Deprem mimarisinden örnekler(3) - Osaka International Convention Centre

[SerkanÇelik]

Osaka International Convention Centre (Osaka Uluslararası Sergi ve toplantı Merkezi) kısaca OICC 2000 yılında tamamlanarak hizmete girmiştir. Kurokawa-Epstein - Arup ortak tasarımı ve çalışması olan bu bina Osaka'nın önemli yapıtları arasında yer almaktadır (Resim 1). Bina beş ana bölümden oluşmaktadır. Plaza, toplantı ve eğlence salonu, oditoryum, konferans salonu ve birçok küçük konferans odasını barındıran bir bölüm yer almaktadır (Resim 2).
Binanın arsa alanı yeterince geniş olmadığı için bütün bu birimler dikey düzlemde birbirlerinin üstüne yerleştirilmişlerdir. Bina 95 metre uzunluğunda ve 59 metre genişliğinde olup yaklaşık 6 bin 750 metrekare taban alanına ve 67 bin 545 metrekare kullanım alanına sahiptir. Bu tarz binalarda genelde yatay yönde oluşan yerleşim bu binada dikey olmasıyla belki de bir ilke imza atmaktadır. Bina tüm köşe ve uzun kenarların ortalarına yerleştirilmiş altı adet 104 metre yüksekliğinde rijit çekirdek tarafından taşınmaktadır.
Tüm bina 13 kat ve her üç kat arasına sıkıştırılmış mekanik elektrik ve sıhhi tesisat birimlerinin bulunduğu ara katlarından oluşmaktadır.

Kobe depremi

1995 yılında Kobe'de meydana gelen yıkıcı deprem sonrası birçok çelik yapının özellikle birleşim noktalarında (kolon-kiriş bağlantıları ve kaynak noktaları) görülen kırılganlık ve hasarların tüm binanın hasar görmesi veya çökmelerle sonuçlanmıştır (Resim 3). Bu kırılganlık elastik olmayan deformasyonlara bağlanmakta ve çelik bağlantı noktalarını akıcı mafsal olarak oluşturarak sönümlemeyi arttırmak üzere hesaplanması ve bu düşüncenin bu deprem ile sakıncalarının olduğunu ortaya koymaktaydı. Birçok hesapta olduğu gibi mafsallar esnek bir davranış göstermemiş ve dönüşümlü kuvvetler altında gevrekleşmiştir. Kobe depreminde yaşanan bu olumsuz deneyimler OICC'nin tasarımı ve hesaplanmasında önemli bir etken olmuştur.

Bina




Binanın girişi iki kata yayılmakta ve tamamen serbest açıklıkla geçilmektedir. Tüm kamuya açık ve binanın 15,5 metresine kadar yükselen plaza kısmının yanında 9 metre çapında yarım çember şeklinde bir de podyum bulunmaktadır. Plazanın üstünde bulunan 3 katta ise sergi ve event salonu bulunmaktadır. 2 bin 600 metrekare büyüklükte olan bu alan ihtiyaca göre iki ve üç bağımsız mekâna ayrılabilmektedir. Bu sergi alanı çok farklı organizasyonların da kullanılabileceği göz önüne alınarak 10 kN/m2 yük taşıma kapasiteli hesaplanıp uygulanmıştır. Tiyatro ve konser salonu olarak kullanılan oditoryum ise 2 bin 754 kişi kapasiteli olmakla birlikte üç farklı düzlemden oluşmaktadır. Bu mekânda raylar üzerine yerleştirilen sahne binanın orta kısmına kadar hareket edebilmekte ve böylelikle mekânı iki eşit parçaya bölebilmektedir.
Oditoryumun üstüne yerleştirilmiş konferans salonu ise 600 kişi kapasiteli olup ihtiyaç halinde bin kişiye kadar genişletilebilmektedir. Binanın 12'inci katında ise 23 metre çapında ve çember şeklinde bir konferans salonu bulunmakta ve bu salon ise 550 kişi kapasiteli olmaktadır. Bu mekânın çatısı da helikopter iniş pisti olarak kullanılmaktadır.

Temel

Bina yapımı sırasında ilk karşılaşılan güçlük zemin yapısı olmuştur. Yer seviyesinden 29 metre derinliğe kadar inen kumlu ve killi zemin yapısı bu yükseklikte bir binanın temel atımı için özel yöntemler kullanılmasını gerektirmiştir. Yeraltı su seviyesi de 8 metreye kadar çıkmaktaydı. 2.6 metre çapında yerinde dökme beton kazıklar kullanarak oluşturulan temeller 18,5 metre derinliğe kadar indiği zaman basınç azalmasından dolayı yer sarsıntılarına yol açmıştır. Kazıklı temel çukurları açıldıktan sonra ultra ses dalgaları ile çalışan bir alet zemin yapısını tekrar incelemiş ve bu incelemenin sonuçlarına göre temel betonu dökülmüştür. Temel yapımı bittikten sonra kullanılan kalıplar yeraltı sularının temeli etkilemesini önlemek için çıkarılmamıştır.
Yapılan incelemeler ve hesaplar sonunda temel ile bina arsında sıkıştırılması gerekli olan tabakanın da bina ağırlığı ve yer sarsıntılarının etkisi ile deforme olması ihtimali ortaya çıkmış bunun için bu bölgede beton plakalardan oluşan elemanlar yerleştirilmiştir.
Su basman seviyesi altında kalan katlar için kazılan çukur yeraltı sularının yapmış olduğu basıncı karşılayabilmek için çukur çevresine örülen beton duvarlar çelik I profiller ile güçlendirilmiştir. Bu tarz kompoze yapı yöntemi sayesinde duvar kalınlıkları azaltılmış ve değerli olan kullanım alanından tasarruf edilmiştir.

Taşıyıcı konstrüksiyon

14x12 metre taban alanına oturan ve yer seviyesinden 1,5 metre yüksekliğe kadar betonarme şekilde inşa edilen altı farklı çekirdek binanın ana taşıyıcı elemanlarını oluşturmaktadır. Bu çekirdekler binanın dikey kuvvetlerin taşınması ve yatay deprem güçlerine karşı konulmasını sağlamaktadır. Bu çekirdekler 1,5 metre seviyesinden sonra 1,2 x 1,2 metre genişliğinde çelik I-profillerden oluşmakta ve gövde kalınlıkları 80 milimetreye kadar ulaşmaktadır. Özel termik yöntemler ve alaşımlarla hazırlanmış çelik 590 N/mm2 ye kadar olan gerilimlere dayanıklı olarak hazırlanmıştır. Her üç katta bir kafes kiriş taşıyıcılar çekirdekler arasına yerleştirilmiş ve yatay yüklerin taşınmasını sağlamaktadır. Bu sistem sayesinde konferans salonu oditoryum ve sergi alanları olarak kullanılan kısımlar kolonsuz mekanların oluşumuna izin vermektedir.
Taşıyıcı çelik konstrüksiyon içerisinde sistemden sismik olarak yalıtılmış yatay rijitleştirme elemanları 'unbounded brace' kullanılmıştır. Bu sistem bina içerisinde histerezis sönümlenmesini sağlamakta ve dönüşümlü kuvvetlerin çok yoğun olarak yaşandığı çapraz rijitleştirme elemanlarının burkulmasını önlemek amacıyla geliştirilmişlerdir. Bu sistemde çapraz profiller boşluklu profille kaplanmakta daha sonra aradaki boşluğa şap veya beton dökülmek suretiyle boşluklar kapatılmaktadır. Beton ile çelik profil arasına yerleştirilen ve kayganlık yaratan malzemeler ile çekme kuvvetlerinin metal profiller tarafından taşınmakta ve beton ise çapraz rijitleştirme elemanlarının basınç kuvvetleri altında bükülmesi ve kamburlaşmasını önlemektedir. Altı çekirdeğin tümü bu rijitleştirme elemanlarından oluşmaktadır. 20 metre uzunluğunda ve iki kat yüksekliğinde olan bu elemanlar çekirdeklerin rijitliğini sağlamaktadır. Tüm binanın taşıyıcı konstrüksiyonun da kullanılan çelik malzemenin ağırlığı 34 bin tondur.
Binanın oditoryum kısmı birbiriyle çelişen iki farklı görevi aynı anda yerine getirmesi gerekiyordu. İlk olarak sönümlemeyi arttırmak ve ana taşıyıcı konstrüksiyonun yatay kat deplasmanlarını azaltmak için esnek ve ikinci olarak da kullanma yükünden ortaya çıkan vibrasyonları azaltmak üzere yeterince rijit olması gerekmekteydi. Deprem anında oditoryum döşemesinin ağırlığından kaynaklanan yüksek yatay kuvvetlerin azaltılması için özel bir kayar mesnet kullanılmıştır. Sismik sensorlar ve hidrolik sönümleme silindirlerinden oluşan bu elemanlar oditoryumun ikinci katla çekirdeklerin bağlantı noktalarına yerleştirilmiştir. Yer sarsıntılarının algılanması ile direk olarak harekete geçen kayar mesnetler kuvvetlerin belli bağlantı noktalarına yoğunlaşmasını engellemektedir.
İlk katın döşemeleri ise sismik derzler ile birbirinden koparılmış ve müzik konserleri sırasında yoğun seyirci hareketlerinden doğan titreşimlerin sönümlenmesinde yardımcı görev üstlenmektedirler. Bütün bu önlemlerin yanı sıra genelde gökdelenlerde kullanılan kütle sönümleyicilerde 16 adet bu bölüm içersine yerleştirilmiştir. Yapılan hesaplara göre bu kütle sönümleyiciler bina titreşimlerini yüzde 30 ile 60 arasında azaltmaktadırlar.
Farklı yapı teknolojilerinin uygulanmış olduğu bu yapı toplam 500 milyon Amerikan dolarına mal olmuştur. 2000 yılından beri çeşitli etkinlikler, pop ve klasik müzik konserleri, operalar ve uluslar arası sempozyumlara ev sahipliği yapan binanın asıl inşa amacı olan G8 zirvesine ev sahihliği yapmaktı. Ancak 2000 yılında G8 zirvesi farklı bir şehre taşınmasından dolayı yapım amacına tam olarak ulaşamamıştır.

Yüksek Mimar Barış ÇOKCAN