Çelik yapılar ve Çelik malzemenin özellikleri

1851 yılında Londra’da inşa edilen Crystal Palace Binası, 1854 yılında New York şehrinde inşa edilen Harper&Bros. Basın Evi, 1883’te inşa edilen 11 katlı Home Insurance Binası, 1889’da inşa edilen II. Leiter Binası ve 1895’te Chicago’da inşa edilen Reliance Binası ilk çelik yapılar olarak örnek gösterilebilir. 19. yüzyıl sonlarında çelik yapı malzemesi, dökme demirden yapılmış kolon ve kirişlerin yerine geçmiştir. Çelik malzemenin tercih edilme nedeni, çelik çerçeve profillerinin dökme demirden yapılanlardan %15 daha ekonomik olmasından kaynaklanmıştır. 1920’lerin sonunda New York şehrinde çok katlı yapılar hızla artmıştır. Bu yapılara en dikkat çeken örnek, 1913 yılında tamamlanan 237 metre yüksekliğindeki 58 katlı, Vierendeel çerçeveleri kullanılarak yapılan Woolworth Binası’dır.

Plastik tasarım tekniğinin uygulanmasına örnek olarak Toronto’daki 8 katlı apartman binası verilebilir. 1972 yılında New York’ta inşa edilen World Trade Center ve iki yıl sonra Chicago’da gerçekleştirilen 442 metre yüksekliğindeki Sears Tower Binası diğer çok katlı çelik yapı örnekleridir.

Ülkemizde ise çok katlı çelik yapıların 1950’li yıllarda gündeme geldiği görülür. Bunun en önemli faktörlerinden birisi ülkemizin önemli bir deprem kuşağında yer almasıdır. Ülkemizdeki yüksek katlı yapıların başlıca örnekleri arasında Ankara’daki 13 katlı Ulus İşhanı, 24 katlı Kızılay Emek İşhanı, 20 katlı Stad Oteli ve 23 katlı Ceylan-Intercontinental Oteli gösterilebilir. 1975 ve sonraki yıllarda yüksek yapıların kat adetlerinde artış gözlenmiş olup bunlara, Ankara’daki 29 katlı Türkiye İş Bankası, İstanbul’daki 28 katlı Harbiye Orduevi, 26 katlı Maya-Akar İş Merkezi, 24 ve 36 katlı iki bloktan oluşan Sabancı İş Merkezi İle İstanbul’daki İş Bankası Binası örnek olarak gösterilebilir.

Çeliğin elastisite modülü diğer yapı malzemelerine oranla çok yüksektir. Bu da dinamik yüklemelere, deprem yüküne ve titreşimlere karşı uygun bir davranış sergilemesine katkı sağlar. Taşıyabileceği ağırlık, kendi ağırlığının hayli üstündedir. Homojen bir yapıya sahiptir ve sürpriz davranışlar sergilemez, ne bekleniyorsa onu gösterir tahminleri yanıltmaz. Diğer bir ifadeyle statik hesaplarındaki hata payları düşük mertebelerde gerçekleşir. Betonarmeye oranla çok daha hafif yapılar inşa edilir. Bu da maliyetin düşmesine sebep olur. Maliyetin düşmesindeki bir diğer faktör de, küçük kesitlerle ve kolonsuz geçiş imkânı sağlanması ve büyük mekânlarda istenilen tasarımın yapılmasına yardımcı olunmasıdır.

Fakat çelik yapıların olumsuz yönleri de mevcut; bu işi yapacak insanların kalifiye eleman olmaları gerekmektedir ve sektörde çelik alanındaki kalifiye eleman azlığı bir dezavantajdır. Yangına dayanımı düşüktür, bu da yapılar için büyük bir dezavantajdır. Bunun çözümü özel kürler ve bakımlardır. Fakat bu da maliyeti arttırır. Korozyon (paslanma) sıkça karşılaşılan sorunlardan biridir. Bunu önlemek için bakımların yapılması gerekir. (Boyamak, betona gömmek, korozyona dayanıklı özel alaşımlı çelik kullanmak vb.) Betonarmeye oranla çeliğin malzemesi pahalıdır. Fakat bazı durumlarda projeye göre betonarmeye kıyasla çelik kullanmak daha ekonomik olabilir.

Çelik yapılar ders notu için sitemizin ders notları bölümünü ziyaret etmeniz gerekmektedir.

Çelik malzemenin özellikleri: https://volkanatabey.com.tr/celik-nedir-ustun-ve-zayif-yonleri-nelerdir