Membran yapılar, geleneksel yapı sistemleri olan betonarme, kargir, çelik ve ahşap gibi taşıyıcılıkları rijitlikleri ile sağlanan yapılardan farklı olarak, • ağırlığı ihmal edilebilecek kadar az olan, • esnek, • taşıyıcı sistemi sadece çekme dayanımı alan tekstil örtülerin ve/veya kabloların tamamen ya da kısmen kullanılması ile oluşturulan yapı sistemleridir.

1. MALZEME: Temel olarak membran malzemesi, membran sistemlerin esas taşıyıcı elemanları olan liflerin dokunması ile elde edilen özel bir tür kumaştır. Lifler çeşitli yöntemler ile bir araya getirilerek dokuma ipliği haline getirilirler. Dokuma işlemi sırasında Atkı yönündeki ipler gerilirler ve Çözgü yönündeki ipler atkı yönündeki iplerin arasından (altından ve üstünden) geçirilerek örülürler. Membran yapılarda kullanılan lifler; naylon, polyester, cam’ dır.

 

Membran örtü dış etkenlere açık olduğundan lifleri dış etkenlerden korumak ve kumaşa su/hava geçirmezliği sağlamak için malzemeye kimyasal kaplama uygulanır. Bazen ana kaplamanın üstüne ilave bir kaplama yapılarak, örtünün, kendi kendini temizleyen yüzey özelliğinin yanı sıra ultraviyole ve diğer dış etkilere karşı dayanımı arttırılabilir.

A Sınıfı Membran Malzeme; Kaplama malzemesi başlıca PoliteTraFlorEtilen (PTFE) reçinesinden oluşan cam lifli dokuma (reçine en az % 90 PTFE içeriği ile sınırlanmıştır), aşağıdaki koşulları sağlamalıdır: • Cam lifli dokumanın ağırlığı 150 gr/m2 ya da daha fazla olmalıdır, • Kaplama malzemesinin ağırlığı en az 400 gr/m2 en fazla 1100 gr/m2 olmalıdır, • Membran malzemesinin kalınlığı en az 0,5 mm olmalıdır.

B Sınıfı Membran Malzeme; Kaplama malzemesi PoliVinilClorid reçinesi (PVC), kloropren kauçuk, klorosülfanatlı polietilen kauçuk ya da buna benzer diğer malzemeler (reçine içeren florin filmleri ile kaplı cam lifli dokuma dahil olmak üzere) kullanılan cam lifli dokuma, aşağıdaki koşulları sağlamalıdır: • Cam lifli dokumanın ağırlığı 150 gr/m2 ya da daha fazla olmalıdır,
• Kaplama malzemesinin ağırlığı en az 400 gr/m2 en fazla 1100 gr/m2 olmalıdır, • Membran malzemesinin kalınlığı en az 0,5 mm olmalıdır, • Membran malzeme alev yürütmez özellikte olmalı ve DIN 4102-1, B1-BS 7837 şartnamesinde verilen değerleri sağlamalıdır.

C Sınıfı Membran Malzeme; PVC reçine, klorprene kauçuk, klorosülfanatlı polietilen kauçuk ya da buna benzer malzemeler (floro reçin film içeren ilave yüzey kaplaması bulunanlar dahil olmak üzere) ile kaplanmış, örülmüş poliamid, poliaramid, polyester ya da polivinil alkol lifli dokuma, aşağıdaki koşulları sağlamalıdır:

• Sentetik lifli dokumanın ağırlığı 100 gr/m2 ya da daha fazla olmalıdır, • Kaplama malzemesinin ağırlığı en az 400 gr/m2 en fazla 1100 gr/m2 olmalıdır, • Membran malzemesinin kalınlığı en az 0,5 mm olmalıdır, • Membran malzeme alev yürütmez özellikte olmalı ve DIN 4102-1, B1-BS 7837 şartnamesinde verilen değerleri sağlamalıdır. Membran malzemenin çekme dayanımı gibi özellikleri aşağıdaki koşulları sağlamalıdır: • Membran malzemenin çekme dayanımı 20 kg/cm ya da daha fazla olmalıdır. Ayrıca, atkı ve çözgü yönlerindeki çekme dayanımları arasındaki fark, atkı ya da çözgü yönündeki çekme dayanımlarından büyük olanının en fazla %20’ si kadar olmalıdır. • Membran malzemenin çekme dayanımı testi, EN ISO 1421’ te belirtilen koşullarla uyumlu olmalıdır. • 10 mm genişliğinde ve en az 10 kg ağırlığındaki membran malzemenin yırtılma dayanımı çekme dayanımının en az %15’i olmalıdır. • Yırtılma dayanımı testi, DIN 53.363’ te belirtilen koşullarla uyumlu olmalıdır. Membran malzemede ek ya da diğer bir deyişle membran malzemelerin birbirleri ile birleşimi olması durumunda, ekin dayanım gibi özellikleri aşağıdaki koşulları sağlamalıdır: • Dikişli eklerde, ekin çekme dayanımı membran malzemenin çekme dayanımının en az %70’ i kadar olmalıdır. Diğer ekleme metotlarının kullanılması durumunda bu değer %85 olarak alınır. • 60 oC’ lik sabit sıcaklık altında ekin çekme dayanımı, membran malzemenin çekme dayanımının en az %60’ ı kadar olmalıdır.

Membran Malzemenin Karakteristik Özellikleri; Çekme dayanımı sistemin üzerine gelen yükleri yıkılmadan taşıyabilecek büyüklükte olmalıdır. Membran malzeme sistemde sadece çekme yükünü aldığı için çekme dayanımı klasik malzemelere göre en önemli özelliğidir. Çekme modülü, malzemenin çekme yükleri altıda yapabileceği deformasyonu belirleyen bir ölçüdür. Çekme dayanımı aşılmadan membranın yırtılması ve yırtığın yayılması sonucu hasar görmemesi için yırtılmaya karşı direncinin de büyük olması gerekir. Kullanılan ana ve kaplama malzemesi yırtılma direncini belirler. Membranın tipine göre malzeme izotropik ya da anizotropik olabilir, Malzemenin ömrü, üzerindeki kaplama malzemesine göre 30 yıla kadar çıkabilir.
Işık geçirimliği; kullanılan lifin malzemesine, lifler arasındaki örgü mesafesine ve kaplama malzemesine bağlı olarak değişik oranlardadır.

2. PROJE; Tekstil örtü malzemesine taşıyıcılık özelliği verilebilmesi için bir öngerme uygulanmalıdır. Bu nedenle membran yapıların taşıyıcılıkları, kablo ve/veya membranın oluşturduğu yüzey formuna ve malzemeye uygulanan germe kuvvetine bağlıdır. Membran örtülere veya kablo ağlarına germe kuvveti belli bazı noktalardan (mesnet noktaları) çekilerek veya tutularak uygulanabilir. Bu durumda membran örtü veya kablo ağı mesnet noktalarının arasında üç boyutlu bir yüzey oluşturur. Bu yüzeyin formu, uygulanan germe kuvvetlerinin yüzeyin her noktasında dengelenmesi sonucunda oluşur. Bu yüzeye Denge Formu denir. Germe sistemlerin taşıyıcılığı tamamen Denge Formuna bağlı olduğundan bu sistemlerin formu rastgele veya geometrik olarak belirlenemez, aksine form denge şartlarını sağlayacak şekilde belirlenir.

• Denge formunun bulunması için yapılan işlemlere Form Bulma İşlemleri denir. • Seçilen denge formu üzerinde; mevcut şartnamelere göre yapının geometrik lineer olmama durumu göz önüne alınarak Statik Analiz yapılır. • Statik analiz sonucunda belirlenen form, şeritler halinde parçalanarak Kesme Kalıpları hazırlanır ve uygun bir yöntemle birleştirilir.

Tasarım:  Membran yapı tasarımında, • tasarımı yapılan örtünün üzerinde yağmur ya da kar suyunun birikmesine ve aşırı sehime neden olmayacak geometrik ölçülerin seçilmesi,
• yük aktarımının doğru bir şekilde yapılabilmesi için düz bölgelerin oluşturulmaması gibi dikkat edilmesi gereken bir takım hususlar vardır. Bu hususlar dikkate alınarak tasarlanan mimari membran örtü analize hazır hale gelmiştir.

Form Bulma: Germe yapılara etkiyen yüklerden oluşan yer değiştirmeler yüzeyi oluşturan liflerin bir doğrultuda olanlarının gerilmelerini artırır ve boyunu uzatır, diğer doğrultudaki liflerin ise gerilmelerini azaltır ve boyunu kısaltır. Hangi doğrultudaki liflerde gerilmenin artacağı (veya azalacağı), etkiyen yükün doğrultusuna bağlıdır. Bu nedenle, denge formu bulunduktan sonra yapılan statik analizler sonucunda öngerme miktarı, bütün yükleme durumları için yüzeydeki malzeme gerilme dayanımını geçmeyecek ve malzemenin basınç dayanımı olmadığı için sıfırın altına inmeyecek şekilde seçilmelidir.