ÇYY 2016 / TS EN 1993 Genel Yapı Özeti
ÇYY 2016 (Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esasları Yönetmeliği) ve Türkiye'de birincil standart olarak benimsenen TS EN 1993-1-1:2005 (Eurocode 3, Bölüm 1-1), çelik yapı elemanlarının...
1. Kapsam ve Temel Standartlar
ÇYY 2016 ve TS EN 1993-1-1:2005 çelik yapı elemanlarının tasarım, hesap ve yapım kurallarını belirler.
Saha Notu: Türkiye'de çelik yapı projelerinin ruhsata esas statik hesapları ÇYY 2016 çerçevesinde hazırlanır; hesap raporu ve uygulama projeleri 4708 sayılı Yapı Denetimi Kanunu kapsamında yapı denetim kuruluşlarınca denetlenir. İş yeri güvenlik tedbirleri 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu, imar onayları ise 3194 sayılı İmar Kanunu kapsamında yürütülür.
Dikkat: Projenin bütünlüklü tamamlanabilmesi için yürürlükteki deprem yönetmeliği (TBDY 2018) koşullarının da gözetilmesi zorunludur; yalnızca ÇYY hesabı yeterli değildir (ÇYY 2016 Bölüm 1.3).
Tablo 1: Kapsam ve Temel Standartlar
| Standart | Konu | Türkiye Durumu |
|---|---|---|
| TS EN 1993-1-1:2005 | Genel kurallar, çubuk elemanlar | TSE tarafından Türkçe yayımlanmıştır |
| TS EN 1993-1-2:2005 | Yangın tasarımı | TSE tarafından yayımlanmıştır |
| TS EN 1993-1-3:2005 | Soğuk şekilli profiller | TSE tarafından yayımlanmıştır |
| TS EN 1993-1-5:2005 | Plakalı kirişler | TSE tarafından yayımlanmıştır |
| TS EN 1993-1-8:2005 | Birleşimler | TSE tarafından yayımlanmıştır |
| TS EN 1993-1-9:2005 | Yorulma | TSE tarafından yayımlanmıştır |
| TBDY 2018 Bölüm 9 | Çelik yapı deprem tasarımı | Resmi Gazete 18.03.2018 / 30364 |
| TS 498:2021 | Yapı yükleri | TSE, 2021 güncellemesi |
| TS EN 10025-2:2005 | Yapısal çelik malzeme özellikleri | TSE tarafından yayımlanmıştır |
Ağaç şeması: temel tasarım (EN 1993-1-1, 1-8 kritik), özel yapı türleri (köprü, kule, silo), Türkiye mevzuatı (ÇYTHYE 2016 RG:29614, TBDY 2018 Bölüm 9) ve kısmi güvenlik katsayıları (γM0=1.00, γM1=1.00, γM2=1.25).
Üç katmanlı piramit: temel standartlar (Eurocode), TS EN 1993 alt bölümleri, uygulama rehberleri; Türkiye NA değişimleri (γM1=1.00); EXC1-EXC4 imalat kontrol sınıfları; mevzuat zaman çizgisi (1993-2026).
2. Kesit Sınıfları (TS EN 1993-1-1 Madde 5.5 / ÇYY 2016 Tablo 5.1B)
TS EN 1993-1-1 Madde 5.5 (ÇYY'de Bölüm 5.4), enkesitleri yerel burkulma kapasitelerine göre dört sınıfa ayırır:
Tablo 2: Kesit Sınıfları (TS EN 1993-1-1 Madde 5.5 / ÇYY 2016 Tablo 5.1B)
| Sınıf | Tanım | Kullanılan Modül | ÇYY Adlandırması |
|---|---|---|---|
| Sınıf 1 | Plastik mafsallanma; yerel burkulma yok | Kompakt (plastik) | |
| Sınıf 2 | Plastik moment; sınırlı dönme kapasitesi | Kompakt | |
| Sınıf 3 | Akma anında elastik dağılım | Kompakt olmayan | |
| Sınıf 4 | Akma öncesi yerel burkulma | Narin |
Temel parametre:
Yaygın çelik sınıfları için değerleri:
- S235:
- S275:
- S355:
- S460:
Tablo 3: Kesit Sınıfları (TS EN 1993-1-1 Madde 5.5 / ÇYY 2016 Tablo 5.1B)
| Enkesit Parçası | Sınıf 1 | Sınıf 2 | Sınıf 3 |
|---|---|---|---|
| Başlık (rijitleştirilmemiş, saf eğilme) | |||
| Gövde (saf eğilme) | |||
| Başlık (saf basınç) | |||
| Gövde (saf basınç) |
Saha Notu — Türkiye: Türkiye piyasasında en yaygın profiller sıcak haddelenmiş IPE, HEA ve HEB serileridir (TS EN 10034:2004). S275 ve S355 çelik sınıfları endüstri yapıları ve çok katlı binalarda dominant olarak kullanılmakta; S235 ise sekonder elemanlara ve traps kirişlere uygulanmaktadır.
Dikkat: ÇYY 2016, TS EN 1993-1-1 ile büyük ölçüde örtüşmekle birlikte yük birleşimleri konusunda YDKT ve GKT yaklaşımlarını tanımlamaktadır (ÇYY 2016 Bölüm 5.3).
3. Dayanım Hesabı İlkeleri
3.1 Malzeme Kısmi Güvenlik Katsayıları (TS EN 1993-1-1 Madde 6.1)
Tablo 4: Malzeme Kısmi Güvenlik Katsayıları (TS EN 1993-1-1 Madde 6.1)
| Katsayı | Değer | Uygulandığı Durum |
|---|---|---|
| 1,00 | Enkesit dayanımı (akma) | |
| 1,00 | Burkulma dayanımı | |
| 1,25 | Kopma (net kesit, kaynak) | |
| 1,25 | Sürtünmeli bağlantılar (kaymaya karşı) |
3.2 Çelik Malzeme Sınıfları (TS EN 10025-2)
Tablo 5: Çelik Malzeme Sınıfları (TS EN 10025-2)
| Sınıf | (MPa) | (MPa) | Türkiye Kullanımı | |
|---|---|---|---|---|
| S235 | 235 | 360 | 1,53 | Sekonder, levha, bağlantı |
| S275 | 275 | 430 | 1,56 | Genel çelik yapı |
| S355 | 355 | 510 | 1,44 | Yüksek yük / deprem bölgesi |
| S420 | 420 | 520 | 1,24 | Özel endüstri uygulamaları |
| S460 | 460 | 550 | 1,20 | Köprü, özel proje |
Dikkat: TBDY 2018 Madde 9.2.3 uyarınca, doğrusal olmayan (süneklik) davranış beklenen elemanlarda çelik kullanılamaz.
3.3 Çekme Dayanımı (TS EN 1993-1-1 Madde 6.2.3)
3.4 Basınç Dayanımı (Madde 6.2.4)
3.5 Eğilme Dayanımı (Madde 6.2.5)
3.6 Kesme Dayanımı (Madde 6.2.6)
I-profillerde kesme alanı : kuvvetli eksen () için , zayıf eksen () için . Türkiye uygulamasında önerilen .
4. Stabilite Kontrolleri
4.1 Eksenel Burkulma (TS EN 1993-1-1 Madde 6.3.1 / ÇYY 2016 Bölüm 8)
Bağımsız narinlik (ÇYY 2016 Denklem 8.1):
İndirgeme faktörü (TS EN 1993-1-1 Madde 6.3.1.2):
Tablo 6: Eksenel Burkulma (TS EN 1993-1-1 Madde 6.3.1 / ÇYY 2016 Bölüm 8)
| Burkulma Eğrisi | Profil Tipi ve Eksen | |
|---|---|---|
| a₀ | 0,13 | Soğuk şekilli profil (özel) |
| a | 0,21 | IPE, h/b > 1,2 → kuvvetli eksen |
| b | 0,34 | IPE, h/b > 1,2 → zayıf eksen; HEA h/b ≤ 1,2 kuvvetli eksen |
| c | 0,49 | HEB (tf ≤ 40 mm); HEA h/b ≤ 1,2 → zayıf eksen |
| d | 0,76 | tf > 100 mm; kaynaklı I (tf > 40 mm) → zayıf eksen |
Saha Notu: Türkiye şantiyelerinde en sık kullanılan HEA 200–400 profilleri için zayıf eksen burkulmasında c eğrisi () esas alınır. HEB serisi endüstri yapılarında yaygındır.
Dikkat: Burkulma boyu katsayısı (K) sisteme ve mesnet koşullarına bağlıdır: iki ucu ankastre K = 0,5; iki ucu mafsallı K = 1,0; bir ucu ankastre diğeri serbest K = 2,0. İkinci mertebe etkiler hesaba katılıyorsa K = 1,0 alınır.
4.2 Yanal Burulmalı Burkulma (TS EN 1993-1-1 Madde 6.3.2)
Kritik yanal burkulma momenti (TS EN 1993-1-1):
Burada: = moment dağılım katsayısı (düzgün yayılı yük için ); = zayıf eksen atalet momenti; = çarpılma sabiti; = St. Venant burulma sabiti; = etkin uzunluk katsayısı.
Tablo 7: Yanal Burulmalı Burkulma (TS EN 1993-1-1 Madde 6.3.2)
| Kesit Tipi | h/b Oranı | Burkulma Eğrisi | |
|---|---|---|---|
| Hadde I veya H profil | h/b ≤ 2 | a | 0,21 |
| Hadde I veya H profil | h/b > 2 | b | 0,34 |
| Kaynaklı I profil | h/b ≤ 2 | c | 0,49 |
| Kaynaklı I profil | h/b > 2 | d | 0,76 |
Saha Notu: Türkiye uygulamasında yanal burulmalı burkulmanın önlenmesi için kirişler çoğunlukla döşeme sistemleri (trapez sac, kompozit döşeme) veya çapraz bağlantılarla yanal olarak desteklenir. sağlanırsa (limit , ÇYY 2016 Madde 9.2.2(a)) YBB kontrolüne gerek kalmaz.
4.3 Eğilme + Burkulma Etkileşimi (TS EN 1993-1-1 Madde 6.3.3 / ÇYY 2016 Bölüm 11)
Etkileşim faktörleri , , , : TS EN 1993-1-1 Ek A (Yöntem 1) veya Ek B (Yöntem 2)'ye göre hesaplanır.
Tablo 8: Eğilme + Burkulma Etkileşimi (TS EN 1993-1-1 Madde 6.3.3 / ÇYY 2016 Bölüm 11)
| Sembol | Tanım |
|---|---|
| Tasarım eksenel basınç kuvveti | |
| Kuvvetli/zayıf eksende eksenel burkulma indirgeme faktörleri | |
| Yanal burulmalı burkulma indirgeme faktörü | |
| Karakteristik eğilme momenti dayanımları |
5. Bağlantı Kuralları (TS EN 1993-1-8 / ÇYY 2016 Bölüm 13)
5.1 Kaynak
- Köşe kaynak minimum boyut: (TS EN 1993-1-8 Madde 4.5.2)
- Kaynak nominal dayanımı:
Kaynak korelasyon faktörü: S235 için ; S275 için ; S355 için .
Saha Notu: TBDY 2018 Madde 9.2.4 uyarınca deprem yükleri etkisindeki elemanların birleşimlerinde 8.8 veya 10.9 sınıfı önçekme verilmiş yüksek dayanımlı bulonlar (tam önçekme) zorunludur.
5.2 Bulon
Tablo 9: Bulon
| Sınıf | (MPa) | (MPa) | Türkiye Kullanımı |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 240 | 400 | İkincil, az yük |
| 8.8 | 640 | 800 | Çelik yapılar (genel) |
| 10.9 | 900 | 1000 | Deprem birleşimleri |
Kesme dayanımı: (kesme düzlemi gövdeden geçiyorsa ; geçmiyorsa )
Çekme dayanımı:
6. Deprem Kuralları (TBDY 2018 Bölüm 9)
Tablo 10: Deprem Kuralları (TBDY 2018 Bölüm 9)
| Çerçeve Tipi | Kısaltma | Süneklik Düzeyi | R | D |
|---|---|---|---|---|
| Özel Moment Aktaran Çerçeve | ÖMAÇ | Yüksek | 8 | 3 |
| Orta Düktil Moment Aktaran Çerçeve | ODMAÇ | Sınırlı | 4 | 2 |
| Özel Merkezi Çaprazlı Çerçeve | ÖMÇÇÇ | Yüksek | 6 | 2 |
| Dışmerkezli Çaprazlı Çerçeve | DÇÇÇ | Yüksek | 8 | 3 |
Olası dayanım fazlalığı (TBDY 2018 Madde 9.3):
Güçlü Kolon — Zayıf Kiriş Koşulu (TBDY 2018 Madde 9.3.2):
Saha Notu: TBDY 2018 risk haritasına göre İstanbul, İzmir, Erzurum, Bingöl, Düzce Deprem Tasarım Sınıfı 1a veya 1b'ye girmektedir. Bu bölgelerde çelik yapılar için süneklik düzeyi yüksek (SDY) taşıyıcı sistem kullanımı zorunludur (TBDY 2018 Tablo 3.5).
Dikkat: TBDY 2018 Madde 9.3.2, süneklik düzeyi yüksek moment aktaran çelik çerçevelerde her kiriş-kolon birleşim noktasında güçlü kolon-zayıf kiriş koşulunun sağlanması zorunluluğunu getirmektedir.
6.1 Türkiye Çelik Malzeme Koşulları (TBDY 2018 Madde 9.2)
- Süneklik beklenen elemanlarda: Akma dayanımı
- Çentik tokluğu: veya levhada minimum 27 J at 21°C (Charpy-V)
- Kaynak metalinin akma dayanımı ≥ esas metalin akma dayanımı
7. Yükler ve Yük Kombinasyonları (TS 498:2021 / ÇYY 2016 Madde 5.3)
Tablo 11: Yükler ve Yük Kombinasyonları (TS 498:2021 / ÇYY 2016 Madde 5.3)
| Yapı Kullanımı | Hareketli Yük (kN/m²) |
|---|---|
| Konut / Otel odaları | 2,0 |
| Ofis (genel) | 3,0 |
| Toplantı salonu, konferans | 4,0–5,0 |
| Endüstri / depo (hafif) | 5,0–10,0 |
| Endüstri / depo (ağır) | 10,0–20,0 |
| Çatı (erişilemez) | 0,75–1,0 |
| Merdiven | 3,0 |
YDKT Yük Kombinasyonları (ÇYY 2016 Madde 5.3.1):
8. Türkiye Saha Koşulları
8.1 Korozyon Koruma
Türkiye'nin kıyı bölgelerindeki tuzlu deniz atmosferi, endüstri bölgelerindeki agresif kimyasal ortam ve dağlık bölgelerdeki nem koşulları, çelik yapılarda TS EN ISO 12944 kapsamında korozyon önleme boyası uygulamasını zorunlu kılmaktadır. Sıcak daldırma galvaniz kaplama özellikle dış cephe elemanlarında tercih edilmektedir (minimum 85 µm, TS EN ISO 1461).
Tablo 12: Korozyon Koruma
| Korozyon Sınıfı | Çevre Tipi | Türkiye Örneği |
|---|---|---|
| C3 (Orta) | Düşük tuzluluk kıyı, kentsel | İç Anadolu sanayi, Ankara |
| C4 (Yüksek) | Endüstriyel, tuz uzak kıyı | İstanbul limanı, İzmir körfezi |
| C5-M (Çok Yüksek) | Deniz/açık deniz | Karadeniz kıyısı, İzmir |
8.2 Yangın Tasarımı (TS EN 1993-1-2)
Türkiye Binaların Yangından Korunması Yönetmeliği (TBYKHY) kapsamında çelik taşıyıcı elemanlar yangına karşı korunmalıdır. İnce sıvalama (intumesan) boya, beton kaplama veya alçı plaka sistemleri yaygın yöntemlerdir; 2 saate varan yangın direnci sağlamak amacıyla intumesan boyalar sektörde tercih edilmektedir (TBYKHY Madde 35).
9. Örnek Problemler
Problem 1 — Kolay
Veriler:
- Profil: HE 450 A, Çelik: S275,
- ,
- ; Enkesit Sınıfı: Sınıf 1
İstenen: Kuvvetli eksen etrafında plastik eğilme moment dayanımı .
Çözüm:
Adım 1 — Sınıf kontrolü: → HE 450 A standart tablolardan Sınıf 1 koşulunu sağlar.
Adım 2 — Plastik eğilme moment dayanımı (TS EN 1993-1-1 Madde 6.2.5):
Kontrol: Elastik değer . Şekil faktörü — tipik I-profil için beklenen 1,10–1,15 aralığında.
Sonuç:
Problem 2 — Orta
Veriler:
- Profil: HE 450 B, Çelik: S275
- , ,
- Kolon boyu: L = 5,0 m, her iki uçta pimli mesnet (K = 1,0)
- Burkulma eğrisi: zayıf eksen → eğri c ()
- Gerekli eksenel kuvvet:
İstenen: Burkulma dayanımı ve yeterlilik kontrolü.
Çözüm:
Adım 1 — Enkesit sınıflandırması: → HE 450 B gövde narin olmayan enkesit.
Adım 2 — Zayıf eksen narinliği ():
Adım 3 — Eğri c ():
Adım 4 — Burkulma dayanımı:
Adım 5 — Yeterlilik kontrolü:
Sonuç: . Kullanım oranı %54,2.
Problem 3 — Zor
Veriler:
- Profil: HE 300 B, Çelik: S275
- , , ,
- , , ,
- Eleman boyu L = 4,0 m; tek düzlemli yükleme (kuvvetli eksen); düzgün moment diyagramı
- (basınç),
İstenen: ÇYY 2016 Bölüm 11 / TS EN 1993-1-1 Madde 6.3.3 bileşik etki kontrolü.
Çözüm:
Adım 1 — Enkesit sınıflandırması: → HE 300 B Sınıf 1.
Adım 2 — Burkulma faktörleri:
Kuvvetli eksen (eğri b, ):
Zayıf eksen (eğri c, ):
Adım 3 — Yanal burulmalı burkulma — HE 300 B: h/b = 1,0 ≤ 2 → eğri a ():
(ÇYY 2016 Uygulama Kılavuzu Örnek 11.2 referans değeri)
Adım 4 — Etkileşim faktörleri (TS EN 1993-1-1 Ek B, Yöntem 2): ,
;
Adım 5 — Etkileşim kontrol denklemleri:
Denklem 6.61:
Denklem 6.62:
Sonuç: Her iki etkileşim koşulu sağlanmaktadır. Elemanın bileşik etki kullanım oranı en kritik eksen için %46,8.
Ek Kontrol — Enkesit dayanımı (TS EN 1993-1-1 Madde 6.2.9):
10. Sık Yapılan Hatalar
-
Burkulma boyu katsayısı (K) yanlış seçimi: Sistemi ikinci mertebe teorisiyle çözülmüşse K = 1,0 alınmalıdır; aksi halde çift sayma hatası yapılır (ÇYY 2016 Madde 6.3.2).
-
Yanal mesnet noktası tanımlama hatası: Kiriş düzlemi dışı deformasyona direnç sağlamayan döşeme-kiriş bağlantıları yanal mesnet olarak kabul edilemez.
-
Kesit sınıfının iç kuvvet bağımlılığı: Basınç + eğilme etkisindeki elemanlarda gövde sınıfı, eksenel kuvvet oranına bağlıdır ( parametresi değişir); saf eğilme tablosunun doğrudan kullanılması hatalı sınıflamaya yol açar (ÇYY 2016 Tablo 5.1B Not).
-
hesabında yük uygulaması yüksekliğinin ihmal edilmesi: Yük üst başlıktan uygulanıyorsa azalır; zemin veya alt başlıktan uygulanıyorsa artar.
-
Deprem + bileşik etki kombinasyonu: TBDY 2018 olası dayanım hesabı kapsamındaki kombinasyonlarda eğilme ve kesme etkilerinin birlikte değerlendirilmesi zorunludur.
-
S355 çeliğinde ε'nin güncellenmemesi: olduğundan Sınıf 1 sınırları belirgin şekilde küçülür; S235 için geçerli sınırların S355'e uygulanması hatalı enkesit sınıflandırmasına yol açar.
Kaynakça
- İlgili Türk Standartları (TS) ve Avrupa Normları (EN)
- TBDY 2018 — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği
- İlgili ders kitapları ve teknik kaynaklar
Not: Bu makale eğitim amaçlıdır. Projelerde güncel yönetmelik ve standartlara başvurunuz.
Kaynaklar
- ÇYY 2016 / TS EN 1993-1-1:2005 — CEN — Avrupa Standardizasyon Komitesi (Eurocode). https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu
- TS EN 1993-1-2:2005 — CEN — Avrupa Standardizasyon Komitesi (Eurocode). https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu
- TS EN 1993-1-8:2005 — CEN — Avrupa Standardizasyon Komitesi (Eurocode). https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu
- TBDY 2018 Bölüm 9 — AFAD / T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2.htm
- TS 498:2021 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
- TS EN 10025-2:2005 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
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.