Depreme karşı en sağlam çözüm : Çelik Yapılar

“Güvenli Yapılar ve Güvenli Şehirler” yazı dizimizde bu ay “Çelik Konstrüksiyon Yapılar” konusunu işledik. Uzmanlar, dayanıklılık, modülerlik ve maliyet avantajları nedeniyle çelik yapıları öneriyor.

Kemal Ermiş

Kardeşler Çelik Kontrüksiyon Gn. Md.

Çelik yapıların en önemli avantajları arasında, yapının ağırlığının betonarme yapılara göre çok daha hafif olması ilk sırada gelir. Bu sayede deprem esnasında yapı daha az ağırlık transferi ile karşılaşır.

Çelik yapı elemanları kolon ve kirişlerde daha küçük kesitler ile aynı işi yapacağından alan kazancı da sağlar. Arsa fiyatlarının yüksek olduğu şehrimizde yapı elemanlarını kapladığı alanlar azaldıkça metrekare maliyeti de düşmüş olur. İmalat ve montaj süresi çok daha kısadır, özellikle üretime daha hızlı başlayacak bir tesis yatırım maliyetinin dönüşünün daha hızlı olmasını sağlayacaktır. Projelendirme aşamasında planlanır ise, yapı tamamen sökülüp taşınabilir ve yeniden yapılabilir. Daha çevreci bir malzemedir, tamamen geri dönüştürülebilir. Ayrıca karbon ayak izi bakımından betonarme yapılara göre çok daha avantajlıdır. Çelik yapılar üzerinde değişiklik yapılması gerekir ise hem çok hızlı hem de daha az maliyetle yapılabilir veya ilaveler eklenebilir. Doğru prosesler uygulanarak imalat yapılmış ise ömrü uzun bir yapı elemanıdır.

Doğru çelik yapı uygulamasında en önemli unsur, doğru imalatçı seçimidir. Firmanın makine parkı, imalat prosesleri, imalat öncesi kumlama yapılması ve imalat astarı kullanımı yapınızın uzun ömürlü ve daha az bakım maliyeti ile kullanılmasını sağlayacaktır. Kalite kontrol süreçlerinin tam takibi gibi konular dikkat edilmesi gereken hususlardır. Çelik yapı tasarımı ve statik hesaplarının yapılması uzmanlık gerektirir, ülkemizde inşaat mühendisliği bölümlerinde genellikle betonarme yapılar üzerine eğitimler yoğunlaşmış vaziyette. Son 10 yılda mezun olan arkadaşlar çelik yapı alanında da kendilerini geliştirmeye başladı, fakat hala yeterli değil daha çok çelik sistemler çalışılması gerekiyor. Özellikle sanayi yapılarında çelik konstrüksiyon sistemler gittikçe yoğunlaşıyor. Doğru firma seçildiğinde; sanayici uzun ömürlü, kolay değişiklik veya ilave yapabileceği, maliyeti en uygun ve hızlı üretime başlayabileceği bir tesis istiyorsa çelik yapı en doğru seçimdir.

Şentürk Aydın

İMO Bursa Şb. Yön. Krl. Üyesi

Türkiye’deki “çelik inşaat” oranının büyük bölümünü endüstri yapıları, büyük açıklıklı çatılar ve köprüler oluşturmaktadır. Ancak salgın hastalık döneminde ve Kahramanmaraş depremlerinin ardından öncelikle hızlı yapım tekniği, sonrasında ise diğer yapı elemanlarına göre elastik modülünün yüksek olması, deprem performansını olumlu etkilemesiyle tek katlı çelik ev modelleriyle betonarmeye alternatif oluşturmuştur. Tabi burada betonarme ve hem çelik yapılar için doğru projelendirmeyi unutmamak gerekir. Betonarme yapılar için gerekli olan beton fiyatlarının çeliğe göre daha yüksek artması tek katlı sanayi yapılarında ve tek katlı konut türü yapılarda ayrıca ekonomik yapım tercihinde çelik yapıların önemi artmıştır.

Deprem etkisinde altında yapının kütlesi önem kazanmaktadır. Zira deprem etkisi, yapının kütlesiyle doğru orantılıdır. Yapı kütlesi arttıkça deprem etkisi de artmaktadır. Çelik yapılarda yapı elemanlarına farklı form verilebilme ve homojen malzeme olması yapı kütlesini hafifletme, yüksek dayanımdan daha geniş kullanım alanları sağlama, geniş açıklıkları geçebilme imkanı sağlamaktadır. Çelik yapılarda uygulamada işçilik kalitesi, birleşim bölgeleri açısından betonarmeye göre kalifiye eleman gerektirmektedir. Bu durum yapılan işçiliğin de kalitesini arttırmaktadır. Çelik yapılar korozyona karşı, belirli süreler sonunda bakımı yapılması gereken ve metal yorulmaya maruz kalan malzemeler oldukları için belirli periyotlarda bakım yapılmasını gerektirir. Çelik taşıyıcı sistemin tüm parçaları fabrika ortamında üretilir ve endüstriyel kalite güvencesi içerir. Şantiye üretimleri ve tüm uygulamaları da benzer şekilde kontrol edilirse oldukça güvenli yapılar elde edilebilir.

Çelik yapılarda tasarım özgürlüğüyle mesnet şekli, form verilebilir olması bilgi ve deneyimle estetik ve performansı yüksek ekonomik yapılar yapılabilir. Bunun için projelendirme ve uygulamada birleşim bölgelerinin hassasiyeti betonarmeye göre önem kazanmakta bundan dolayı nitelikli projelendirme ve uygulama kalitesi önemlidir. Firma seçiminde mühendislik bilgisi, tecrübe ve iş yapım kapasitesi yüksek olmalı, makine ekipmanı yeterli olmalı, atölye büyüklüğü önemlidir.

Ali Osman Kahveci

Göksa Mühendislik Kurucusu

Göksa Mühendislik, 1994 yılında Bursa'da kurulan bir mühendislik ve yazılım şirketidir. Göksa Mühendislik olarak kuruluşumuzdan bugüne çelik yapılar ile ilgili projeler üretmekteyiz. Sanayimizin birçok lokomotif firmasının yatırımlarında çok sayıda betonarme, prefabrik ve çelik konstrüksiyon pres binaları, üretim tesisleri ve çelik yapı projelendirdik ve müşavirlik hizmeti verdik. Halen sanayi yapı projeleri ve mesleğe güç katan yazılımlar üretiyoruz.

Yapılarda kullanılan çelik elemanlar, depreme ve diğer doğal afetlere karşı binaların sağlamlığına ve güvenilirliğine belirli özellikleri dolayısı ile fayda sağlarlar. Bunlardan bazıları şunlardır; Yüksek mukavemet ve esneklik, hafiflik, dayanıklılık. Çelik, betondan daha dayanıklı bir malzemedir. Bu, tasarımı iyi yapılmış bir çelik yapının deprem sonrasında daha az hasar görmesini sağlar. Çelik elemanlar, depreme karşı binaların sağlamlığını ve güvenilirliğini artırmanın en etkili yollarından biridir. Çelik yapılar, betonarme yapılara göre daha az hasar görme eğilimindedir ve deprem sonrasında daha hızlı onarılabilir.

Ülkemizde çelik fiyatlarının nispeten yüksek olması dezavantaj olarak görülse de uzun vadede daha iyi sonuçlar alınacağı kesindir. Özellikle sanayi kuruluşlarının deprem performansının iyi olması, olası bir deprem durumunda sanayinin duraksamadan işlerine devam etmesi açısından çok önemlidir ve bu tür yapılarda maliyetten önce sağlamlık ve devamlılık önem arz etmektedir.

Berker Turan

Enter Group Mühendislik Proje Md.

Enter Group firması 2012 yılında kurulan ve bölgedeki en büyük şirketlerden biridir. Şirket Orta Asya’da endüstriyel ve sivil inşaat pazarlarındaki konumunu güvenle güçlendirmektedir.

Çelik yapılar betonarme yapılara oranla hafif olduğu için yapıya etkiyen deprem kuvveti daha azdır. Bu durum depreme karşı olan avantajlarından sadece birisidir. Çelik elemanlar betona göre çok daha sünek bir yapıya sahiptir. Süneklik yapının şekil değiştirme kapasitesi olarak açıklanabilir. Gelen deprem kuvvetini şekil değiştirerek sönümler ve göçme ihtimalini en aza indirger. Çelik yapılar hem hafif hem de yüksek dayanımlı olduğu için maliyet açısından daha avantajlı bir konumdadır. Ek olarak çeliğin yapısal özellikleri net olarak belirlenebildiği için yapı davranışı açısından beklenilenin dışına çıkılma ihtimali daha düşüktür. Deprem sonrası hasarlı bölgelerin onarılmasında betonarme yapılara oranla daha kolay ve hızlıdır.

Çelik yapıların güvenli bir şekilde görevini yerine getirmesi için, yönetmeliklerin izin verdiği koşulara uyulmalıdır. Çelik yapılar kurallara uygun tasarlanmadığı taktirde göçmeye kadar varabilecek sonuçlarla karşılaşılabilir. Kullanılan kesitlerin kompaktlık ve narinlik şartlarına uyup uymadığı kontrol edilmeli ve optimum düzeyde kesitler kullanılmalıdır. Güçlü kesitler kullanmak, sık çapraz dizaynı her zaman iyi sonuçlar vermez. Yapıyı gereksiz bir şekilde rijitleştirmek elemanların aldığı yükü arttırırken bina ağırlığıyla birlikte daha fazla deprem yükü alır. Bunun sonucunda beklenmedik sonuçlar ortaya çıkabilir.

Çelik yapı tasarımında imalatını yapacak firma seçilirken deneyim çok önemlidir. Ancak bir ekibin tamamının deneyimli olması başka sorunlar ortaya çıkarabilir. Yeni bilgiler ile eski tecrübeler harmanlanmalıdır.

Kullanılacak çelik, kaynak teli, cıvata gibi ürünlerin muhakkak her bir proje için ayrı ayrı sertifikaları üretici firmadan alınmalı ve saklanmalıdır. Yapıya uygun cıvata, kaynak teli, gaz seçimi yapılmalı, kaynak kalınlıkları, kaynak ağızlarının açılması gibi konulara çok dikkat edilmelidir. Projelerde yazmayan kaynak kalınlıkları imalatçının insafına bırakılır ise geri dönüşü olmayan sonuçlar alınabilir.

Araz Kebir

Vektör Çelik Yapı Mühendislik Yön. Krl. Bşk.

Vektör Çelik Yapı, genellikle Bursa ve Marmara Bölgesi içinde aktif işleyiş ağına sahip olsa da Türkiye genelinde farklı kentlerde de üretim imalat ve mentörlük hizmetlerinde bulunan bir firmadır.

Deprem kuvveti, lateral bir kuvvettir. Yatay doğrultuda etki eder bu da yapıların çekme ve basınç etkilerine maruz kalmasına sebep olur. Çelik taşıyıcı sistemler, betonarme sistemlere binaen daha yüksek çekme dayanımı özelliği gösterir. Bunun sebebi çeliğin sünek bir malzeme olmasıdır. Deprem veya diğer dış etkilere karşı direncinde bu süneklik kuramı ile gelen kuvvet etkilerine karşı koyma yetisi kazanır. Günümüz Türkiyesi’nde ise çoğunlukla endüstriyel alanlarda kendine yer bulsa da çelik taşıyıcı sistemler konut sektöründe çatı ve cephe taşıyıcı sistem olarak kullanılmaktadır.

Maliyet bazında ağır çelik yapıların maliyeti beton yapıların maliyetinden fazla olsa da çelik, işlenebilirlik, uygulama kolaylığı, atık malzeme giderinin azalması, geniş açıklıklı mekanlarda geçme kolaylığı, iskele veya kalıp uygulaması bulunmaması, taşıma kolaylığı, modülerlik özellikleri nedeniyle avantajlıdır.

Günümüz teknolojisiyle mühendislik dijitalleşmiş, 3d hesap program kullanımı artmıştır. Tasarlanan dijital yapının program üzerinde verdiği sonuçları değerlendirme için gerekli yönetmeliklere ve programa hakim olarak yapılan tasarım sonucunda ortaya çıkan etkileri birebir yapıda görebilmek için; doğru hesap yöntemleri, doğru malzeme seçimi, doğru uygulama maddeleri dikkate alındığında güvenli yapılar ortaya çıkmaktadır.