Çelik Yapılar | İç Yapısı Ve Üretimi | Önemli Örnekleri

Çelik Yapıların Tarihsel Gelişimi

Çelikten önce, demir daha çok silah veya eşya yapımında kullanılırken İngiltere’de demir ve font üretimiyle birlikte yapı malzemesi olarak kullanılması söz konusu hale gelmiştir. İlk köprü 1778’de İngiltere’de 31 metre açıklıklı olarak font kullanılarak imal edilmiştir. 1875 yılından itibaren dövme çelik ve dökme çelik, yapı malzemesi olarak kullanılmaya başlandığından mütevellit daha büyük köprüler inşa edilmiştir.

20. yüzyılın başından itibaren dökme çelik üretimine geçilmiştir. Dökme çeliğin kullanılmasıyla beraber modern çelik tekniğinden söz edilmeye başlanmıştır.  Özellikle 2. Dünya Savaşı’ndan sonra Almanya ve diğer ülkelerde, modern çelik yapılarının kullanım sayısı artış göstermiştir.

1974’te tamamlanan Boğaziçi köprüsü Türkiye’de inşa edilen ilk  çelik köprüdür.

Çelik Yapıların İç Yapısı Ve Üretimi

Mekanik olarak işlenebilen demir alaşımlarına çelik denir. Çelik alaşımları, demir dışında;

• Karbon
• Kükürt
• Azot
• Silsiyum
• Manganez
• Bakır
• Krom
• Nikel
• Vanadiyum
• Molibden bileşenleri de içermektedir. Krom, nikel, vanadiyum, molibden yüksek mukavemetli çeliklerde kullanılır.

Karbon miktarı çeliğin mekanik özelliğini belirleyici rol oynar. Karbon miktarı artıkça mukavemeti ve sertliği artmaktadır. Sertliğin artması ise sünekliğin azalmasına sebep olmaktadır.

Çelikte şekil verme işlemi, kristalleşme sıcaklığının üstünde yapılırsa, mekanik özelliklerde herhangi bir değişme olmazken, aynı işlem soğuk ortamda yapılırsa mekanik özellikler büyük ölçüde değişime uğrar.

Çelik Yapıların Avantajları

• Mukavemeti diğer yapı malzemelerine göre yüksektir.
• Eğilme rijitliğinin etkili olduğu elemanlarda ekonomik çözüm verir.
• İnşaat süresi hızlıdır ve hava koşullarından etkilenmez.
• Yapı elemanlarının temini kolaydır.
• Depreme karşı diğer yapılara nazaran daha dayanıklıdır.

Çelik Yapıların Dezavantajları

• Yanıcı olmamakla birlikte, ısı yükseldikçe mukavemetinde ve elastisite modülünde hızlı düşüşler meydana gelir.
• Su veya diğer kimyasal maddeler ile teması halinde paslanma (korozyon) olayını başlatır. Korozyon, malzemenin mukavemetini azaltır.
• Ses ve ısı iletkenliğinde çok performans gösterdiğinden yalıtım önlemi alınmalıdır.

Çelik yapıların en büyük dezavantajlarından biri; yüksek ısı altında olumsuz etkilenmesidir. Sıcaklık 1000°’ye  ulaştığında ise akma dayanımı sıfıra yaklaşır, yani çeliğin taşıma kapasitesi tamamen sona erer.

Önemli Çelik Yapı Örnekleri

Empire State Binası –  ABD

Yaklaşık 10 milyon tuğladan oluşur ve 6.500 pencere ve 73 asansör içerir. 57.000 ton ağırlığında olan bina, 730 ton çelik içermektedir.

Taipei 101 Kulesi – Tayvan

“Discovery Channel” tarafından mühendislik yedi harikasından biri seçilmiştir.

Pekin Ulusal Stadyumu – Çin

Pekin Ulusal Stadyumu,  dünyanın en büyük çelik yapısı ödülünü almıştır. “Kuş Yuvası” lakaplı olan bu yapı, 42.000 ton çaprazlama çelik kirişlerden oluşuyor.

Dubai Uluslararası Kongre Sarayı

350 metre yüksekliğindeki bu yapı, 31.400 metrik ton takviye çeliği içerir.

Sidney Liman Köprüsü – Avusturalya

Sidney Liman Köprüsü (Sydney Harbour Bridge) dünyanın en büyük çelik kemer köprülerindendir. Çoğunluğu oluşturduğu yayda bulunan yaklaşık 53.000 ton çelik içerir. Sıcak günlerde, çelik yapının genişlemesi kemeri 18 cm’ye kadar yükseltebilir.

Eyfel Kulesi – Fransa

Eyfel Kulesi, aynı zamanda tüm dünyada Fransa’nın sembolü halini almıştır. Eyfel Kulesi 300 metre yüksekliktedir. Günümüzde tercih edilen çelikten ziyade demirden üretilmiştir. Yapılan özel teknikler sayesinde günümüze kadar bozulmadan gelmeyi başarmıştır.