Yapının güvenli, ekonomik ve dayanıklı bir şekilde tasarlanmasını sağlayan bir dizi aşamayı içerir. Çelik yapılar, özellikle endüstriyel tesisler, köprüler ve büyük açıklıklar gerektiren binalarda yaygın olarak kullanılır. Projelendirme sürecinde hem yapısal hem de estetik unsurlar dikkate alınır.
1. Ön Bilgi Toplama
Kullanım Amacı: Çelik yapının ne amaçla kullanılacağı (endüstriyel bina, köprü, depo, ofis binası vb.) belirlenir. Kullanım amacına göre projelendirme kriterleri değişebilir.
Mimari Tasarım: Çelik yapının mimari tasarımı yapılır. Bu tasarım, taşıyıcı sistemin yerleşim düzenini, açıklıkları ve yapı geometrisini belirler.
Zemin Etüdü: Yapının inşa edileceği alanın zemin etüdü yapılır. Zemin özelliklerine göre yapı temel sistemi ve çelik konstrüksiyon tasarımı şekillenir.
Yönetmelik ve Standartlar: Yapının yapılacağı bölgedeki geçerli yönetmelikler ve standartlar (örneğin, *Çelik Yapılar Yönetmeliği* ve *Deprem Yönetmeliği*) dikkate alınır.
2. Taşıyıcı Sistem Seçimi
Çelik yapıların taşıyıcı sistemleri genellikle çerçeve sistemlerden (rijit veya mafsallı çerçeve) oluşur. Bu aşamada, hangi taşıyıcı sistemin kullanılacağına karar verilir.
Rijit Çerçeve: Kolon ve kirişler arasındaki bağlantılar rijit olup, moment etkileri taşır. Büyük açıklıklar için uygundur.
Mafsallı Çerçeve: Kolon ve kirişler arasındaki bağlantılar mafsallıdır, sadece düşey yükler taşır. Depolama alanları gibi yapılarda tercih edilir.
Ayrıca çapraz elemanlar veya kafes kirişler gibi sistemler, yapının stabilitesini artırmak için kullanılabilir.
3. Yüklerin Belirlenmesi
Sabit Yükler: Yapı elemanlarının kendi ağırlıkları ve sabit olarak yapıya etki eden yükler (çatı kaplamaları, dış cephe malzemeleri vb.) hesaplanır.
Hareketli Yükler: İnsanlar, makineler, araçlar gibi yapı üzerinde hareket eden yükler dikkate alınır.
Deprem Yükleri: Yapının bulunduğu bölgenin deprem riskine göre sismik yükler hesaplanır ve çelik yapının dayanımı buna göre belirlenir.
Rüzgar Yükleri: Özellikle yüksek ve geniş yüzey alanına sahip çelik yapılarda rüzgar etkileri göz önünde bulundurulmalıdır.
Kar Yükleri: Çatı yapısı ve bölge koşullarına bağlı olarak kar yükleri hesaplanır.
4. Malzeme Seçimi
Yapıda kullanılacak çelik malzemeler seçilir. Çelik sınıfı (örneğin, S235, S275, S355 gibi), mukavemet ve dayanıklılık açısından belirleyici bir faktördür.
Çelik yapı elemanlarının üretiminde ve montajında kullanılacak cıvata, kaynak ve bağlantı malzemeleri de bu aşamada belirlenir.
Kullanılacak çeliğin korozyon dayanımı ve yüzey işlemleri de yapı ömrü açısından dikkate alınır.
5. Statik ve Dinamik Analizler
Yapıya etki edecek tüm yükler dikkate alınarak statik ve dinamik analizler yapılır. Bu analizler, yapı elemanlarının boyutlandırılması için temel verileri sağlar.
Statik Analiz: Sabit ve hareketli yükler altında yapının davranışı incelenir. Yapısal elemanların kesit boyutları hesaplanır.
Dinamik Analiz: Deprem gibi dinamik yüklerin yapıya etkileri analiz edilir. Bu özellikle deprem bölgelerindeki yapılar için kritik öneme sahiptir.
Analizlerde genellikle çelik yapı tasarımına uygun yazılımlar (SAP2000, ETABS,) kullanılır.
6. Kesitlerin Boyutlandırılması
Kolon, kiriş, çapraz elemanlar, kafes kirişler gibi yapısal elemanların kesit boyutları hesaplanır. Bu hesaplamalarda hem yük taşıma kapasiteleri hem de estetik unsurlar göz önüne alınır.
Burulma, bükülme ve eğilme momentleri dikkate alınarak elemanların boyutlandırılması yapılır. Her eleman için kullanılan malzemenin dayanımına göre kesitler optimize edilir.
7. Bağlantı Detaylarının Tasarımı
Çelik yapılarda elemanlar arasındaki bağlantılar, yapının güvenliği ve dayanımı için kritik önem taşır. Cıvata, perçin veya kaynakla yapılacak bu bağlantıların her biri detaylı olarak projelendirilir.
Moment aktaran rijit bağlantılar ve kesme kuvveti aktaran mafsallı bağlantılar bu aşamada tasarlanır.
Bağlantı detayları, imalat ve montaj aşamalarını kolaylaştıracak şekilde belirlenir.
8. Temel Tasarımı
Zemin etüdüne dayalı olarak temel sistemi seçilir. Çelik yapıların temel tasarımında radye temel, sürekli temel veya kazık temeller tercih edilebilir.
Temel, çelik yapıdan gelen yükleri zemine güvenli bir şekilde aktarmalıdır. Bu nedenle temel elemanlarının boyutları ve beton dayanım sınıfı titizlikle belirlenir.
9. Koruma Önlemleri
Çelik yapılar, özellikle dış mekan koşullarına maruz kalanlar, korozyona karşı korunmalıdır. Bu nedenle yapıya uygun bir koruyucu kaplama (galvaniz, boya, vs.) tasarlanır.
Çeliğin yangına karşı dayanımı da önemlidir. Yangına dayanıklı boyalar veya kaplamalar kullanılabilir.
10. Proje Çizimlerinin Hazırlanması
Statik hesaplar sonucunda elde edilen veriler doğrultusunda yapının detaylı mühendislik çizimleri hazırlanır.
11. Projenin Onaylanması
Hazırlanan statik proje, ilgili kurumlardan onay alınmak üzere sunulur. Projenin ilgili yönetmeliklere uygunluğu ve hesapların doğruluğu kontrol edilir.
Yapı denetim firmaları, belediye veya mühendislik odaları projenin onay sürecinde devreye girer.
12. İmalat ve Montaj Süreci
Onaylanan projeye göre çelik elemanlar atölyede imal edilir. Elemanlar, fabrikada kesilip, delikleri açılıp cıvatalama veya kaynaklama işlemleri için hazırlanır.
Şantiyede montaj yapılırken, projeye uygun olarak elemanların yerleştirilmesi ve bağlantıların doğru bir şekilde yapılması sağlanır.
Yapı denetimi sırasında, montajın projeye uygun olarak yapılıp yapılmadığı kontrol edilir.
