çökmesi engellenmelidir. Bu tarz depremde katlar arası deformasyonun hesaplanması ana hedeflerden biridir.
Gerek kabuksu basit olan geometrik şekli gerekse elips yapının hiç ara vermeden ön germeli bir halka ile bağlanması ve bu halka ile temel arasına yerleştirilmiş olan elastik sismik yalıtıcılar binanın deprem güvenliği açısından olumlu yönlerini oluşturmaktadır. Binanın en ve boy uzunluklarından ortaya çıkan asimetrik yapısı ise mühendisler tarafından dikkate alınmış tüm ağırlıklar düğüm noktalarına eşit olarak dağıtılmışlardır.
Japonya kadar şiddetli bir deprem kuşağında bulunmasa da, Pekin ve çevresinde yaşanmış olan ağır depremler tasarımcı ve yapımcı şirketlerin deprem konusuna duyarlı bakmasını sağlamıştır. Bu yapının uzun süreler hizmet vermesinin istenmesi ve yapı tarihinde önemli bir yer almasının hedeflenmesi de yapının deprem güvencesinin ne kadar yüksek olmasıyla doğrudan orantılı olacaktır.

Yüksek Mimar Barış ÇOKCAN

[q1q1q1q1]

"Her mimar ve mühendisin arzularından biri ise daha şeffaf ve kolonsuz daha büyük açıklıkların geçildiği mekânlar yaratmaktır."
kolonsuz mekanlar yaratmak inşaat mühendisinin değil mimarların fantazisidir. hatta mimarlara kalsa bina havada kendi kendine dursun istiyolar.