Çelik çatıda tonaj nasıl hesaplanır?

Çelik çatının tonajı, proje çıkmadan önce merak edilen ilk sayıdır. Kaç ton çelik gireceği; malzeme siparişini, nakliye planını, vinç ihtiyacını ve montaj süresini birlikte belirler. Kaba tonaj, profil boylarının metre ağırlıklarıyla çarpılıp toplanmasıyla çıkar. Zor olan hesap değil, hangi profilin gireceğine karar vermektir — o karar hesabı yapan mühendisin işidir.

Tonaj hangi kalemlerden oluşur

Toplam ağırlık (kg) = Σ (Profil metre ağırlığı × Toplam profil uzunluğu) × Birleşim payı

Bir çelik çatıda ağırlık dört gruba dağılır:

• Ana taşıyıcı — kolonlar ve çatı kirişleri ya da makaslar. Tonajın en büyük parçası buradadır.
• İkincil taşıyıcı — aşıklar ve cephe kuşakları. Kesitleri küçük, adetleri çoktur; toplamları şaşırtıcı biçimde büyür.
• Rüzgâr çaprazları ve gergiler — sistemi burulmaya ve yatay yüke karşı tutan elemanlar. Genelde ana ve ikincil taşıyıcı toplamının yüzde 5–8’i.
• Birleşim elemanları — alın levhaları, guseler, bulon ve kaynak. Tek tek sayılmaz, yüzde pay olarak eklenir.

Kaplama — trapez sac, sandviç panel, kiremit — çelik tonajına dâhil edilmez; ayrı kalemdir. Ama taşıyıcının hesabına yük olarak girer ve kesitleri belirler.

Profil metre ağırlıkları

Çeliğin yoğunluğu 7.850 kilogram/metreküptür ve bütün metre ağırlıkları buradan çıkar. Sac için pratik kural: her 1 milimetre kalınlık, metrekarede 7,85 kilogram demektir.

Profil	Metre ağırlığı
IPE 120	10,4 kg/m
IPE 160	15,8 kg/m
IPE 200	22,4 kg/m
IPE 240	30,7 kg/m
HEA 140	24,7 kg/m
HEA 160	30,4 kg/m
HEA 200	42,3 kg/m
Kutu profil 40×40×2 mm	yaklaşık 2,3 kg/m
Kutu profil 60×60×3 mm	yaklaşık 5,2 kg/m
Kutu profil 100×100×3 mm	yaklaşık 9,0 kg/m
Kutu profil 120×120×4 mm	yaklaşık 14,4 kg/m
Köşebent L 50×50×5 mm	3,77 kg/m
Z aşık 150 × 2,0 mm	yaklaşık 4,5 kg/m
Z aşık 200 × 2,5 mm	yaklaşık 7,0 kg/m
Trapez sac 0,50 mm	4,5–5,0 kg/m²
Sandviç panel, 5 santim EPS dolgulu	10–11 kg/m²
Sandviç panel, 5 santim taşyünü dolgulu	18–20 kg/m²

Kutu ve soğuk şekillendirilmiş profillerdeki değerler köşe yuvarlaklığı sebebiyle yaklaşıktır; imalatçı listesinde birkaç yüz gramlık fark görebilirsiniz. Sac ve panel değerleri profil derinliğine ve dolguya göre değişir; tipleri trapez sac ve sandviç panel sayfalarında ayrıca ele aldık.

Adım adım örnek: 12 × 20 metrelik çelik çatı

Yapı: 12,0 metre açıklık, 20,0 metre uzunluk, kolon yüksekliği 5,0 metre, çatı eğimi yüzde 10, çerçeve aralığı 4,0 metre. 20 ÷ 4 = 5 aralık, yani 6 çerçeve.

Birinci adım — kolonlar. Çerçeve başına 2 kolon; 6 × 2 = 12 kolon × 5,0 metre = 60 metre. HEA 160 ile: 60 × 30,4 = 1.824 kilogram.

İkinci adım — çatı kirişleri. Yüzde 10 eğimde eğik uzunluk katsayısı 1,005’tir. Yarım açıklık 6,0 metre, eğik boyu 6,03 metre; çerçeve başına 12,06 metre. Altı çerçeve: 72,4 metre. IPE 240 ile: 72,4 × 30,7 = 2.223 kilogram.

Üçüncü adım — aşıklar. Eğik çatı genişliği 12,06 metre; aşık aralığı 1,5 metre ile 8 aralık, yani 9 aşık hattı. Her hat 20 metre: 9 × 20 = 180 metre. Z 200 × 2,5 ile: 180 × 7,0 = 1.260 kilogram.

Dördüncü adım — çapraz ve gergi. Ara toplamın yüzde 6’sı: (1.824 + 2.223 + 1.260) × 0,06 = 319 kilogram.

Beşinci adım — ara toplam. 1.824 + 2.223 + 1.260 + 319 = 5.626 kilogram.

Altıncı adım — birleşim payı. Alın levhası, guse, bulon ve kaynak için yüzde 8: 5.626 × 1,08 = 6.076 → yaklaşık 6,1 ton çelik.

Yedinci adım — kaplama, ayrı kalem. Çatı yüzeyi 12,06 × 20 = 241 metrekare. Trapez sac 0,50 milimetre ile: 241 × 4,7 = 1.133 kilogram. Beş santim taşyünü dolgulu sandviç panel seçilseydi 241 × 19 = 4.579 kilogram olurdu. Yani yalnız kaplama kararı üç buçuk tonluk fark yaratır ve bu fark taşıyıcı kesitlerine geri döner.

Sekizinci adım — kontrol. 6.076 ÷ 241 = 25 kilogram/metrekare. Bu değer, benzer açıklıktaki tek katlı yapılar için beklenen 20–30 kilogram bandının içindedir; hesap kaba da olsa tutarlıdır.

Tonaj nakliye ve vinç planını nasıl belirler

Nakliyede belirleyici olan çoğu zaman ağırlık değil boydur. Örnekteki 6,1 ton, standart bir açık kasa aracın kapasitesinin altındadır; ama 12 metrelik kiriş parçaları aracın boyunu, dönüş yarıçapını ve sahaya giriş imkânını belirler. Dar sokakta uzun araç manevra yapamıyorsa kirişler ikiye bölünüp sahada bulonlu birleşimle eklenir; bu, tonajı değiştirmez ama montaj süresini uzatır.

Vinç seçimi ise toplam tonajla değil, en ağır tek parçanın ağırlığı ve o parçanın kaldırılacağı yatay mesafe ile yapılır. Örnekte tek bir kiriş yarısı 185 kilogram, yerde birleştirilmiş tam çerçeve ise yaklaşık 670 kilogramdır. Vincin kapasitesi bu ikinci sayıya ve vincin çatı ortasına uzanabildiği mesafeye göre seçilir; parçaların kaç kaldırmada yerine oturacağı da montaj gün sayısını belirler. Bu günleri programa yerleştirmek için çatı işi süre hesabı sayfasındaki yöntem kullanılabilir.

Bu hesap neden statik proje yerine geçmez

Yukarıdaki 6,1 ton, hangi profillerin gireceğini önceden bildiğimiz varsayımıyla çıktı. Gerçekte o profilleri belirleyen şey hesabın kendisi değil yüklerdir: kar yükü, rüzgâr yükü, deprem etkisi, kaplamanın ağırlığı, çatıya asılacak ekipman ve açıklığın büyüklüğü. Aynı 12 metrelik açıklık, kar yükü yüksek bir bölgede ya da altına vinç kirişi asılacaksa bambaşka kesitler ister.

İkinci sınır birleşimlerdir. Eşit tonajlı iki çatıdan biri sağlam, öbürü zayıf olabilir; fark profilde değil, alın levhası kalınlığında, bulon sınıfında ve kaynak boyundadır. Üçüncüsü montaj toleransıdır: ankraj yerleri, temel kotu ve düşeyden sapma sahada çözülür, kâğıt hesabı bunu görmez.

Bu yüzden kaba tonaj üç işe yarar: işin büyüklüğünü görmek, nakliye ve vinç planını önden konuşmak, gelen teklifleri birbiriyle kıyaslamak. İmalata girmeden önce statik hesap, birleşim detayları ve imalat resimleri gerekir. İşin taşıyıcı tarafı çelik konstrüksiyon, çatı tarafı çelik çatı kapsamındadır.