Geçmişten günümüze inşaat sektöründe birçok hammadde kullanılmıştır. İlkel dönemlerde genelde taş ve ahşap kullanılarak ve birbirinin benzeri yapılar inşa edilerek süregelen inşaat sektörü şimdilerde teknolojinin ilerlemesiyle beraber çok fazla alt başlıklara ayrılmıştır. Betonarme, çelik ve kompozit yapılar bu başlıklardan birkaçıdır.
Çelik malzemenin inşaat sektöründe kullanılmaya başlanması 18.yy’a dayanmaktadır. Çelik, o zamandan günümüze kadar köprü, bina, fabrika vb birçok yapıda taşıyıcı sistem olarak kullanılmıştır. Mühendisliğin temelindeki 3E (emniyet, ekonomi ve estetik) prensibine uygun olması çeliği zamanla vazgeçilmez kılmıştır. Gerek mimari açıdan estetik formlara sokulabilmesi, gerek imalat kolaylığı , gerekse zaman ve ekonomik avantajları çeliği inşaat sektöründe ana malzemelerden biri haline getirmiştir.
İnşaat başlangıcında yapının işlevi, kullanım amacı, kullanım süresi ve coğrafi konumu gibi özelliklere bağlı olarak malzeme seçilir. Yapısal çelik homojen ve izotrop bir malzeme olmasının yanı sıra, yüksek dayanımı ve sünek özellikleriyle büyük avantaj sağlamaktadır. Yüksek elastisite modülü ve çekme/basınç dayanımının yakın olması gibi yönleri de dikkat çekmektedir.
Malzeme olarak çelik seçilmesi durumunda; yerinde montaj sayesinde inşaat süresi kısalabilir ve olumsuz hava koşullarından dolayı aksamalar en aza indirilir. Onarım ve güçlendirme işlemleri diğer malzemelerin kullanıldığı yapılara göre daha kolaydır. Taşıyıcı sistem elemanlarında optimizasyon mümkündür. Düşey taşıyıcı eleman sayısı minimize edilebilirken, kiriş ve döşeme elemanlarında daha ince kesitler kullanılarak ekonomik kazanç elde edilebilir. Yapı hafif olacağı için daha az deprem yükü alır ve malzeme sünek davranış göstereceğinden deprem enerjisini daha iyi sönümleyebilir. Kullanım süresi tamamlanan yapılarda çelik hurda olarak kullanılabilir ve çevreye zarar en aza indirilebilir.
Yönetmeliklerde çelik bina taşıyıcı sistemine göre farklı tasarım yaklaşımları olmakla beraber genel hatlarıyla aşağıdaki tasarım kriterlerine uymakta fayda vardır ;
Yapı elemanları “Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik” ve ilgili deprem yönetmelikleri dikkate alınarak boyutlandırılmalıdır.
Tasarımda deprem etkisini içeren yük kombinasyonları ilgili yönetmeliklerden alınmalıdır.
Yatay yük taşıyan taşıyıcı sistemlerdeki çelik kirişlerin alt/üst başlıkları yanal burkulmaya karşı desteklenmelidir.
Taşıyıcı sistem olarak merkezi çaprazlı çelik çerçeveler kullanılan sistemlerde, basınca maruz kalan çaprazların burkulması halinde bile sistemde önemli dayanım kaybı meydana gelmeyecek şekilde boyutlandırma yapılmalıdır. Bu sistemlerde yatay kuvvetlerin en az %30’u en fazla %70’i basınca çalışan çaprazlar tarafından taşınmalıdır.
Taşıyıcı sistem olarak dışmerkez çaprazlı çelik çerçeveler kullanılan sistemlerde, bağ kirişlerin plastik şekil değiştirme yaptığı sırada kolonlar, çaprazlar ve diğer kirişler elastik bölgede kalacak şekilde boyutlandırılmalıdır. Bağ kirişleri yanal doğrultuda desteklenmelidir.
Burkulması önlenmiş çaprazlı çelik çerçeveler kullanılması durumunda, çapraz elemanların çekme/basınç kuvvetleri altında akmaya ulaşmasına göre boyutlandırılmalıdır. Bu elemanların düşey yük aktarımına katkısı göz önüne alınmayabilir.
Diyafram elemanlarını, katlardaki kütlelere etkiyen deprem kuvvetlerini güvenli şekilde düşey taşıyıcı elemanlara aktarılmasını sağlayacak şekilde boyutlandırılmalıdır.
Yukarıda başlıca verilen tasarım kriterleri çok daha detaylı şekilde arttırılabilir. Çelik yapı tasarım kriterleri birkaç madde ile açıklanamayacak kadar fazladır.
Dorchin, hizmet vermeye başladığı günden bu yana birçok çelik yapı projesine imza atmıştır ve çelik yapı tecrübesini dünya çapında projelerde yer alarak günden güne arttırmaktadır.
