T-stub modelinde hangi göçme modları değerlendirilir?

T-stub modelinde üç temel göçme modu kontrol edilir: Mode 1 (levhada tam akma mekanizması), Mode 2 (bulon kopması ile birlikte kısmi levha akması) ve Mode 3 (bulon kopması). Tasarım dayanımı bu üç modun en küçüğüyle belirlenir.

Alın Levhası (End Plate) Bağlantısı

Q: Alın levhası bağlantısı hangi yöntemle tasarlanır?

Tasarımda TS EN 1993-1-8:2009 Bölüm 6'da tanımlanan T-stub bileşen yaklaşımı (component method) esastır; her bulon sırası bağımsız bir T-stub olarak modellenir ve üç göçme modu (Mode 1-3) ile değerlendirilir.

Özet

Alın levhası (end plate) bağlantısı; kiriş ucuna tam nüfuziyetli (CJP) kaynak veya köşe kaynak ile birleştirilen çelik levhanın, yüksek dayanımlı önceden gerilmiş bulonlar aracılığıyla kolona bağlandığı rijit veya kısmi rijit moment bağlantı sistemidir. Tasarım yöntemi olarak TS EN 1993-1-8:2009 Bölüm 6'da tanımlanan T-stub bileşen yaklaşımı (component method) esastır; her bulon sırası bağımsız bir T-stub olarak modellenir ve üç göçme modu (Mode 1–3) ile değerlendirilir. Türkiye'de moment aktaran çelik çerçevelerde TBDY 2018 Ek 9B hükümleri birincil mevzuat olup, süneklik düzeyi yüksek sistemlerde birleşimin en az 0,04 radyan göreli kat ötelemesi açısını sağlayabilecek kapasitede olması zorunludur (Madde 9.3.4.1a). Bu makale; bağlantı tipolojisi, malzeme standartları, T-stub hesabı, kaynak ve panel zone tasarımı, deprem koşulları ve 3 kademeli sayısal örnekleri kapsamaktadır.

1. Genel Tanım ve Bağlantı Tipolojisi

Alın levhası bağlantısı, kiriş ucuna kaynaklı bir levhanın yüksek mukavemetli bulonlarla kolona bağlandığı rijit veya kısmi rijit moment bağlantısıdır. Deprem bölgelerinde çerçeve kirişlerinde yaygın olarak kullanılır.

Bağlantı türleri:

Tam dayanımlı (Full-strength): $M_{ba \overset{g}{˘} l an t ı} \geq M_{p, k i r i \overset{s}{\c}}$
Kısmi dayanımlı (Partial-strength): $M_{ba \overset{g}{˘} l an t ı} < M_{p, k i r i \overset{s}{\c}}$

Saha Notu: TBDY 2018 Ek 9B'de verilen yeterliliği kanıtlanmış birleşim detayları, süneklik düzeyi yüksek (en az 0,04 rad) ve süneklik düzeyi sınırlı (en az 0,02 rad) moment aktaran çerçevelerin her ikisi için de tam dayanımlı birleşim olarak tanımlanmıştır (Madde 9B.1.1).

1.1 Geometrik Tipler

Şekil boyutlarına ve bulon dizilimine göre başlıca üç tip kullanılmaktadır:

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 1: Geometrik Tipler
Tip	Tanım	Uygulama	TBDY Referansı
Tam derinlikli (Full depth)	Levha kiriş yüksekliğiyle sınırlı	Hafif moment aktarımı, süneklik düzeyi sınırlı	Ek 9B, Şekil 9B.3
Uzatılmış (Extended)	Levha üst başlığın ötesine taşar	Yüksek moment kapasitesi, deprem detayları	Ek 9B, Şekil 9B.4
Rijitleştirilmiş uzatılmış	Berkitme levhası ile güçlendirilmiş	Ağır yüklü birleşimler, büyük IPE/HEA profiller	Ek 9B, Tablo 9B.1

Dikkat: TBDY 2018 Tablo 9B.1 kapsamında uygulanabilir dört yapılandırma mevcuttur: 4 bulonlu rijitleştirilmemiş, 4 bulonlu rijitleştirilmiş, 8 bulonlu rijitleştirilmemiş ve 8 bulonlu rijitleştirilmiş. Kiriş açıklığı/yüksekliği oranı ≥ 7,0 koşulu tüm tiplerde aranır.

3B CAD modeli: alın levhası bağlantısı ile kirişlerin (kırmızı I-profil ve yeşil çaprazlar) mavi kolona bağlandığı tam dayanımlı moment çerçevesi düğüm noktası; bulon dizileri ve alın levhası (turuncu) açıkça görünmektedir — Şekil 1: Rijitleştirilmiş alın levhalı kolon-kiriş moment bağlantısı (3B görünüm); kolon: mavi, kiriş: kırmızı, alın levhası: turuncu, yüksek dayanımlı bulonlar görünür hâlde

CE-008 Alın levhası moment bağlantısı tasarım akış diyagramı — girdi momentleri, T-stub modeli (Mod 1/2/3), bulon çekme dayanımı, prying action, kesme-çekme etkileşimi, kaynak ve deprem kontrolü (TBDY 2018 tam dayanım koşulu) sırasıyla dokuz adım — **Şekil 1.1 — CE-008 Alın Levhası Moment Bağlantısı Tasarım Akışı**
T-stub modeli (Mod 1: plaka akma, Mod 2: karma, Mod 3: bulon koparma), prying action, kesme-çekme etkileşimi ve tam dayanım kontrolü (Mb,Rd ≥ 1.25·Mpl,beam).

CE-008 Alın levhası bağlantısı T-stub modeli ve detay kesiti — HEB kolon + IPE kiriş + extended end plate, 8 bulon dizilimi, üst çekme/alt basınç bölgeleri, prying action (Q kaldıraç kuvveti), bulon delik mesafeleri ve kaynak detayları — **Şekil 1.2 — Alın Levhası T-Stub + Prying Action Detayı**
Üstte çekme (Ft), altta basınç (Fc) bölgeleri; T-stub üç göçme modu, kaldıraç kuvveti Q ve bulon başına gerçek kuvvet B = F + Q. Süneklik için Mod 1 (plaka akma)…
Ayrıntılı açıklamayı göster
**Şekil 1.2 — Alın Levhası T-Stub + Prying Action Detayı**
Üstte çekme (Ft), altta basınç (Fc) bölgeleri; T-stub üç göçme modu, kaldıraç kuvveti Q ve bulon başına gerçek kuvvet B = F + Q. Süneklik için Mod 1 (plaka akma) hedeflenir.

2. Tasarım Esasları (TS EN 1993-1-8, ÇYTHYE 2016, TBDY 2018)

Tasarım esasları hem Türkiye ulusal yönetmeliklerine hem de Avrupa standartlarına dayanmaktadır.

TS EN 1993-1-8:2009 — Çelik yapıların birleşim yerlerinin tasarımı (T-stub bileşen yöntemi, Bölüm 6). Eurocode 3'ün Türkçe adaptasyonu olarak TSE tarafından yayımlanmıştır.

ÇYTHYE 2016 (Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esasları Yönetmeliği) — Türkiye'de yürürlükteki ulusal çelik yapı yönetmeliği; bulon geometri sınırları (Madde 13.3), kaynak tasarımı (Madde 13.2) ve birleşim detayları için temel belge.

TBDY 2018 Ek 9B — Deprem bölgelerinde moment aktaran çelik çerçeveler için özel birleşim koşulları; 18 Mart 2018 tarih, 30364 sayılı Resmî Gazete'de yayımlanmış, 1 Ocak 2019'dan itibaren yürürlüktedir.

AISC 360-16 — Amerikan deprem bölgesi hesap standardı; TS EN 1993-1-8'in tamamlayıcısı olarak kullanılabilir, ancak Türkiye mevzuatında birincil referans TBDY 2018'dir.

Yük kombinasyonları (YDKT — Yük ve Dayanım Katsayıları ile Tasarım):

1, 2 G + 1, 0 E + 0, 5 Q (Deprem kombinasyonu — TBDY 2018 Madde 4.4.3)

Saha Notu: TBDY 2018 Madde 9.2.2.3'e göre çelik bir binanın tasarımında YDKT veya GKT yöntemlerinden biri kullanılabilir; ancak Ek 9B'deki moment aktaran kiriş-kolon birleşimlerinin (alın levhalı birleşimler dahil) tasarımında yalnız YDKT kullanılır.

Dikkat: Tüm birleşimlerde dayanım katsayıları $ϕ = 0, 90$ (akma/eğilme) ve $ϕ = 0, 75$ (kırılma/çekme) olarak uygulanır.

3. Malzeme Standartları ve Türkiye'de Kullanılan Çelik Sınıfları

3.1 Yapısal Çelik

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 2: Yapısal Çelik
Çelik Sınıfı	DIN Karşılığı	f_y (t ≤ 40 mm)	f_u	Açıklama
S235 JR	St 37	235 MPa	360–510 MPa	Hafif çelik konstrüksiyonlar
S275 JR/J0	St 44	275 MPa	430–580 MPa	Orta yüklü yapılar, alın levhası tercihi
S355 J2/K2	St 52-3	355 MPa	490–630 MPa	Yüksek sismik bölge, ağır birleşimler

Saha Notu: TBDY 2018 Madde 9.2.3.1'e göre doğrusal olmayan davranış göstermesi beklenen elemanlarda kullanılacak yapısal çeliğin karakteristik akma gerilmesi 355 N/mm² değerini aşmamalıdır. S235 çeliğinin beklenen dayanım aşım katsayısı $R_{y} = 1, 5$ 'tir (Tablo 5.1); bu yüksek aşım katsayısı kapasite tasarımı hesaplarında dikkate alınmalıdır.

Dikkat: Çelik siparişinde CE işareti ve malzeme muayene sertifikası (EN 10204 Tip 3.1 veya 3.2) yaygın uygulamada istenir.

3.2 Yüksek Dayanımlı Bulonlar

TBDY 2018 Madde 9.2.3.2'ye göre deprem yükleri etkisindeki elemanların birleşim ve eklerinde 8.8 veya 10.9 kalitesinde yüksek dayanımlı bulonlar tam önçekme verilerek kullanılır. Önçekmeli bulon takımları (bulon, somun, pul) uygulamada TS EN 14399 serisine göre temin edilir.

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 3: Yüksek Dayanımlı Bulonlar
Sınıf	f_yb (MPa)	f_ub (MPa)	Minimum Önçekme Fp,C	Türkiye Kullanım
8.8	640	800	0,7 × f_ub × A_s	Moment aktaran birleşimler (tüm DTS)
10.9	900	1000	0,7 × f_ub × A_s	Moment aktaran birleşimler (tüm DTS)

Saha Notu: TBDY 2018 Madde 9.2.3.2'ye göre deprem yükleri etkisindeki elemanların birleşim ve eklerinde 8.8 veya 10.9 kalitesinde yüksek dayanımlı bulonlar tam önçekme verilerek kullanılacaktır.

4. Rijitlik Sınıflandırması (TS EN 1993-1-8 Madde 5.2)

Birleşimler TS EN 1993-1-8:2009 Madde 5.2'ye göre dönme rijitlikleri esas alınarak üç sınıfa ayrılır:

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 4: Rijitlik Sınıflandırması (TS EN 1993-1-8 Madde 5.2)
Sınıf	Tanım	Rijitlik Koşulu	Alın Levhası Karşılığı
Rijit (Rigid)	Tam moment aktarımı	$S_{j, ini} \geq k_{b} \cdot E I_{b} / L_{b}$	Kalın levha, Mod 3 hakim
Yarı-rijit (Semi-rigid)	Kısmi moment aktarımı	Aralık bölgesi	Orta kalınlıkta levha
Mafsallı (Pinned)	Sadece kesme	$S_{j, ini} \leq 0, 5 \cdot E I_{b} / L_{b}$	İnce levha, çok deformasyonlu

Burada $k_{b} = 8$ (çaprazlama sisteminin yatay yerdeğiştirmeyi en az %80 azalttığı çerçevelerde), $k_{b} = 25$ (diğer çerçevelerde; her katta $K_{b} / K_{c} \geq 0, 1$ koşuluyla).

Moment-dönme (M–φ) eğrisi sınıflandırma grafiği: Rijit (mavi, yüksek eğim), Yarı-rijit (turuncu, orta eğim) ve Mafsallı (düz çizgi) birleşim sınırları gösterilmekte; S_j,ini ilk rijitlik ve 2/3· M_R,d sınır çizgileri işaretlenmiştir — Şekil 2: Birleşim tipleri için moment–dönme (M–φ) eğrisi sınıflandırması: rijit (mavi, dik eğim), yarı-rijit (turuncu, orta eğim), mafsallı (siyah, düşük eğim). Alın levhası bağlantıları tipik olarak rijit–yarı-rijit…
Ayrıntılı açıklamayı göster
Şekil 2: Birleşim tipleri için moment–dönme (M–φ) eğrisi sınıflandırması: rijit (mavi, dik eğim), yarı-rijit (turuncu, orta eğim), mafsallı (siyah, düşük eğim). Alın levhası bağlantıları tipik olarak rijit–yarı-rijit geçiş bölgesindedir

Saha Notu: Türkiye'de yaygın hata — birleşimi yapısal modelde "rijit" kabul edip T-stub hesabı yapmamak. TS EN 1993-1-8 Madde 5.2.2'ye göre birleşim, başlangıç dönme rijitliği $S_{j, ini}$ sınıf sınırlarıyla karşılaştırılarak (ya da deneysel kanıta ve benzer uygulamalardaki kanıtlanmış davranışa dayanarak) sınıflandırılır; modeldeki rijit kabulü bu karşılaştırmayla doğrulanmalıdır.

5. T-Stub Modeli (TS EN 1993-1-8 Bölüm 6)

T-stub modeli, alın levhası bağlantısının çekme bölgesini modeller. Her bulon sırası ayrı bir T-stub olarak değerlendirilir.

5.1 T-Stub Göçme Modları

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 5: T-Stub Göçme Modları
Mod	Tanım	Koşul
Mod 1	Levha tam plastik mafsallanması (4 adet plastik mafsal)	İnce levha
Mod 2	Levha plastik mafsalı + bulon kopması	Orta kalınlık
Mod 3	Salt bulon kopması	Kalın levha

5.2 T-Stub Dayanımı

Mod 1:

F_{T, 1, R d} = \frac{4 M _{pl, 1, R d}}{m}

Mod 2:

F_{T, 2, R d} = \frac{2 M _{pl, 2, R d} + n \sum F _{t, R d}}{m + n}

Mod 3:

F_{T, 3, R d} = \sum F_{t, R d}

F_{T, R d} = min (F_{T, 1, R d}, F_{T, 2, R d}, F_{T, 3, R d})

Burada:

$M_{pl, R d} = \frac{0 , 25 \sum l _{e f f} t _{f}^{2} f _{y}}{γ _{M 0}}$ = plastik mafsaldaki bükülme momenti dayanımı
$m$ = bulon merkezinden kaynak yüzüne yatay mesafe (mm)
$n$ = bulon merkezinden levha kenarına yatay mesafe; $n \leq 1, 25 m$ (TS EN 1993-1-8 Madde 6.2.2)
$F_{t, R d}$ = tek bulon çekme dayanımı $= k_{2} f_{u b} A_{s} / γ_{M 2}$
$γ_{M 0} = 1, 00$ ; $γ_{M 2} = 1, 25$ ; $k_{2} = 0, 9$

T-stub prying action diyagramı: FT,Rd toplam çekme kuvveti, Q pry (kaldıraç) kuvveti, m ve n boyutsal parametreler, dw yıkayıcı çapı ile gösterilmiş; iki bulonlu simetrik düzende kuvvet dağılımı — Şekil 3: T-stub prying action diyagramı — FT,Rd uygulanan çekme, Q pry kuvveti, m (levha-kaynak mesafesi) ve n (levha kenar mesafesi) parametreleri ile bulon kuvveti dağılımı (TS EN 1993-1-8 Madde 6.2)

Dikkat: Mod 1'de levha, bulon hattında ve kaynak/gövde hizasında oluşan akma çizgileriyle tümüyle plastikleşir; kaldıraç (pry) kuvveti $Q$ bu modda belirgindir. İnce levhalarda bu durum büyük dönme ve deformasyon demektir; deprem birleşimlerinde levha davranışının hangi göçme moduna düştüğü hesapla belirlenmelidir.

Prying action kuvvet diyagramı: üstte pry kuvveti (yeşil oklar), bulon çekme kuvveti ve uygulanan çekme kuvvetleri arasındaki ilişki; altta deformasyon şekli ve B1, B2 bulon kuvvetleri (187,2 kN) ile net çekme (193,0 kN) gösterilmiştir — Şekil 4: T-stub göçme modları — pry etkisi ve bulon çekmesi yük dağılımı. Deformasyon şekli ve bulon kuvveti (B1=B2=187,2 kN) ile uygulanan net çekme (193,0 kN) arasındaki denge görülmektedir

5.3 Etkin Uzunluk $l_{e f f}$ Hesabı

Dairesel ve dairesel olmayan akma çizgisi paternleri için (TS EN 1993-1-8 Tablo 6.6):

Uç bulon sırası: $l_{e f f, n c} = 2 m + 0, 625 e + e_{x}$
İç bulon sırası: $l_{e f f, n c} = 4 m + 1, 25 e$
Dairesel patern: $l_{e f f, c p} = 2 π m$

6. Pry Kuvveti (Kaldıraç Etkisi)

İnce alın levhalarında levha ucu kolona dayandığından pry kuvveti $Q$ oluşur:

F_{b o l t} = \frac{F _{T}}{2} + Q

Pry kuvveti levhayı kalın yaparak azaltılır. Mod 1 yönetiminde pry etkisi tam; Mod 3'te pry yoktur.

Pratik kural: TS EN 1993-1-8 Tablo 6.2'ye göre bulon uzama boyu $L_{b}$ aşağıdaki sınırı aşmıyorsa kaldıraç (pry) kuvveti gelişebilir:

L_{b} \leq L_{b}^{*} = \frac{8 , 8 m ^{3} A _{s} n _{b}}{\sum l _{e f f, 1} t _{f}^{3}}

Burada $L_{b}$ = sıkıştırılan levha ve pul kalınlıkları toplamına bulon başı ile somun yüksekliklerinin toplamının yarısı eklenerek bulunan uzama boyu, $n_{b}$ = bulon sırası sayısı (sırada 2 bulon), $t_{f}$ = T-stub başlığının (alın levhasının) kalınlığıdır. Kaldıraç kuvveti gelişebiliyorsa T-stub dayanımı Mod 1, 2 ve 3'ün en küçüğüdür; kaldıraç etkisi bu formüllerin içinde hesaba katılmıştır. $L_{b} > L_{b}^{*}$ ise kaldıraç kuvveti oluşmaz; dayanım, Mod 1 ve 2 için ortak ifade $F_{T, 1 - 2, R d} = 2 M_{pl, 1, R d} / m$ ile Mod 3'ün küçüğü olarak alınır.

Saha Notu: Sahada sık karşılaşılan hata — alın levhası kalınlığının hesap yapmadan "kiriş başlığı kalınlığına eşit" alınmasıdır. Bu yaklaşım mühendislik pratiğinde bir başlangıç değeri olarak kullanılabilir; ancak T-stub hesabıyla doğrulanması proje/standart koşullarına göre kontrol edilmelidir.

7. Alın Levhası Kalınlığı Hesabı

Kiriş başlığının eksenel kuvveti (momentten):

F_{f} = \frac{M _{E d}}{d _{0}}

Burada $d_{0}$ = çekme ve basınç başlıkları arasındaki mesafe $(h_{b} - t_{f})$ .

Alın levhası minimum kalınlığı (Mod 1 sınırı için):

t_{p, min} = \frac{4 M _{pl, R d}}{0 , 25 \sum l _{e f f} f _{y} / γ _{M 0}}

Pratik başlangıç değeri: $t_{p} \geq t_{f, k i r i \overset{s}{\c}}$ ; ardından T-stub hesabıyla doğrulanır.

TBDY 2018 Tablo 9B.1 alın levhası kalınlık sınırları:

4 bulonlu rijitleştirilmemiş: $12 \leq t_{p} \leq 40$ mm
8 bulonlu rijitleştirilmiş: $18 \leq t_{p} \leq 65$ mm

8. Bulon Çekme Kuvveti ve Dayanımı

TS EN 1993-1-8:2009 Madde 3.6.1 (Tablo 3.4):

F_{t, R d} = \frac{k _{2} \cdot f _{u b} \cdot A _{s}}{γ _{M 2}} (k_{2} = 0, 9; γ_{M 2} = 1, 25)

Çekme + Kesme etkileşimi (Madde 3.6.1 Tablo 3.4):

\frac{F _{v, E d}}{F _{v, R d}} + \frac{F _{t, E d}}{1 , 4 \cdot F _{t, R d}} \leq 1, 0

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 6: Bulon Çekme Kuvveti ve Dayanımı
Bulon	A_s (mm²)	F_t,Rd (kN)	Önçekme Fp,C (kN)
M20	245	176,4	137,2
M22	303	218,2	169,7
M24	353	254,2	198,0
M27	459	330,5	257,2
M30	561	403,9	314,2

Saha Notu: TBDY 2018 Madde 9.2.3.2'ye göre deprem yükleri etkisindeki elemanların birleşimlerinde yüksek dayanımlı bulonlar tam önçekme verilerek kullanılacaktır. Sıkma yöntemi olarak tork kontrolü, dönme kontrolü veya doğrudan gerilme göstergesi yöntemi uygulanabilir (TS EN 1090-2 Madde 8.5).

9. Kolon Başlığı Kontrolleri

Alın levhası bağlantısı kolona çekme kuvveti uygular; kolon başlığı T-stub olarak değerlendirilir.

Kolon başlığı T-stub hesabı: TS EN 1993-1-8 Madde 6.2.4 — aynı üç mod (1-2-3) kolon başlığı için de uygulanır; $t_{f}$ yerine kolon başlığı kalınlığı $t_{c f}$ alınır.

Yetersizlik durumlarında çözümler:

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 7: Kolon Başlığı Kontrolleri
Yetersizlik Türü	Çözüm	Standart Referansı
Kolon başlığı eğilmesi	Süreklilik levhası (Stiffener)	ÇYTHYE 2016 Madde 16.3
Kolon gövdesi kesme/burkulma	Güçlendirme levhası (Doubler plate)	TBDY 2018 Madde 9.3.4.2b
Kolon gövdesi çekme basıncı	Takviye levhası	TS EN 1993-1-8 Madde 6.2.6

Süreklilik levhası kalınlığı (minimum):

t_{s t} \geq \frac{t _{b f}}{2} ve t_{s t} \geq 10 mm

FEM yazılım modeli karşılaştırması: solda süreklilik levhasız, sağda süreklilik levhalı kolon-kiriş alın levhası bağlantısı; kiriş (B, mavi) kolona (C, kahverengi) alın levhası ve bulon grupları ile bağlı, momenti 100 kN·m, eksenel kuvvet 25 kN — Şekil 5: Kolon başlığı süreklilik levhası etkisi — solda stiffener yok (kolon başlığı kritik), sağda süreklilik levhaları eklendi. FEM analiz modeli, moment = 100 kN·m yük altında karşılaştırma

3B CAD modeli: kolon gövdesi içinde süreklilik levhaları (teal renk) ve kiriş-kolon ara yüzünde CJP kaynakları (turuncu çizgiler) ile alın levhası bağlantı detayı; kaynak hatları açıkça belirtilmiş — Şekil 6: Kolon süreklilik levhası (stiffener) ve CJP kaynak detayı — kiriş başlık hizasında süreklilik levhaları, kiriş-levha arayüzünde tam nüfuziyetli (CJP) kaynak bölgeleri (turuncu)

10. Kayma Bölgesi (Panel Zone) Tasarımı

Kolon gövdesinin kiriş-kolon bağlantı bölgesindeki kesme aktarım kapasitesi panel zone (kayma bölgesi) ile sağlanır.

10.1 Panel Zone Kesme Talebi

V_{u, p an e l} = \frac{M _{E d}}{d _{0}} - V_{co l}

Burada $V_{co l}$ = kolona etkiyen kesme kuvveti.

10.2 Panel Zone Kesme Dayanımı

TBDY 2018 Madde 9.3.4.2b (güçlendirme levhası olmadan):

ϕ R_{v} = 0, 60 ϕ F_{y} A_{w e b} (1 + \frac{3 b _{c f} t _{c f}^{2}}{d _{b} d _{c} t _{w}})

Burada:

$A_{w e b} = d_{c} \cdot t_{w}$ = kolon gövde alanı
$b_{c f}$ = kolon başlık genişliği; $t_{c f}$ = kolon başlık kalınlığı
$d_{b}$ = kiriş yüksekliği; $d_{c}$ = kolon yüksekliği

Minimum kayma bölgesi gövde kalınlığı (TBDY 2018 Madde 9.3.4.2b):

t_{min} \geq \frac{u}{180}

Panel zone (kayma bölgesi) kesme kuvveti şeması: sol tarafta alın levhası bağlantısı (transverse stiffener, end-plate, doubler plate etiketli), sağda panel zone analiz diyagramı ile hikaye kesme kuvveti Vu, toplam başlık kuvveti ΣFu, moment kolları dm1 ve dm2, kolon yüksekliği dc gösterilmiştir — Şekil 7: Panel zone (kayma bölgesi) tasarım diyagramı — kiriş momentleri (Mu1, Mu2) kolon panel bölgesinde kesme talebi (ΣFu) oluşturur; doubler plate ile güçlendirme gerekebilir

Saha Notu: Türkiye'deki çelik yapı projelerinde panel zone hesabının sıklıkla atlandığı gözlemlenmektedir. Özellikle büyük kiriş kesitlerinin ince gövdeli kolonlara bağlandığı durumlarda panel zone yetersizliği kritik hata kaynağı olabilir.

11. Kaynak Tasarımı

11.1 Kiriş–Levha Kaynak Arayüzü

Kiriş başlık–alın levhası kaynağı: TBDY 2018 Tablo 9B.1, tam dayanımlı bulonlu alın levhalı birleşimlerde başlık kaynağı için tam penetrasyonlu küt kaynak (CJP) öngörür. ÇYTHYE 2016 Tablo 13.5'e göre tam nüfuziyetli küt kaynaklarda düğüm noktasının dayanımını esas metal belirler; bu nedenle kaynak metali için ayrı dayanım hesabı yapılmaz, esas metal kontrol edilir ve kaynak metalinin gerekli dayanım düzeyi ÇYTHYE 13.2.6'ya göre seçilir.

Kiriş gövde–alın levhası kaynağı (köşe kaynak):

F_{w, R d} = \frac{f _{u}}{3 \cdot β _{W} \cdot γ _{M 2}} \cdot a \cdot l_{e f f}

Burada $β_{W}$ = korelasyon katsayısı (S275: 0,85; S355: 0,90 — TS EN 1993-1-8 Tablo 4.1), $a$ = efektif boğaz kalınlığı.

Köşe kaynakların minimum kalınlığı (ÇYTHYE 2016 Tablo 13.4):

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 8: Köşe Kaynakların Minimum Kalınlıkları
Birleşen ince elemanın kalınlığı, t (mm)	Minimum köşe kaynak kalınlığı (mm)
t ≤ 6	3,0
6 < t ≤ 13	3,5
13 < t ≤ 19	4,0
19 < t ≤ 38	5,5

Tablodaki değerler tek geçişli köşe kaynak kalınlığıdır; kaynak kalınlığı, hesaplanan kuvveti güvenle aktaracak değerden de az olamaz.

Alın levhası bağlantısı teknik detay çizimi: End Plate, Weld (kaynak), Doubler plate (güçlendirme levhası), Continuity Plates (süreklilik levhası), Bolts (bulon), Shim (şim levhası) bileşenleri etiketlenmiş kesit çizimi — Şekil 8: Alın levhası bağlantısı bileşen detayı — süreklilik levhaları, doubler plate, kaynak hattı ve bulon grubu ile birlikte şim levhası konumları teknik çizimde gösterilmektedir

Dikkat: Kalın levhalarda kaynak sonrası soğuma hızlı olduğundan hidrojen kaynaklı soğuk çatlak riski artar. Ön tavlama gereği ve sıcaklığı yalnız levha kalınlığına göre değil, çeliğin karbon eşdeğeri, ısı girdisi ve hidrojen düzeyine göre kaynak yöntem şartnamesinde (WPS) belirlenir; AWS D1.1 ve Avrupa kaynak standartları bu seçim için yöntem verir. TS EN ISO 13916 ise ön tavlama ve pasolar arası sıcaklığın nasıl ölçüleceğini tanımlar.

12. ÇYTHYE 2016 ve TBDY 2018 Koşulları (Deprem Tasarımı)

TBDY 2018 Madde 9.3.4.1 ve 9.4.2.1 — Moment aktaran kiriş-kolon birleşimleri için gereksinimler:

Birleşimin kolon yüzündeki gerekli eğilme momenti dayanımı, kirişin olası plastik momenti $M_{p r}$ ve plastik mafsalın yeri dikkate alınarak $M_{u c} = M_{p r} + V_{u c} \cdot ℓ_{h}$ (Denk. 9.11) ile hesaplanan değerden az olamaz
Göreli kat ötelemesi açısı kapasitesi:
- Süneklik düzeyi sınırlı (SDS) çerçeveler: en az 0,02 rad (Madde 9.4.2.1)
- Süneklik düzeyi yüksek (SDY) çerçeveler: en az 0,04 rad (Madde 9.3.4.1)
Bu kapasite, Ek 9B'de verilen ya da deneysel ve/veya analitik yöntemlerle geçerliliği kanıtlanmış birleşim detaylarıyla sağlanır

Kiriş ucundaki olası moment kapasitesi:

M_{p r} = C_{p r} \cdot R_{y} \cdot F_{y} \cdot Z_{p}

Burada:

$C_{p r} = (F_{y} + F_{u}) / (2 F_{y})$ = deformasyon sertleşmesi katsayısı
$R_{y}$ = olası akma dayanımı artış katsayısı (S355 için $R_{y} = 1, 1$ , AISC 358-16)
$Z_{p}$ = kirişin plastik mukavemet momenti (plastik kesit modülü; TBDY Denk. 9B.1'de $W_{p}$ )

TBDY 2018 Tablo 9B.1 — 8 Bulonlu Rijitleştirilmiş Alın Levhası Uygulama Sınırları:

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 9: ÇYTHYE 2016 ve TBDY 2018 Koşulları (Deprem Tasarımı)
Parametre	Alt Sınır	Üst Sınır
Kiriş açıklığı / kiriş yüksekliği oranı	≥ 7 (SDY), ≥ 5 (SDS)	—
Alın levhası kalınlığı t_p	18 mm	65 mm
Alın levhası genişliği b_p	215 mm	400 mm
Bulonlar arası yatay mesafe g	125 mm	155 mm
p_fi (üst başlık–bulon mesafesi)	40 mm	50 mm
p_b (iç bulon adımı)	90 mm	100 mm
Kiriş enkesit yüksekliği d_b	450 mm	950 mm
Kiriş başlık kalınlığı t_bf	14 mm	35 mm
Bulon sınıfı	8.8 veya 10.9	—
Başlık kaynağı	Tam penetrasyonlu küt kaynak (CJP)	—

Saha Notu: TBDY 2018 Tablo 9B.1 sınırları deneysel kalibrasyona dayalıdır. Bu sınırlar dışındaki geometriler için doğrulama analizi (FEM veya fiziksel deney) gerekmektedir; yalnızca EN 1993-1-8 T-stub hesabı yeterli değildir.

14. Tasarım Adımları (Özet)

1. Md, Vd, Nd belirle (TBDY 2018 Madde 9.2.5)
2. Çekme başlık kuvveti: Ff = Md / d0
3. Alın levhası boyutlandır (uzunluk, genişlik, kalınlık başlangıcı)
4. Bulon sırasını belirle (çekme bölgesi)
5. Her bulon sırası için T-stub kontrolü (Mod 1-2-3)
6. Alın levhası kalınlığını doğrula
7. Pry kuvveti kontrolü
8. Kolon başlık yeterlilik kontrolü
9. Panel zone (kayma bölgesi) kontrolü — TBDY 2018 Madde 9.3.4.2b
10. Kaynak hesabı (kiriş-levha arayüzü — CJP ve köşe kaynak)
11. TBDY 2018 Tablo 9B.1 uygulama sınırları son kontrolü

15. Türkiye'ye Özgü Saha Koşulları

15.1 Deprem Riski ve DTS Sınıfları

TBDY 2018'de deprem tasarım sınıfı (DTS) il ya da eski deprem bölgesine göre değil, parselin koordinatları için Türkiye Deprem Tehlike Haritaları'ndan (tdth.afad.gov.tr) elde edilen DD-2 kısa periyot tasarım spektral ivme katsayısı $S_{D S}$ ve bina kullanım sınıfı (BKS) ile belirlenir. Aynı il içinde farklı DTS'ler çıkabilir.

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 10: Deprem Tasarım Sınıfı ve Alın Levhası Gereksinimi (TBDY 2018 Tablo 3.2)
$S_{D S}$ (DD-2)	BKS = 2, 3	BKS = 1	Moment aktaran çelik çerçeve ve birleşim
$S_{D S} \geq 0, 75$	DTS = 1	DTS = 1a	SDY; birleşim ≥ 0,04 rad
$0, 50 \leq S_{D S} < 0, 75$	DTS = 2	DTS = 2a	SDY; birleşim ≥ 0,04 rad
$0, 33 \leq S_{D S} < 0, 50$	DTS = 3	DTS = 3a	DTS = 3: SDY (0,04 rad) veya SDS (0,02 rad); DTS = 3a: SDY
$S_{D S} < 0, 33$	DTS = 4	DTS = 4a	DTS = 4: SDY veya SDS; DTS = 4a: SDY

Tüm sınıflarda deprem etkisindeki birleşimlerde 8.8 veya 10.9 kalitesinde, tam önçekmeli bulonlar kullanılır (Madde 9.2.3.2); TBDY bulon sınıfını DTS'ye göre ayırmaz.

Saha Notu: Süneklik düzeyi sınırlı moment aktaran çerçeveler (Tablo 4.1'de C31) yalnız DTS = 3 ve 4 olan binalarda kullanılabilir; DTS = 1a, 2a, 3a ve 4a binalarda süneklik düzeyi sınırlı sistemler kullanılamaz (Madde 4.3.4.1, 4.3.4.3).

15.2 Türkiye'de Çelik Yapı İmalatı ve Saha Pratikleri

İmal toleransları: Çelik yapı imalatı TS EN 1090-2'ye göre, projede belirlenen yürütme sınıfında (ör. EXC2, EXC3) yapılır; levha düzlüğü, delik toleransı ve kaynak kalitesi denetimlerinin kapsamı bu sınıfa ve standardın tolerans tablolarına göre belirlenir.
Yüzey hazırlığı: Sürtünmeli (slip-critical) birleşimlerde temas yüzeyleri, hesapta kullanılan sürtünme katsayısını sağlayacak şekilde TS EN 1090-2'deki yüzey sınıflarına göre hazırlanır; ÇYTHYE 2016 Tablo 13.11'de A sınıfı için μ = 0,50, B için 0,40, C için 0,30, D için 0,20 verilir. A sınıfı, gevşek pastan arındırılmış ve oyuklanmamış, bilyalı ya da grit kumlanmış yüzeydir. Boya ile hazırlanan sürtünme yüzeylerinde önçekme değerinde zamanla azalma olabileceği dikkate alınır.
Korozyon koruması: Türkiye kıyı bölgelerinde (İstanbul, İzmir) korozyon sınıfı C3–C4 uygulanır; iç bölgelerde C2 yeterlidir (TS EN ISO 12944).

15.3 Birim Fiyat Referansı

Çevre ve Şehircilik Bakanlığı 2024 Birim Fiyatları:

Poz 15.165.1003: Her çeşit profil çelik çubuk ve çelik saclarla karkas imalat ve tespiti → 58.777,49 TL/ton (01.01.2024)
Y.23.101 poz kapsamı: S235 profil + düz sac + imalat + montaj (vinç, işçilik dahil)

Not: Alın levhası bağlantısı için ek kaynak ve bulon maliyeti ayrıca analiz edilmelidir; yüksek dayanımlı bulon seti (M24/10.9) 2024 yılı piyasa değeri yaklaşık 85–120 TL/adet civarındadır.

Gerçek yapı fotoğrafı: alın levhası bağlantıları ile kolona bağlanan çok sayıda çelik kiriş; yüksek dayanımlı önçekmeli bulon dizileri ve levhalar açıkça görünmektedir, şantiye montaj aşaması — Şekil 9: Çelik yapı şantiyesinde alın levhası moment bağlantıları — kolon düğüm noktasına birden fazla kirişin bağlandığı sahadan görünüm; önçekmeli yüksek dayanımlı bulon uygulaması

16. Sayısal Örnek Problemler

Problem 1 — Basit

Veriler:

Bulon: M24 sınıf 10.9 ( $f_{u b} = 1000$ MPa, $A_{s} = 353$ mm²)
$k_{2} = 0, 9$ ; $γ_{M 2} = 1, 25$

İstenen: Tek bulon çekme dayanımı $F_{t, R d}$

Çözüm:

Adım 1 — Bulon çekme dayanımı formülü (TS EN 1993-1-8 Tablo 3.4):

F_{t, R d} = \frac{k _{2} \cdot f _{u b} \cdot A _{s}}{γ _{M 2}}

Adım 2 — Değerleri yerine koy:

F_{t, R d} = \frac{0 , 9 \times 1000 \times 353}{1 , 25} = \frac{317.700}{1 , 25} = 254, 2 kN

Sonuç: $F_{t, R d} = 254, 2$ kN/bulon

Kontrol: Tablo 5'teki referans değer (M24/10.9) = 254,2 kN — doğrulandı.

Problem 2 — Orta

Veriler:

IPE 360 kiriş, S275 çelik: $f_{y} = 275$ MPa, $f_{u} = 430$ MPa
Alın levhası: S275, $t_{p} = 15$ mm, $b_{p} = 160$ mm
Bulonlar: 2 × M20 sınıf 8.8 ( $f_{u b} = 800$ MPa, $A_{s} = 245$ mm²)
Geometri: $m = 40$ mm; $n = 45$ mm; $e = 30$ mm
Efektif uzunluk: $l_{e f f, 1} = l_{e f f, 2} = 145$ mm (Tablo 6.6'dan)

İstenen: T-stub 3 mod dayanımı ve yönetici mod

Çözüm:

Adım 1 — Plastik mafsaldaki bükülme momenti (Mod 1):

M_{pl, 1, R d} = \frac{0 , 25 \cdot l _{e f f, 1} \cdot t _{p}^{2} \cdot f _{y}}{γ _{M 0}} = \frac{0 , 25 \times 145 \times 1 5 ^{2} \times 275}{1 , 0} = 2.243, 4 N \cdot mm/mm \to 2, 24 kN \cdot m

F_{T, 1, R d} = \frac{4 M _{pl, 1, R d}}{m} = \frac{4 \times 2.243 , 4}{40} = 224, 3 kN

Adım 2 — Tek bulon çekme dayanımı:

F_{t, R d} = \frac{0 , 9 \times 800 \times 245}{1 , 25} = 141, 1 kN/bulon; \sum F_{t, R d} = 2 \times 141, 1 = 282, 2 kN

Adım 3 — Mod 2 dayanımı:

M_{pl, 2, R d} = M_{pl, 1, R d} = 2.243, 4 N \cdot mm/mm

F_{T, 2, R d} = \frac{2 \times 2.243 , 4 + 45 \times 282 , 2 \times 1 0 ^{3}}{40 + 45} = \frac{4.486 , 8 + 12.699 \times 1 0 ^{3}}{85} \approx 203, 7 kN

Adım 4 — Mod 3 dayanımı:

F_{T, 3, R d} = \sum F_{t, R d} = 282, 2 kN

Adım 5 — Yönetici mod:

F_{T, R d} = min (224, 3; 203, 7; 282, 2) = 203, 7 kN (Mod 2 y \ddot{o} netici)

Sonuç: $F_{T, R d} = 203, 7$ kN (Mod 2: yarı-plastik göçme)

Kontrol: $n = 45$ mm $\leq 1, 25 \times 40 = 50$ mm — koşul sağlandı.

Problem 3 — Zor

Veriler:

Kiriş: IPE 450, S355 ( $f_{y} = 355$ MPa, $f_{u} = 510$ MPa)
- $h = 450$ mm, $b = 190$ mm, $t_{f} = 14, 6$ mm, $t_{w} = 9, 4$ mm
- $Z_{x} = 1702 cm^{3}$ ; $R_{y} = 1, 1$
Tasarım yükleri: $M_{E d} = 450$ kN·m; $V_{E d} = 120$ kN
Alın levhası: $t_{p} = 25$ mm, $b_{p} = 215$ mm, S275
Bulonlar: 4 sıra × 2 = 8 adet M24 10.9 ( $A_{s} = 353$ mm², $f_{u b} = 1000$ MPa)
Bulon geometrisi: $p_{f i} = 40$ mm, $p_{f o} = 40$ mm, $p_{b} = 90$ mm, $g = 130$ mm

İstenen:

Olası plastik moment ve kolon yüzündeki gerekli moment (TBDY 2018 Madde 9.3.4.1, Ek 9B)
Çekme başlığı kuvveti ve bulon yeterliliği
Panel zone kalınlık kontrolü

Çözüm:

ADIM 1 — Olası Plastik Moment $M_{p r}$ (TBDY 2018 Denk. 9B.1)

M_{p r} = C_{p r} \cdot R_{y} \cdot F_{y} \cdot W_{p}, C_{p r} = \frac{F _{y} + F _{u}}{2 F _{y}} \leq 1, 2

C_{p r} = \frac{355 + 510}{2 \times 355} = 1, 218 > 1, 2 \to C_{p r} = 1, 2 (\overset{u}{¨} st s ı n ı r)

M_{p r} = 1, 2 \times 1, 1 \times 355 \times 1702 \times 1 0^{3} = 797, 6 kN \cdot m

ADIM 2 — Kolon Yüzündeki Gerekli Moment (TBDY 2018 Denk. 9.11 ve 9.12)

Süneklik düzeyi yüksek çerçevede birleşim, analizden gelen $M_{E d} = 450$ kN·m ile değil, kirişin olası plastik momentinden türetilen $M_{u c}$ ile boyutlandırılır. Plastik mafsalın kolon yüzünden uzaklığı Tablo 9B.1'e göre:

ℓ_{h} = min (d_{b} /2, 3 b_{b f}) = min (225, 570) = 225 mm

Mafsallar arası uzaklık (aks açıklığı 8000 mm, kolon HEB 280): $ℓ_{n} = 8000 - 280 - 2 \times 225 = 7270$ mm. Düşey yüklerden gelen kesme kuvveti $V_{d}$ için örnekteki $V_{E d} = 120$ kN kullanılmıştır:

V_{u c} = V_{d} + \frac{2 M _{p r}}{ℓ _{n}} = 120 + \frac{2 \times 797 , 6}{7 , 27} = 339, 4 kN

M_{u c} = M_{p r} + V_{u c} \cdot ℓ_{h} = 797, 6 + 339, 4 \times 0, 225 = 874, 0 kN \cdot m

ADIM 3 — Çekme Başlığı Kuvveti

d_{0} = h - t_{f} = 450 - 14, 6 = 435, 4 mm

F_{f} = \frac{M _{u c}}{d _{0}} = \frac{874 , 0 \times 1 0 ^{6}}{435 , 4} = 2007, 3 kN

Analiz momentiyle bulunan kuvvet $450 \times 1 0^{6} /435, 4 = 1033, 5$ kN'dur; birleşim bu değerle boyutlandırılırsa gerekli çekme kuvvetinin yaklaşık yarısı hesaba katılmış olur.

ADIM 4 — Bulon Dayanımı Kontrolü

Tek bulon çekme dayanımı (TS EN 1993-1-8):

F_{t, R d} = \frac{0 , 9 \times 1000 \times 353}{1 , 25} = 254, 2 kN

Verilen düzen ( $p_{f o}$ , $p_{f i}$ , $p_{b}$ ) 8 bulonlu rijitlik levhalı alın levhasıdır: çekme başlığının dışında ve içinde ikişer sıra, toplam 4 sıra × 2 = 8 bulon çekmeye çalışır. Bulon sıralarının basınç başlığı eksenine uzaklıkları 572,7 / 482,7 / 388,1 / 298,1 mm, toplamı 1741,6 mm'dir:

M_{R d, b u l o n} = 2 \times 254, 2 \times 1, 7416 = 885, 4 kN \cdot m \geq M_{u c} = 874, 0 kN \cdot m

8 × M24 (10.9) bulon yeterli, ancak kullanım oranı 0,99 ile sınırdadır. Çekme bölgesinde yalnız 4 bulon bulunan bir düzende M27 (10.9) bile yetmez: $4 \times 330, 5 \times 0, 4354 = 575, 6$ kN·m < 874,0 kN·m. Alın levhası ve kolon başlığının eğilmesi (T-stub Mod 1–2) ayrıca kontrol edilmelidir.

ADIM 5 — Panel Zone Kalınlık Kontrolü

Kolon: HEB 280, $d_{c} = 280$ mm, $t_{c f} = 18$ mm, $t_{w} = 10, 5$ mm. Kayma bölgesinin çevresi, kiriş ve kolon başlıkları arasındaki net boyutlarla: $u = 2 [(450 - 2 \times 14, 6) + (280 - 2 \times 18)] = 1329, 6$ mm

t_{min} = \frac{u}{180} = \frac{1329 , 6}{180} = 7, 39 mm \leq t_{w} = 10, 5 mm ✓

ADIM 6 — TBDY 2018 Tablo 9B.1 Uygulama Sınırları Kontrolü

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 11: Problem 3 — Zor
Parametre	Hesaplanan	Sınır	Durum
Açıklık/Yükseklik	8000/450 = 17,8	≥ 7,0	Sağlandı
t_p = 25 mm	25	18–65 mm	Sağlandı
b_p = 215 mm	215	215–400 mm	Sağlandı
g = 130 mm	130	125–155 mm	Sağlandı
p_fi = 40 mm	40	40–50 mm	Sağlandı

Sonuç: Birleşim TBDY 2018 Madde 9.3.4.1(b)'ye göre $M_{u c} = 874, 0$ kN·m ile boyutlandırıldığında çekme başlığı çevresindeki 8 × M24 (10.9) bulon sınırda yeterlidir (kullanım oranı 0,99). Analiz momentiyle ( $M_{E d} = 450$ kN·m) yapılan hesap bulon ihtiyacını yaklaşık yarı yarıya düşük gösterir. TBDY 2018 Tablo 9B.1 sınırları sağlanmaktadır.

17. Sık Yapılan Hatalar

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 12: Sık Yapılan Hatalar
Hata	Sonucu	Çözüm
Alın levhası kalınlığını T-stub hesabı yapmadan doğrudan kiriş başlık kalınlığına eşitlemek	Mod 1/2 göçmesinde güvenlik eksikliği	Levha kalınlığını TS EN 1993-1-8 Madde 6.2.4 eşdeğer T-stub yöntemiyle doğrula
Panel zone kontrolünü atlamak	Kolon web'inin erken göçmesi	TBDY 2018 Md. 9.3.4.2b panel zone hesabı yap
HV tipi bulon kullanmak (deprem birleşiminde)	Diş sıyrılması ile sünek olmayan kopma	HR tipi TS EN 14399-3 bulon kullan
TBDY Tablo 9B.1 sınırlarını görmezden gelmek	Tasarımın deneysel kalibrasyondan çıkması	Sınır dışı konfigürasyonlarda FEM doğrulaması
Süreklilik levhasını ihmal etmek	Kolon başlığının aşırı deformasyonu	Gerekli durumlarda stiffener ekle
CJP yerine köşe kaynak kullanmak (başlık)	Kaynak dayanımı yetersizliği	TBDY Tablo 9B.1'e göre başlık kaynağında tam penetrasyonlu küt kaynak (CJP) kullan

Kaynaklar

TS EN 1993-1-8:2009, Eurocode 3: Çelik Yapıların Tasarımı — Bölüm 1-8: Birleşim Yerlerinin Tasarımı, TSE, Ankara.
TBDY 2018, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Ek 9B — Çelik Yapılar; 18 Mart 2018 tarih, 30364 sayılı Resmî Gazete.
ÇYTHYE 2016, Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esasları Yönetmeliği, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, 2016.
AISC 360-16, Specification for Structural Steel Buildings, Chapter J, AISC, Chicago.
AISC 358-16, Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames, AISC.
SCI P398, Joints in Steel Construction: Moment-resisting Joints to Eurocode 3, 2013.
TS EN 14399-1:2015, Yüksek Dayanımlı Yapısal Cıvatalama Takımları — Bölüm 1: Genel Özellikler, TSE.
TS EN 10025-2:2005, Sıcak Haddelenmiş Yapısal Çelik Ürünler — Bölüm 2, TSE.
Çıtıpıtıoğlu, A.M. (2021). Deprem Yükleri Etkisindeki Çelik Yapı Elemanların Birleşim ve Ekleri için Önçekmeli Yüksek Dayanımlı Yapısal Bulon Koşullarının Değerlendirilmesi, Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi. DOI: 10.7212/karaelmasfen.896626
Akgönen, A.İ. (2017). Alın Levhalı Moment Birleşimlerin Sonlu Elemanlar ile Analizi, Afyon Kocatepe Üniversitesi FMB Dergisi. DOI: 10.5578/FMBD.57564
ideCAD, Rijitleştirilmiş Alın Levhalı 8 Bulonlu Birleşim Tasarımı, help.idecad.com.tr (AISC 358-16 / TBDY 2018 referanslı).
Dlubal Engineering Software, Calculation Example of Rigid End Plate Connection According to EN 1993-1-8 (2017). dlubal.com/en/support-and-learning/support/knowledge-base/001497
IDEA StatiCa, Learning Module – T-stub in Tension, ideastatica.com/support-center.

İlgili Hesaplama Araçları

Bu konuyla ilgili ücretsiz mühendislik hesaplama araçlarımızla ön tasarım ve kontrol yapabilirsiniz:

Önemli Mühendislik Uyarısı: Bu içerik yalnızca bilgilendirme amaçlıdır; nihai tasarım, hesap ve uygulama kararları, güncel yönetmelikler ile proje koşulları çerçevesinde yetkili bir inşaat mühendisinin denetiminde alınmalıdır. Sayısal örnekler ve formüller genel mühendislik pratiğini yansıtır; her projenin kendine özgü zemin, yük ve çevre koşulları proje müellifince ayrıca değerlendirilmelidir.

Özet

1. Genel Tanım ve Bağlantı Tipolojisi

Bağlantı türleri:

Tam dayanımlı (Full-strength): $M_{ba \overset{g}{˘} l an t ı} \geq M_{p, k i r i \overset{s}{\c}}$
Kısmi dayanımlı (Partial-strength): $M_{ba \overset{g}{˘} l an t ı} < M_{p, k i r i \overset{s}{\c}}$

Saha Notu: TBDY 2018 Ek 9B'de verilen yeterliliği kanıtlanmış birleşim detayları, süneklik düzeyi yüksek (en az 0,04 rad) ve süneklik düzeyi sınırlı (en az 0,02 rad) moment aktaran çerçevelerin her ikisi için de tam dayanımlı birleşim olarak tanımlanmıştır (Madde 9B.1.1).

1.1 Geometrik Tipler

Şekil boyutlarına ve bulon dizilimine göre başlıca üç tip kullanılmaktadır:

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 1: Geometrik Tipler
Tip	Tanım	Uygulama	TBDY Referansı
Tam derinlikli (Full depth)	Levha kiriş yüksekliğiyle sınırlı	Hafif moment aktarımı, süneklik düzeyi sınırlı	Ek 9B, Şekil 9B.3
Uzatılmış (Extended)	Levha üst başlığın ötesine taşar	Yüksek moment kapasitesi, deprem detayları	Ek 9B, Şekil 9B.4
Rijitleştirilmiş uzatılmış	Berkitme levhası ile güçlendirilmiş	Ağır yüklü birleşimler, büyük IPE/HEA profiller	Ek 9B, Tablo 9B.1

Dikkat: TBDY 2018 Tablo 9B.1 kapsamında uygulanabilir dört yapılandırma mevcuttur: 4 bulonlu rijitleştirilmemiş, 4 bulonlu rijitleştirilmiş, 8 bulonlu rijitleştirilmemiş ve 8 bulonlu rijitleştirilmiş. Kiriş açıklığı/yüksekliği oranı ≥ 7,0 koşulu tüm tiplerde aranır.

2. Tasarım Esasları (TS EN 1993-1-8, ÇYTHYE 2016, TBDY 2018)

Tasarım esasları hem Türkiye ulusal yönetmeliklerine hem de Avrupa standartlarına dayanmaktadır.

TS EN 1993-1-8:2009 — Çelik yapıların birleşim yerlerinin tasarımı (T-stub bileşen yöntemi, Bölüm 6). Eurocode 3'ün Türkçe adaptasyonu olarak TSE tarafından yayımlanmıştır.

AISC 360-16 — Amerikan deprem bölgesi hesap standardı; TS EN 1993-1-8'in tamamlayıcısı olarak kullanılabilir, ancak Türkiye mevzuatında birincil referans TBDY 2018'dir.

Yük kombinasyonları (YDKT — Yük ve Dayanım Katsayıları ile Tasarım):

1, 2 G + 1, 0 E + 0, 5 Q (Deprem kombinasyonu — TBDY 2018 Madde 4.4.3)

Saha Notu: TBDY 2018 Madde 9.2.2.3'e göre çelik bir binanın tasarımında YDKT veya GKT yöntemlerinden biri kullanılabilir; ancak Ek 9B'deki moment aktaran kiriş-kolon birleşimlerinin (alın levhalı birleşimler dahil) tasarımında yalnız YDKT kullanılır.

Dikkat: Tüm birleşimlerde dayanım katsayıları $ϕ = 0, 90$ (akma/eğilme) ve $ϕ = 0, 75$ (kırılma/çekme) olarak uygulanır.

3. Malzeme Standartları ve Türkiye'de Kullanılan Çelik Sınıfları

3.1 Yapısal Çelik

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 2: Yapısal Çelik
Çelik Sınıfı	DIN Karşılığı	f_y (t ≤ 40 mm)	f_u	Açıklama
S235 JR	St 37	235 MPa	360–510 MPa	Hafif çelik konstrüksiyonlar
S275 JR/J0	St 44	275 MPa	430–580 MPa	Orta yüklü yapılar, alın levhası tercihi
S355 J2/K2	St 52-3	355 MPa	490–630 MPa	Yüksek sismik bölge, ağır birleşimler

Saha Notu: TBDY 2018 Madde 9.2.3.1'e göre doğrusal olmayan davranış göstermesi beklenen elemanlarda kullanılacak yapısal çeliğin karakteristik akma gerilmesi 355 N/mm² değerini aşmamalıdır. S235 çeliğinin beklenen dayanım aşım katsayısı $R_{y} = 1, 5$ 'tir (Tablo 5.1); bu yüksek aşım katsayısı kapasite tasarımı hesaplarında dikkate alınmalıdır.

Dikkat: Çelik siparişinde CE işareti ve malzeme muayene sertifikası (EN 10204 Tip 3.1 veya 3.2) yaygın uygulamada istenir.

3.2 Yüksek Dayanımlı Bulonlar

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 3: Yüksek Dayanımlı Bulonlar
Sınıf	f_yb (MPa)	f_ub (MPa)	Minimum Önçekme Fp,C	Türkiye Kullanım
8.8	640	800	0,7 × f_ub × A_s	Moment aktaran birleşimler (tüm DTS)
10.9	900	1000	0,7 × f_ub × A_s	Moment aktaran birleşimler (tüm DTS)

Saha Notu: TBDY 2018 Madde 9.2.3.2'ye göre deprem yükleri etkisindeki elemanların birleşim ve eklerinde 8.8 veya 10.9 kalitesinde yüksek dayanımlı bulonlar tam önçekme verilerek kullanılacaktır.

4. Rijitlik Sınıflandırması (TS EN 1993-1-8 Madde 5.2)

Birleşimler TS EN 1993-1-8:2009 Madde 5.2'ye göre dönme rijitlikleri esas alınarak üç sınıfa ayrılır:

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 4: Rijitlik Sınıflandırması (TS EN 1993-1-8 Madde 5.2)
Sınıf	Tanım	Rijitlik Koşulu	Alın Levhası Karşılığı
Rijit (Rigid)	Tam moment aktarımı	$S_{j, ini} \geq k_{b} \cdot E I_{b} / L_{b}$	Kalın levha, Mod 3 hakim
Yarı-rijit (Semi-rigid)	Kısmi moment aktarımı	Aralık bölgesi	Orta kalınlıkta levha
Mafsallı (Pinned)	Sadece kesme	$S_{j, ini} \leq 0, 5 \cdot E I_{b} / L_{b}$	İnce levha, çok deformasyonlu

Burada $k_{b} = 8$ (çaprazlama sisteminin yatay yerdeğiştirmeyi en az %80 azalttığı çerçevelerde), $k_{b} = 25$ (diğer çerçevelerde; her katta $K_{b} / K_{c} \geq 0, 1$ koşuluyla).

Saha Notu: Türkiye'de yaygın hata — birleşimi yapısal modelde "rijit" kabul edip T-stub hesabı yapmamak. TS EN 1993-1-8 Madde 5.2.2'ye göre birleşim, başlangıç dönme rijitliği $S_{j, ini}$ sınıf sınırlarıyla karşılaştırılarak (ya da deneysel kanıta ve benzer uygulamalardaki kanıtlanmış davranışa dayanarak) sınıflandırılır; modeldeki rijit kabulü bu karşılaştırmayla doğrulanmalıdır.

5. T-Stub Modeli (TS EN 1993-1-8 Bölüm 6)

T-stub modeli, alın levhası bağlantısının çekme bölgesini modeller. Her bulon sırası ayrı bir T-stub olarak değerlendirilir.

5.1 T-Stub Göçme Modları

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 5: T-Stub Göçme Modları
Mod	Tanım	Koşul
Mod 1	Levha tam plastik mafsallanması (4 adet plastik mafsal)	İnce levha
Mod 2	Levha plastik mafsalı + bulon kopması	Orta kalınlık
Mod 3	Salt bulon kopması	Kalın levha

5.2 T-Stub Dayanımı

Mod 1:

F_{T, 1, R d} = \frac{4 M _{pl, 1, R d}}{m}

Mod 2:

F_{T, 2, R d} = \frac{2 M _{pl, 2, R d} + n \sum F _{t, R d}}{m + n}

Mod 3:

F_{T, 3, R d} = \sum F_{t, R d}

F_{T, R d} = min (F_{T, 1, R d}, F_{T, 2, R d}, F_{T, 3, R d})

Burada:

$M_{pl, R d} = \frac{0 , 25 \sum l _{e f f} t _{f}^{2} f _{y}}{γ _{M 0}}$ = plastik mafsaldaki bükülme momenti dayanımı
$m$ = bulon merkezinden kaynak yüzüne yatay mesafe (mm)
$n$ = bulon merkezinden levha kenarına yatay mesafe; $n \leq 1, 25 m$ (TS EN 1993-1-8 Madde 6.2.2)
$F_{t, R d}$ = tek bulon çekme dayanımı $= k_{2} f_{u b} A_{s} / γ_{M 2}$
$γ_{M 0} = 1, 00$ ; $γ_{M 2} = 1, 25$ ; $k_{2} = 0, 9$

Dikkat: Mod 1'de levha, bulon hattında ve kaynak/gövde hizasında oluşan akma çizgileriyle tümüyle plastikleşir; kaldıraç (pry) kuvveti $Q$ bu modda belirgindir. İnce levhalarda bu durum büyük dönme ve deformasyon demektir; deprem birleşimlerinde levha davranışının hangi göçme moduna düştüğü hesapla belirlenmelidir.

5.3 Etkin Uzunluk $l_{e f f}$ Hesabı

Dairesel ve dairesel olmayan akma çizgisi paternleri için (TS EN 1993-1-8 Tablo 6.6):

Uç bulon sırası: $l_{e f f, n c} = 2 m + 0, 625 e + e_{x}$
İç bulon sırası: $l_{e f f, n c} = 4 m + 1, 25 e$
Dairesel patern: $l_{e f f, c p} = 2 π m$

6. Pry Kuvveti (Kaldıraç Etkisi)

İnce alın levhalarında levha ucu kolona dayandığından pry kuvveti $Q$ oluşur:

F_{b o l t} = \frac{F _{T}}{2} + Q

Pry kuvveti levhayı kalın yaparak azaltılır. Mod 1 yönetiminde pry etkisi tam; Mod 3'te pry yoktur.

Pratik kural: TS EN 1993-1-8 Tablo 6.2'ye göre bulon uzama boyu $L_{b}$ aşağıdaki sınırı aşmıyorsa kaldıraç (pry) kuvveti gelişebilir:

L_{b} \leq L_{b}^{*} = \frac{8 , 8 m ^{3} A _{s} n _{b}}{\sum l _{e f f, 1} t _{f}^{3}}

Saha Notu: Sahada sık karşılaşılan hata — alın levhası kalınlığının hesap yapmadan "kiriş başlığı kalınlığına eşit" alınmasıdır. Bu yaklaşım mühendislik pratiğinde bir başlangıç değeri olarak kullanılabilir; ancak T-stub hesabıyla doğrulanması proje/standart koşullarına göre kontrol edilmelidir.

7. Alın Levhası Kalınlığı Hesabı

Kiriş başlığının eksenel kuvveti (momentten):

F_{f} = \frac{M _{E d}}{d _{0}}

Burada $d_{0}$ = çekme ve basınç başlıkları arasındaki mesafe $(h_{b} - t_{f})$ .

Alın levhası minimum kalınlığı (Mod 1 sınırı için):

t_{p, min} = \frac{4 M _{pl, R d}}{0 , 25 \sum l _{e f f} f _{y} / γ _{M 0}}

Pratik başlangıç değeri: $t_{p} \geq t_{f, k i r i \overset{s}{\c}}$ ; ardından T-stub hesabıyla doğrulanır.

TBDY 2018 Tablo 9B.1 alın levhası kalınlık sınırları:

4 bulonlu rijitleştirilmemiş: $12 \leq t_{p} \leq 40$ mm
8 bulonlu rijitleştirilmiş: $18 \leq t_{p} \leq 65$ mm

8. Bulon Çekme Kuvveti ve Dayanımı

TS EN 1993-1-8:2009 Madde 3.6.1 (Tablo 3.4):

F_{t, R d} = \frac{k _{2} \cdot f _{u b} \cdot A _{s}}{γ _{M 2}} (k_{2} = 0, 9; γ_{M 2} = 1, 25)

Çekme + Kesme etkileşimi (Madde 3.6.1 Tablo 3.4):

\frac{F _{v, E d}}{F _{v, R d}} + \frac{F _{t, E d}}{1 , 4 \cdot F _{t, R d}} \leq 1, 0

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 6: Bulon Çekme Kuvveti ve Dayanımı
Bulon	A_s (mm²)	F_t,Rd (kN)	Önçekme Fp,C (kN)
M20	245	176,4	137,2
M22	303	218,2	169,7
M24	353	254,2	198,0
M27	459	330,5	257,2
M30	561	403,9	314,2

Saha Notu: TBDY 2018 Madde 9.2.3.2'ye göre deprem yükleri etkisindeki elemanların birleşimlerinde yüksek dayanımlı bulonlar tam önçekme verilerek kullanılacaktır. Sıkma yöntemi olarak tork kontrolü, dönme kontrolü veya doğrudan gerilme göstergesi yöntemi uygulanabilir (TS EN 1090-2 Madde 8.5).

9. Kolon Başlığı Kontrolleri

Alın levhası bağlantısı kolona çekme kuvveti uygular; kolon başlığı T-stub olarak değerlendirilir.

Kolon başlığı T-stub hesabı: TS EN 1993-1-8 Madde 6.2.4 — aynı üç mod (1-2-3) kolon başlığı için de uygulanır; $t_{f}$ yerine kolon başlığı kalınlığı $t_{c f}$ alınır.

Yetersizlik durumlarında çözümler:

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 7: Kolon Başlığı Kontrolleri
Yetersizlik Türü	Çözüm	Standart Referansı
Kolon başlığı eğilmesi	Süreklilik levhası (Stiffener)	ÇYTHYE 2016 Madde 16.3
Kolon gövdesi kesme/burkulma	Güçlendirme levhası (Doubler plate)	TBDY 2018 Madde 9.3.4.2b
Kolon gövdesi çekme basıncı	Takviye levhası	TS EN 1993-1-8 Madde 6.2.6

Süreklilik levhası kalınlığı (minimum):

t_{s t} \geq \frac{t _{b f}}{2} ve t_{s t} \geq 10 mm

10. Kayma Bölgesi (Panel Zone) Tasarımı

Kolon gövdesinin kiriş-kolon bağlantı bölgesindeki kesme aktarım kapasitesi panel zone (kayma bölgesi) ile sağlanır.

10.1 Panel Zone Kesme Talebi

V_{u, p an e l} = \frac{M _{E d}}{d _{0}} - V_{co l}

Burada $V_{co l}$ = kolona etkiyen kesme kuvveti.

10.2 Panel Zone Kesme Dayanımı

TBDY 2018 Madde 9.3.4.2b (güçlendirme levhası olmadan):

ϕ R_{v} = 0, 60 ϕ F_{y} A_{w e b} (1 + \frac{3 b _{c f} t _{c f}^{2}}{d _{b} d _{c} t _{w}})

Burada:

$A_{w e b} = d_{c} \cdot t_{w}$ = kolon gövde alanı
$b_{c f}$ = kolon başlık genişliği; $t_{c f}$ = kolon başlık kalınlığı
$d_{b}$ = kiriş yüksekliği; $d_{c}$ = kolon yüksekliği

Minimum kayma bölgesi gövde kalınlığı (TBDY 2018 Madde 9.3.4.2b):

t_{min} \geq \frac{u}{180}

Saha Notu: Türkiye'deki çelik yapı projelerinde panel zone hesabının sıklıkla atlandığı gözlemlenmektedir. Özellikle büyük kiriş kesitlerinin ince gövdeli kolonlara bağlandığı durumlarda panel zone yetersizliği kritik hata kaynağı olabilir.

11. Kaynak Tasarımı

11.1 Kiriş–Levha Kaynak Arayüzü

Kiriş gövde–alın levhası kaynağı (köşe kaynak):

F_{w, R d} = \frac{f _{u}}{3 \cdot β _{W} \cdot γ _{M 2}} \cdot a \cdot l_{e f f}

Burada $β_{W}$ = korelasyon katsayısı (S275: 0,85; S355: 0,90 — TS EN 1993-1-8 Tablo 4.1), $a$ = efektif boğaz kalınlığı.

Köşe kaynakların minimum kalınlığı (ÇYTHYE 2016 Tablo 13.4):

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 8: Köşe Kaynakların Minimum Kalınlıkları
Birleşen ince elemanın kalınlığı, t (mm)	Minimum köşe kaynak kalınlığı (mm)
t ≤ 6	3,0
6 < t ≤ 13	3,5
13 < t ≤ 19	4,0
19 < t ≤ 38	5,5

Tablodaki değerler tek geçişli köşe kaynak kalınlığıdır; kaynak kalınlığı, hesaplanan kuvveti güvenle aktaracak değerden de az olamaz.

Dikkat: Kalın levhalarda kaynak sonrası soğuma hızlı olduğundan hidrojen kaynaklı soğuk çatlak riski artar. Ön tavlama gereği ve sıcaklığı yalnız levha kalınlığına göre değil, çeliğin karbon eşdeğeri, ısı girdisi ve hidrojen düzeyine göre kaynak yöntem şartnamesinde (WPS) belirlenir; AWS D1.1 ve Avrupa kaynak standartları bu seçim için yöntem verir. TS EN ISO 13916 ise ön tavlama ve pasolar arası sıcaklığın nasıl ölçüleceğini tanımlar.

12. ÇYTHYE 2016 ve TBDY 2018 Koşulları (Deprem Tasarımı)

TBDY 2018 Madde 9.3.4.1 ve 9.4.2.1 — Moment aktaran kiriş-kolon birleşimleri için gereksinimler:

Birleşimin kolon yüzündeki gerekli eğilme momenti dayanımı, kirişin olası plastik momenti $M_{p r}$ ve plastik mafsalın yeri dikkate alınarak $M_{u c} = M_{p r} + V_{u c} \cdot ℓ_{h}$ (Denk. 9.11) ile hesaplanan değerden az olamaz
Göreli kat ötelemesi açısı kapasitesi:
- Süneklik düzeyi sınırlı (SDS) çerçeveler: en az 0,02 rad (Madde 9.4.2.1)
- Süneklik düzeyi yüksek (SDY) çerçeveler: en az 0,04 rad (Madde 9.3.4.1)
Bu kapasite, Ek 9B'de verilen ya da deneysel ve/veya analitik yöntemlerle geçerliliği kanıtlanmış birleşim detaylarıyla sağlanır

Kiriş ucundaki olası moment kapasitesi:

M_{p r} = C_{p r} \cdot R_{y} \cdot F_{y} \cdot Z_{p}

Burada:

$C_{p r} = (F_{y} + F_{u}) / (2 F_{y})$ = deformasyon sertleşmesi katsayısı
$R_{y}$ = olası akma dayanımı artış katsayısı (S355 için $R_{y} = 1, 1$ , AISC 358-16)
$Z_{p}$ = kirişin plastik mukavemet momenti (plastik kesit modülü; TBDY Denk. 9B.1'de $W_{p}$ )

TBDY 2018 Tablo 9B.1 — 8 Bulonlu Rijitleştirilmiş Alın Levhası Uygulama Sınırları:

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 9: ÇYTHYE 2016 ve TBDY 2018 Koşulları (Deprem Tasarımı)
Parametre	Alt Sınır	Üst Sınır
Kiriş açıklığı / kiriş yüksekliği oranı	≥ 7 (SDY), ≥ 5 (SDS)	—
Alın levhası kalınlığı t_p	18 mm	65 mm
Alın levhası genişliği b_p	215 mm	400 mm
Bulonlar arası yatay mesafe g	125 mm	155 mm
p_fi (üst başlık–bulon mesafesi)	40 mm	50 mm
p_b (iç bulon adımı)	90 mm	100 mm
Kiriş enkesit yüksekliği d_b	450 mm	950 mm
Kiriş başlık kalınlığı t_bf	14 mm	35 mm
Bulon sınıfı	8.8 veya 10.9	—
Başlık kaynağı	Tam penetrasyonlu küt kaynak (CJP)	—

Saha Notu: TBDY 2018 Tablo 9B.1 sınırları deneysel kalibrasyona dayalıdır. Bu sınırlar dışındaki geometriler için doğrulama analizi (FEM veya fiziksel deney) gerekmektedir; yalnızca EN 1993-1-8 T-stub hesabı yeterli değildir.

14. Tasarım Adımları (Özet)

1. Md, Vd, Nd belirle (TBDY 2018 Madde 9.2.5)
2. Çekme başlık kuvveti: Ff = Md / d0
3. Alın levhası boyutlandır (uzunluk, genişlik, kalınlık başlangıcı)
4. Bulon sırasını belirle (çekme bölgesi)
5. Her bulon sırası için T-stub kontrolü (Mod 1-2-3)
6. Alın levhası kalınlığını doğrula
7. Pry kuvveti kontrolü
8. Kolon başlık yeterlilik kontrolü
9. Panel zone (kayma bölgesi) kontrolü — TBDY 2018 Madde 9.3.4.2b
10. Kaynak hesabı (kiriş-levha arayüzü — CJP ve köşe kaynak)
11. TBDY 2018 Tablo 9B.1 uygulama sınırları son kontrolü

15. Türkiye'ye Özgü Saha Koşulları

15.1 Deprem Riski ve DTS Sınıfları

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 10: Deprem Tasarım Sınıfı ve Alın Levhası Gereksinimi (TBDY 2018 Tablo 3.2)
$S_{D S}$ (DD-2)	BKS = 2, 3	BKS = 1	Moment aktaran çelik çerçeve ve birleşim
$S_{D S} \geq 0, 75$	DTS = 1	DTS = 1a	SDY; birleşim ≥ 0,04 rad
$0, 50 \leq S_{D S} < 0, 75$	DTS = 2	DTS = 2a	SDY; birleşim ≥ 0,04 rad
$0, 33 \leq S_{D S} < 0, 50$	DTS = 3	DTS = 3a	DTS = 3: SDY (0,04 rad) veya SDS (0,02 rad); DTS = 3a: SDY
$S_{D S} < 0, 33$	DTS = 4	DTS = 4a	DTS = 4: SDY veya SDS; DTS = 4a: SDY

Tüm sınıflarda deprem etkisindeki birleşimlerde 8.8 veya 10.9 kalitesinde, tam önçekmeli bulonlar kullanılır (Madde 9.2.3.2); TBDY bulon sınıfını DTS'ye göre ayırmaz.

Saha Notu: Süneklik düzeyi sınırlı moment aktaran çerçeveler (Tablo 4.1'de C31) yalnız DTS = 3 ve 4 olan binalarda kullanılabilir; DTS = 1a, 2a, 3a ve 4a binalarda süneklik düzeyi sınırlı sistemler kullanılamaz (Madde 4.3.4.1, 4.3.4.3).

15.2 Türkiye'de Çelik Yapı İmalatı ve Saha Pratikleri

İmal toleransları: Çelik yapı imalatı TS EN 1090-2'ye göre, projede belirlenen yürütme sınıfında (ör. EXC2, EXC3) yapılır; levha düzlüğü, delik toleransı ve kaynak kalitesi denetimlerinin kapsamı bu sınıfa ve standardın tolerans tablolarına göre belirlenir.
Yüzey hazırlığı: Sürtünmeli (slip-critical) birleşimlerde temas yüzeyleri, hesapta kullanılan sürtünme katsayısını sağlayacak şekilde TS EN 1090-2'deki yüzey sınıflarına göre hazırlanır; ÇYTHYE 2016 Tablo 13.11'de A sınıfı için μ = 0,50, B için 0,40, C için 0,30, D için 0,20 verilir. A sınıfı, gevşek pastan arındırılmış ve oyuklanmamış, bilyalı ya da grit kumlanmış yüzeydir. Boya ile hazırlanan sürtünme yüzeylerinde önçekme değerinde zamanla azalma olabileceği dikkate alınır.
Korozyon koruması: Türkiye kıyı bölgelerinde (İstanbul, İzmir) korozyon sınıfı C3–C4 uygulanır; iç bölgelerde C2 yeterlidir (TS EN ISO 12944).

15.3 Birim Fiyat Referansı

Çevre ve Şehircilik Bakanlığı 2024 Birim Fiyatları:

Poz 15.165.1003: Her çeşit profil çelik çubuk ve çelik saclarla karkas imalat ve tespiti → 58.777,49 TL/ton (01.01.2024)
Y.23.101 poz kapsamı: S235 profil + düz sac + imalat + montaj (vinç, işçilik dahil)

16. Sayısal Örnek Problemler

Problem 1 — Basit

Veriler:

Bulon: M24 sınıf 10.9 ( $f_{u b} = 1000$ MPa, $A_{s} = 353$ mm²)
$k_{2} = 0, 9$ ; $γ_{M 2} = 1, 25$

İstenen: Tek bulon çekme dayanımı $F_{t, R d}$

Çözüm:

Adım 1 — Bulon çekme dayanımı formülü (TS EN 1993-1-8 Tablo 3.4):

F_{t, R d} = \frac{k _{2} \cdot f _{u b} \cdot A _{s}}{γ _{M 2}}

Adım 2 — Değerleri yerine koy:

F_{t, R d} = \frac{0 , 9 \times 1000 \times 353}{1 , 25} = \frac{317.700}{1 , 25} = 254, 2 kN

Sonuç: $F_{t, R d} = 254, 2$ kN/bulon

Kontrol: Tablo 5'teki referans değer (M24/10.9) = 254,2 kN — doğrulandı.

Problem 2 — Orta

Veriler:

IPE 360 kiriş, S275 çelik: $f_{y} = 275$ MPa, $f_{u} = 430$ MPa
Alın levhası: S275, $t_{p} = 15$ mm, $b_{p} = 160$ mm
Bulonlar: 2 × M20 sınıf 8.8 ( $f_{u b} = 800$ MPa, $A_{s} = 245$ mm²)
Geometri: $m = 40$ mm; $n = 45$ mm; $e = 30$ mm
Efektif uzunluk: $l_{e f f, 1} = l_{e f f, 2} = 145$ mm (Tablo 6.6'dan)

İstenen: T-stub 3 mod dayanımı ve yönetici mod

Çözüm:

Adım 1 — Plastik mafsaldaki bükülme momenti (Mod 1):

M_{pl, 1, R d} = \frac{0 , 25 \cdot l _{e f f, 1} \cdot t _{p}^{2} \cdot f _{y}}{γ _{M 0}} = \frac{0 , 25 \times 145 \times 1 5 ^{2} \times 275}{1 , 0} = 2.243, 4 N \cdot mm/mm \to 2, 24 kN \cdot m

F_{T, 1, R d} = \frac{4 M _{pl, 1, R d}}{m} = \frac{4 \times 2.243 , 4}{40} = 224, 3 kN

Adım 2 — Tek bulon çekme dayanımı:

F_{t, R d} = \frac{0 , 9 \times 800 \times 245}{1 , 25} = 141, 1 kN/bulon; \sum F_{t, R d} = 2 \times 141, 1 = 282, 2 kN

Adım 3 — Mod 2 dayanımı:

M_{pl, 2, R d} = M_{pl, 1, R d} = 2.243, 4 N \cdot mm/mm

F_{T, 2, R d} = \frac{2 \times 2.243 , 4 + 45 \times 282 , 2 \times 1 0 ^{3}}{40 + 45} = \frac{4.486 , 8 + 12.699 \times 1 0 ^{3}}{85} \approx 203, 7 kN

Adım 4 — Mod 3 dayanımı:

F_{T, 3, R d} = \sum F_{t, R d} = 282, 2 kN

Adım 5 — Yönetici mod:

F_{T, R d} = min (224, 3; 203, 7; 282, 2) = 203, 7 kN (Mod 2 y \ddot{o} netici)

Sonuç: $F_{T, R d} = 203, 7$ kN (Mod 2: yarı-plastik göçme)

Kontrol: $n = 45$ mm $\leq 1, 25 \times 40 = 50$ mm — koşul sağlandı.

Problem 3 — Zor

Veriler:

Kiriş: IPE 450, S355 ( $f_{y} = 355$ MPa, $f_{u} = 510$ MPa)
- $h = 450$ mm, $b = 190$ mm, $t_{f} = 14, 6$ mm, $t_{w} = 9, 4$ mm
- $Z_{x} = 1702 cm^{3}$ ; $R_{y} = 1, 1$
Tasarım yükleri: $M_{E d} = 450$ kN·m; $V_{E d} = 120$ kN
Alın levhası: $t_{p} = 25$ mm, $b_{p} = 215$ mm, S275
Bulonlar: 4 sıra × 2 = 8 adet M24 10.9 ( $A_{s} = 353$ mm², $f_{u b} = 1000$ MPa)
Bulon geometrisi: $p_{f i} = 40$ mm, $p_{f o} = 40$ mm, $p_{b} = 90$ mm, $g = 130$ mm

İstenen:

Olası plastik moment ve kolon yüzündeki gerekli moment (TBDY 2018 Madde 9.3.4.1, Ek 9B)
Çekme başlığı kuvveti ve bulon yeterliliği
Panel zone kalınlık kontrolü

Çözüm:

ADIM 1 — Olası Plastik Moment $M_{p r}$ (TBDY 2018 Denk. 9B.1)

M_{p r} = C_{p r} \cdot R_{y} \cdot F_{y} \cdot W_{p}, C_{p r} = \frac{F _{y} + F _{u}}{2 F _{y}} \leq 1, 2

C_{p r} = \frac{355 + 510}{2 \times 355} = 1, 218 > 1, 2 \to C_{p r} = 1, 2 (\overset{u}{¨} st s ı n ı r)

M_{p r} = 1, 2 \times 1, 1 \times 355 \times 1702 \times 1 0^{3} = 797, 6 kN \cdot m

ADIM 2 — Kolon Yüzündeki Gerekli Moment (TBDY 2018 Denk. 9.11 ve 9.12)

ℓ_{h} = min (d_{b} /2, 3 b_{b f}) = min (225, 570) = 225 mm

V_{u c} = V_{d} + \frac{2 M _{p r}}{ℓ _{n}} = 120 + \frac{2 \times 797 , 6}{7 , 27} = 339, 4 kN

M_{u c} = M_{p r} + V_{u c} \cdot ℓ_{h} = 797, 6 + 339, 4 \times 0, 225 = 874, 0 kN \cdot m

ADIM 3 — Çekme Başlığı Kuvveti

d_{0} = h - t_{f} = 450 - 14, 6 = 435, 4 mm

F_{f} = \frac{M _{u c}}{d _{0}} = \frac{874 , 0 \times 1 0 ^{6}}{435 , 4} = 2007, 3 kN

Analiz momentiyle bulunan kuvvet $450 \times 1 0^{6} /435, 4 = 1033, 5$ kN'dur; birleşim bu değerle boyutlandırılırsa gerekli çekme kuvvetinin yaklaşık yarısı hesaba katılmış olur.

ADIM 4 — Bulon Dayanımı Kontrolü

Tek bulon çekme dayanımı (TS EN 1993-1-8):

F_{t, R d} = \frac{0 , 9 \times 1000 \times 353}{1 , 25} = 254, 2 kN

M_{R d, b u l o n} = 2 \times 254, 2 \times 1, 7416 = 885, 4 kN \cdot m \geq M_{u c} = 874, 0 kN \cdot m

ADIM 5 — Panel Zone Kalınlık Kontrolü

t_{min} = \frac{u}{180} = \frac{1329 , 6}{180} = 7, 39 mm \leq t_{w} = 10, 5 mm ✓

ADIM 6 — TBDY 2018 Tablo 9B.1 Uygulama Sınırları Kontrolü

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 11: Problem 3 — Zor
Parametre	Hesaplanan	Sınır	Durum
Açıklık/Yükseklik	8000/450 = 17,8	≥ 7,0	Sağlandı
t_p = 25 mm	25	18–65 mm	Sağlandı
b_p = 215 mm	215	215–400 mm	Sağlandı
g = 130 mm	130	125–155 mm	Sağlandı
p_fi = 40 mm	40	40–50 mm	Sağlandı

17. Sık Yapılan Hatalar

Tüm sütunlar için yana kaydırın →

Tablo 12: Sık Yapılan Hatalar
Hata	Sonucu	Çözüm
Alın levhası kalınlığını T-stub hesabı yapmadan doğrudan kiriş başlık kalınlığına eşitlemek	Mod 1/2 göçmesinde güvenlik eksikliği	Levha kalınlığını TS EN 1993-1-8 Madde 6.2.4 eşdeğer T-stub yöntemiyle doğrula
Panel zone kontrolünü atlamak	Kolon web'inin erken göçmesi	TBDY 2018 Md. 9.3.4.2b panel zone hesabı yap
HV tipi bulon kullanmak (deprem birleşiminde)	Diş sıyrılması ile sünek olmayan kopma	HR tipi TS EN 14399-3 bulon kullan
TBDY Tablo 9B.1 sınırlarını görmezden gelmek	Tasarımın deneysel kalibrasyondan çıkması	Sınır dışı konfigürasyonlarda FEM doğrulaması
Süreklilik levhasını ihmal etmek	Kolon başlığının aşırı deformasyonu	Gerekli durumlarda stiffener ekle
CJP yerine köşe kaynak kullanmak (başlık)	Kaynak dayanımı yetersizliği	TBDY Tablo 9B.1'e göre başlık kaynağında tam penetrasyonlu küt kaynak (CJP) kullan

Kaynaklar

TS EN 1993-1-8:2009, Eurocode 3: Çelik Yapıların Tasarımı — Bölüm 1-8: Birleşim Yerlerinin Tasarımı, TSE, Ankara.
TBDY 2018, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Ek 9B — Çelik Yapılar; 18 Mart 2018 tarih, 30364 sayılı Resmî Gazete.
ÇYTHYE 2016, Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esasları Yönetmeliği, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, 2016.
AISC 360-16, Specification for Structural Steel Buildings, Chapter J, AISC, Chicago.
AISC 358-16, Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames, AISC.
SCI P398, Joints in Steel Construction: Moment-resisting Joints to Eurocode 3, 2013.
TS EN 14399-1:2015, Yüksek Dayanımlı Yapısal Cıvatalama Takımları — Bölüm 1: Genel Özellikler, TSE.
TS EN 10025-2:2005, Sıcak Haddelenmiş Yapısal Çelik Ürünler — Bölüm 2, TSE.
Çıtıpıtıoğlu, A.M. (2021). Deprem Yükleri Etkisindeki Çelik Yapı Elemanların Birleşim ve Ekleri için Önçekmeli Yüksek Dayanımlı Yapısal Bulon Koşullarının Değerlendirilmesi, Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi. DOI: 10.7212/karaelmasfen.896626
Akgönen, A.İ. (2017). Alın Levhalı Moment Birleşimlerin Sonlu Elemanlar ile Analizi, Afyon Kocatepe Üniversitesi FMB Dergisi. DOI: 10.5578/FMBD.57564
ideCAD, Rijitleştirilmiş Alın Levhalı 8 Bulonlu Birleşim Tasarımı, help.idecad.com.tr (AISC 358-16 / TBDY 2018 referanslı).
Dlubal Engineering Software, Calculation Example of Rigid End Plate Connection According to EN 1993-1-8 (2017). dlubal.com/en/support-and-learning/support/knowledge-base/001497
IDEA StatiCa, Learning Module – T-stub in Tension, ideastatica.com/support-center.

İlgili Hesaplama Araçları

Bu konuyla ilgili ücretsiz mühendislik hesaplama araçlarımızla ön tasarım ve kontrol yapabilirsiniz:

Önemli Mühendislik Uyarısı: Bu içerik yalnızca bilgilendirme amaçlıdır; nihai tasarım, hesap ve uygulama kararları, güncel yönetmelikler ile proje koşulları çerçevesinde yetkili bir inşaat mühendisinin denetiminde alınmalıdır. Sayısal örnekler ve formüller genel mühendislik pratiğini yansıtır; her projenin kendine özgü zemin, yük ve çevre koşulları proje müellifince ayrıca değerlendirilmelidir.

Çerez Tercihleri

Özet

1. Genel Tanım ve Bağlantı Tipolojisi

1.1 Geometrik Tipler

2. Tasarım Esasları (TS EN 1993-1-8, ÇYTHYE 2016, TBDY 2018)

3. Malzeme Standartları ve Türkiye'de Kullanılan Çelik Sınıfları

3.1 Yapısal Çelik

3.2 Yüksek Dayanımlı Bulonlar

4. Rijitlik Sınıflandırması (TS EN 1993-1-8 Madde 5.2)

5. T-Stub Modeli (TS EN 1993-1-8 Bölüm 6)

5.1 T-Stub Göçme Modları

5.2 T-Stub Dayanımı

5.3 Etkin Uzunluk leff​ Hesabı

6. Pry Kuvveti (Kaldıraç Etkisi)

7. Alın Levhası Kalınlığı Hesabı

8. Bulon Çekme Kuvveti ve Dayanımı

9. Kolon Başlığı Kontrolleri

10. Kayma Bölgesi (Panel Zone) Tasarımı

10.1 Panel Zone Kesme Talebi

10.2 Panel Zone Kesme Dayanımı

11. Kaynak Tasarımı

11.1 Kiriş–Levha Kaynak Arayüzü

12. ÇYTHYE 2016 ve TBDY 2018 Koşulları (Deprem Tasarımı)

14. Tasarım Adımları (Özet)

15. Türkiye'ye Özgü Saha Koşulları

15.1 Deprem Riski ve DTS Sınıfları

15.2 Türkiye'de Çelik Yapı İmalatı ve Saha Pratikleri

15.3 Birim Fiyat Referansı

16. Sayısal Örnek Problemler

Problem 1 — Basit

Problem 2 — Orta

Problem 3 — Zor

17. Sık Yapılan Hatalar

Kaynaklar

İlgili Hesaplama Araçları