Metalin özelde demir ve çeliğin yapıdaki strüktürel işlevinin tarihsel gelişim çerçevesinde araştırılması

İnsanoğlu, temel gereksinimlerinden olan barınma ve korunma gibi ihtiyaçlarını giderebilmek için önceleri doğal oluşumları kullanmaya başlamıştır. Araştırmacı ve meraklı bir yapıya sahip olan insanoğlu, zamanla doğanın ihtiyaçlarına cevap verememesi sonucu gereksinimlerini karşılamak üzere, doğayı taklit ederek çeşitli barınaklar inşa etmiştir. Yüzyıllar önce Mezopotamya' da kerpicin, Sibirya ve Kuzey Almanya' da hayvan derileri ve mamut kemiklerinin barınak yapmak amacı ile kullanıldığı günümüzde bilinen bir olgudur. Zamanla doğada bol bulunan taş ve ahşap malzemenin farkına varılarak, bu malzemeler ile çeşitli strüktür ve yapım sistemleri araştırmalarına gidilmiştir. Rönesans ile bir ivme kazanan uygarlık, endüstri devrimi ile sosyal, sanayi ve teknoloji alanında birçok atılım gerçekleştirmiştir. Bunlardan en önemlisi; insanların yapısall metallerle, özellikle demir / çelikle gerçek anlamda tanışması ve bu malzemelerin seri olarak üretimine geçilmesidir. Aslında paleolitik dönemde metallerle karşılaşan insanoğlu, bu malzemeyi ancak temel ihtiyaçları için kullanmıştır. Metalin strüktürel olarak kullanımı çok daha sonraları olmuştur. Yunanlılar ve Romanlar tapınak sütunlarını oluştururken, mermer blokları birleştirmede metali ara bir eleman olarak kullanmışlardır. Aynı zamanda Osmanlılar da kemerlerin aralarında demiri çekmeye çalıştırarak bu mimari elemanın açılmasını engelleyici biçimde kullanmışlardır. Ama gerçek anlamda demirin taşıyıcı olarak kullanımı Endüstri Devrimi ile birlikte gerçekleşmiştir. İlk zamanlar demirin yığma sistem ilkeleri içinde gerçek etkinliğinden uzak olarak kullanıldığı görülmektedir. Malzemenin seri üretimi, taşınma ve montaj kolaylığı kullanımının yaygınlaşmasına yol açmış, dolayısıyla zaman içersinde demir ve çeliğe olan önem artmış ve bu malzemeler kısıtlım uygulamalarının dışında köprü, terminal yapıları, endüstri yapıları gibi farklı kullanım alanları bulmuştur. Demir ve çeliğin etkin şekilde kullanımlarını sağlamak amacı ile tez kapsamında metaller ve alaşımlar açıklanmaya çalışılmış, bunların daha iyi kavranabilmesi amacı ile malzemelerin yapısall özellikleri, mekanik ve mukaveet halleri anlatılmıştır. Çeliğin endüstrileşmiş olarak strüktürel kullanımları, birleşim olanakları ve şekilleri açıklanmaya çalışılmıştır. Yapılan bu açıklamalar doğrultusunda bu malzemelerin bir araya gelerek hangi form ve strüktürleri oluşturduğu, yapı çeşitleri çerçevesinde anlatılmış, XIX. yy.'ın son yarısına kadar yapılan sınıflandırmayla tarihsel gelişimleri açıklanarak, malzemenin kullanımları gözler önüne serilmeye çalışılmıştır. Bunu takip eden bölümde; malzemenin güncel örneklerine yer verilmiş, bu örneklerin strüktürel analizini kolaylaştırmak için geometrik çıkışlı strüktür sınıflandırmasından yararlanılmıştır. Bu sebeple, XX. yy.'ın başlarından itibaren farklı anlayışla inşa edilen bazı yapılar, çizgisel, düzlemsel ve hacimsel taşıyıcılar olmak üzere üç ana bölümde incelenmiştir. İncelenen örneklerle birlikte malzemenin hangi yapı tiplerinde daha etkin kullanıldığının anlaşılabilmesi için strüktürel analizine gidilmiş, böylelikle çekme - basınç, yatay - düşey gibi farklı kuvvet ve doğrultularda malzemenin sağladığı strüktürel olanaklar göz önüne serilmiştir. Malzemenin geçmişş kullanımlarının yanı sıra gelecekteki kullanım şekil ve darılarının da önemli olduğu kanısından yola çıkarak, bu kullanımları etkileyecek avantaj ve dezavantajları ortaya koymak için çelik malzeme, güncel kullanımı yaygın olan betonarme sistem ile karşılaştırılmıştır. IV Bütün bu açıklama, örnek ve analizler sonucunda malzemenin tarihsel süreçte izlediği gelişim, günümüzdeki kullanım alanları ve gelecekteki uygulama olanakları saptanmış, düşey -yatay etkinliği irdelenerek, düşeyde karma sistemlerde kullanılmakla beraber, yatayda daha yetkin olduğu kanısına varılmıştır. Her ne kadar günümüzde farklı teknik ve malzemeler yaygınlaşmaya başlamışsa da, metalin gerek yalın, gerekse diğer malzemelerle birlikte kullanımıyla sağladığı olanaklar göz ardı edilemez. Bu bakımdan diyebiliriz ki; metal geçmişşte olduğu kadar günümüzde de yapının en önemli bileşeni konumundadır. Onun sağladığı avantajlar gelecekte de yapı bünyesinde yer almasını sağlayacaktır.