Cephe statiği, giydirme cephe sistemlerinin rüzgâr, cam ağırlığı, kar ve bakım yükleri gibi etkilere karşı güvenli ve servis verilebilir davranışını analiz eder. Bu makale, TS 498 ve EN 13830:2015+A1:2020 standartlarına dayalı olarak düşey ve yatay profillerin statik hesap adımlarını açıklamaktadır.
1) Cephe Statiğinde Temel Yükler
Giydirme cephe sistemlerinde temel yükler şunlardır:
- Rüzgâr yükleri: TS 498 ve EN 1991-1-4'e göre hesaplanır, yapı yüksekliği ve arazi pürüzlülüğüne bağlıdır.
- Ölü yükler: Cam, panel ve alüminyum profil ağırlıkları.
- Kar yükleri: TS 498'e göre çatı veya ışıklık etkileşiminde dikkate alınır.
- Bakım/servis yükleri: Gerektiğinde, örneğin temizlik platformları için.
2) Düşey Profil (Mullion) Hesabı: Rüzgâr Yükü (SLS)
Rüzgâr yükü, düşey profillerin tasarımında temel etkendir. Hesaplama adımları şöyledir:
- Rüzgâr yükü belirleme: Rüzgâr hız basıncı (q, kN/m²) TS 498 veya EN 1991-1-4'e göre yapı yüksekliği, arazi pürüzlülüğü ve cephe bölgesine bağlı olarak seçilir. Aerodinamik katsayı (Cp) cephe geometrisine göre belirlenir. Çizgisel yük: w = |q| × B (B: modül/aks genişliği).
- Sehim sınırı: EN 13830:2015+A1:2020'ye göre sehim limitleri:
- L ≤ 3000 mm → flimit = L / 200
- 3000 mm < L < 7500 mm → flimit = 5 mm + L / 300
- L ≥ 7500 mm → flimit = L / 250
- Gerekli atalet momenti (Ireq): Tek açıklıklı, mafsallı mesnetli kiriş için:
Ix,gereken ≈ [ (5 · w · L⁴) / (384 · E · flimit) ]Burada w: çizgisel rüzgâr yükü (kN/m), L: mesnet açıklığı (cm), E: elastisite modülü (Alüminyum için ≈ 70 GPa), flimit: izin verilen sehim (cm).
- Reaksiyon ve momentler:
- Reaksiyon (SLS): R = w · L / 2 (kN)
- Maksimum moment (SLS): M = w · L² / 8 (kN·m)
- ULS Kontrolü: σd = Md / W ≤ fy / γM1 (γM1 = 1.1 alüminyum için).
3) Yatay Profil (Transom) Hesabı: Cam Yükü (SLS)
Yatay profiller genellikle cam ağırlığını taşır. Hesaplama adımları:
- Cam yükü hesaplama: Cam özgül ağırlığı ~25 kN/m³ kabul edilir. Toplam cam yükü:
Wcam = 0.025 · ttoplam · L · G (kN)ttoplam: cam kalınlığı (mm), L: mesnet açıklığı (cm), G: cam yüksekliği (cm). Tekil yük (her uç): P = Wcam / 2 (kN).
- Sehim sınırı: EN 13830 Madde 5.6'ya göre: flimit = L / 500.
- Gerekli atalet momenti (Ireq): Simetrik çift tekil yük için:
Ireq = P · a · (3L² − 4a²) / (24 · E · flimit)P: tekil yük (kN), a: mesnetten yük mesafesi (cm), L: mesnet açıklığı (cm), E: elastisite modülü (GPa).
4) Cp Katsayıları ve Rüzgâr Yükleri
Rüzgâr yükü hesaplarında, aerodinamik katsayı (Cp) cephe bölgesine göre seçilir:
- Düz cephe: Basınç veya emme için tipik Cp değerleri (TS 498 veya EN 1991-1-4 tabloları).
- Köşe bölgeleri: Daha yüksek emme katsayıları, artırılmış mutlak değerler kullanılır.
- Yan cephe: Genellikle emme ağırlıklıdır.
5) Sehim Kriterleri ve Profil Seçimi
Profil seçiminde, servis limit durumları (SLS) için sehim sınırları (L/200, L/250 veya L/500) ve cam/conta uyumu dikkate alınır. Seçilen profilin atalet momenti (I) hesaplanan Ireq'den büyük olmalıdır. Ayrıca, ULS (nihai limit durumu) için gerilme kontrolleri yapılmalıdır.
6) Hızlı Uygulama Akışı
- Yapı yüksekliği ve arazi pürüzlülüğüne göre q belirle (TS 498 veya EN 1991-1-4).
- Cephe bölgesi ve geometriye göre Cp seç.
- Çizgisel yükü hesapla: w = |q| × B (düşey profiller) veya cam yükü için P = Wcam / 2.
- Sehim limitine göre gerekli Ireq'yı hesapla.
- Seçilen profilin I, W ve bağlantı detaylarını ULS/SLS için kontrol et.
7) Sık Sorulanlar
Zone A mı, Zone D mi kullanmalıyım?
Cephe bölgesine bağlıdır. Köşe bölgeleri (Zone D) daha yüksek emme katsayılarına sahiptir. Proje şartnamesi ve EN 1991-1-4'ün ilgili tablo/şekillerine bakın.
TS 498 ve EN 1991-1-4 birlikte kullanılabilir mi?
Türkiye'de TS 498 esastır, ancak uluslararası projelerde EN 1991-1-4 ile uyum sağlanabilir. Nihai kriterler proje şartnamesine ve yerel mevzuata göre belirlenir.
EN 13830'un sehim limitleri nedir?
Rüzgâr yükleri için: L ≤ 3000 mm → L/200; 3000 mm < L < 7500 mm → 5 mm + L/300; L ≥ 7500 mm → L/250. Cam yükleri için: L/500.