Kabuk yapılar kalınlığı diğer boyutlarına kıyasla son derece küçük olması, sistem geometrilerinin gerilme dağılımını basınç gerilmelerine dönüştürebilmeye uygunluğu, eğilme etkilerinin minimize edilebilmesi gibi nedenlerle malzeme açısından oldukça ekonomik olmasının yanı sıra son derece emniyetli yapılardır. Yapım teknolojileri ve malzeme özellikleri değişmekle birlikte estetik açıdan da yüzyıllar boyunca tercih edilmişlerdir. Geniş alanları emniyetli olarak geçebilmek ve/veya kapatabilmek açısından da tercih edilmektedir. Kubbe, tonoz, hiperbolik paraboloid, silindir gibi yaygın geometrilerin yanı sıra estetik ve amaca uygunluk açısından ve birçok farklı geometrik özelliklerde tasarlanabilirler. En yaygın geometrik şekiller ise küresel kubbe, silindirik duvar, dairesel plak ve çembersel kiriş elemanlarının kombinasyonları ile oluşmaktadır.

Yapım ve fonksiyon yönünden önem arz eden yapılarda sıkça kullanılan kabuk yapılar, kesin çözüm açısından gerek matematiksel, gerekse geometrik olarak karmaşık yapısal sistemler arasındadır. Bu durum, kabuk yapıların matematiksel ifadelerinin çözümünde çeşitli varsayımlar yapılmasına veya alternatif çözüm yollarının araştırılmasına neden olmaktadır. Günümüzde bu tür yapıların analizi için özellikle sonlu elemanlar ve bazen sonlu farklar formülasyonu üzerine çalışan bilgisayar programları tercih edilmektedir. Ancak bu yöntemlerle yapılan analizlerde bilinmeyen sayısının ve işlem hacminin fazlalığı, matematiksel model hazırlama aşamasındaki zorluklar, sonuçların tasarım için gerekli ve yeterli detayları verememesi, optimizasyonun patik olmaması gibi sorunlar yaşanmaktadır.

Mevcut kitap kapsamında, eksenel simetrik kabuk yapıların analizi için kesin çözüm yöntemi olarak kabul edilen klasik kabuk (fleksibilite) yönteminin önemi vurgulanmaktadır. Yeterli yüksekliğe sahip olmayan eksenel simetrik duvarların analizinde (Kısa Duvar) Analitik formül her ne kadar Sonlu Elemanlar yöntemine kıyasla daha doğru ve daha hızlı çözüm üretse de, zaman zaman kesin çözümde yetersiz kalabilmektedir. Literatürde analitik çözüm yalnızca iki integral sabiti ile gerçekleştirilebilmektedir. Mevcut kitapta bu yöntem eksenel duvarın “iki bilinmeyenli” formülasyonu olarak tanımlanmaktadır. Analitik formülün kesin çözümünü gerçekleştirebilmek amacıyla dört bilinmeyenli eksenel simetrik duvar formülasyonu için kesin çözüm analiz sonuçları veren ilave bir yöntem anlatılmaktadır. Yöntem Prof. Dr. Ergin Çıtıpıtıoğlu tarafından tanımlanmıştır. (Not: İnsanlık yararına ve Bilim dünyasına çok büyük katkılarda bulunmuş olan saygıdeğer hocamızı rahmetle anıyorum). Yöntemin algoritması yanı sıra formülasyon mevcut kitabın yazarlarından Prof. Dr. Namık Kemal ÖZTORUN tarafından hazırlanmış ve bu formülasyon üzerine gerekli bilgisayar programları geliştirilmiştir. Mevcut kitapta bu yöntem eksenel duvarın “dört bilinmeyenli” formülasyonu olarak tanımlanmaktadır. Formülasyon kısa duvarlarda da kesin çözüm sonuçları vermektedir.

Bilgisayar programları farklı dönemlerde ve farklı bilgisayarlarda kullanılmıştır. Bu nedenle, geliştirilmiş olan bilgisayar programlarının çok fazla versiyonu vardır. Önce çok kullanıcılı bilgisayarlar için Fortran-4 versiyonu hazırlanmıştır. Daha sonra tek kullanıcılı bilgisayarlara (PC) uyarlama gereksinimi duyulmuştur. Ancak tek kullanıcılı bilgisayarların uzun bir süre çok kullanıcılı Fortran derleyicisini çalıştırmak için gerekli donanıma sahip olmaması nedeniyle program kodu önce Interpreter Basic (derleyici olmayan, dönüştürücü) daha sonra Compiler (derleyici) Basic versiyonları hazırlanmıştır. Interpreter Basic ve Compiler Basic programlarında yaşanan sorunlar nedeniyle program sırasıyla Pascal, C++ ve en son Java derleyicilerine dönüştürülmüştür. Milenyum Fortran derleyicilerinin tek kullanıcılı bilgisayarlarda çalışabilir hale getirilmesinden sonra program mevcut kitabın yazarları olan Öztorun N., K. ve Öztorun E. tarafından tekrar Fortran derleyicisine uyarlanmıştır [19]. Fortran derleyicisinin standart olması nedeniyle, mevcut program kodu kullanılarak Fortran yazılımlarından çalışabilir program dosyalarını elde etmek mümkündür.

Kitap kapsamı içerisinde, eksenel simetrik kabuk yapılarının Sonlu Elemanlar yöntemi ile mümkün olduğunca doğruya yakın analiz sonuçları elde edebilmek açısından Sonlu Elemanlar yönteminin kullanımı ile ilgili olarak analiz modeli hazırlama teknikleri sunulmaktadır (Bölüm 13). Anlatılan teknikler, eksenel simetrik davranışın sınır şartlarında tanımlanması ve yapısal sistemin küçük bir dilimi üzerinde çok daha detaylı bir model hazırlanabilmesi ile ilgilidir. Söz konusu tekniklerin yardımı ile daha az bilinmeyenle daha detaylı bir matematiksel model hazırlamak ve daha detaylı analiz sonuçları almak mümkündür.

Kitabın ilerleyen bölümlerinde; Bölüm 3’de Gerçek bir betonarme kabuk yapının fotoğraf ve şekillerle ve uygulama aşamaları sunulmaktadır. Bölüm 4’te Klasik kabuk teorisi ile genel kabuk yapı formülasyonu verilmektedir. Eksenel simetrik duvarın iki bilinmeyenle tanımlandığı analiz yöntemi ve makro akış şeması sırasıyla Bölüm 10 ve 11 de, Eksenel simetrik duvarın dört bilinmeyenle tanımlandığı analiz yöntemi ve  makro akış şeması ise sırasıyla Bölüm 5 ve 12 de anlatılmıştır. İki bilinmeyenli formülasyon üzerine geliştirilmiş olan bilgisayar programı ESKA-2 (Eksenel Simetrik Kabuk Analizi - 2) ve analiz örnekleri Bölüm 14 de, Dört bilinmeyenli formülasyon üzerine geliştirilmiş olan bilgisayar programı ESKA-4 (Eksenel Simetrik Kabuk Analizi - 4) ve analiz örnekleri Bölüm 15 de sunulmuştur.

Kullanıma esas formüller Bölüm 10’da, Sonlu Elemanlar, ESKA-2 ve ESKA-4 analiz sonuçlarının örneklerle karşılaştırılması Bölüm 13 de irdelenmiştir.

Ön bilgi olarak Statik, Mukavemet, Elastisite, Enerji Prensipleri ve benzeri bilgiler, mevcut kitabın daha rahat takip edilebilmesi için oldukça yararlı olacaktır. Kabuk yapı formülasyonunun esasını teşkil eden Kuvvet Metodu ve yapısal sistemlerin statik açıdan sınıflandırılması konusunda detaylı bilgi için yine aynı yazarlar tarafından hazırlanmış olan Yapı Statiği II Kitabının kullanılması önerilmektedir

Bilim Dünyasına Saygılarımızla Sunarız.

Prof. Dr. Namık Kemal ÖZTORUN
Dr. Ezgi ÖZTORUN KÖROĞLU