Mimari materyaller, insan ihtiyaçlarını ve arzularını karşılamak için tarih boyunca gelişmektedir. Demirin gelişmesinin bir yolu çelik haline gelmesidir. Bu dönüşüm, mimarlık tarihinive tüm dünyayı değiştirmiş olabilir. Peki, bu devrimci materyalin hikayesi nedir? Kim icat etti? Nasıl üretilir? Ve onu özel yapan nedir? Burada, en önemli mimari eserlerin bazılarını gözden geçirdiğimizde çelik Yapılar ve daha fazlası hakkında her şeyi öğreneceğiz.
Çeliği kim icat etti?
Bu bir kelimeyle veya bir isimle cevaplanabilecek bir soru değil. Demir cevheri kömür fırınlarında eritilirken karbon eklemenin onu daha güçlü hale getirdiğini muhtemelen demirciler keşfetti.
Çeliğin 4000 yıl öncesine kadar Roma İmparatorluğu'nun savaşçıları tarafından kullanıldığı biliniyor. Ayrıca çelik M.Ö. Hindistan'ına, 3. yüzyıl Çin'ine ve 11. yüzyıl Suriye ve Orta Doğu'suna kadar uzanabilir bir tarihe sahip.
18. yüzyıla kadar çelik; sadece aletler, silahlar ve zırhlar için kullanıldı, çünkü yapımı zor ve pahalıydı. Ancak, aynı yüzyıldaki buhar motorlarının icadı ile demir alaşımının endüstrisi önemli bir dönüş yaptı.
Avrupalı mühendisler ve mucitler, çelik üretimi için yöntemler üzerinde çalışmaya başladı. 1855 yılında İngiliz mühendis Henry Bessemer ilk kez çelik üretimi için ucuz bir teknik tanıttı ve buna Bessemer süreci adı verildi.
On yıl sonra Carl Wilhelm Siemens ve mühendis Pierre-Émile Martin, daha büyük çelik kütleleri üretmek için yeterli miktarda ısı üreten açık ocak fırını geliştirdiler.
Brooklyn Köprüsü/Daniel Berry Austin(Sol) – Home Insurance Binası/Chicago Architectural Photographing Company(Orta) – Eiffel Kulesi/Wikimedia Commons(Sağ)
1880'ler çok sayıda ikonik çelik yapının yükselişine tanık oldu. Dünyanın ilk çelik asma köprüsü olan Brooklyn Köprüsü'nün yapımı 1883 yılında tamamlandı. İki yıl sonra, dünyanın ilk çelik gökdeleni olan Chicago'daki Home Insurance Binası tamamlandı. 1887'de Paris, dünyaca ünlü dönüm noktası olan Eyfel Kulesi'nin yükselişine tanık oldu.
Çelik nasıl üretilir?
Çelik esas olarak % 96 oranında Demir içerir. Demir cevheri yerden çıkarılır, kirlerden kurtulmak için eritilir. Daha sonra, normal olarak % 0.1-0.25 arasında değişen bir yüzde ile karbon ilave edilir. Demir, çeliğin mukavemetini arttırmak için manganez, nikel veya krom gibi diğer elementlerle de alaşımlanabilir.
Farklı çelik türleri nelerdir?
Çelik, bileşenlerine göre dört türe ayrılır. Bu dört tür:
1. Karbon Çelik
Karbon Çelik, üretilen toplam çelik miktarının% 90'ını oluşturur ve üç kategoride sınıflandırılabilir: Düşük Karbonlu Çelik, Hafif Karbonlu Çelik ve Yüksek Karbonlu Çelik. Düşük karbonlu çelikteki karbon yüzdesi % 0.3'ü aşmazken, Yüksek Karbonlu Çelik'teki karbon miktarı% 1.5'e kadar çıkabilir. Hafif Karbonlu Çelik % 0.3 ile % 0.6 arasında bir Karbon yüzdesi içerir.
2. Alaşımlı Çelik
Alaşımlı Çelik, demirin yanı sıra Manganez, Krom, Vanadyum, bakır veya alüminyum gibi alaşım elementleri içerir. Bu elemanlar, çeliğe; yüksek mukavemet, kaynaklanabilirlik veya korozyona karşı direnç gibi özellikle istenen özellikleri verecek şekilde değişmektedir.
Yapısal Çelik, Karbon ve Alaşımlı çelikten imal edilmiştir
3. Paslanmaz Çelik
Paslanmaz Çelik, ana alaşım elemanı olarak Krom özelliğine sahiptir. Korozyona dayanıklı bir malzeme olarak yumuşak çeliğe göre olağanüstü üstün olmasını sağlayan% 10-20 Krom içerir. Kristal yapısına göre üç gruba ayrılabilir: Östenitik çelik, Ferritik çelik ve Martensitik çelik.
4. Takım Çeliği
Takım çeliği kesme ve delme ekipmanlarının imalatında kullanılır. Farklı miktarlarda kobalt, molibden, tungsten ve vanadyum içeren bileşimi sayesinde dayanıklılığı ve ısıya karşı yüksek direnci ile karakterizedir.
Çeliğin avantajları nelerdir?
Çelik, onu geniş bir uygulama yelpazesi için uygun kılan birçok arzu edilen özelliğe sahiptir ve işte bu yüzden mimari ve inşaat alanlarında popülerlik kazanmıştır.
1. Çelik yüksek mukavemete sahiptir ve buna göre çelik yapıların ağırlığı tipik yapılardan daha azdır.
2. Sünek; bükülebilir, kesilebilir ve farklı şekillerde yapılabilir ve basınç altında bükülmez.
3. Diğer yapı malzemelerinden daha uzun ömürlü, son derece dayanıklıdır ve bu nedenle daha az bakım gerektirir.
4. Büyük bir ölçekte geri dönüştürülebilir ve bu da onu sürdürülebilir bir inşaat malzemesi haline getirir.
5. Prefabriktir, bu nedenle daha az inşaat süresi gerektirir.
6. Betonun aksine özellikleri kontrol edilebilir ve öngörülebilirdir.
7. Çeliğin kendisi diğer inşaat malzemelerinden daha pahalıdır, ancak önceki avantajların tümü uzun vadede daha ekonomik bir seçim olmasını sağlar.
Çelik yapıların mimaride kullanımları nelerdir?
Çelik, mimarlık alanına geniş bir olasılık yelpazesi sundu. Yapım aşamasında olan Cidde Kulesi'nin toplam yüksekliği 1 km. Çelik olmasaydı bu asla mümkün olmazdı.
Gökdelenler
Gökdelenler çoğunlukla çelikten yapılır. Yapı sistemleri çelik kirişler, çerçeveler ve kafes kirişlerin yanı sıra çelik betonarme asansör şaftlarından oluşur.
Dünyanın şu anki en yüksek binaları olan Burj Khalifa çelik betonarme, 200 metre yüksekliğindeki sivri yapı çeliğinden inşa edilmiştir. Toplam yüksekliği 830m'dir.
Uzun Açıklıklar
Çelik ayrıca uzun açıklıklara sahip büyük iç mekanlar inşa etmeyi de mümkün kıldı. Bu iç mekanlar çelik çerçeveler, kafes kirişler ve uzay kafes kirişleri ile desteklenir.
Dünyanın şu andaki en uzun açıklığı ABD'deki Dallas Cowboys Stadyumu'na aittir. Stadyum, yerden 90 m yükseklikte ve 373 m uzunluğunda iki devasa kemere sahiptir. Her ikisi de toplam 295,421m2 alanı kaplayan tek bir geri çekilebilir çatı ile bağlanır.
Konsollar
Betondan yapılmış konsollar, bükülmeden 1.5-2m'den fazla uzatılamadı. Ancak şimdi, çelik ve çelikle güçlendirilmiş beton konsollar bu uzunluğun 40 katına kadar uzayabilir.
Dünyanın şu andaki en uzun konsol 85 metre uzunluğunda. Güney Kore’nin Busan Sinema Merkezi’nin toplam uzunluğu 163 metre, genişliği 60 metre olan dev çatısının bir parçası.
Kaplamalar
Paslanmaz çelik, zarif ve fütüristik bir kaplama malzemesi olarak popülerdir. Ayrıca, kapılar ve pencereler için bir çerçeve malzemesi olarak kullanılır.
Kanada'daki Diane Dufresne Sanat Merkezi, çeliği cilalama konusunda mükemmel bir örnek. Çelik kaplama, düz ve eğimli kolonlarla desteklenir. Paneller, çevredeki doğanın tonlarını yansıtarak oldukça dramatik bir etki yaratıyor.