Çelik Yapı Sistemleri, Çelik Taşıyıcı Sistemler ve Mimarlık (2024)

Çelik yapı sistemleri, büyük açıklık geçme ve şeffaf mekanlar elde etme arzusuna çözüm bulmasının yanı sıra tasarımcı açısından yaratıcılığa açık olması, değişiklik ve yenileme durumlarında kolaylık sağlaması, geri kazanılabilir bir malzeme olması, hafif ama sünek yapı tasarım imkanı, inşaat süresinin alışılmış yöntemlere (örneğin yerinde döküm betonarme) kıyasla daha kısa olması ve dolaylı maliyet ekonomisi bakımından tercih sebebidir.

Malzeme Olarak Çelik

Taşıyıcı sistem kurgusu içerisinde malzeme, tasarımı belirleyici unsurlardan birisidir. Çelik, malzeme açısından, ahşap ve betonarmeden farklı olarak hom*ojen ve izotropik bir yapıya sahiptir ve elastisite modülü (210 GPa), ahşaptan ortalama 20 (10 GPa), normal dayanımlı betondan ortalama 10 kat (20- 30 GPa) daha büyüktür. Yapısal çelik, istenilen biçim ve boyutlarda üretilebilir. Malzemenin ön üretimli olması ve milimetrik ölçülerde üretim gerçekleştirilmesi ise montaj ve uygulamada kesin sonuçlar sağlamaktadır.

Çeliğin tarihsel süreci incelendiğinde M.Ö. 6.yy’dan sonra demir olarak mimarlık ortamında kullanım alanının mevcut olduğu görülmektedir. Çeliğin günümüzdeki yapısına ulaşıncaya kadar 3 farklı çağda biçimlendiğini söylemek mümkündür.

1- Dökme Demir Çağı: Eritilip kalıplara dökülerek şekil verilen ve kolonlarda 1900 ‘lere kadar üretimi devam eden dökme demir ham demirin işlenmesi ile birlikte yapı malzemesi olarak kullanılmaya başlanmıştır. Dökme demir, 18.yy’da ilk olarak köprü yapımında kullanılmaya başlanmıştır.

2- Dövme Demir Çağı: Ham demirin tam eritilmeden dövülerek/haddelenerek şekil verilmesi ile elde edilen yapısal ürünün 1850–1900 yılları arasında kullanıldığı dönemdir.

3- Çelik Çağı: 1880’lerden başlayarak günümüze dek uzanan süreçte kullanılan, doğada bulunan demir cevherinin (veya hurda çeliğin) eriyik haline getirilip saf demirin elde edilmesinin ardından haddelenerek istenilen biçim ve ölçülerde üretilmesiyle oluşturulan demir-karbon alaşımı olarak isimlendirilen, kaynaklanabilir özellikteki yapısal çeliğin kullanıldığı dönemdir.

Çelik, Richard Rogers, Renzo Piano, Norman Foster, Zaha Hadid, Frank O. Gehry gibi mimarların tasarımları ile çağımızın en popüler yapı malzemelerinden biri haline gelmiştir ve her geçen gün şaşırtıcı ve farklı tasarımlar geliştirilmektedir.

Önerilen Makale:Çelik sac malzemeler veuygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için çelik dilme levha fiyatları sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.

Çelik Yapı Sistemleri ve Gelişim Süreci

Çelik, malzeme olarak, çelik yapı sistemleri bazında incelediğinde genellikle geniş açıklıklı yapı tasarımında uygulandığını söylemek mümkündür. Geniş açıklıklı yapı, ara taşıyıcıya ihtiyaç duyulmadan kesintisiz mekanların oluşturulduğu ve daha fazla net kullanımın sağlandığı alanlardır. Tarihsel süreç içerisinde gittikçe daha ekonomik biçimde daha büyük açıklık geçme arzusunun çelik yapı sistemlerinin gelişimini başlattığı ve bilimsel araştırmaların yardımı ile taşıyıcı sistem türlerine çeşitlilik kattığını söylemek mümkündür.

Geniş Açıklıklı Yapılarda Fonksiyon

Çelik kullanılarak uygulanan geniş açıklıklı yapılar, ilk zamanlarda sanayi tipi hangar vb yapılar olarak oluşturulmuştur. Teknoloji ile birlikte değişen ve gelişen sistemler, toplumun beklentilerinin değişmesi, mimarların tasarım ve uygulama bakımından farklı arayışlar içerisine girmesi geniş yapı yelpazesini çeşitlendirmiştir. Bu bağlamda ortaya çıkan geniş açıklıklı yapılardaki fonksiyonlar aşağıdaki gibi sıralanabilir;

- Fabrika, hangar gibi sanayi tipi yapılarında,
- Konser, tiyatro, fuar, sergi, müze gibi kültürel nitelikli yapılarda
- Havaalanı, metro, terminal gibi ulaşım yapılarında,
- Spor salonu, stadyum gibi spor yapılarında,
- Okul, fakülte gibi eğitim yapılarında uygulanmıştır.

Sanayi tipi yapılar, estetik kaygısından uzak sadece işlevin karşılanmak istendiği yapı tipi olarak uygulanmaktadır. Kültürel nitelikli yapılar, hem işlev hem de hem de ziyaretçilerin ilgisini çekecek biçimde estetik kaygılar ile tasarlanmaktadır. Havaalanı, spor ve eğitim yapıları ise genellikle işlevin ön planda olduğu ve ortamda bulunan kalabalığın aynı anda hareket etmesinin istendiği biçimde tasarlanmaktadır ve ikinci aşamada estetik kaygısının olduğu yapı türleridir.

Geniş Açıklıklı Yapılar ve Kent

Geniş açıklıklı yapı tasarımlarında yapının uygulanacağı kentsel konumun önemi büyüktür. Genellikle ulaşım, eğitim, spor gibi büyük kitlelere hizmet vermek amacı ile tasarlanan yapıların kentin nüfus ve sosyolojik alt yapısı düşünülerek sirkülasyon ve trafik sorununun göz önünde bulundurularak tasarlanması gerekmektedir. Bu tür yapılar bulundukları kentin gelişmişlik düzeyini, sosyal değerlerini ve ekonomik gücünü simgeleyen görsel ifadesidir, bu nedenle konumlandıkları bölgeler ve uygulanan tasarımlar önemlidir.

Yapı, fiziksel konum, çevresel etmenler, düşünce gücü vb. etmenler ile tasarım sürecinin sonunda ortaya çıkan ürün olarak tanımlanabilir. Taşıyıcı sistem, tasarlanan herhangi bir yapının ayakta durmasını sağlayan, belirli açıklıkları geçme işlevini yerine getiren, kimi zaman tasarımda yapıyı biçimlendirici nitelikleri olan ve yapıya etkiyen yükleri aktaran taşıyıcı elemanların bir araya gelmesiyle oluşan bütündür. Taşıyıcı sistem elemanları, kendi ağırlığından oluşan yüklerle birlikte, yapıya çeşitli sebeplerle ya da farklı biçimlerde etki eden yükleri güvenlik sınırları içerisinde zemine aktarma görevini yerine getirmektedir.

Günümüz taşıyıcı sistem malzemelerinden yapısal çelik, doğada bulunan demir cevherinin (veya hurda çeliğin) eriyik haline getirilip saf demirin elde edilmesinin ardından haddelenerek istenilen biçim ve ölçülerde üretilmesiyle oluşturulan demirkarbon alaşımıdır. Yüksek mukavemete sahip çelik malzeme ile oluşturulan taşıyıcı sistem elemanları ve taşıyıcı sistem türleri şu şekildedir:

• Kirişler
• Kolonlar
• Kemer sistemler
• Çerçeve sistemler
• Stabilite elemanları
• Uzay kafes sistemler
• Kablolu sistemler

Kiriş, taşıyıcı boyutu yanında diğer boyutları ihmal edilebilen ve eksenleri ile idealize edilen çubuk taşıyıcılardır. Kirişlerin taşıyıcı sistem içinde iki temel görevinden söz edilebilir. Bunlardan birincisi; döşemeden aktarılan sabit (ölü), hareketli yükler ve varsa üzerindeki duvar yüklerini (düşey yükler), mesnetlendikleri kolon ya da perdelere aktarmaktır. İkincisi ise; özellikle deprem ve rüzgar yüklerini (yatay yükler), döşemelerle birlikte düşey taşıyıcı elemanlara (kolon ve perde) aktarmaktır.

Eksenine dik doğrultudaki kuvvetler etkidiğinde, dolu gövdeli kirişlerde eğilme momenti ve kesme kuvveti meydana gelir ve normal kuvvet düzeyi genellikle çok düşük olduğu için ihmal edilir. Kafes kirişlerde ise; dış yükler, aşıklar vasıtasıyla uygulanmak koşulu ile, eğilme momenti ve kesme kuvveti oluşmaz sadece normal kuvvet söz konusudur.

• Dolu gövdeli kiriş
• Gövdesi boşluklu (petek) kiriş
• Vierendeel kirişi
• Düzlem ve uzay kafes kiriş biçimlerinde üretilmektedir.

Dolu Gövdeli Kirişler Özel bir yükleme durumu söz konusu değilse, I profil tipindeki dolu gövdeli çelik kirişlerin kesit boyutları, genellikle eğilme momenti ve sehim tahkikine göre belirlenir, kayma gerilmeleri düşüktür. Eğilme momentinden dolayı normal gerilmelerin kiriş yüksekliğince lineer dağıldığı kabul edilir. Açıklık momenti ve/veya mesnet momenti için profile kaynak ve bulon ile ek levha veya guse uygulaması yapılır.

Yapılarda, 15 m’den büyük açıklıklarda ve kesit yüksekliğinin 1.5 m’den fazla olduğu durumlarda dolu gövdeli kirişler, kendi ağırlığı ve yapı toplam yükünde oluşturdukları ağırlıktan ötürü ekonomik değildir; yine de dolu gövdeli kirişler ile 25–30 m açıklık geçmek mümkündür. h/L oranı; basit mesnetli kirişler için 1/13- 1/16, sürekli kirişler için 1/16–1/24 düzeyindedir.

Gövdesi Boşluklu (Petek) Kirişler

I profilin gövdesi boyunca belirlenen şekil hizasında kesilip parçaların üst üste kaydırılarak birleştirilmesiyle ya da doğrudan boşluk açılarak üretilmesiyle elde edilen petek kesitler, genellikle düzgün yayılı yüklerin hakim olduğu sistemlerde kullanılır. Yapıda, mesnet bölgeleri veya tekil yüklerin etkidiği durumda kesit gövdesinde oluşacak büyük kayma gerilmeleri nedeni ile gövde kapatılır. Gövdesi boşluklu kirişler ile 9-20 m arasında açıklık geçilmektedir.

Gövdesi boşluklu kirişlerin başlıca kullanım amaçları;

• Dolu gövdeli kirişlere oranla daha hafif olması,
• Artan kesit yüksekliği nedeni ile artan eğilme dayanımı sonucunda daha geniş açıklıkları geçebilme özelliği,
• Maliyeti arttıran takviye işlemlerine gerek kalmadan hafif ve orta büyüklükteki tekil yükleri taşıyabilmesi,
• Gövdesindeki boşluklardan elektrik, mekanik ve su püskürtme tesisatları geçirilebildiğinden kat yüksekliklerinin arttırılmasına gerek kalmaması,
• Taşıyıcı elemanların seri üretimiyle yapının imalat süresinin kısaltılması,
• Temele gelen yapı toplam yükünün azaltılması ve geniş açıklıkların daha az malzeme ile geçilebilmesi, • Açıkta bırakıldıklarında, mimari tasarım öğesi olarak kullanılabilmesi şeklinde özetlenebilir.

Vierendeel Kirişleri

Vierendeel kirişi, aynı düzlem içerisinde yer alan alt ve üst başlıklar ile aralarında dikmelerin bulunduğu, diyagonal elemanların kullanılmadığı, rijit düğüm noktalarına sahip taşıyıcı sistem elemanıdır. Normal kuvvetin yanında eğilme momenti ve kesme kuvveti de mevcuttur. Bu nedenle kafes kirişlere kıyasla daha ağır bir sistemdir, h/L=1/24 ile sınırlıdır.

Dikdörtgen ya da kare formda uygulanan kafes biçimli Vierendel kirişleri, yapı tasarımında rijitliğin gerektiği ancak görsel açıdan diyagonal elemanların istenmediği durumlarda kullanılmaktadır.

Kafes Kirişler

Kafes kirişler, düzlem kafes kiriş ve uzay kafes kiriş olarak iki farklı biçimde uygulanabilen, basınç ve eksenel çekme kuvvetleri altındaki doğrusal çubuk elemanların bir sistem çerçevesinde oluşturdukları taşıyıcı sistemlerdir. Dış yükler, aşıklar vasıtası ile uygulanır, böylece kafes kirişte sadece normal kuvvet söz konusu olacağı için kesitten maksimum düzeyde faydalanılır, malzeme ve ağırlık ekonomisi sağlanır.

Hafifliğine karşılık rijitliği yanında, havalandırma-tesisat vb. için uygun boşlukları nedeniyle tercih edilen kafes kirişler, yaygın olarak basit mesnetli olarak uygulanır. Bu durumda alt başlık çubuklarında çekme, üstte basınç gerilmeleri söz konusudur. Kafes kirişler genellikle kısa kenara paralel düzenlenir.

Düzlem Kafes Kirişler

Düzlem kafes kirişler, aynı düzlem (kafes düzlemi) içerisinde yer alan, üst ve alt başlık çubukları ile bunların arasında düzenlenen dikmeler ve diyagonal çubuklardan oluşur. Geniş açıklıklarda kullanılacak düzlem kafeslerin kesit yüksekliği fazla olacağından mekan yüksekliğine ihtiyaç vardır, basık mekanlarda kullanılamaz.

Düzlem kafes kiriş kullanılarak 90 m’ye kadar açıklık geçmek mümkündür [40]. Geniş açıklıklı sanayi tipi yapıların çatı sistemlerinde genellikle üçgen kesitli; köprülerde ise dikdörtgen kesitli düzlem kafes kirişler kullanılmaktadır.

Düzlem kafes kiriş tipleri geçebildikleri açıklıklara göre karşılaştırıldığında üçgen ve bowstring tipi düzlem kafes kirişlerin benzer açıklıkları geçebildiği, paralel başlıklı kirişlerin ise diğer iki kiriş tipine oranla daha büyük açıklıkları geçebildiği görülmektedir.

Düzlem kafes kirişlerin, genellikle ince et kalınlıklı levha veya boru profil tipi olan başlıklarına kayma kamaları kaynatılamadığı için döşeme sistemi ile kullanımları sınırlıdır.

Uzay Kafes Kirişler

Uzay kafes kirişler, boru kesitli çubukların düğüm noktalarına gazaltı kaynak tekniği ile kaynaklanarak oluşturulduğu kirişlerdir. Düzlem kafes kirişlerde olduğu gibi üst ve alt başlık, başlıklar arasındaki dikme ve diyagonal elemanlardan oluşan üçgen enkesitli ve üç boyutta düzenlenen modüler taşıyıcı sistemdir.

Kafes yüksekliğinin açıklığa oranı h/L= 1/20–1/30’dur ve 12–75 m arasında açıklık geçilebilmektedir. Uzay kafes sistemin düzenlendiği doğrultuya dik gelecek yüklere karşı o doğrultuda stabilite çaprazları ile bağlanması gerekir.

Fuar, sergi salonları, ulaşım ve sanayi yapıları, spor kompleksleri vb. yapılarda uygulanan uzay kafes kiriş kullanımının sağladığı avantajlar şunlardır.

• İmalat ve montaj yönünden az sayıda farklı elemanı olması,
• Sistemin yapısal olarak rijit ve hafif olması,
• 75 m gibi büyük açıklıkların geçilebilmesi,
• Uzay kafes kiriş içinden klima, havalandırma kanalları, tesisat ve elektrik borularının her yönde rahatlıkla geçirilebilmesi,
• Mekan içerisinde doğal aydınlatmanın sağlanabilmesi,
• İstenilen geometrik biçimleri elde etme kolaylığı,
• Üretimin prefabrikasyona uygun olmasıdır.

Taşıyıcı sistemde kolonlar, yapıya etkiyen düşey ve yatay yükleri, yanal yerdeğiştirmeler ve rölatif kat ötelemeleri izin verilen güvenlik sınırları içinde kalacak şekilde taşıyarak temel aktaran taşıyıcı sistem elemanıdır. Yapı yanal rijitliğinin sağlanmasında önemli payı mevcuttur.

Yüksekliği diğer iki boyutuna oranla daha fazla olan kolonlar, yeterli dayanıma sahip olmasının yanında basınç altında burkulmayacak şekilde tasarlanmak zorundadır.

Dolu Gövdeli Kolonlar

Dolu gövdeli kolonlar, kolon yüksekliği ve eksenel yükün fazla olmadığı durumlarda uygulanır, aksi durumda kesitler büyük çıkacağından, görünüş estetik olmaktan uzaklaşır.

Dolu gövdeli çelik kolonlarda,

• Dairesel kolonlar, burkulma ve burulmaya karşı,
• Kutu kolonlar, burkulma, burulma ve iki doğrultuda eğilmeye karşı,
• Standart I profil (IPN), tek doğrultuda eğilmeye karşı,
• Geniş başlıklı I profil (HD), burkulma ve iki doğrultuda eğilmeye karşı,
• Kutu gövdeli I profil, burkulma, burulma, iki doğrultuda eğilmeye karşı,
• Takviye levhalı I profil, eğilme momentindeki bölgesel artışa karşı düzenlenir.

Dolu Gövdeli Eğik Kolonlar

Tasarım açısından farklı formların elde edilmesine olanak sağlaması, geniş açıklıkların sayıca daha az kolon ile geçebilmesi ve dengeli bir sistem oluşturulduğunda sistemde uygulanacak konsol oranını arttırması açısından özgürlük sağlar. Mesnet bölgesinde artan eğilme momenti ve kesme kuvveti açısından kolon enkesitinin mesnetlere doğru büyümesi gerekir. Kolonun yatay ile yaptığı açı arttıkça taşıyıcı sistemin düşey mesnet tepkisi artar. Açı azaldıkça yatay itkilerin taşınması zorlaşır.

Betonarme temellere oturtulan çelik yapıların kolon ayakları, ankastre ve mafsallı olmak üzere iki şekilde düzenlenir. Sert zeminlerde uygulanan ankastre kolon ayakları, fabrika ortamında kolona kaynaklanarak getirilen taban levhasının, ankraj bulonları ile betonarme temele bağlanması sonucu elde edilir. Mafsallı kolon ayakları ise, yapının oturduğu zeminin yumuşak-orta sıkı olduğu, mesnetlerde açısal yer değiştirmelerin (dönme) beklendiği durumlarda tercih edilir.

Ağaç Gövdeli Kolonlar

Geniş açıklık geçilecek mekanlarda yapıya etkiyen düşey yükü, çatıda farklı noktalarından alıp kolon gövdesine iletmesi ve iç mekanda farklılık oluşturması bakımından tercih edilen dolu gövdeli kolon türüdür.

Farklı biçimlerde tasarlanabilen, yukarı doğru dallara ayrılan ağaç gövdeli kolonların düşey yükleri kademeli taşıması ve burkulma dayanımında bölgesel artış sağlaması mimari estetik ile birleşir.

Çok Parçalı Basınç Çubukları

Mekana bağlı olarak kolon yüksekliğinin arttığı ve/veya eksenel yükün fazla olduğu durumlarda, dolu gövdeli kolonlar ile estetik açıdan boyutlandırma zorlaşır. Bu durumda kolon, daha hafif ve estetik biçimde, atalet momentini arttırma amacı ile çok parçalı basınç çubuğu olarak tasarlanır.

Çok parçalı basınç çubuğu; boru, kutu, I, U ve L profillerin belirli aralıklarla yerleştirildiği ve aradaki bağlantı elemanlarının parçalı düzenlendiği kolon türüdür. Bağlantı elemanları, çubukların birlikte çalışması sağlamak amacı ile düzenlenir. Genelilkle sabit enkesitli olsa da değişken enkesitli olarak da üretilir.

Kafes Gövdeli Kolonlar

Atalet momentini arttırmak amacı ile çubuk elemanların ara bağlantılar kullanılarak kafes düzeninde iki veya üç boyutlu birleştirildiği kolonlardır.

Boru, kutu, I, U ve L profillerin kullanılması ile daire, kare, dikdörtgen biçimlerde farklı enkesitler ve farklı boyutlarda uygulanabilen kafes gövdeli kolonlar, mekan yüksekliğinin fazla olduğu, geniş açıklıklı alanlarda tercih edilen, hafif ve estetik bir kolon tipidir. Büyük açıklıkların mega kolonlar ile geçilebildiği, böylece mekan içerisinde sayıca az kolon kullanım avantajına sahip, ekonomik taşıyıcı sistem elemanlarıdır.

Kemer, mimari ve taşıyıcının form anlamında birleştiği bir taşıyıcı sistemdir. Görsel ve estetik açıdan tercih edilir. Kemerler, yükleri büyük ölçüde basınç gerilmeleri ile mesnetlere aktaran eğri eksenli taşıyıcı sistemlerdir. Geometrik açıdan, eğilme momentinin oluşmadığı zincir eğrisi kemerin çıkış noktasını oluşturmaktadır.

Kemerlerde yatay mesnet tepkisi ‘kemer itkisi’ adını alır. Kemer itkisi, kemer yüksekliği arttıkça ters orantılı olarak azalır. Dolayısıyla kemerlerin dayanım ve dayanıklılık özellikleri, geçtikleri açıklığa ve yüksekliğe bağlıdır.

Mesnetler yer düzlemine dik düzenlenirse kemer basıklaştıkça, kemer itkisi artar, uçlardan dengelemek zorlaşır. Bu durumda dışa açılmayı dengelemek için çekmeye çalışan gergiler kullanılabilir ya da yatay itme kuvveti ağır blok temellerle veya öngerilmeli kenar kirişlerle karşılanabilir. Kemer mesnetinin, kemer ekseni doğrultusunda yerleştirilmesi durumunda dışa doğru açılma sorunu ortadan kalkar ve basık kemerler için en uygun çözüm elde edilir.
Kemerler, mafsallı ve ankastre olmak üzere iki biçimde mesnetlenmektedir. Üç mafsallı kemerlerin, izostatik sistem olması nedeni ile hesap kolaylığı mevcuttur, ayrıca aynı nedenle sıcaklık değişimi ve temel oturmalarından etkilenmezler. Ankastre mesnetli kemerler, basit mesnetli ve üç mafsallı kemerlere oranla daha ekonomik boyutlandırılır.

60–150 m açıklık geçebilen kemerlerde yükseklik/ açıklık oranı, h/L=1/5-1/8 arasındadır. Kemerlerin geçtiği açıklık malzeme cinsine göre değişiklik göstermektedir. Kagir malzemeler ile 30 m; tutkallı lamine kompozit ahşap ile 100 m; öngerilmeli beton ile 420 m; çelik ile 550 m’ye varan açıklıklar geçmek mümkündür.

Dolu Gövdeli Kemerler

Bu kemer formu özellikle normal kuvvetin dışındaki kesit tesirlerinin (M,T) de önemli olduğu durumlarda (basık kemerler, tekil yükler, ağır yük durumu vb) uygulanır.

Gövdesi Boşluklu Kemerler

Gövdesi boşluklu kemerler, dolu gövdeli olanlara kıyasla daha estetik ve hafif taşıyıcı sistemlerdir. Mesnet bölgelerine doğru, basınç ve kayma dayanımını arttırmak için kapatılmalıdır. Ayrıca açıklıkta tekil yükler söz konusu olduğunda da artan kayma gerilmeleri nedeni ile boşluklar kapatılmalıdır.

Kafes Kemerler

Geniş açıklıklarda, hafif ve ekonomik bir alternatif olan sadece normal kuvvetin etkin olduğu kafes kemerler tercih edilir. Üst ve alt başlık arasındaki diyagonal çubuklar ise sistemin kayma rijitliğini arttırır. Köprülerde yaygın olarak uygulanmıştır.

Kafes gövdeli kemerler ile 500 m’ye kadar açıklık geçilebilmektedir. İki tipi mevcuttur:

• Düzlem kafes kemerler
• Uzay kafes kemerler

Düzlem Kafes Kemerler

Tek doğrultuda belirli aralıklarla düzenleme biçimi yaygın olmakla birlikte örneğin hafif kubbe tasarımlarında da uygulanmıştır.

Uzay Kafes Kemerler

Uzay kafes kemer, paralel düzenlenen üst başlık ve alt başlık çubukları ile aralarındaki diyagonal elemanların kemer ekseni üzerinde üç boyutlu üçgenler oluşturulmasıyla meydana gelir.

Kafes gövdeli kemerlerin,

-Üç mafsallı,
-İki mafsallı,
-Ankastre mesnetli türleri mevcuttur.

Çerçeve sistemler ile basit kirişler ve kemerlerden farklı olarak, süneklik düzeyi yüksek sistemler oluşturulabilir. Kesit tesirlerinin, örneğin tek açıklıklı veya sürekli kirişlere göre, tüm sisteme yayılması nedeni ile daha ekonomik ve hafif kesit tasarımı yanında; tekrarlayan birimler nedeni ile seri üretim, hızlı ve kolay montaj imkanı da mümkündür.

Tek Doğrultuda Düzenlenen Dolu Gövdeli Çerçeve Sistemler

Tek doğrultuda düzenlenen dolu gövdeli çerçeve sistemler, kendini belirli aralıklara tekrarlayan, süneklik düzeyi normal veya yüksek (özellikle 1.deprem bölgelerinde) çerçeve birimleri ile çerçeve düzlemine dik doğrultuda stabiliteyi sağlamak üzere çerçeveler arasında yerleştirilmiş çelik stabilite çaprazları ve aşıklardan oluşur.

Dolu gövdeli çerçeveler; spor yapıları, depo, endüstriyel yapılar, hangar gibi geniş açıklıklı, tek katlı yapılarda çok kullanılır.

Kolon-kiriş birleşimleri, genellikle moment aktaran rijit birleşimlerdir. Birleşimlerde artan eğilme momentini karşılamak üzere ek levha ve guse uygulaması yapılabilir.

Dolu gövdeli çerçeve sistemler ile 15–45 m açıklık geçilebilir. Çatı eğimi 2° ile 45° aralığında yapılabilir. İdeal çatı eğimi 10o ’dir. Sistemlerin farklı geometrik biçimlerde uygulanabilmesi mümkündür.

Tek Doğrultuda Düzenlenen Kafes Gövdeli Çerçeve Sistemler

Açıklık arttıkça, sistemde kesit boyutları dolayısı ile yapı toplam ağırlığı artmaktadır. Bu nedenle dolu gövde yerine tamamen veya kısmen kafes gövdeli çerçeveler ile sadece normal kuvvete (çekme ve basınç) çalışan, içi boşaltılmış sistemler oluşturarak, geniş açıklıklar geçmek mümkündür. 15-45 m açıklık geçen dolu gövdeli çerçeve birimlerde artan açıklık ile çerçeve birim ağırlığı artmakta, kafes gövdeli olanlar daha ekonomik çözüm vermektedir.

Tek doğrultuda düzenlenen düzlem kafes gövdeli çerçeve sistemler İle 25– 100 m, uzay kafes gövdeli çerçeve sistemler İle 25–120 m açıklık geçilebilmektedir.

Kısmen veya tamamen kafes gövdeli çerçeveyi oluşturan doğru eksenli çubuklar ve düğüm noktaları, aynı düzlem içinde oluşturulmaktadır.

Açıklık miktarı arttıkça düzenlenen çerçeve sistemde stabilite problemi söz konusu olur. Mesnete doğru daralan çerçevelerde ve/veya eğimli çatı kesitine sahip çerçevelerde yatay mesnet tepkilerindeki açılmaya karşı gergi elemanlar kullanılır.

İki Doğrultuda Düzenlenen Dolu Gövdeli Çerçeve Sistemler

İki doğrultuda düzenlenen dolu gövdeli çerçeve sistemler, süneklik düzeyi normal veya yüksek sistemlerdir. Genellikle iki veya daha çok katlı yapılarda uygulansa da tek katlı geniş açıklıklı yapılarda uygulamaları da mevcuttur.

İki Doğrultuda Düzenlenen Kafes Gövdeli Çerçeve Sistemler

İki doğrultuda düzenlenen kafes gövdeli çerçeve sistemler, 15-80 m arasında açıklık geçilebilmektedir.

Bir boyutlu çubukların oluşturduğu üç boyutlu, kafes yapılı ve modüler düzenli sistemlerdir. Dış yüklere dayanımın dışında biçim özgürlüğü de söz konusudur. Herhangi bir yüzey, çizgi ağlarına bölündükten sonra, çizgilerin kesiştikleri kısımlarda düğüm noktaları, düğüm noktaları arasındaki çizgiler doğrultusunda taşıyıcı elemanların yerleştirildiği sistemdir. Elli yıl öncesinden bu yana, farklı esin kaynaklarından doğan yüzlerce grid sistem tipi geliştirilmiştir.

Uzay kafes sistemler, genellikle tek veya çift tabakalı olarak düzenlenir. Tek tabakalı sistemlerin düğüm noktaları genellikle mafsallı değildir. Bu nedenle düzlem kafes sistemlerden farklı olarak, normal kuvvete ilave olarak eğilme momenti ve kesme kuvveti de oluşur. Çift tabakalı uzay kafes sistemler ise, genellikle sadece normal kuvvet oluşacak şekilde düzenlenir.

Parabol kesitli çift tabakalı uzay kafes sistemler tüm açıklık ve yükseklik değerleri için en ekonomik çözümü verir. Daire kesitli sistemler geniş açıklıklar için daha uygundur. Elips form, basık yapısı nedeni ile geçilecek açıklığa oranla ortaya çıkacak yapı toplam yükü bakımından en olumsuz biçimdir.

Sistemin geometrik yüksekliği ile açıklığı arasında 1/3 ile 1/5 arasında bir uygunluk oranı bulunmaktadır. Bu orana yaklaşıldıkça yatay itkiler ve sistemin ağırlığı azalır, yükseklik/açıklık oranı <1/5 ise sistemde yanal itkiler ve çubuk kesit tesirleri artar.

Tek tabakalı uzay kafes sistemler, eğrisel bir yüzeyde, farklı açılarla kesişebilen çubukların oluşturduğu taşıyıcı sistemlerdir. Amorf formlar elde etmek mümkündür. Kubbe formu ile çelik veya ahşap olarak 200 m’ye kadar açıklıklar geçilmiştir.

Tek tabakalı uzay kafes sistemler, sadece geniş açıklıklı yapıların tasarımında değil, aynı zamanda yüksek yapı tasarımı alanında da “diagrid sistem” başlığı altında son yıllarda çok estetik ve ekonomik çözümler sunmaktadır.

Tek tabakalı sistemlerin her parçası ayrı ayrı düzenlenir ve yerinde uygulanması zordur, genellikle montajı yerde yapılıp vinç yardımı ile yukarı kaldırılır, bu da maliyeti arttırıcı bir etkendir.

Çift tabakalı uzay kafes sistemler, aynı biçim ve benzer ölçülerdeki elemanların yer aldığı, iki farklı düzlemde/yüzeyde yer alan çubuk elemanların aralarında belirli bir h mesafesi boyunca, diagonal elemanlar ile birbirine genellikle mafsallı düğüm noktalarından birleştirildiği taşıyıcı sistemlerdir. Sadece normal kuvvet söz konusudur. Çift tabakalı uzay kafes sistemler ile 50-140 m açıklık geçilebilmektedir.

Eğrilikli Uzay Kafes Sistemler

Eğri yüzeyli sistemler elde etmek için yapının x veya y yönlerinden en az birinde eğriliğe sahip olması gerekir. x veya y yönlerinden bir tanesi eğrisel, diğeri doğru parçası ise sistem ‘tek eğrilikli sistemler’, her ikisi de eğri ise ‘çift eğrilikli sistemler’ adını alır.

Tek eğrilikli sistemlerde, Gauss eğriliği sıfırdır (K=0). Bu sisteme tonoz biçimli yapılar örnek gösterilebilir. Tek eğrilikli sistemlerde, mesnet sayısının, sistem geometrisine doğrudan bir etkisi yoktur. Mesnet sayısındaki artış, çubuk enkesitlerini dolayısıyla da sistem ağırlığını azaltır.

Çift eğrilikli sistemlerde, eş eğrilikli ve ters eğrilikli olmak üzere iki durum söz konusudur. Kubbe, torus gibi eş eğrilikli sistemler pozitif Gauss eğrilikli (K>0), hiperbolik paraboloid ve semer eğrisi gibi ters eğrilikli sistemler negatif Gauss eğriliklidir (K<0), sahiptir. Negatif eğrilikler çekmeye, pozitif eğrilikler basınca çalışır.

Pozitif Eğrilikli Uzay Kafes Sistemler

Pozitif Gauss eğriliğine sahip kubbe sistemler, yarım küre şeklindeki eğrisel yüzeyin çubuk elemanlarla geometrik biçimlere bölündüğü ve çubuk elemanların düğüm noktalarıyla bağlandığı hafif taşıyıcı sistemler olarak tanımlanabilir. Sistem, normal kuvvetlere karşı dayanıklıdır ve büyük açıklıklar için kullanılan malzeme bakımından ekonomiktir. Kubbe sistemler ile 50- 190 m açıklık geçilebilmektedir.

Projeksiyon yöntemiyle çubuk ağı kubbeleri dik, merkezi ve kutupsal projeksiyon yöntemleri ile 3 farklı biçimde elde edilebilir.

• Dik projeksiyon yöntemi: Oluşturulan düzlem ağ, küre kapağına dik projeksiyon yöntemiyle yansıtıldıktan sonra köşelerden küre yüzeyini kesene kadar dik çizgiler uzatılır.

• Merkezi projeksiyon yöntemi: Oluşturulan düzlem ağ, küre kapağına merkezi projeksiyon yöntemiyle yansıtıldıktan sonra köşeler küre merkezinden uzatılan çizgiler ile birleştirilir.

• Kutupsal projeksiyon yöntemi: Oluşturulan düzlem ağ, küre kapağına kutupsal projeksiyon yöntemiyle yansıtıldıktan sonra köşeler kürenin alt kutup noktasından uzatılan çizgiler ile birleştirilir.

Yük altında kubbelerin üst bölgesi içeri doğru itilmeye, alt bölgesi ise açılmaya çalışır. Dolayısıyla üstte basınç, altta çekme gerilmesi meydana gelir ve basınçtan ötürü burkulma sorunu mevcuttur. Yüksekliğin açıklığa oranının 1/5’ten az olduğu basık kubbelerde dışa doğru itme kuvvetini karşılayabilmek için mesnet bölgesinde rijit bir çekme çemberi ön görülür ve bu bölge olabildiğince çok noktadan desteklenmelidir. Çünkü kubbelerin eğrilikleri azaldıkça, eksenel kuvvetler büyür, gerilmeler kubbe yüksekliği ile ters orantılı olarak çalışır. Eğilme momenti ve kesme kuvvetinin etkisi özellikle basık kubbelerde önem kazanır, bu etkinin azaltılması amacı ile kubbenin uç bölgesi, teğeti doğrultusunda mesnetlenmelidir.

Çelik kubbe sistemler çift veya tek tabakalı uzay kafes sistem olarak tasarlanır. Tek tabakalı kubbe sistemler, yüklerin tek yüzeyde çubuklar ile taşındığı; çift tabakalı kubbe sistemler, diyagonal çubuklar ile birleştirilen iki küre yüzeyinden oluşan ve asimetrik yüklere karşı dayanıklı olan sistemlerdir.

Çubuk elemanların ve düğüm noktalarının kubbe yüzeyinde farklı biçimler oluşturacak şekilde ve/veya farklı açılarla birleştirilmesi sonucunda aşağıdaki sistemler geliştirilmiştir.

• Radyal kubbe sistemler
• Schwedler kubbe sistemler
• Lamella kubbe sistemler
• Üç ve dört doğrultuda ızgara sistem
• Jeodezik kubbe sistemler

Radyal Kubbe Sistemler

Üstte bir basınç çemberi, altta bir çekme çemberi ve basınç çemberinden ışınsal olarak uzanan nervürlerden oluşan radyal kubbelerdir. Basınç çemberinden uzanan nervürlerin ısısal genleşmeden etkilenmemesi için raydal doğrultuda düzenlenen ve yatay deplasmana izin veren kayıcı mesnetlere bağlanması gerekir.

Schwedler Kubbe Sistemler

Radyal kubbede her nervür tek bir eleman sayılırken, Schwedler kubbede nervürler diğer elemanlar ile birlikte çalışır. Kesme kuvvetine karşı nervürler ve çemberler rijit birleştirilebilir veya simetrik olmayan yüklerden oluşacak kesme kuvvetlerine karşı bu elemanlar çapraz elemanlarla birleştirilir. Simetrik yükler söz konusu olduğunda ise düğüm noktaları mafsallı düzenlenir ve izostatik bu sistemin elle hesabı mümkündür.

Lamella Kubbe Sistemler

Birbirine benzer elemanların çok sayıda kullanılması ve küre yüzeyinde baklava ya da elmas biçimi oluşturacak şekilde biraraya getirilmesiyle elde edilen sistem türüdür. Uygulamada sorun oluşmaması için kubbeyi oluşturan dilimler tepe noktasına doğru sayıca azaltılarak bağlanır.

Üç ve Dört Doğrultuda Izgara Sistemler

Kare, dikdörtgen, daire, üçgen veya altıgen formundaki farklı plan tipine sahip yapıları örtmek üzere kullanılan, üç ya da dört doğrultuda düzenlenen bu sistem türü asimetrik yüklere karşı dayanıklıdır.

Jeodezik Kubbe Sistemler

Matematiksel anlamda, bir küre üzerinde bulunan iki noktayı birleştiren en kısa çizgi jeodezik çizgi olarak tanımlanır. Jeodezik kubbe, jeodezik çizgiler kullanılarak, bir küre yüzeyine atanan noktaların birleştirmesiyle elde edilen sistem türüdür. Jeodezik bölme yönteminde üçgenin 3 eksenli simetrisinden yararlanılarak eleman tip sayısı azalıp çubuk uzunluklarının birbirine yakın olması sağlandığından imalat, nakliyat ve montaj işlemlerinde tasarruf sağlanır.

Yükler, en kısa yollardan komşu elemanlara ordan da temellere hom*ojen olarak aktarılır. Jeodezik kubbeler, en büyük hacmin en az kubbe ağırlığı ile geçebilmesi ve taşıyıcı sistemin aynı zamanda mekan için örtü olması bakımından, diğer kubbe türlerine göre daha fazla uygulanmaktadır. Sistem, narin görüntüne nazaran yapısal olarak güçlüdür.

Negatif Eğrilikli Uzay Kafes Sistemler

Negatif Gauss eğriliğine sahip hiperbolik paraboloid, duran bir parabol eğrisi üzerinde sarkan bir parabol eğrisinin tekrarlı olarak kaydırılmasıyla elde edilen öteleme yüzeyi olarak tanımlanabilir.

İki asal eğriliğe sahip hiperbolik paraboloid sistemlerinde duran parabollerde (kemer) basınç, sarkan parabollerde de çekme kuvveti söz konusudur. Bu parabollerde farklı gerilmelerin söz konusu olması, formun burkulmaya karşı eş eğrilikli yüzeylere oranla daha dayanıklı olmasını sağlamaktadır. Çünkü basınç kuvveti nedeni ile oluşan eğilme, çekme kuvveti ile dengelendiğinden burkulma sorunu azalmaktadır.

Çelik Kablolu Sistemler

Geometrik açıdan zincir eğriliği, kemerlerde olduğu gibi kablolu sistemin de çıkış noktasını oluşturmaktadır. İki ucundan mesnetlenen bir ip kendi ağırlığı sebebiyle sarkarak zincir eğrisi denilen geometriyi oluşturur. Bu durumda sarkan ipte sadece çekme gerilmesi söz konusudur.

Çok sayıda kablonun çeşitli geometrilerde bir araya getirilip düğüm noktalarıyla birleştirilerek tek ve çift eğrilikli ayrık yüzeyler oluşturduğu, çekmeye çalışan taşıyıcı sistemler kablolu sistemler olarak anılır.

Sistemin hafifliği, kabloların yüksek dayanımları, çekmeye çalışan elemanlarda burkulma sorununun olmaması ve bu nedenle malzemenin el verdiği kadar ince yapılabilmesi sistemin avantajlı özellikleridir. Yapısal anlamda kablo, eğilme rijitliği ve basınç dayanımı yok denecek kadar az, esnek-bükülebilir, tek boyutlu bir taşıyıcı öğeyi ifade etmektedir.

Kabloların, basit sistem kurgusu ve farklı formları elde etme kolaylığı, geniş açıklıkları geçme imkanı, kolay uygulanma, esneklik gibi avantajlarına karşılık; çekme kuvvetine karşı ağır temel ihtiyacı, ters yönde rüzgara karşı da stabilitenin sağlanma gerekliliği mevcuttur. Konser salonu, stadyum gibi geniş açıklık gereken mekanlarda kablolu sistemlerin kullanılması, görsel anlamda seyirciler için daha az engel oluşturur.

Çekmeye çalışan taşıyıcı elemanlarda gerilmeler, enkesite eşit ve düzgün şekilde yayılır. Kablodaki çekme kuvveti; kablo açıklığı (L) ve sarkma miktarından (H) etkilenir. Sarkma arttıkça mesnetteki yatay tepki kuvveti küçülür, buna bağlı olarak da kablodaki çekme kuvveti azalır.

Kablolu sistemlerde kablonun taşıma gücü açısından kablo açıklığı (L) ve sarkma miktarından (H) olmak üzere optimal sarkma miktarı şöyledir:

• Tekil yük için H=L/2
• Üniform yayılı yük için H=3L/10
• Zincir eğrisi durumu H=L/3

Kablolu Sistemlerin Birleşim Biçimleri

Kablolar, taşıyıcı basınç elemanının (ayak) durumu ve kablonun mesnete birleşme biçimlerine göre şu şekilde değerlendirilir:

1- Kablo, ayağa oradan da eşit açı ile mesnete kadar uzandığında, ayak sadece eksenel yükleri taşır.

2- Kablo, taşıyıcı basınç elemanında (ayak) son buluyorsa, oluşan eğilme momentine karşı mesnet, ankastre ve ayak geriye doğru eğik uygulanmalıdır. Zemine doğru artan momente bağlı olarak ayak kesiti arttırılır, kablo kuvvetinin düşey bileşeni eğiklik nedeni ile ters moment yaratarak mesnet momentini azaltır.

3- 1 durumuna benzer, ancak ayağa üç ve daha fazla kablo birleşir.

Kablolu sistemler, sistem tarafından taşınan yatay taşıyıcı elemanlara ve kabloları taşıyan ayaklara bağlanma biçimlerine göre sınıflandırılmaktadır.

• Radyal kablolar: Ayak tepe noktasına aynı noktadan birleşen kablolar, farklı açılarla yatay taşıyıcı elemana bağlanır.

• Paralel kablolar: Ayak tepe noktasından itibaren aşağı doğru eşit mesafede yerleştirilen kablolar, paralel biçimde ve eşit açı ile dağılarak yatay taşıyıcı elemana birleştirilir.

• Farklı açılı kablolar: Ayak tepe noktasından itibaren aşağı doğru eşit mesafede yerleştirilen kablolar, farklı açılar ile yatay taşıyıcı elemana birleştirilir.

• Dallanmış kablolar: Kablo, ayaktan aşağı doğru dallara ayrılarak yataş taşıyıcı elemana birleştirilir.

• Yerçekimi ve rüzgara karşı kablolar: Radyal kablolu sistemlerin rüzgara karşı dayanıklı olabilmesi için, kabloların üstten yatay taşıyıcı elemanına birleştiği kesitler alttan da kablolara simetrik biçimde birleştirilir.

• Eğik kolon: Farklı açılarla gelen kabloların ayağa birleştiği yerde kablolar ayaktan sonra tek kablo ile devam edecek ya da kablolar ayakta son buluyorsa, eğik kolon uygulanır.

Kablonun ayağa birleşme açısı, kablolarda oluşan eksenel kuvveti belirler. Yük altında, askı olarak kullanılan kablonun ayağa birleşme açısı arttıkça kablodaki gerilme miktarı azalır. Ayak ve kablo arasındaki açı 30˚ olduğunda optimum kablo gerilmesi elde edilir.

Kablo Kirişli Çatı Sistemleri

Kablolar, sistemde askı elemanı biçiminde kullanımının dışında sarkan düşey bir taşıyıcı elemana bağlanıp gergi elemanı olarak da çalışabilmektedir. Kablonun bağlandığı çubuğun derinlik oranı azaldıkça kabloda oluşan gerilme miktarı artar. Açıklık/derinlik (L/d)=10 olduğunda sistemde optimum kablo gerilmesi elde edilir.

Kablo kirişli çatı sistemleri,

• Paralel kablo kirişli çatı,
• Radyal kablo kirişli çatı olmak üzere iki tür uygulamaya sahiptir.

Paralel Kablo Kirişli Çatı Sistemleri

Kablolar tek tabaka halinde, birbirine paralel sıralandıklarında tek eğrilikli (negatif eğrilikli) yüzeyler elde edilir. Bu ayrık, yüzeyler montaj sonrası çatı plakları döşendikten sonra sabitleşir.

Kabloların basıklık oranı arttıkça sistemde oluşan çekme kuvveti azalır ve bu sistem ile 30-60 m açıklık geçilebilmektedir.

Eğrilikleri birbirine göre ters kablolar, düşey düzlemde tek eğrilik oluşturacak şekilde çift tabakalı olarak belirli aralıklarla düzenlenebilir. Sistem, taşıyıcı kablo, stabilite kablosu ile kablolar arasındaki dikmelerden oluşur. Tek tabakalı kablo kirişli sistemlerde rüzgar nedeniyle ilave ağırlığa ihtiyaç varken, çift tabakalı olanlarda böyle bir sorun yoktur.

Tek eğrilikli çift tabakalı kablo kirişli çatı sistemlerinde taşıyıcı kablo (sarkan), stabilite kablosu (duran) olmak üzere iki çeşit kablo vardır. Yüklerin yerçekimi doğrultusunda olduğu varsayıldığında, sarkan kablolar yükleri taşır, stabilite kablosu ise taşıyıcı kablolara ön gerilme sağlar. Ters eğrilikli kablo çifti birbirine çekme veya basınç öğeleri ile bağlanır. Stabilite kablosu taşıyıcı kabloya göre altta yer alıyor ise ara elemanlarda basınç, tersi durumunda çekme oluşur. Basınç kuvveti söz konusu olduğunda taşıyıcı kablo ve stabilite kablosu arasındaki elemanların rijit çubuklar olması gereklidir. Tek eğrilikli çift tabakalı sistemlerle oluşturulan kablo sistemler 45 - 90 m arası açıklık geçebilmektedir.

Radyal Kablo Kirişli Çatı Sistemleri

Sistem, daire ya da elips planlı hacimleri geçmek üzere, daire alanın çevresinde basınç çemberi olarak çalışan çelik veya betonarme bir taşıyıcı, merkezde yer alan bir çekme çemberi ve çemberler arasındaki radyal yönde kablolardan oluşmaktadır. Radyal yönde tek tabakalı kablo kirişler ile çapı 90 m kadar dairesel açıklıklar geçilebilmektedir.

Radyal kablo kirişli çift tabakalı çatı sistemleri tek tabakalı olanlara kıyasla özellikle rüzgara karşı daha stabildir, çapı 150 m’ye kadar dairesel açıklıklar geçilebilmektedir.

Kablolu Sistem Kubbeler

Dairesel veya elips planlı açıklıkları geçmek üzere düzenlenen ve tavana doğru, forma uygun biçimde kademelendirilmiş kasnak çemberler arasında bulunan dikme, dikmeler arasındaki diyagonal kablo ve çekme çemberi ile basınç çemberi arasında bulunan rijit kablolar ile oluşturulmuş taşıyıcı sistem türü kablolu sistem kubbeler olarak anılır.

Kablolardaki basıklık oranı arttıkça merkezdeki çekme çemberinde meydana gelen gerilmeleri azaltmak için kablolara ön gerilme verilmelidir.

Kablo Askılı Çatı Sistemleri

Çok sayıda kablonun, çeşitli geometrilere sahip stadyum, hangar, havalimanı, terminal, fabrika vb. işlevli geniş açıklıklı yapılarda çatı örtüsünü ara mesnetsiz ve ankastre olarak taşımak üzere bir araya getirilip düşey bir taşıyıcıya bağlandığı sistemlerdir [269]. İstenilen formlarda tasarıma olanak sağlayan, hafif ve ekonomik niteliklere sahip kablo askılı çatı sistemlerinde özellikle rüzgar ve asimetrik yüklere karşı düzenlenecek mesnet biçimleri ile önlem alınmalıdır.

Kablo askılı çatı sistemlerinde taşıyıcı sistem, ters eğrilikli iki kablo, kablolar arasındaki ayaklar ve stabilite kablosundan oluşmaktadır. Sistemin yatay etkilere ya da rüzgar yüküne karşı dayanıklı olması açısından, ara elemanlar diyagonal biçimde kullanılmaktadır. Yerçekiminden oluşan yükler için 1. durumdaki gibi taşıyıcı kablo, rüzgar yükü için 2. durumdaki gibi stabilite kablosu, sistemin kararlı davranış göstermesi için de 3. durumdaki gibi elemanların bağlantılı olması gerekmektedir.

Düşey Taşıyıcıya Bağlı Kablo Askılı Sistemler

Açıklığın geçilmesi amacıyla kurulan taşıyıcı sistemlerde kablolar ana taşıyıcı eleman olarak görev alırken, kablo askı sistemlerde kablo, ana taşıyıcı bir elemana bağlanarak askı ya da gergi elemanı biçiminde çalışır. Ankraj noktaları ya çekme kuvvetini temele ileten gergi kabloları ile birleştirilir ya da basınç kuvvetlerini zemine aktaran ayaklar ile mesnetlendirilir.

Kablo Ağı Sistemler

Bir yüzey üzerinde kesişen çizgilerden oluşan geometrik düzen ‘ağ’ olarak tanımlanır. Bu yaklaşımla birbirini kesen kabloların meydana getirdiği taşıyıcı sistemler de kablo ağlarını oluşturmaktadır. Bir başka deyişle, kablo ağları, bir düzlem içerisinde yer alan, birbirini kesen ters eğrilikli taşıyıcı kablo ve stabilite kablosu ve kabloların herhangi bir sebeple yer değiştirmesini önlemek amacıyla kesişme noktalarındaki bağlantı elemanları ile oluşturulur. Basıklık oranı taşıyıcı kablolarda 1/12 -1/15, stabilite kablolarında ise 1/25–1/75 arasındadır.

Kablo ağı olarak tasarlanan taşıyıcı sistemlerle istenilen formda açıklık geçmek mümkündür ve sistemde kenar elemanlar, betonarme perde, kemer ve/veya kafes sistem olarak düzenlenebilir. Kablo ağlarında basıklık oranı azaldıkça, yatay ve düşey yer değiştirme miktarı ve sıcaklıktan etkilenme oranı artar.