Çelik Yapılar

Ne var ki, mühendislik teknolojisi gelişmiş birçok ülkede, özellikle yüksek yapılarda,

köprülerde, sanayi yapılarında ve özellikle son yıllarda mimari bakımdan sanatsal özellikler taşıyan yapılarda öncelikle tercih edilen malzeme “çelik” tir.

O halde, çelik malzemenin tercih edilme nedenleri ile çelik konstrüksiyonu önerme nedenlerimizi sıralayalım:

.Güvenilirlik: Topraklarının büyük bir bölümü deprem bölgesinde bulunan ve yakın bir geçmişte binlerce vatandaşımızı yitirdiğimiz, on binlercesinin evsiz kaldığı depremlere ev sahipliği yapan ülkemizde, ne üzücüdür ki, deprem etkisi olmaksızın bile yıkılan binalara şahit olmaktayız. Bu binaların yıkılma nedenleri incelendiğinde, ortak bir neden ortaya çıkmaktadır: Kalitesiz ve standart dışı beton üretimi.
Her ne kadar son çıkarılan Yapı Denetim Kanunu ile beton üretim ve denetimi kontrol altına alınmaya çalışıldı ise de, bu denetimin yalnızca numuneler üzerinden yapılabilmesi ve çelik gibi standart ve rijit bir fabrikasyon üretimin mümkün olamaması (ki betonarme çeliği ile betonun birleşerek betonarme sistemleri oluşturması ile, detaylarda çıkan sorunlar artmaktadır), betonarme sistemler ile ilgili ilk sorunu ortaya çıkarmaktadır. Elbette ki, statik ve betonarme hesapları usulüne uygun yapılmış ve aynı şekilde standartlara uygun imal edilmiş sistemlerde bu sorun olmayacak, betonarme sistem güvenli bir şekilde taşıyıcılığını sağlayacaktır. Ancak esas sorun, yukarıda anlatıldığı üzere üretim kontrolündeki zorluklardır.
Çelik konstrüksiyon binaların bir avantajı da, yeterli güvenlikte yapılmamış olanların bile, yıkılma durumunda büyük yaşam boşlukları bırakmasıdır. Çünkü çelik betona göre daha hafif ve sünek bir malzemedir.
  

.Form Verilebilirlik: Çelik malzemenin, form verilebilirlik açısından sınır tanımaması, beton gibi kalıp gerektirmemesi, özellikle sanayi yapıları gibi düzensiz yapılarda mühendislerin, sanat yapılarında da mimarların birinci tercih nedeni olmasını sağlamıştır. Ayrıca kalıp gerektirmemesi ve beton gibi herhangi bir priz süresinin beklenmemesi, süre açısından da çeliği ön plana çıkarmaktadır. Çelik yapıda form açısından tek sınır, hayal gücünüzdür.

.Ekonomi: Genel bir yanılgı olarak, çok kaba bir hesapla, çelik konstrüksiyon yapıların birim maliyetinin, diğer yapı sistemleriyle yapılardan daha yüksek olduğu kabul görmektedir. Oysa çelik konstrüksiyon;

– Özellikle sanayi yapılarında, standart dışı biçimlere kolaylıkla uyum sağlayabilir,
– İşçiliği çok daha kısa sürede tamamlanır, bina işletmeye daha kısa sürede açılır,
– Her türlü hava koşulunda uygulanabilir,
– Daha hafiftir, daha az nakliye maliyeti gerektirir,
– Hafif olduğu için, kötü zeminlerde bile uygulanabilir, temel maliyeti daha düşüktür, denetlenmesi kolay olduğundan, deprem güvenliliği kontrol edilebilir.
– Küçük kesitlerle büyük açıklık yükleri taşıması olanaklıdır.

 Bu nedenlerden dolayı, çelik konstrüksiyon imalat sanıldığının aksine çok ekonomik bir seçenektir.

.  Büyük Açıklık, Küçük Kesit: Betonarmeye göre çok daha büyük açıklıklar, çok daha küçük ve bol alternatifli kesitlerle ve çok daha düşük zati ağırlıklarla geçilebilmekte, dolayısı ile taşınabilir yükler artmaktadır. Bunun doğal bir sonucu olarak, temel boyutları küçülmekte ve daha kötü zeminlerde ,daha büyük yapılar inşa edilebilmektedir. Çelik yapı sistemleri ile, zemin katları tamamen kolondan ibaret(!) olmayan çok katlı yüksek yapılar yapmak mümkün olmaktadır. Bina zati ağırlıkları düşük olduğundan, yüksek yapılarda kolon en kesitleri zemin katta bile, betonarme sistemlerdeki kesit boyutlarından çok daha küçük çıkmaktadır. Bu özelliğinden dolayı çelik, güçlendirme projelerinde de sıklıkla tercih edilmekedir.

.  Malzeme Dönüşümü: Çelik yapıların bir diğer üstünlüğü de, malzemesinin geri dönüşümünün mümkün olmasıdır. Kullanım amacını kaybeden bir bina, taşıyıcı sistemi demonte edilerek başka bir yapıda kullanılabilir. Geçici olarak yapılacak bir yapı, rahatlıkla çelik konstrüksiyon düşünülebilir. Herhangi bir çelik yapının malzemesi, kullanılamayacak durumda olsa bile hurda değeri taşımaktadır.

Bunlarla birlikte, çelik yapı imalatında karşılaşılan birtakım sorunlar da mevcuttur:

.  Ülke Koşulları, Kesit Sınırlılığı: Ülkemizde çelik konstrüksiyona yönelim henüz çok düşük seviyede olduğundan ve bunun da yeterli talebi doğurmamasından dolayı, fabrikalarımızda üretilen çelik profil kesit alternatifleri sınırlıdır. Çelik profil kesit tablolarında gördüğümüz kesitlerin bir kısmı ülkemizde ne yazık ki üretilmemektedir. Bu sorun, malzemelerin çoklu kesitler kullanılması ile aşılabilmekte, ancak bu da işçiliğin artmasına neden olmaktadır.

.  Yüksek Maliyet: Düşük üretim potansiyeli ve talep azlığı, çelik malzemenin fiyatına da yansımaktadır. Ülkemizde üretilen çelik malzeme fiyatları, çeliğin yoğun olarak kullanıldığı diğer ülkelerden daha yüksektir. Bu fiyatların düşmesi ve kesit alternatiflerinin artması, ancak çelik yapı bilincinin yerleşmesi ve talebin artması ile mümkün olacaktır.

.  Korozyon: Çelik malzemenin en büyük düşmanı korozyon olmakla birlikte, üretilen endüstriyel antipas, boya, epoksi esaslı ürünler, galvaniz, vb. ürünleri ile bu sorun kolaylıkla ortadan kaldırılabilir. Günlük olarak kullandığımız birçok eşyanın (otomobil, beyaz eşya, vb.) çelik malzemeden üretilip uzun yıllar dayandığını ve boya ile korunduklarını hatırlayalım.

Sonuç olarak, günümüz inşaat teknolojisi, çelik yapı sistemlerini giderek artan bir zorunluluk olarak ortaya çıkarmaktadır. Gerek mühendis, gerek diğer meslek gruplarından olsun, tüm vatandaşlarımız bu bilince ne kadar erken varır ve uygulamasında ısrar ederse, ülkemizdeki yapılaşmanın kalkınmasına ve daha sağlam yapılara o derece katkıda bulunmuş oluruz.

Çelik, Ekonomiktir

Ön üretimli, fabrikasyon taşıyıcı elemanlar, düşük fiyata yüksek kalite sağlamakta ve inşaat süresini çok kısaltmaktadır. Çelik, taşıma kapasitesinin ağırlığına oranı en yüksek olan malzemedir. Çeliğin yüksek taşıma kapasitesi sayesinde çelik yapı elemanları, daha küçük kesit ve ölçülerde, daha hafif ve mükemmel kalitelerde üretilmektedir. Çelik yapılarda taşıyıcı eleman boyutları, ahşap ve betona göre çok daha küçük olduğu için, çok daha fazla kullanım alanı elde edilmektedir.Bu da, yapı alanının daha verimli kullanılmasını sağlamaktadır. Fiyat dengesi ve kısa yapım süreleri, insanların daha erken yerleşmelerine imkan vererek daha az kira, faiz ve maliyet avantajı elde etmelerini sağlamaktadır.

Çelik, Depreme Karşı Dayanıklıdır

Çelik, yüksek mukavemeti, esnekliği ve hafifliği sayesinde, depreme karşı en dayanıklı inşaat malzemesidir. Hafif olması, aldığı darbelere kırılmadan karşı koyabilmesini sağlamaktadır. Deprem kuvvetini azaltacak tek unsur, yapının hafifletilmesidir. Çünkü yapının kütlesi ne kadar büyük olursa, depremin, üzerinde uygulayacağı kuvvet de o kadar büyük olacaktır. Çelik evler betonarme yapılara oranla yaklaşık 5 kat daha hafiftir. Bu da binaya gelen deprem yükünün, 5 kat daha az olması demektir.

Çelik, Çevrecidir

Çelik, dayanıklı ve tekrar kullanılabilen bir malzemedir. Çelik binaların sökülmesiyle çıkan malzeme, geri kazanılmaktadır. Hafif çelik malzemeden yapılan bir binanın iskeleti 7-8 hurda otomobilden elde edilebilmektedir. Buna karşılık, benzer bir yapıyı ahşaptan yapmak için yaklaşık 50 ağacın kesilmesi gerekmektedir.

Çelik, Hızlıdır

Temel ve subasman haricinde, betona ihtiyaç olmadığı için çelik konstrüksiyonun montajı, hava şartlarına bağlı kalmaksızın çok hızlı yapılabilmektedir. Bu da sermaye ihtiyacının azalmasına ve inşaat maliyetlerinin düşmesine imkan sağlamaktadır. 200 m2 bir evin montajı 7 gün gibi kısa bir sürede tamamlanabilmektedir.

Çelik, Kalitelidir

Tüm dünyada uluslararası standartlarla belirlenmiş özelliklerde üretilen ve tamamen endüstriyel bir ürün olan çeliğin kalitesi, üretiminin her aşamasında kontrol edilerek belgelenmektedir. Yapımcı ya da kullanıcı, malzemenin fiziksel özelliklerine müdahale edememektedir. Teorik hesap değerleri de uygulamada da aynen geçerli olmaktadır. Betonun içine gizlenmediğinden, projeye ve standartlara uygunluğu her zaman denetlenebilme imkanı sağlamaktadır.

Galvanizli Çelik, Paslanmaz

Hafif çelik taşıyıcı üretiminde, galvaniz kaplı çelik kullanıldığından korozyon direnci yüksektir, paslanma olmamakta; ahşaptaki gibi çatlama, zamanla sehim verme ve böceklenme yaşanmamaktadır.
Bade Çelik evlerinde kullanılan çelik, Erdemir Demir Çelik Fabrikaları’nın uluslararası standartlarda ve kalitede ürettiği galvanizli çelikten oluşmaktadır.

Çelik, Esnektir

Hızla değişen yaşam tarzımızın mekanlarımıza uyumu, çelik yapılarda daha kolay ve ekonomik olarak sağlanabilmektedir. Yıllar sonra oluşabilecek koşullara göre taşıyıcı olmayan bölme duvarlar kaldırılarak veya yerleri değiştirilerek, ihtiyaçlarınız karşılanabilmektedir

Çelik, Yıldırıma Karşı Tehlike Oluşturmaz

Çelik konstrüksiyon diğer taşıyıcı sistemlerden farklı olarak, yıldırıma karşı tehlike oluşturmaz. Çünkü koruma tesisatı, toprağa giden bir yol oluşturarak patlama, ufak çaplı yangın ve yaralanma risklerini azaltmaktadır.

Kumlama; en basit anlatımı ile ; kum adı verilen , kum’a benzeyen ama aslında bildiğimiz kumdan farklı bu iş için özel olarak imal edilmiş grid adında çeşitleri olan ve kullanım yerleri farklı özel maddeler ile yapılır

Silis: Oldukça ince çeşitleri olan silis kumu genellikle ince saclarda hafif şiddetle kumlama yapılacağı zaman kullanılır.

Bazalt: Tozuması az denilebilecek bu kum genellikle kapalı ortamlarda kumun geri dönüşümlü olarak kullanılabileceği yerlerde kullanılır.

Grit: Tozuması en az ve kumlama gücü en iyi olan kum çeşididir. Aslında kum değil demir çürüfüdür.

KUMLAMA İŞLEMİNİN UYGULANIŞI

Kumlama yukarıda anlatılan KUM’un yüksek basınçlı hava ile metal yüzeye çarptırılması dır. Bu çarpma esnasında kum metal yüzeyi mikton seviyesinde aşındırırken aynı zamanda yüzeydeki her türlü istenmeyen maddeyi de kazır, temizler.

OTOMATİK KUMLAMA

Genellikle henüz üzerinde kesme veya kaynak işleri yapılmamış çelik konstürksiyon elemanlarının yada belli ölçülerde ki kesme kaynak işleri yapılmış çelik malzemenin kumlanması otomatik makinelerde yapılır .Bu sistemin avantajı makineye girebilecek büyüklükteki malzemenin hızla ve ekonomik olarak kumlanabilmesidir.Dezavantajı ise büyük malzemelerin kumlanamamasıdır. Örneğin bir iş makinesini,bir yakıt tankını bir konteynırı,bir çelik köprüyü yada yerinde kumlama yapılması gereken diğer büyük malzemeleri Kumlama makinesinde kumlayamazsınız.

KUMLAMANIN DERECELENDİRİLMESİ.

Kumlama işlemi çeliğin yüzeyinde istenmeyen oluşumların ne ölçüde temizlendiğine ve yüzeyin hangi ölçüde aşındırıldığına göre derecelendirilir. Bu konuda dünyada bazı standart derecelendirmeler vardır.Türkiye’de İsveç standardı olan “Swedish Standards For Ground Vibrations And Airblast” SA 1, SA 2, SA 2,5 ve SA 3 dereceleri kullanılır.Bu derecelendirme ölçüleri TSE kurumunca 8.4.1999 tarihinde TS EN ISO 8501-1 olarak aynen kabul edilmiştir.

Sa 1: Son derece yüzeysel bir temizlik derecesidir. paslanmış yüzeylerde son derece yüzeysel bir temizlik biçimi olup Piyasa da “süpürme ” olarak adlandırılır.

Sa 2: Çeliğin oldukça temizlenmiş, yüzeyin bir hayli pürüzlendirildiği, bir kumlama derecesidir. Amerikan SSCP ölçülendirme skalasında “commercial” (ticari); British BS 4232 ölçülendirme skalasında “3 st quality 80% Whole surface” olarak sınıflandırılır.

Sa 2,5: Çelik yüzeyin gayet iyi pürüzlendirildiği, istenmeyen oluşumların tamamına yakın bölümünün temizlendiği ve çeliğin kendine has gri renginin kolaylıkla görüldüğü ,piyasada en çok tercih edilen kumlama derecesidir. Amerikan SSCP ölçülendirme skalasında “Near White”; British BS 4232 ölçülendirme skalasında “2 st quality 95% Whole surface” olarak sınıflandırılır.

Sa 3: Çelik yüzeyin çok iyi pürüzlendirildiği, istenmeyen oluşumların tamamen temizlendiği, çeliğin kendine has gri renginin tamamen ortaya çıktığı bir kumlama derecesi olup piyasada tercih edilmeyen bir kumlama derecesidir. Çünkü uygulama zamanı ve maliyeti oldukça yüksektir. Amerikan SSCP ölçülendirme skalasında “White Metal”; British BS 4232 ölçülendirme skalasında “1 st quality 100% Whole surface” olarak sınıflandırılır.

Kumlama işlemi kuru havalarda mümkün olan en kısa zamanda yapılıp bitirilmeli ve boya işlemine geçilmelidir. Çünkü, üzerindeki pas ve istenmeyen oluşumlar temizlendikten sonra çelik, paslanmaya karşı daha da savunmasız haldedir. Eğer hava da rutubetli ise kumlanmış çelik derhal kararmaya ve paslanmaya başlar.

Son olarak şunu söyleyebiliriz: Çelik kullanım alanı son derece geniş bir materyal olup zamana ve diğer dış etkenlere karşı en dayanıklı maddelerden biridir. Ama eğer kumlanıp uygun şekilde boyanırsa…