Kesit Sınıflandırması (Sınıf 1–4): S235 ve S355

Giriş

Çelik yapı elemanlarında yerel burkulma (local buckling), ince cidarlı levha bölgelerinin plastik kapasite gelişmeden dışa doğru deformasyona uğraması olgusudur. TS EN 1993-1-1:2005 bu davranışı dört kesit sınıfı ile kodlar: Sınıf 1 ve 2 plastik, Sınıf 3 elastik, Sınıf 4 ise efektif alan üzerinden tasarım gerektirir.

1. Sınıf Tanımları

Kesit sınıfı (cross-section class), tasarım momentinin plastik mi, elastik mi yoksa azaltılmış mı alınacağını belirler (TS EN 1993-1-1 Madde 5.5).

Tasarım momentinde kullanılacak kesit modülü:

2. Parametrik Gösterim

2.1 $\varepsilon$ — Malzeme Faktörü

$$\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_y}}$$

Not: $t \leq 40$ mm için nominal akma dayanımı $f_y$ kullanılır. $40 < t \leq 80$ mm için $f_y$ bir kademe düşer (ör. S355 → 335 MPa).

2.2 $c/t$ Oranı

• $c$: Baskı altındaki levha boyutu (mesnetler arası temiz uzunluk)
• $t$: İlgili levha kalınlığı (başlık: $t_f$; gövde: $t_w$)

I-profil başlığı için:

$$c = \frac{b - t_w - 2r}{2}$$

I-profil gövdesi için:

$$c = h - 2(t_f + r)$$

3. TS EN 1993-1-1 Tablo 5.2 — Sınır c/t Oranları

3.1 Basınç Altındaki Başlıklar (Tablo 5.2 – Levha 2)

Tek taraf ankastre levha davranışı:

S235 için: Sınıf 1 → $c/t \leq 9.0$; Sınıf 2 → $c/t \leq 10.0$; Sınıf 3 → $c/t \leq 14.0$

S355 için: Sınıf 1 → $c/t \leq 7.32$; Sınıf 2 → $c/t \leq 8.14$; Sınıf 3 → $c/t \leq 11.40$

3.2 Eğilme Altındaki Gövdeler (Tablo 5.2 – Levha 1)

Çift taraf ankastre levha, tam eğilme gerilme dağılımı:

S235 için: Sınıf 1 → $c/t \leq 72$; Sınıf 2 → $c/t \leq 83$; Sınıf 3 → $c/t \leq 124$

S355 için: Sınıf 1 → $c/t \leq 58.6$; Sınıf 2 → $c/t \leq 67.6$; Sınıf 3 → $c/t \leq 100.9$

3.3 Eksenel Basınç Altındaki Gövdeler (Tablo 5.2 – Levha 1)

Uniform basınç gerilme dağılımı ($\psi = 1$):

S235 için: Sınıf 1 → $c/t \leq 33$; Sınıf 2 → $c/t \leq 38$; Sınıf 3 → $c/t \leq 42$

S355 için: Sınıf 1 → $c/t \leq 26.9$; Sınıf 2 → $c/t \leq 30.9$; Sınıf 3 → $c/t \leq 34.2$

3.4 Kombinasyon Yükü Altındaki Gövdeler (Eğilme + Eksenel)

Gerilme dağılımı $\alpha$ (sıkışma oranı) ve $\psi$ (gerilme oranı) parametreleriyle tanımlanır:

4. Özet Tablo: S235 ve S355 İçin c/t Sınırları

4.1 Başlık (Sıkıştırılmış, Tek Taraf Ankastre)

4.2 Gövde (Eğilme)

4.3 Gövde (Eksenel Basınç)

5. Tasarım Örneği — IPE 240, S355

Profil özellikleri (EN 10365:2017):

• $h = 240$ mm, $b = 120$ mm, $t_f = 9.8$ mm, $t_w = 6.2$ mm, $r = 15$ mm

Malzeme: S355 ($t_f = 9.8 \leq 40$ mm → $f_y = 355$ N/mm², $\varepsilon = 0.814$)

Adım 1 — Başlık c/t:

$$c = \frac{b - t_w - 2r}{2} = \frac{120 - 6.2 - 2 \times 15}{2} = \frac{83.8}{2} = 41.9 \text{ mm}$$ $$\frac{c}{t_f} = \frac{41.9}{9.8} = 4.28$$

S355 Sınıf 1 sınırı: $9 \times 0.814 = 7.32$

$$4.28 \leq 7.32 \quad \Rightarrow \textbf{Başlık: Sınıf 1}$$

Adım 2 — Gövde c/t (eğilme):

$$c = h - 2(t_f + r) = 240 - 2(9.8 + 15) = 240 - 49.6 = 190.4 \text{ mm}$$ $$\frac{c}{t_w} = \frac{190.4}{6.2} = 30.7$$

S355 Sınıf 1 sınırı (eğilme): $72 \times 0.814 = 58.6$

$$30.7 \leq 58.6 \quad \Rightarrow \textbf{Gövde: Sınıf 1}$$

Sonuç: IPE 240 / S355 kombinasyonu Sınıf 1 kesittir. Tasarımda $W_{pl}$ kullanılabilir; plastik analiz geçerlidir.

6. Sınıf 4 Kesitlerde Efektif Alan

Sınıf 4 kesitlerde TS EN 1993-1-5:2006 Madde 4 uyarınca efektif alan $A_{eff}$ hesaplanır.

Kritik levha burkulma gerilmesi:

$$\sigma_{cr} = k_\sigma \frac{\pi^2 E}{12(1-\nu^2)} \left(\frac{t}{b}\right)^2$$

İndirgeme faktörü:

$$\bar{\lambda}_p = \sqrt{\frac{f_y}{\sigma_{cr}}} = \frac{b/t}{28.4\,\varepsilon\,\sqrt{k_\sigma}}$$ $$\rho = \frac{\bar{\lambda}_p - 0.055(3+\psi)}{\bar{\lambda}_p^2} \leq 1.0 \quad (\psi \geq -1 \text{ için})$$

Efektif alan:

$$A_{eff} = \rho \cdot A$$

Burada $k_\sigma$: levha burkulma katsayısı (eğilme altındaki plaklar için tipik $k_\sigma = 23.9$, tek taraf ankastre için $k_\sigma = 0.43$).

7. Yönetmelik Referansları

Kaynakça

1. İlgili Türk Standartları (TS) ve Avrupa Normları (EN)
2. TBDY 2018 — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği
3. İlgili ders kitapları ve teknik kaynaklar

Not: Bu makale eğitim amaçlıdır. Projelerde güncel yönetmelik ve standartlara başvurunuz.

Kaynaklar

1. TS EN 1993-1-1:2005 — CEN — Avrupa Standardizasyon Komitesi (Eurocode). https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu
2. TS EN 1993-1-5:2006 — CEN — Avrupa Standardizasyon Komitesi (Eurocode). https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu
3. ÇYTHYE-2016 — T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. https://www.resmigazete.gov.tr
4. TBDY 2018 — AFAD / T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2.htm

İlgili Hesaplama Araçları

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

• Çelik Kolon Burkulma Hesaplama
• Çelik Kiriş Sehim Hesaplama
• Çelik Profil Ağırlığı Hesaplama

Formül ve birim notu

Bu sayfadaki formüller ön tasarım, eğitim ve kontrol listesi okuması için verilmiştir. Hesap adımlarında kN, m, mm, MPa ve cm² gibi birimler karıştırılmadan kullanılmalıdır.

Tablolardaki katsayılar ve sınır değerler proje koşuluna göre değişebilir. Özellikle levha narinliği, kesit sınıfı, malzeme dayanımı ve etkin kesit varsayımları aynı hesap içinde tutarlı şekilde değerlendirilmelidir.

Sayısal sonuçlar uygulama projesi yerine geçmez. Nihai kesit sınıfı, kapasite ve detay kararları güncel yönetmelik maddeleri, statik model çıktıları ve yetkili mühendis kontrolüyle birlikte ele alınmalıdır.

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.

bilgiportali (2026). Kesit Sınıflandırması (Sınıf 1–4): S235 ve S355. Yapıdan — İnşaat Mühendisliği Bilgi Portalı. https://yapidan.com/kategoriler/ce/kesit-siniflandirmasi-sinif-1-4-s235-s355