TR|EN
Güncel
E-Bülten Aboneliği
Casp 2022
Tevfik Seno Arda Lisesi
Yayınlar > Çelik Yapılar
Sayı: 66 - Eylül / Ekim 2020

Güncel


DÜNDEN BUGÜNE TÜRKİYE'DE ÇELİK YAPILAR

Ülkemizde çelik yapıları geliştirmek ve kullanımını yaygınlaştırabilmek için çelik yapıların geçmişini araştırmak, bugüne kadar nasıl geliştiğini öğrenmek ve günümüzde hangi durumda olduğunu anlamak faydalı olacaktır. Bu bilgiler, bundan sonra hangi alanlarda çalışmamız gerektiği konusunda bize yol gösterecektir. Yazı: İnş. Yük. Müh. Necati Çeltikçi (ARÇE Mühendislik İnş. ve Tic. Ltd. Şti.)

Ülkemizde çelik yapıları geliştirmek ve kullanımını yaygınlaştırabilmek için çelik yapıların geçmişini araştırmak, bugüne kadar nasıl geliştiğini öğrenmek ve günümüzde hangi durumda olduğunu anlamak faydalı olacaktır. Bu bilgiler, bundan sonra hangi alanlarda çalışmamız gerektiği konusunda bize yol gösterecektir.

Yazı: İnş. Yük. Müh. Necati Çeltikçi (ARÇE Mühendislik İnş. ve Tic. Ltd. Şti.)
 
Türkiye’de çelik yapıların ortaya çıkması Osmanlı İmparatorluğu dönemine kadar uzanır. Ülkemizin ilk demir-çelik fabrikası Tanzimat sonrasında 1840’larda kurulmuş olan Zeytinburnu Demir Fabrikaları’dır. Bu tesisler, ithal edilen ham demiri işleyen ve zamanına göre modern sayılabilecek çelik ocakları ile demirhane ve dökümhane bölümlerinden oluşuyordu. Fabrikanın kolonları ve vinç yolu kirişleri dökme demirden imal edilmişti. Cumhurbaşkanlığı Osmanlı Arşivi’ndeki 1846 tarihli belgelerde cevherin Büyükada’dan getirildiği kayıtlıdır. Osmanlı İmparatorluğu zamanından kalma ilk çelik yapıların bazıları da Topkapı Sarayı 1. avlusunda yer alan Darphane-i Amire kompleksi içinde bulunmaktadır. Darphane-i Amire’de 1842-1843 yıllarında girişilmiş olan yapım ve donatım etkinlikleri çerçevesinde çatısı ve kolonları dökme demirden bazı çelik binalar yapılmıştır.
 
1863 yılında bir İngiliz firmasının imal ve monte ettiği çelik Galata Köprüsü ilk büyük çelik yapılardan biridir. Dubalar üzerine inşa edilmiş olan bu köprünün toplam uzunluğu 462 metre, orta açıklığı ise 60 metre idi. Eyüp Defterdar’da 1868 de yeniden inşa edilmiş olan Feshane Binası da ilk çelik binalardandır. Kolonları, Belçika’da dökme demirden imal edilerek Türkiye’ye getirilmiştir. Bu tarihi bilgileri kısaca hatırlattıktan sonra esas konumuz olan çelik yapıların proje, imalat ve montajının ülkemizde nasıl geliştiğini anlatalım.
 
TÜRKİYE’DE ÇELİK YAPI İMALATININ BAŞLAMASI
Ülkemizde çekilen profillerle çelik konstrüksiyon imalatı, 1940 yılında Karabük haddehanesinin işletmeye alınması ile başlamış sayılabilir. Memleketimizde levha ve profil işleyen ilk kuruluşlar Haliç ve Taşkızak Tersaneleri ve Devlet Demiryolları işletmeleridir. Devlet Demiryollarının Eskişehir atölyelerinde çelik demiryolu köprüleri imalinin eski bir mazisi olduğunu biliyoruz. Çelik konstrüksiyon imalat atölyeleri ve işçiliği 1955 yılından sonra Karabük Demir ve Çelik İşletmeleri bünyesinde gelişmeye başlamıştır.
 
KARABÜK İŞLETMELERİNDE ÇELİK KONSTRÜKSİYON
1939-1940 yıllarında Karabük Demir ve Çelik Fabrikalarının işletmeye alınması ile birlikte resimhane ve merkez atölyeleri üniteleri de kurulmuştur. Merkez atölyesinin bir de soğuk demir bölümü bulunmakta idi. Başlangıçta burada tamir ve bakımla ilgili, tarif ve krokilerle imal edilen basit çelik konstrüksiyon işleri yapılıyordu. Haddehanede çekilen profil çeşitlerinin çoğalması ve harp içinde işletmeye alınan fabrikaların eksikliklerinin zorladığı ihtiyaçlar, resimhanede hazırlanan projelere göre soğuk demir atölyesinde çelik yapı imaline başlanmasına imkân vermiştir. Harpten sonra 1952 yılında Karabük’te yeni bir Savurma Boru Fabrikası kurulması ihtiyacı doğmuştur. Bu fabrikanın takriben 1000 ton kadar tutan çelik yapı kısmının Karabük atölyelerinde yabancı firmaların vereceği resimlere göre imal edilmesi kararı alınmıştır. Bu kararla birlikte atölyede çalışan işçi sayısı arttırılarak 100’e çıkarılmış ve imalata başlanmıştır. Savurma Boru Fabrikası çelik konstrüksiyon imalatının başarı ile tamamlanması çelik yapı imalatında bir dönüm noktası olmuştur.
 
Galata Köprüsü
1957-1961 yılları arası Karabük İşletmelerinin büyük tevsiat devresidir. Bu devrede mevcut işletmeye Çelikhane, Sinter, 3. Yüksek Fırın, Kontinü Haddehane gibi tesisler ilave edilmiştir. Döviz ve kredi teminindeki güçlükler nedeni ile bu tesislere ait bütün çelik yapı aksamının dış firmaların vereceği detay resimlerine göre Karabük’te imal edilmesi zorunluluğu doğmuştur. Bu imalatı yapabilmek için Merkez Atölyesinin soğuk demir kısmı genişletilmiştir. Bu maksatla çelik konstrüksiyon imalatında kullanılacak ilave tezgah ve teçhizat satın alınmış; bir yandan da işçi yetiştirilmesine başlanmıştır. Resimhanede Konstrüksiyon Bürosu içinde çelik konstrüksiyon projelerini yapacak özel bir bölüm kurulmuştur. Neticede tevsiat çelik yapıları için 25.000 ton tutarındaki imalat başarıyla tamamlanmıştır.
 
Tevsiatın bitirilmesinden sonra gerek artan profil üretimini değerlendirmek gerekse oluşturulmuş olan proje ve imalat kapasitesini kullanabilmek için Türkiye’de çelik yapıların yayılmasına çalışılması ana politika olarak benimsenmiştir. Çelik konstrüksiyon imalat kapasitesini arttırarak bu hedefi gerçekleştirebilmek için bir yandan 15.000 ton/yıl kapasiteli modern bir çelik konstrüksiyon atölyesi kurulması için teşebbüse geçilmiş bir yandan da Konstrüksiyon Bürosu Müdürlüğü bünyesi içinde Çelik Konstrüksiyon Bürosu Şefliği oluşturulmuştur. İşletme dışındaki birçok devlet kuruluşuna ve firmalara çelik konstrüksiyon proje, imalat ve montaj hizmeti verilmeye başlanmıştır. Bu alanda gittikçe ihtisaslaşarak ülke sathında birçok büyük yapının çelik konstrüksiyon işleri anahtar teslim olarak başarı ile gerçekleştirilmiştir. Karabük Demir ve Çelik İşletmelerince gerçekleştirilen çelik yapı tiplerini şöyle sıralayabiliriz:
 
• Fabrika binaları
• Kapalı spor salonları
• Karayolu ve demiryolu köprüleri
• Radyo ve televizyon anten direk ve kuleleri
• Teleferik hatları
• Konveyör köprüleri
• Bunkerler
• Soğutma kuleleri
• Su depoları
 
ÖZEL SEKTÖRDE ÇELİK KONSTRÜKSİYON
Karabük Demir ve Çelik İşletmelerindeki bu çalışmalardan sonra 1970'li yıllarda Türkiye’de özel sektörde büyük kapasiteli ve donanımlı çelik konstrüksiyon imalat atölyeleri kurulmaya başlanmıştır. Bunların arasında:
RONAMAK - 1965
TEMSAN - 1972
ÇİMTAŞ - 1973
GÜLERMAK - 1976
TABOSAN -1979
NUROL ÇELİK - 1983
firmalarını sayabiliriz. Bu firmalar ve diğerleri günden güne gelişerek güçlenmiş ve çelik yapı sektöründe inisiyatif resmi sektörden özel sektöre geçmiştir. Günümüzde çelik yapı imalatı tamamen özel sektör eliyle karşılanmaktadır. Özel sektör firmalarımız her türlü çelik yapı imalatını en üst seviyede gerçekleştirebilecek kapasitededir.
 
TÜRKİYEDE ÇELİK YAPILARDAKİ GELİŞMELER
Türkiye’de çelik yapılarda son 50 yıl içinde dünyadaki gelişmelere paralel olarak büyük gelişmeler olmuştur. Bu gelişmeleri şu alt başlıklar ile inceleyeceğiz.
1. Malzemede gelişmeler
2. Projede gelişmeler
3. İmalatta gelişmeler
4. Birleşim elemanlarında gelişmeler
5. Montajda gelişmeler
 
1. Malzemede Gelişmeler
Çelik yapıların ana malzemesi profil ve levhalardır. 1940- 1990 yılları arasında profil ve levhalar ülke içindeki üretimden karşılanıyordu. Profiller Karabük Demir ve Çelik İşletmelerinde, levhalar Ereğli Demir ve Çelik İşletmelerinde imal edilmekteydi. Üretilen profil çeşitleri uluslararası standartlara göre çok yetersizdi. 380'e kadar I profilleri, 300'e kadar U profilleri, 150'ye kadar L profilleri çekilmekteydi. Bu profillerin çekilen serilerinde birçok ara büyüklük eksikti. I profillerinin gelişmiş şekli olan IPE profillerinin ve HEA, HEB, HEM gibi geniş başlıklı profillerin üretimi hiç yoktu.
 
Özellikle çok katlı çelik yapıların inşasında kullanılan geniş başlıklı profillerin imali için uzun yıllar yapılan ikaz ve mücadeleler netice vermedi. İktisadi devlet teşekkülerinin zamanla yozlaşması neticesinde haddehaneler kapanma noktasına getirilince profil imalatı bir ara durdu. 1980’lerde liberal ekonomiye geçişin sağlanması ile profil ithalatı başladı. Günümüzde çelik yapılarda kullanılan büyük profil cinslerinin tümü ithal edilmekte olup iç piyasadan rahatlıkla temin edilebilmektedir. Ayrıca St 52[1] gibi yüksek mukavemetli çelik cinslerinin de temini mümkündür.
 
2. Projede Gelişmeler
Projedeki gelişmeler öncelikle statik hesap araç ve yöntemlerinde olmuştur. Çelik yapıların gelişmeye başladığı 1950’lerde statik hesaplar sürgülü hesap cetvelleri ile yapılıyordu. Sonradan sırasıyla kollu FACİD makinaları, elektrikli hesap makinaları, delikli kartlarla çalışan IBM bilgisayar üniteleri, programlanabilir TEXAS INSTRUMENTS hesap makinaları, 1980’lerin sonunda da kişisel bilgisayarlar ortaya çıkmıştır. Başlangıçta statik hesapların elle yapılması zorunluluğu, çok uzun ve karışık hesapları gerektiren karmaşık sistemlerin kullanılmasını önlemiştir. Genelde taşıyıcı sistem olarak basit kirişler, nadiren sürekli kirişler, basit çatı makasları, tek açıklıklı çerçeve sistemleri gibi hesabı kolay düzlemsel sistemler uygulanıyordu.
 
Günümüzde kişisel bilgisayarların kullanılmaya başlanması ile birlikte hesap yöntemlerinde de büyük ilerlemeler olmuş "sonlu eleman metodu" gibi gelişmiş ve kesin hesap yöntemleri bulunmuştur. Bu metotlar ve başka bilgisayar yöntemlerinin kullanılması ile günümüzün modern taşıyıcı sistemleri iki boyutlu klasik taşıyıcı sistemlerin ötesinde, üç boyutlu olarak estetik ve ekonomik şekilde dizayn edilebilmektedir. Resim 1'de yan yana görülen klasik çatı makası ile 2000’li yılların modern çatı taşıyıcı sistemi bu gelişmeyi görsel olarak anlatmaktadır. İmalat resimlerinin hazırlanması alanında da büyük gelişmeler olmuştur. Başlangıçta imalat resimleri aparatlı resim masalarında kurşun kalemle çiziliyor, trilin veya rapido ile aydıngere kopya ediliyordu.
 
1980’lerin sonunda kişisel bilgisayarların ortaya çıkması ile imalat resimleri AUTOCAD programı yardımı ile iki boyutlu olarak bilgisayarda çizilmeye başladı. 1990’ların sonunda XSTEEL gibi 3 boyutlu olarak otomatik detay oluşturabilen gelişmiş çizim programları kullanılmaya başladı. Bu programlar vasıtası ile artık detay resimleri 3 boyutlu model oluşturarak hızlı ve hatasız elde edilebilmektedir.
 
3. İmalatta Gelişmeler
Başlangıçta profil ve levhalarda kesme ve delme işlemlerinin yapılabilmesi için ya önceden hazırlanmış şablonlar kullanılıyor veya kesim ölçüleri ve delik yerleri markalama ekipleri tarafından sabun veya keskin uçlu çelik kalemlerle malzeme üzerine elle tek tek işaretlenerek çiziliyordu. Kesme işlemleri için testereler, makaslar veya oksijen şalumolarından yararlanılıyordu. Delme işlemleri ise zımba veya radyal matkap tezgâhlarında elle kumanda edilerek yapılıyordu. Sonradan, çok kafalı elektronik oksi-asetilen kopya tezgahı, çok kafalı oksi-asetilen paralel kesme tezgahı, gaz altı kaynak makinaları, otomatik tozaltı kaynak makinaları, kaynaklı profil yapma tezgâhı gibi yarı otomatik tezgah ve makinalar ortaya çıktı. Günümüzde ise bilgisayar teknolojisindeki ilerlemeler sayesinde kesme ve delme işlemleri CNC kontrollü tezgâhlarda tamamen otomatik olarak yapılmaktadır.
 
Mühendislik bürolarında imalat resimlerinin hazırlanması sırasında CNC verileri oluşturulmakta ve bu verilerin imalathanelere aktarılması ile kesme ve delme işlemleri de el değmeden otomatik olarak yapılmaktadır. Bu modern yöntemlerin uygulanması sayesinde imalat sürati artmış, maliyetler düşmüş ve en önemlisi imalatta hata yapma ihtimali ortadan kalkmıştır.
 
4. Birleşim Elemanlarında Gelişmeler
Kullanılan birleşim elemanları alanında da önemli ve çarpıcı gelişmeler olmuştur. Başlangıçta çelik yapılarda perçinli birleşimler kullanılıyordu. Dış firmalardan alınan resimlere göre imalat ve montajı yapılan ilk çelik yapılar perçinliydi. 1950’lerin sonunda çelik yapılarda kaynak uygulaması başladı. Kaynağın kullanılmaya başlanması ile çelik yapılarda devrim denebilecek büyük bir gelişme yaşanmıştır. Kaynak sayesinde perçinle yapılması mümkün olmayan veya çok kaba düşen birçok detay daha ekonomik ve estetik olarak çözülebilmiştir.
 
1990’lara kadar montaj eklerinde kaba cıvata kullanılıyordu. Son senelerde ön germeli ve yüksek mukavemetli cıvataların kullanılması sayesinde montaj ekleri çok daha sade, fonksiyonel ve ekonomik hale gelmiştir.
 
Şekil 1’de bir I kirişi ekinin kaba cıvata ile teşkil edilmiş hali ile yüksek mukavemetli cıvata ile teşkil edilmiş hali yan yana gösterilmiştir.
 
5. Montajda Gelişmeler
Montajda gelişmeler daha ziyade kaldırma makinaları sahasında olmuştur. 1940'lı ve 1950'li yıllarda bugünkü güçlü seyyar vinçler yoktu. Ağır parçaların montajı için “derrik” denilen özel montaj vinçleri kullanılıyordu. Makina sanayindeki gelişmeler neticesinde günümüzde vinçler seyyar hale gelmiş, kaldırma kapasiteleri büyümüştür. Montajda kule vinçler veya teleskopik bomlu tekerlekli vinçler kullanılmaktadır. Kaldırılan ağırlıkların artması neticesinde montaj büyük parçalar halinde, az operasyonla, hızlı olarak yapılabilmektedir.
 
SON SÖZ
Çelik yapılar, dünden bugüne büyük bir gelişme göstererek bugünkü noktasına gelmiştir. Günümüzde çelik yapı imalat sanayinin tam ideal seviyede olduğunu söylememiz mümkün değildir. Daha yapacak çok işimiz var. Yakın bir gelecekte eksiklerimizi tamamlayarak çelik yapıları ülkemizde arzulanan seviyeye çıkarmak hepimizin en büyük hedefi olmalıdır.
 
[1] DIN normuna göre verilen ST 52’nin TS EN 10025’deki karşılığı S 355 olarak verilmektedir. Burada “S” çeliğin yapısal (Structural) yani kaynaklanabilir olduğunu, 355 ise 16 mm ve daha ince kalınlıkta çeliğin minimum akma dayanımını vermektedir. Dolayısıyla, genel olarak St 37’nin karşılığı S 235, St 44’ün karşılığı S 275 olarak ifade edilmektedir. Çelik kalite denklik tablosu için https://tr.steelorbis.com/celik-fiyatlari/celik-kalite-denkligi web sayfasına bakabilirsiniz.
Çelik Yapılar - Sayı: 66 - Eylül / Ekim 2020

Kendimizi Sınayalım

KENDİMİZİ SINAYALIM



© 2014 - Türk Yapısal Çelik Derneği