Çelik, demir, ana alaşım elementi ise maksimum %2,06 oranında olmak üzere karbon olan bir alaşımdır. Üretim yöntemleri ve kullanılan cevherlerden ötürü manganez, silisyum, fosfor ve kükürt çeliğin bünyesinde bulunan elementlerdir.
Çeliğin yapısındaki karbonun görevi alaşımı sertleştirmek ve demir atomlarının kaymasını engellemektir. Alaşımdaki karbon miktarı ile oynanarak çeliğin sertliği, esnekliği, sünekliği, ve gerilme gücü değiştirilebilir. Alaşımdaki karbon miktari artırılarak çeliğin sertliği artırılabilir, fakat bu işlem çeliğin kırılganlığını arttırıp; kaynaklanabilirlik ve süneklik gibi bir takım özelliklerini azaltır.
Demir-karbon alaşımının çelik olarak kabul edilmesi için tipik olarak en çok yüzde 2,1 oranında karbon karışımına sahip olması gerekmektedir. Günümüzde "demir ve çelik" endüstrisi tek isim altında kullanılsa da, geçmişte bu iki sektör birbirinden ayrı isimlere sahiptiler. Metalurjinin bilim dalı olarak yaygınlaşması ile birlikte çeliğin kompozisyonunun değiştirilerek ya da ısıl işlem ile özellikleri farklılaştırılarak özellikle yüksek kopma mukavemeti ile teleferik, inşaat, otomotiv, tıp ve bir çok diğer alanda insanlığa hizmet verir hale getirilişi hızlandırılmıştır.
ÇELİK KONSTRÜKSİYON
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 denetlenebilirle 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. Hafif Çelik evlerinde kullanılan çelik, uluslararası standartlarda ve kalitede 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 ortadan kaldırmaktadır
Neden Çelik Yapılar Deprem Dayanımı Sağlamada İyidir?
Fazladan şekil değiştirme kapasitesi sağlayan sünek davranış, genellikle deprem dayanımının sağlanmasında daha iyi bir seçenektir. Bunun bir sebebi de, gerçek sismik hareketler hakkındaki bilgilerimizin ve yaptığımız analizlerin içerdiği birçok belirsizlikten dolayı deprem hareketinin ve/veya etkisinin tahmin edilenden fazla olabilmesidir. Sünek davranışın sağlandığından emin olunursa, bu tarz fazlalıklar yapısal elemanların plastik deformasyonu sayesinde sağlanan fazladan enerji ile kolaylıkla emilebilmektedir. Seçenek 1 uygulandığında, aynı eleman daha fazla dayanım (daha fazla elastik dayanım) sağlayamamaktadır. Ayrıca, taban kesme kuvvetindeki azalma, temellere etki eden kuvvetlerde de aynı oranda azalma maliyetlerinin de azalmasına neden olmaktadır. Enerji dağıtma kapasitesi açısından
Çelik yapılar özellikle iyidir, çünkü:çelik sünek bir malzemedir çelik elemanlarda ve onların bağlantılarında oluşması mümkün olan birçok sünek mekanizmalar vardır yerel seviyede plastik mekanizmaların çifte etkinliği güvenilir geometrik özelliklere sahiptir. Yapısal elemanların eğilme dayanımları eş zamanlı eksenel kuvvetlerin varlığına dolayı nisbeten daha az hassastır.
Çelik yapılarda mümkün olan enerji tüketen mekanizmaların çeşitliliği, ve bunların güvenirliliği; çelik yapıların mükemmel sismik davranışını açıklayan temel özelliklerdir. Ayrıca, çelik yapılar; onları tanımlayan bazı diğer faktörlerden dolayı; diğer malzemelerle yapılan yapılara göre daha güvenilir sismik davranışa sahiptirler. Bu faktörler: kontrollü üretimden dolayı, malzeme dayanımının garanti edilmesi profesyoneller tarafından üretiminin ve tasarımının yapılması Esneklik ve düşük ağırlık Sismik bölgelerde yapılan çelik yapıların esneklikleri ve düşük ağırlığa sahip olmaları gibi bazı diğer avantajları daha vardır. Daha rijit ve ağır yapılar deprem vurduğunda daha fazla kuvvet çekmektedirler.
Çelik yapılar diğer yapı tiplerine göre genellikle daha esnektirler ve daha düşük ağırlıklara sahiptirler (aşağıda anlatıldığı gibi). Dolayısıyla yapıdaki ve yapının temellerindeki kuvvetler de daha azdır. Tasarım kuvvetlerindeki bu azalma, hem üst yapının hem de temellerin yapımındaki maliyeti önemli derecede azaltmaktadır.
Çelik yapılar diğer malzemeler kullanılarak yapılan yapılarla karşılaştırıldığında genellikle daha hafiftir. Deprem kuvvetleri ataletle ilgili olduğu için, yapının kütlesine de bağlıdırlar, ve kütledeki azalmalar kaçınılmaz olarak daha az deprem kuvvetiyle sonuçlanmaktadır. Doğrusu, bazı çelik yapılar o kadar hafiftir ki, sismik tasarım kritik olmamaktadır. Bu durum özellikle büyük toplantı salonu ve hangar binalarında görülmektedir; Çok geniş bir hacmi zarf gibi kapatırlar, birim yüzey alanına düşen ağırlık çok düşüktür ve sismik kuvvetler değil de rüzgar yükleri tasarım için kritik yükleri oluşturmaktadır. Bu durum, geçmiş depremlerde bu tip yapıların, ağır malzemelerden yapılan yapılardan çok daha iyi performansa sahip olmalarını açıklamaktadır.
