İçeriğe atla

Çelik Yapı

Çelik tasarımı

Çelik yapı, çeliğin yapı inşasında taşıyıcı ve ana malzeme olarak kullanıldığı, inşaat mühendisliğinin alt dalını ifade eder. Bu yapı inşâsına, Türkçe çelik yapı anlamına gelen İngilizce "Steel construction" tamlamasının dilimize uyarlanmış hâliyle çelik konstrüksiyon da denir.

Çelik yapıda, inşaat çeliğinden imâl edilen haddelenmiş çelik kirişler, levhalar ve borular, destekleyici bir yapı oluşturmak için cıvatalama, kaynak veya perçinleme yoluyla birleştirilir. Çelik konstrüksiyonun bir diğer temel yapısal unsuru, destekleyici yapının münferit çubuklarını birbirine bağlayan köşebent plakasıdır. Saf çelik konstrüksiyona ek olarak, çelik elemanları betonla birleştiren çelik kompozit konstrüksiyon, çelik iskelet konstrüksiyon ve çelik bina konstrüksiyonu da vardır. Çelik yapılar Avrupa Birliği bölgesinde, Eurocode 3: Çelik yapıların tasarımı (EN 1993) uyarınca tasarlanır.

EB1911 Steel Construction - Fig. 2
1911 yılına ait bir Filtre Binası inşaası, New York

Şu anda iki yaygın çelik tasarımı yöntemi vardır: İlk yöntem İzin Verilebilir Mukavemet Tasarımı (ASD) yöntemidir, Türk Çelik Yönetmeliği'nde Güvenlik Katsayıları ile Tasarım (GKT). İkincisi, Yük ve Direnç Faktör Tasarımı (LRFD), Türk Çelik Yönetmeliği'nde Yük ve Dayanım Katsayıları ile Tasarım (YDKT) yöntemidir. Sistem analizleri doğrusal-elastik teoriye göre gerçekleştirilebilir.

Tarih

Günümüzden 3-4 bin yıl önce Hitit döneminde demirin kullanılmasından ardından Antik Yunan ve Mısır döneminde demirin yapı malzemesi olarak kullandılğı görülmüştür. Önceleri odun kömürü pişirlen demir 1490'larda görece yüksek kapasiteli fırınlarda pişirilecek işlenmeye başlandı. 1500'lü yıllarda ilk haddehaneler tanıtıldı. Dövme demir olarak üretilen ferforjeler duvar işçiliğini güçlendirmek için dübel ve bağ yapıları görevinde kullanıldı. 6. yüzyılın başlarında İstanbul'daki Ayasofya'da kemerlere demir kolonlar yerleştirilmişti. Benzer şekilde Rönesans Dönemi'ndeki kubbelerde de demir çubuklar güçlendirme yapı elemanı olarak kullanılıyordu.[1]

Çelik yapı örneği

Dünyanın ilk dökme demirden inşa edilmiş köprüsü Coalbrookeadale Köprüsü, İngiltere'nin Shropshrie bölgesinde 1779'da inşa edilmiştir.[1]

Çeliğin yapı malzemesi olarak kullanımı özellikle demiryollarının popüler hale gelmesi ile paralel olmuştur. 1800'lü yıllarda dövme demir, dökme demir ve çelik kullanımı vardı ancak çelik bu sıralamanın sonlarındaydı. Dövme demir feforje olarak genellikle kapı ve korkuluk gibi yapı aksesuarı olarak kullanılmaktaydı. 1855 yılında İngiltere'de Sir Henry Bessemer tarafından bulunan Bessemer Yöntemi çelik üretiminde verimi arttırdı. Ancak hala çelik üretimi pahalı olduğu için yapı malzemesi olarak tercih edilmiyordu. 1879'da mucit Sidney Thomas çelikten fosforu ayırmayı başararak daha kaliteli çelik elde etti. 1871 yılında Amerika'da meydana gelen Büyük Chicago Yangını sonrası binlerce ahşap bina yok oldu. Bu durum yöneticilerin yanıcı olmayan taş ve tuğşa gibi yapı malzemelerine yönelmesini sağladı. Ancak büyüyen şehirlerin ihtiyacını karşılamak için çeliğe gereksinim duyuldu.[2]

Steel Construction (Toronto) (17127077600)
1910 Toronto Evening Telegram'da yayınlanan Union Bank inşaatını gösteren resim

1885 yılında tamamlanan Chicago Ev Sigortası Binası (orj:The Home Insurance Building in Chicago) çelik çerceve iskelet ve betonarme kullanarak yapılan 10 katlı bir bana olarak dönemin geniş çapta tanınan ilk binası oldu. 1931'de yıkılan bu bina ilk gökdelen olarak bilinmektedir. 1890 yılında tamamlanan yine Şikago'da bulunan The Rand McNally Binası tamamı çelik çerçeveli olarak tasarlanan ilk binadır. O dönem Burnham ve Root tarafından tasarlanan bina 1 milyon dolara mal olmuş ve 1911'de yıkılmıştır.[2]

1900'lerin başlaırnda çelik üretimindeki teknolojik ilerlemeler daha kaliteli ve daha hızlı üretim yapılmasını sağladı. 1913 yılında o dönemim dünyanın en uzun binası olan Woolworth Binası 60 katlı çelik yapı olarak inşa edildi.1928'de Chrysler Binası çelik destekli tuğla bina olarak inşa edildi.[2]

Tasarım Aşamaları

Geometrik Kararlar

Yapının kullanım amacına uygun şekilde tasarlanması için gereksinimlere göre yapı geometrisi tasarlanır. Bu gereksinimler sadece inşaat mühendisleri tarafından değil birçok disiplinler tarafından belirlenebilir. Ekipmanların yerleşimi, mimari unsurlar, kullanım kapasitesi ve yapının konumu gibi birçok unsur geometrik kararları doğrudan veya dolaylı olarak yapı geometrisine etki eder.

Yapıya Etkiyen Yüklerin Belirlenmesi

Bu aşamada inşaat mühendisleri yapının konumuna göre etki edecek rüzgar, kar ve deprem yüklerini ilgili şartnamelere göre hesaplarlar. Yapının kaplama türüne göre ağırlığını, varsa taşıdığı ekipmanların oluşturduğu statik ve dinamik yükleri, diğer hareketli ve kalıcı yükleri hesaplarlar.

Statik Analizin Yapılması

Günümüzde yapılar karmaşık sistemlere sahiptir bu nedenle el hesabı ile statik hesaplarını yapmak oldukça zordur. İnşaat mühendisleri statik ve dinamik analizlerin yapılması için bu konuda özelleşmiş genellikle sonlu elemanlar yöntemi ile çalışan bilgisayar programlarını kullanırlar. Doğrusal veya doğrusal olmayan analiz yöntemleri ile yapının analizini gerçekleştirirler. Analiz yöntemlerinde ilave koşullar yapının yapılacağı bölgede geçerli yönetmeliklere göre gerçekleştirilir.

Kesit Tasarımı Yapılması

Analizden sonraki aşama olan kesit tasarımı yapının bulunduğu bölgede geçerli olan yönetmeliklere göre yapılır. Analizden elde edilen kesit tesirlerine göre uygun kesitler seçilir. Burada sadece gerilme kontrolü değil aynı zamanda sehim kontrolüde yapılır. Ayrıca yönetmeliklerin belirlediği diğer kurallar uygulanır.

Yine analizden gelen kesit tesirlerine göre elemanların bağlantıları hesaplanır. Karmaşık bağlantılar için bilgisayar programları kullanılabilirken, görece daha basit bağlantılarda el hesabı yapmakta mümkündür.

Çizimlerin Oluşturulması

Kesitlerin ve bağlantıların belirlenmesinden sonra yapının imalat ve montaj çizimlerinin hazırlanması gerekir. Fabrikada imal edilecek ve sahada montaj edilecek her bir parçanın çizimleri hazırlanır. 3D modelleme programları ile bu çizimlerin yanı sıra CNC kesimleri için çizimler oluşturulur.

İmalat ve Montaj

Hazırlanan çizimlere göre imalat süreci başlar. Çizimlerde belirtilen ölçülerde parçalar kesilir, delinir ve kaynatılır. İhtiyaca göre boyanarak sahaya montaj edilmek üzere sevk edilir. Sahaya gelen parçalar yine çizimlerde belirtilen şekilde birbirlerine kaynak veya civata ile bağlanır. İmalat ve montajın projeye uygunluğu her aşamada yetkili mühendislerce kontrol edilir.

Kaynakça

  1. ^ a b "HISTORICAL DEVELOPMENT AND CHARACTERISTICS OF STRUCTURAL STEELS" (PDF). web.archive.org. 11 Mayıs 2024 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Mayıs 2024. 
  2. ^ a b c "A Brief History of Steel Construction". Steel, LLC (İngilizce). 18 Haziran 2018. 20 Eylül 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Nisan 2024. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Mühendislik</span> tasarımdan ekipman imalatına kadar ilerleyişi sağlayan işlevler kümesi, uygulamalı bilim

Mühendislik, köprüler, tüneller, yollar, araçlar ve binalar dahil olmak üzere makineler, yapılar ve diğer öğeleri tasarlamak ve inşa etmek için bilimsel ilkelerin kullanılmasıdır. Mühendislik disiplini, her biri uygulamalı matematik, uygulamalı bilim ve uygulama türlerinin belirli alanlarına özel vurgu yapan, geniş bir yelpazede uzmanlaşmış mühendislik alanları’nı kapsar.

<span class="mw-page-title-main">İnşaat mühendisliği</span> altyapıların tasarımı, planlanması, inşası ve yönetimi ile ilgilenen profesyonel disiplin

İnşaat mühendisliği, malzeme ve tekniği en iyi şekilde bir araya getiren, yapıların plan, proje, yapım ve denetlenmesiyle uğraşan temel mühendislik dalıdır. İnşaat mühendisleri her türlü bina, baraj, havaalanı, köprü, yol, su kemerleri, liman, kanalizasyon, su şebekesi, tünel, konvansiyonel ve yüksek hızlı demiryolu projeleri, metro vb. hizmet ve endüstri yapılarının planlanması, projelendirilmesi, yapımı ve denetimi konuları ile ilgili eğitim ve araştırma yapar. Mühendisliğin anası olarak da kabul edilen inşaat mühendisliği askerî mühendislikten sonra gelen en eski temel mühendislik dalıdır ve İngilizce kelime anlamı civil engineering ilk olarak 18.yy. da askerî olmayan mühendislik çalışmalarını askerî mühendislikten ayırabilmek için kullanılmıştır. İnşaat mühendisliği kurucu mühendislik alanlarının başında gelir. İnşaat mühendisliği geniş bir alanı kapsadığından çeşitli dallarda uzmanlaşma gereği duyulmaktadır. Bu alanların başlıcaları, çevre mühendisliği, geoteknik, belediye ya da kentsel mühendislik, kıyı mühendisliği, ölçme bilgisi, yapı mühendisliği, temel mühendisliği, su mühendisliği, malzeme bilimi, ulaştırma mühendisliği vb. konulardır.

<span class="mw-page-title-main">Kardemir</span> Karabük ilinde bulunan demir-çelik işletmesi ve Türkiyenin ilk ağır sanayi fabrikası

Karabük Demir-Çelik Fabrikaları veya kısaca Kardemir, Karabük ilinde bulunan demir-çelik fabrikası. Türkiye'nin ilk ağır sanayi fabrikası olan Kardemir'in temelleri 3 Nisan 1937'de Mustafa Kemal Atatürk'ün talimatı ile dönemin Başbakanı İsmet İnönü tarafından atılmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Makine mühendisliği</span> Mühendislik

Makine mühendisliği, mekanik sistemlerin tasarım, analiz, imalat ve bakımı için mühendislik fiziği ve mühendislik matematiği ilkelerini malzeme bilimi ile birleştiren bir mühendislik dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Lamine ahşap</span>

Lamine ahşap, değişik ölçülerdeki bağımsız ahşap tabakaların, kontrollü endüstri koşullarında ve özel bağlayıcılarla tutkallanıp birleştirilmesinden oluşur. Lamine ahşap ile kolon, kiriş, kemer, makas ve bunun gibi birçok değişik formlarda eleman üretilebilir.

Chrysler Binası New York şehrinde yer alan Art deco tarzında bir gökdelendir. Manhattan'nın doğu tarafındaki Turtle Bay bölgesinde yer alan bina, 42. Cadde ile Lexington Caddesi'nin kesiştiği noktadan yükselmektedir. 319 metre yüksekliğe sahip olan gökdelen, açılışından 11 ay sonra tamamlanan Empire State Binası onu geçene kadar, dünyanın en yüksek binası unvanına sahipti. 1973'te Dünya Ticaret Merkezi'nin İnşaatsıyla New York'taki en yüksek üçüncü bina konumuna gelen Chrysler Binası, 11 Eylül saldırıları sırasında Dünya Ticaret Merkezi'nin yıkılmasının ardından yeniden şehrin en yüksek ikinci binası oldu. Aralık 2007'de Bank of America Kulesi'ne anteninin de eklenmesiyle 365,8 metreye yükseldiğinde, Chrysler, tekrar şehrin en yüksek üçüncü binası oldu. Yine 2007'de açılan New York Times Binası da Chrysler Binası ile aynı yüksekliğe sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Çelik</span>

Çelik, demir elementi ile genellikle %0,02 ila %2,1 oranlarında değişen karbon miktarının bileşiminden meydana gelen bir alaşımdır. Çelik alaşımındaki karbon miktarları çeliğin sınıflandırılmasında etkin rol oynar. Karbon genel olarak demir'in alaşımlayıcı maddesi olsa da demir elementini alaşımlamada magnezyum, krom, vanadyum ve tungsten gibi farklı elementler de kullanılabilir. Karbon ve diğer elementler demir atomundaki kristal kafeslerin kayarak birbirini geçmesini engelleyerek sertleşme aracı rolü üstlenirler. Alaşımlayıcı elementlerin, çelik içerisindeki, değişen miktarları ve mevcut bulundukları formlar oluşan çelikte sertlik, süneklilik ve gerilme noktası gibi özellikleri kontrol eder. Karbon miktarı yüksek olan çelikler demirden daha sert ve güçlü olmasına rağmen daha az sünektirler.

<span class="mw-page-title-main">Boru</span>

Boru, genelde tesisat yapımında kullanılan, içi boş silindir şeklinde bir malzemedir. Kullanım yerine göre seramik, plastik, metal gibi malzemelerden imal edilebilir. Boruların malzeme tipi ve imalat yöntemlerine göre değişik imalat ve ölçü standartları vardır.

<span class="mw-page-title-main">Yüksek fırın</span>

Yüksek fırın, metal cevherlerini işlemekte kullanılan dikey izabe fırını.

<span class="mw-page-title-main">Tahta</span> ağaçlardan veya diğer bitkilerden üretilen lifli malzeme; ağaçların gövdelerini ve dallarını meydana getiren sert madde

Tahta, ağaçların gövdelerini ve dallarını meydana getiren sert bir maddedir. İnşaat malzemesi, kâğıt ve yakıt yapımında ham madde olarak kullanılmaktadır. Ayrıca tahta yalıtkan bir maddedir. Tahtanın biraz ıslatılmış hâli ise iletken olur. Böylelikle elektrik çarpmaları gibi durumlarda kuru tahtadan yararlanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">İnşaat</span> bir bina veya altyapının inşası veya montajı süreci

İnşaat ya da yapım, bina, altyapı, endüstriyel sanayi yapıları gibi insan ihtiyaçlarına karşılık gelen, üretime dayalı her çeşit yapının amacına uygun inşa edilme sürecidir. İnşaat tipik olarak bilinen bir müşteri için yerinde gerçekleşirken, imalattan imalata farklı olarak, belirlenmiş bir alıcı olmadan benzer ürünlerin seri üretimini de gerektirir. Sanayi yapıları gelişmiş ülkelerdeki gayrisafi yurtiçi hasılanın % 6 ila % 9'unu oluşturur. İnşaat planlama, tasarım ve finansman ile başlar; proje inşa edilinceye ve yapı kullanıma hazır oluncaya kadar devam eder.

<span class="mw-page-title-main">Diamond of İstanbul</span>

Diamond of İstanbul, Maslak iş bölgesinde inşa edilen, İstanbul ve Türkiye'nin en yüksek binası olması planlanan, ülkenin ilk çelik gökdelenidir. Ancak Hattat Grubu ile İstanbul Büyükşehir Belediyesinin anlaşmazlıkları sonucu inşaat durmuştur. 53 kat ve 270 metre yüksekliğindedir. Gökdelenin tasarımı, İstanbul'un kubbe mimarisi ile, 3 çelik kanadını ana kulede birleşecektir. Binanın bir kanadı konut, diğer kanadı yedi yıldızlı bir otel, bir diğer kanadı ise iş merkezi olarak kullanılacaktır.

<span class="mw-page-title-main">Yapı mühendisliği</span> inşaat mühendisliğinin insan yapımı yapıların stabilitesi ile ilgilenen alt disiplini

Yapı mühendisliği, bina ve yapı tasarımı ve teknolojisi prensiplerine dayalı bir inşaat mühendisliği dalıdır. Çelik çerçeve, betonarme yapılar, ahşap yapılar, yapı statiği ve yapı dinamiği başlıca uzmanlık alanlarıdır.

Ayduk Koray, Türk müteahhit, iş insanı ve millî basketbolcu.

<span class="mw-page-title-main">Konak Pier</span> İzmir, Türkiyede bir bina

Konak Pier, 1867 yılında İzmir'de gümrük binası olarak kullanılmak üzere inşa edilmiş yapıdır. Binanın projesi Fransız mimar ve inşaat mühendisi Gustave Eiffel tarafından çizildiği düşünülmektedir.

Max Mengeringhausen, Alman ühendis, mucit ve girişimcidir.

<span class="mw-page-title-main">Mimari teknoloji</span>

Mimari teknoloji veya yapı teknolojisi, teknolojinin yapıların tasarımına uygulanmasıdır. Mimarlık ve inşaat mühendisliğinin bir bileşenidir ve bazen ayrı bir disiplin veya alt kategori olarak görülmektedir. Yeni malzemeler ve teknolojiler, özellikle 19.yüzyılda sanayileşmenin ortaya çıkmasından bu yana, yapının evrimi boyunca yeni tasarım zorlukları ve inşaat yöntemleri ortaya çıkarmıştır. Mimari teknoloji, bir binanın farklı unsurları ve etkileşimleri ile ilgilidir; bina bilimlerindeki gelişmelerle yakından uyumludur. Mimari teknoloji, "İnşaat teknolojilerinin yapı tasarım sürecinde uygulanmasında ve entegrasyonunda kullanılan teknik tasarım ve uzmanlık" olarak özetlenmektedir. "Performans, üretim ve tedarik kriterlerini karşılayan verimli ve etkili teknik tasarım çözümleri üretmek için bina tasarım faktörlerini analiz etme, sentezleme ve değerlendirme becerisidir."

<span class="mw-page-title-main">Süreç mühendisliği</span> ham veya başlangıç maddesinin kimyasal-fiziksel ya da biyolojik işlemler kullanılarak başka bir ürüne dönüştürüldüğü tüm teknik işlemler

Süreç mühendisliği, insanların hammaddeleri ve enerjiyi endüstriyel düzeyde toplum için yararlı ürünlere dönüştürmesini sağlayan temel ilkelerin ve doğa kanunlarının anlaşılması ve uygulanmasıdır. Süreç mühendisleri, basınç, sıcaklık ve derişim gradyanları gibi doğadaki itici güçlerden ve kütlenin korunumu yasasından yararlanarak, istenilen kimyasal ürünleri büyük miktarlarda sentezlemek ve saflaştırmak için yöntemler geliştirebilirler. Süreç mühendisliği, kimyasal, fiziksel ve biyolojik süreçlerin tasarımı, işletimi, kontrolü, optimizasyonu ve yoğunlaştırılmasına odaklanır. Süreç mühendisliği, tarım, otomotiv, biyoteknik, kimya, gıda, malzeme geliştirme, madencilik, nükleer, petrokimya, ilaç ve yazılım geliştirme gibi çok çeşitli endüstrileri kapsamaktadır. Sistematik bilgisayar tabanlı yöntemlerin süreç mühendisliğine uygulanmasına "süreç sistemleri mühendisliği" adı verilir.

<span class="mw-page-title-main">Depreme dayanıklı yapılar</span>

Depreme dayanıklı veya sismik yapılar, binaları depremlerden bir ölçüde veya büyük ölçüde korumak için tasarlanır. Hiçbir yapı deprem hasarına tamamen dayanıklı olamazken, deprem mühendisliğinin amacı, sismik aktivite sırasında geleneksel muadillerine göre daha iyi performans gösteren yapılar inşa etmektir. Bina yönetmeliği'ne göre, depreme dayanıklı yapılar, bulundukları yerde meydana gelme olasılığı belirli olan en büyük depreme dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Bu, nadir depremlerde binaların yıkılmasını önleyerek can kayıplarının en aza indirilmesi, daha sık depremlerde ise işlevsellik kaybının sınırlandırılması gerektiği anlamına gelir.

Deprem yönetmeliği ya da sismik yönetmelik, deprem durumunda binalardaki mülkiyeti ve canı korumak için tasarlanmış bina yönetmelikleridir. Bu tür yönetmeliklere olan ihtiyaç, "Depremler öldürmez, binalar öldürür" ya da daha geniş biçimiyle “Depremler insanları yaralamaz veya öldürmez. Kötü inşa edilmiş insan yapımı yapılar insanları yaralar ve öldürür.” sözüne yansımıştır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.