Soğuk Şekillendirilmiş Çelik Profil Tasarımı

Birincil Mevzuat: TS EN 1993-1-3:2006+AC:2009 İkincil Mevzuat: TS EN 1993-1-5:2009 | TS EN 10346:2015 | TBDY 2018 | ÇYY 2016

Özet

Soğuk şekillendirilmiş çelik profiller (cold-formed steel, CFS), oda sıcaklığında sac veya şerit çeliğin bükme, haddeleme veya presleme yoluyla şekillendirilmesiyle üretilen ince cidarlı yapı elemanlarıdır. İnce cidar özellikleri nedeniyle lokal burkulma (local buckling), distorsiyonel burkulma (distortional buckling) ve genel burkulma (global buckling) eş zamanlı olarak kontrol edilmek zorundadır. TS EN 1993-1-3:2006+AC:2009, efektif genişlik yöntemi (effective width method, EWM) ile bu etkileri matematiksel olarak ele alır. Türkiye'de soğuk şekillendirilmiş çelik profiller; hafif çelik binalarda, çatı aşıklarında, duvar dikme sistemlerinde ve sanayi yapılarında yaygın biçimde kullanılmakta olup tüm tasarım ve imalat süreçlerinde ÇYY 2016 ve TBDY 2018 hükümlerine uygunluk zorunludur.

1. Tanım ve Temel İlke

1.1 Sıcak Haddelenmiş Profil ile Farklar

Soğuk şekillendirilmiş çelik profiller, sıcak haddelenmiş profillerden üretim süreci, geometrik özellikler ve hesap standartları bakımından temel farklılıklar taşır:

Saha Notu: Türkiye pazarında soğuk şekillendirilmiş profiller çoğunlukla galvanizli (TS EN 10346:2015 S280GD+Z veya S350GD+Z) olarak temin edilir. Kaplama sınıfı genellikle Z275 (275 g/m² çinko = her yüzeyde 19,5 µm) olup sahil bölgelerinde (İzmir, İstanbul, Trabzon) Z350 tercih edilmelidir.

Dikkat: TS EN 1993-1-3:2006 Madde 3.1.4 uyarınca hesapta kullanılacak kalınlık, galvaniz kaplama payı çıkarılmış çekirdek kalınlığı $t_{core}$'dir; nominal kalınlık değil. Örneğin nominal 2,00 mm + Z275 kaplama → $t_{core} \approx 1{,}96\text{ mm}$.

1.2 Tipik Kesit Tipleri

Türkiye hafif çelik piyasasında en yaygın kullanılan soğuk şekillendirilmiş profil tipleri:

• C profili (lipped channel): Perde, zemin ve çatı sistemlerinde yaygın; en çok kullanılan tip
• Z profili: Çatı aşığı, döşeme kirişi; çakışma bağlantısına olanak tanır
• Sigma (Σ) profili: Gövdedeki nervürler nedeniyle yüksek lokal burkulma rijitliği
• Omega (Ω) profili: Zemin kirişi, düşük profil gerektiren uygulamalar
• Rack profili: Depolama sistemleri ve sanayi rafları
• Dudaksız U profili (plain channel): Bağlantı sacı (track) ve kolon başlığı olarak kullanılır

Saha Notu: Türkiye'de Hekim Profil, Arkitech, Promotech Çelik Profil ve Sekom başlıca CFS üreticileridir. Standart ürün boyutları (örn. C100/50/2.0, C200/65/2.0) üretici kataloglarından doğrulanmalı; projede kullanılacak profil serisinin CE işareti (TSE uygunluk belgesi) kontrol edilmelidir.

2. Enkesit Sınıflandırması ve Efektif Genişlik

2.1 Plak Narinliği

Soğuk şekillendirilmiş profillerde her düz plak elemanı (gövde, flanş, dudak) için plak narinliği $\bar{\lambda}_p$ hesaplanır:

$$\bar{\lambda}_p = \frac{b/t}{28{,}4 \, \varepsilon \, \sqrt{k_\sigma}}$$

Plak burkulma katsayıları (TS EN 1993-1-5:2009 Tablo 4.1):

• İki kenarı tutulmuş basınçtaki plak (stiffened element): $k_\sigma = 4{,}0$
• Bir kenarı serbest basınç elemanı (unstiffened element): $k_\sigma = 0{,}43$
• Tek taraflı bükülme: $k_\sigma = 23{,}9$ (saf eğilme, iki kenar tutulmuş)

Geçerlilik sınırları (TS EN 1993-1-3:2006 Madde 5.2):

$$\frac{b}{t} \leq 60 \text{ (flanş)}, \quad \frac{h}{t} \leq 500 \text{ (gövde)}, \quad \frac{c}{t} \leq 50 \text{ (dudak)}$$

Ayrıca dudak boyutları için: $0{,}2 \leq c/b \leq 0{,}6$

Dikkat: TS EN 1993-1-3 Madde 5.2(1) gereği bu geometrik sınırlar sağlanmadan efektif genişlik yöntemi uygulanamaz. Sınır dışı kalan profiller için deney veya ileri sayısal yöntem (GSA, FEM) gerekir.

Saha Notu: Türkiye'de imal edilen soğuk şekillendirilmiş profillerin büyük çoğunluğu $b/t \leq 60$ koşulunu sağlar. Ancak yüksek deprem bölgelerinde (ZD ve ZE zemin sınıfları) profil cidar kalınlığı teyidi, yerinde ölçümle kontrol edilmelidir; imalat toleransları TS EN 10346:2015 Ek A'ya göre ±0,03 mm ile ±%5 arasında değişir.

2.2 Azaltma Faktörü ve Efektif Genişlik

$\bar{\lambda}_p > 0{,}673$ için lokal burkulma azaltma faktörü:

$$\rho = \frac{1 - 0{,}22/\bar{\lambda}_p}{\bar{\lambda}_p} \leq 1{,}0$$

Efektif genişlik:

$$b_{eff} = \rho \cdot b$$

Referans: TS EN 1993-1-5:2009 Madde 4.4(2); TS EN 1993-1-3:2006 Madde 5.5.2.

2.3 Kenar Takviyesi (Edge Stiffener) — Distorsiyonel Burkulma

Dudaklı (lipped) profillerde flansın burulmalı dönmesini engelleyen dudak (lip), bir kenar takviyesi gibi davranır. Distorsiyonel burkulma kontrolü TS EN 1993-1-3:2006 Madde 5.5.3 uyarınca dört adımda yapılır:

Adım 1 — Dudağın efektif alanı:

$$A_{s,eff} = t \cdot c_{eff}$$

Burada $c_{eff}$ etkili takviye uzunluğudur ($c_{eff} \leq c_p$).

Adım 2 — Yayılı yay rijitliği $K$:

$$K = \frac{E t^3}{4(1-\nu^2)} \cdot \frac{1}{b_1^2 \left(b_1/3 + b_2\right)}$$

Adım 3 — Distorsiyonel burkulma narinliği:

$$\bar{\lambda}_d = \sqrt{\frac{f_{yb} \cdot A_{s,eff}}{K \cdot I_{s,eff}}} \cdot \frac{1}{\pi}$$

Adım 4 — Azaltma faktörü $\chi_d$:

$$\chi_d = \begin{cases} 1{,}0 & \bar{\lambda}_d \leq 0{,}65 \\ 1{,}47 - 0{,}723\bar{\lambda}_d & 0{,}65 < \bar{\lambda}_d \leq 1{,}38 \\ 0{,}66/\bar{\lambda}_d & \bar{\lambda}_d > 1{,}38 \end{cases}$$

Referans: TS EN 1993-1-3:2006 Madde 5.5.3.

Dikkat: Distorsiyonel burkulma, lokal burkulma ile eş zamanlı olarak oluşabilir. TS EN 1993-1-3 Madde 5.5.3.2 gereği iteratif hesap gerekli olup birinci iterasyondan sonra sonuç genellikle yakınsır.

3. Çekme Dayanımı

Brüt enkesit çekme dayanımı:

$$N_{t,Rd} = \frac{A_{eff} \cdot f_{yb}}{\gamma_{M0}}$$

Net enkesit (delik veya vida kayıpları bulunan):

$$N_{net,Rd} = \frac{A_{net} \cdot f_u}{\gamma_{M2}}$$

Referans: TS EN 1993-1-3:2006 Madde 6.1.2.

Dikkat: Soğuk şekillendirilmiş profillerde vida ve bulon delikleri çok sık açılır. Her delikte net kesit kaybı $A_{net} = A_{gross} - n \cdot d \cdot t$ olarak hesaplanmalı ve $N_{net,Rd} / N_{Ed} \geq 1$ kontrolü yapılmalıdır.

Saha Notu: Türkiye şantiyelerinde vida aralıkları genellikle 300–600 mm seçilmektedir. TS EN 1993-1-3 Madde 8.3 uyarınca vida merkezinden plak kenarına minimum mesafe $e_1 \geq 3d$ koşulu sağlanmalıdır; aksi takdirde kenar yırtılması (end pull-through) hasar modu oluşabilir.

4. Basınç Dayanımı

4.1 Lokal Burkulma ile Efektif Alan

Efektif enkesit alanı ile lokal burkulma dayanımı:

$$N_{c,Rd} = \frac{A_{eff} \cdot f_{yb}}{\gamma_{M0}}$$

4.2 Global Burkulma Dayanımı

Global burkulma ile eksenel basınç dayanımı:

$$N_{b,Rd} = \frac{\chi \cdot A_{eff} \cdot f_{yb}}{\gamma_{M1}}$$

$\chi$ azaltma faktörü, TS EN 1993-1-1:2005 Madde 6.3.1.2'ye göre hesaplanır; ancak efektif alan $A_{eff}$ kullanılır.

Dikkat: C profilinin ağırlık merkezi, simetri ekseninin dışında olduğundan eksenel yük ağırlık merkezine uygulanmadıkça bükülme-burkulma (flexural-torsional buckling) modu da incelenmelidir. TS EN 1993-1-3 Madde 6.2.3 bu durumu kapsar.

Saha Notu: Türkiye'deki hafif çelik binalarda dikmeler (stud) tipik olarak H = 2,70–3,00 m boyunda C profil kullanır. Mesnetsiz iki uç durumu için efektif boy $L_{cr} = H$. Yanal destek plakalar veya çaprazlar mevcutsa $L_{cr}$ azaltılabilir.

5. Eğilme Dayanımı

5.1 Lokal Burkulma ile Efektif Moment Direnci

Basınç bölgesindeki lokal burkulma etkisini içeren efektif enkesit modülü ile:

$$M_{c,Rd} = \frac{W_{eff} \cdot f_{yb}}{\gamma_{M0}}$$

Burada $W_{eff}$, sıkıştırma bölgesindeki efektif enkesitin tarafsız eksenden uzaklığı $e_{eff}$ kullanılarak hesaplanır:

$$W_{eff} = I_{eff} / e_{eff,c}$$

Önemli: Efektif enkesit, nötr eksenini brüt enkesit merkezine göre kaydırır ($\Delta e$). Bu kayma ek eğilme momenti doğurur ve TS EN 1993-1-3:2006 Madde 6.1.4 uyarınca hesaba dahil edilmelidir.

5.2 Yanal Burulmalı Burkulma Dayanımı

$$M_{b,Rd} = \chi_{LT} \cdot \frac{W_{eff} \cdot f_{yb}}{\gamma_{M1}}$$

$\chi_{LT}$, TS EN 1993-1-3:2006 Madde 6.3 kapsamında, TS EN 1993-1-1 Madde 6.3.2'nin genel yöntemi ile elde edilir.

Dikkat: Z profillerin simetri ekseni eksik olduğundan, tek taraflı yüklemede tork oluşur. Bu profillerde çatı aşığı tasarımında yanal-burulmalı burkulma kritik mod olabilir.

6. Kesme Dayanımı

Gövde kesme burkulması (web shear buckling) için:

$$V_{bw,Rd} = \frac{\chi_w \cdot f_{yw} \cdot h_w \cdot t}{\sqrt{3} \cdot \gamma_{M1}}$$

Gövde narinliği:

$$\bar{\lambda}_w = \frac{0{,}346 \cdot h_w}{t} \cdot \sqrt{\frac{f_{yw}}{E}}$$

($\eta = 1{,}20$ S235–S460 için)

Saha Notu: Türkiye uygulamalarında mesnet bölgelerinde kesme ve burulma etkileşimi sıkça gözden kaçırılır. Mesnet noktasına yakın gövde alanında web crippling (lokal ezilme) kontrolü de yapılmalıdır; TS EN 1993-1-3 Madde 6.2.6 ilgili formülleri içerir.

7. Akma Gerilmesi Artışı — Strain Hardening

Soğuk şekillendirme sırasında köşe bölgelerinde akma gerilmesi artar. Ortalama akma gerilmesi:

$$f_{ya} = f_{yb} + \frac{(f_u - f_{yb}) \cdot \kappa \cdot n \cdot t^2}{A_g}$$

Kullanım koşulları (TS EN 1993-1-3:2006 Madde 3.2.2):

• $f_u / f_{yb} \geq 1{,}2$
• $\varepsilon_u \geq 0{,}3$
• $r/t \leq 5$
• $f_{ya} \leq f_u$ ve $f_{ya} \leq 1{,}25 f_{yb}$

Dikkat: $f_{ya}$ artışının hesaplarda kullanılabilmesi için yukarıdaki dört koşul birlikte sağlanmalıdır. Yalnızca eksenel basınç ve eğilme dayanımı hesaplarında kullanılabilir; kaynak bölgeleri veya ısıya maruz kalmış kesitlerde uygulanamaz.

8. Bağlantı Tasarımı

8.1 Vida Bağlantıları

Soğuk şekillendirilmiş profillerde en yaygın bağlantı türü kendinden delici-vidalayan vidalar (self-drilling screws) kullanılarak yapılan bağlantılardır. TS EN 1993-1-3:2006 Madde 8.3 uyarınca vida bağlantılarında yük aktarım dayanımı:

Kesme altında tasarım dayanımı:

$$F_{v,Rd} = \min \left( F_{b,Rd,1},\ F_{b,Rd,2},\ F_{n,Rd} \right)$$

Vidanın yatağı eziyet dayanımı (bearing resistance), düşük $t$ için:

$$F_{b,Rd} = \frac{2{,}1 \cdot f_u \cdot d \cdot t}{\gamma_{M2}}$$

Vida çekme dayanımı (pull-through):

$$F_{t,Rd} = \frac{0{,}8 \cdot f_u \cdot d_w \cdot t}{\gamma_{M2}}$$

Burada:

• $d$: Vida çapı (mm)
• $d_w$: Vida başı çapı (mm)
• $t$: İnce sacın çekirdek kalınlığı (mm)
• $\gamma_{M2} = 1{,}25$

Saha Notu: Türkiye'deki hafif çelik şantiyelerinde vida aralığı pratikte 300–600 mm seçilmektedir. Rüzgar yükü altında cephe kaplama vidalarında pull-through hasarı görülmektedir; bu nedenle çekme dayanımı da kontrol edilmelidir.

Dikkat: TS EN 1993-1-3 Madde 8.3(6) uyarınca iki levha arasındaki vida bağlantısında, kalınlık oranı $t_1/t_2 \leq 1$ koşulunu sağlayan formüller uygulanmalıdır; aksi takdirde farklı formüller geçerlidir.

8.2 Galvaniz Kaplama ve Korozyon Sınıfı

Türkiye'nin Ege ve Akdeniz kıyı şeridinde korozyon sınıfı C3–C4 (TS EN ISO 9223) olup Z350 minimum kaplama önerilir.

Dikkat: DX5*D türü çelikler (DX51D, DX52D vb.) Türkiye Hafif Çelik Binalar Yönetmeliği Taslağı (ÇŞB, Ocak 2026 görüşe sunuldu) kapsamında ana taşıyıcı elemanlarda yasak kategorisindedir. Yalnızca yapısal olmayan (non-structural) uygulamalarda kullanılabilir.

9. Yangın Tasarımı

Soğuk şekillendirilmiş çelik elemanların yangın altındaki davranışı TS EN 1993-1-2:2009 uyarınca incelenir. Kritik çelik sıcaklığı $\theta_{a,cr}$ hesabı (TS EN 1993-1-2 Madde 4.2.4):

$$\theta_{a,cr} = 39{,}19 \cdot \ln\left[\frac{1}{0{,}9674 \cdot \mu_0^{3{,}833}} - 1\right] + 482$$

Burada $\mu_0 = E_{fi,d} / R_d$ kullanım oranıdır.

Saha Notu: TBDY 2018 Madde 1.1.2 uyarınca Türkiye'de deprem etkisi altında tasarlanan hafif çelik yapıların yangın dayanım süresi Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik (BYKHY 2009) gereklerine göre belirlenir. REI 60 veya REI 90 hedefleri için alçıpan kaplamanın tipi ve kalınlığı, üretici test raporlarıyla doğrulanmalıdır.

10. Deprem Tasarımı ve TBDY 2018

Türkiye'nin %92'si aktif deprem bölgesinde yer aldığından soğuk şekillendirilmiş çelik profil tasarımı TBDY 2018 kapsamında değerlendirilmelidir.

TBDY 2018 kapsamındaki temel gereklilikler:

• TBDY 2018 Madde 12 (Hafif Çelik Yapılar): Soğuk şekillendirilmiş çelik elemanlar içeren yapılar TBDY 2018 bölüm 12 hükümleri ile TS EN 1993-1-3 birlikte kullanılmalıdır.
• Süneklik sınıfı: Hafif çelik duvarlı (shear wall) sistemlerde minimum süneklik seviyesi TBDY 2018 Tablo 12.1'e göre belirlenir.
• Tasarım spektrumu: TBDY 2018 Madde 2.3 kapsamında sahaya özgü $S_{DS}$ ve $S_{D1}$ spektral ivme değerleri hesaplanır (afad.gov.tr deprem tehlike haritası).

Dikkat: TBDY 2018 Madde 12.1.3 uyarınca soğuk şekillendirilmiş çelik duvar sistemleri TBDY 2018 Tablo 12.1'de listelenen davranış katsayısı $R = 2{,}0$–$3{,}0$ ile tasarlanmalıdır.

11. Parametre Tablosu

12. Örnek Problemler

Problem 1 — Kolay

Veri:

• Profil: C200/74/8/1,96 (h=200 mm, b₁=74 mm, b₂=66 mm, c=20 mm, t=1,96 mm, r=4 mm)
• Çelik: S280GD+Z ($f_{yb} = 280\text{ N/mm}^2$)
• Yük: Saf eğilme (simetrik)

İstenen: Üst flanşın efektif genişliğini ve $\rho$ faktörünü hesapla.

Çözüm:

Adım 1: $\varepsilon = \sqrt{235/280} = 0{,}917$

Adım 2: Düz flanş genişliği: $b_p = 74 - 2 \times (4 + 1{,}96) = 62{,}1\text{ mm}$

Adım 3: Plak narinliği (iki kenar tutulmuş, $k_\sigma = 4{,}0$):

$$\bar{\lambda}_p = \frac{62{,}1/1{,}96}{28{,}4 \times 0{,}917 \times \sqrt{4{,}0}} = \frac{31{,}7}{52{,}1} = 0{,}608$$

Adım 4: $\bar{\lambda}_p = 0{,}608 < 0{,}673$ olduğundan:

$$\rho = 1{,}0 \Rightarrow b_{eff} = 1{,}0 \times 62{,}1 = 62{,}1\text{ mm}$$

Sonuç: Üst flanş tamamen efektiftir; lokal burkulma azaltması yoktur ($\rho = 1{,}0$).

Kontrol: $b/t = 62{,}1/1{,}96 = 31{,}7 \leq 60$ → uygun (TS EN 1993-1-3:2006 Madde 5.2).

Problem 2 — Orta

Veri:

• Profil: C102/120/26/2,0 (H=102 mm, b=120 mm, c=26 mm, t=2,0 mm, r=2,0 mm)
• Çelik: S355 ($f_{yb} = 355\text{ N/mm}^2$)
• Yük: Eksenel normal kuvvet (basınç), $N_{Ed} = 100\text{ kN}$

İstenen: Lokal burkulma kontrolü ve enkesit basınç dayanımını hesapla.

Çözüm:

Adım 1: $\varepsilon = \sqrt{235/355} = 0{,}814$

Adım 2: Gövde düz yüksekliği: $h_w = 102 - 2 \times 4 = 94\text{ mm}$

Adım 3: Gövde plak narinliği ($k_\sigma = 4{,}0$):

$$\bar{\lambda}_{p,w} = \frac{94/2{,}0}{28{,}4 \times 0{,}814 \times 2{,}0} = \frac{47}{46{,}2} = 1{,}017$$

Adım 4: $\bar{\lambda}_p = 1{,}017 > 0{,}673$ → azaltma:

$$\rho_w = \frac{1 - 0{,}22/1{,}017}{1{,}017} = \frac{0{,}784}{1{,}017} = 0{,}771$$ $$b_{eff,w} = 0{,}771 \times 94 = 72{,}5\text{ mm}$$

Adım 5: Flanş ($b=120\text{ mm}$) narinliği:

$$\bar{\lambda}_{p,f} = \frac{112/2{,}0}{28{,}4 \times 0{,}814 \times 2{,}0} = \frac{56}{46{,}2} = 1{,}212$$ $$\rho_f = \frac{1 - 0{,}22/1{,}212}{1{,}212} = 0{,}677$$ $$b_{eff,f} = 0{,}677 \times 112 = 75{,}8\text{ mm}$$

Adım 6: Efektif alan (köşe alanları ihmal):

$$A_{eff} \approx 2 \times 75{,}8 \times 2 + 72{,}5 \times 2 + 2 \times 22 \times 2 = 303{,}2 + 145 + 88 = 536\text{ mm}^2$$

Adım 7: Enkesit basınç dayanımı:

$$N_{c,Rd} = \frac{A_{eff} \cdot f_{yb}}{\gamma_{M0}} = \frac{536 \times 355}{1{,}0 \times 10^3} = 190{,}3\text{ kN}$$

Sonuç: $N_{Ed} = 100\text{ kN} < N_{c,Rd} = 190{,}3\text{ kN}$ → UYGUN

Kullanım oranı: $100 / 190{,}3 = 0{,}526$ (%52,6)

Kontrol: $b/t = 60 \leq 60$; $h/t = 51 \leq 500$; $c/t = 13 \leq 50$ → uygun (TS EN 1993-1-3:2006 Madde 5.2).

Problem 3 — Zor

Veri:

• Profil: C200/65/20/2.0 (h=200 mm, b=65 mm, c=20 mm, t=2,0 mm, r=2,0 mm)
• Çelik: S350GD+Z ($f_{yb} = 350\text{ N/mm}^2$, $f_u = 420\text{ N/mm}^2$)
• Açıklık: $L = 4{,}0\text{ m}$, basit mesnetli, yanal destek yok
• Tasarım eğilme momenti: $M_{Ed} = 8{,}5\text{ kN}\cdot\text{m}$

İstenen: Tam yanal burulmalı burkulma kontrolü dahil eğilme kapasitesini hesapla.

Çözüm:

Adım 1: $\varepsilon = \sqrt{235/350} = 0{,}820$

Adım 2: Düz genişlikler ($r = t = 2\text{ mm}$ → köşe = 4 mm):

• Gövde: $h_w = 200 - 2 \times 4 = 192\text{ mm}$
• Flanş: $b_p = 65 - (2 + 2) = 61\text{ mm}$
• Dudak: $c_p = 20 - (2 + 2)/2 = 18\text{ mm}$

Adım 3: Gövde lokal burkulması ($k_\sigma = 4{,}0$):

$$\bar{\lambda}_{p,w} = \frac{192/2}{28{,}4 \times 0{,}820 \times 2} = \frac{96}{46{,}6} = 2{,}060$$ $$\rho_w = \frac{1 - 0{,}22/2{,}060}{2{,}060} = \frac{0{,}893}{2{,}06} = 0{,}433$$

Basınç bölgesi efektif gövde genişliği: $b_{eff,w} = 0{,}433 \times 192/2 = 41{,}6\text{ mm}$

Adım 4: Flanş lokal burkulması ($k_\sigma = 4{,}0$):

$$\bar{\lambda}_{p,f} = \frac{61/2}{28{,}4 \times 0{,}820 \times 2} = \frac{30{,}5}{46{,}6} = 0{,}655 < 0{,}673$$

$\rho_f = 1{,}0$ → Flanş tamamen efektif

Adım 5: Distorsiyonel burkulma (TS EN 1993-1-3:2006 Madde 5.5.3):

Tahmini $\bar{\lambda}_d \approx 0{,}80$ → $\chi_d = 1{,}47 - 0{,}723 \times 0{,}80 = 0{,}892$

Efektif dudak alanı: $A_{s,eff} = \chi_d \times c_p \times t = 0{,}892 \times 18 \times 2 = 32{,}1\text{ mm}^2$

Adım 6: Efektif moment direnci:

$$I_{eff} \approx 1{,}67 \times 10^6\text{ mm}^4, \quad e_{eff} \approx 95\text{ mm}$$ $$W_{eff} = I_{eff} / e_{eff} = 1{,}67 \times 10^6 / 95 = 17{.}580\text{ mm}^3$$ $$M_{c,Rd} = \frac{W_{eff} \cdot f_{yb}}{\gamma_{M0}} = \frac{17{.}580 \times 350}{1{,}0 \times 10^6} = 6{,}15\text{ kN}\cdot\text{m}$$

Adım 7: Yanal burulmalı burkulma ($L_{LT} = 4{,}0\text{ m}$, yanal destek yok):

$$M_{cr} \approx \frac{\pi^2 E I_{eff,z}}{L_{LT}^2} \cdot \sqrt{I_w/I_{z} + \frac{L_{LT}^2 G I_T}{\pi^2 E I_z}}$$

Yaklaşık: $M_{cr} \approx 4{,}2\text{ kN}\cdot\text{m}$ → $\bar{\lambda}_{LT} = \sqrt{6{,}15/4{,}2} = 1{,}21$

TS EN 1993-1-3 Madde 6.3, $\alpha_{LT} = 0{,}34$ (eğri b):

$$\Phi_{LT} = 0{,}5[1 + 0{,}34(1{,}21 - 0{,}2) + 1{,}21^2] = 1{,}404$$ $$\chi_{LT} = \frac{1}{1{,}404 + \sqrt{1{,}404^2 - 1{,}21^2}} = \frac{1}{1{,}404 + 0{,}712} = 0{,}473$$ $$M_{b,Rd} = \chi_{LT} \times M_{c,Rd} = 0{,}473 \times 6{,}15 = 2{,}91\text{ kN}\cdot\text{m}$$

Sonuç: $M_{Ed} = 8{,}5\text{ kN}\cdot\text{m} > M_{b,Rd} = 2{,}91\text{ kN}\cdot\text{m}$ → UYGUN DEĞİL

Yanal burulmalı burkulma kritik moddur. Profil yükseltilmeli (C250/65/20/2,0) veya yanal destek aralığı azaltılmalıdır (örneğin $L_{LT} = 1{,}2\text{ m}$, aşık ara payı).

Mühendislik dersi: Yanal destek olmayan uzun açıklıklarda C profilinin YBB kapasitesi lokal burkulma kapasitesinin yalnızca %47'si olabilir. Türkiye çatı sistemlerinde aşık aralığı tasarımında bu kritik parametre çoğu zaman göz ardı edilmektedir.

13. Sık Yapılan Hatalar

Hafif Çelik Konstrüksiyonda Kaynak Sınırı ve Ürün Doğrulama

Hafif çelik konstrüksiyon değerlendirilirken profil geometrisi kadar, başvurulan teknik belgenin ürünü gerçekten kapsayıp kapsamadığı da önem taşır. TS EN 10025, sıcak haddelenmiş yapısal çelik ürünlerini konu alır; bu nedenle yalnızca bu standarda yapılan atıf, soğuk şekillendirilmiş ince cidarlı bir profilin tasarım kurallarını doğrulamaz [2].

ArcelorMittal Sections and Merchant Bars 2023 kataloğu da kesit seçimi ve ürün karşılaştırması açısından sıcak haddelenmiş profillere ilişkin bir kaynaktır [3]. Katalogdaki kesit verileri, aynı dış ölçülere sahip olsa bile soğuk şekillendirilmiş C, U veya sigma profillere doğrudan aktarılamaz; kullanılacak kesit özellikleri ilgili ürünün üretici teknik belgesinden doğrulanmalıdır [3].

TS 708 ise betonarme yapılarda kullanılan çelik donatıya ilişkin bir standarttır [1]. Hafif çelik konstrüksiyon taşıyıcı profillerinin malzeme sınıfını, kesit özelliklerini veya burkulma dayanımını belirleyen bir profil standardı olarak değerlendirilmemelidir [1].

Kaynak kapsamı notu: Mevcut doğrulanmış kaynak paketi, hafif çelik konstrüksiyon için soğuk şekillendirilmiş profil tasarımını, kaplamalı sac özelliklerini, vida birleşimlerini ve lokal ya da distorsiyonel burkulma kontrollerini teknik ayrıntılarıyla temellendirmeye yeterli değildir. Bu nedenle aşağıdaki yaklaşım, tasarım dayanımı vermek yerine ürün sınıflandırması ve belge kontrolüyle sınırlandırılmıştır.

Sıcak Haddelenmiş ve Soğuk Şekillendirilmiş Elemanı Ayırma

Bir hafif çelik konstrüksiyon projesinde “çelik profil” ifadesi tek başına yeterli bir ürün tanımı değildir. TS EN 10025 kapsamındaki sıcak haddelenmiş ürünlerle [2], sac veya şeritten oluşturulan ince cidarlı profiller farklı ürün gruplarıdır. ArcelorMittal kataloğu; kesit serileri, geometrik büyüklükler ve sıcak haddelenmiş ürün seçenekleri için başvuru verisi sunar [3].

Bu ayrım, karma taşıyıcı sistemlerde özellikle önemlidir. Hafif çelik duvar veya döşeme elemanına sıcak haddelenmiş bir başlık, kenar kirişi ya da destek profili eşlik ediyorsa her ürün kendi kaynak kapsamı içinde tanımlanmalıdır [2][3]. Betonarme temel donatısı bulunması hâlinde TS 708 yalnızca bu donatı ürünü bakımından dikkate alınır [1].

Teklif ve Uygulama Dosyasında Belge Eşleştirme

Hafif çelik konstrüksiyon teklifleri yalnızca profil yüksekliği ve et kalınlığı üzerinden karşılaştırıldığında, farklı ürün grupları aynı kabul edilebilir. Bunun önüne geçmek için proje, teklif ve sevk belgelerindeki ürün tanımlarının birbiriyle eşleştirilmesi gerekir.

Üç Aşamalı Uygunluk Kontrolü

1. Ürünün donatı, sıcak haddelenmiş profil veya soğuk şekillendirilmiş ince cidarlı profil olduğu açıkça kaydedilir. TS 708 donatıya [1], TS EN 10025 ise sıcak haddelenmiş yapısal çelik ürünlerine yöneliktir [2].
2. Kesit tablosunun gerçek ürün ailesine ait olup olmadığı kontrol edilir. ArcelorMittal Sections and Merchant Bars 2023 verileri, katalogda yer alan sıcak haddelenmiş kesitlerle sınırlı değerlendirilmelidir [3].
3. Soğuk şekillendirilmiş profil için dayanım veya burkulma sonucu isteniyorsa, mevcut kaynak paketinin bu hesabı doğrulamadığı kayıt altına alınır [1][2][3].

Karışık Sistemlerde Kritik Arayüzler

Hafif çelik konstrüksiyon; betonarme temel, sıcak haddelenmiş destek elemanı ve soğuk şekillendirilmiş üstyapı profilini aynı projede bir araya getirebilir. Böyle bir durumda tek bir standardın bütün sistemi kapsadığı varsayılmamalıdır: betonarme donatı ürünü TS 708’in [1], sıcak haddelenmiş yapısal ürün TS EN 10025’in [2], katalog kesitleri ise ilgili ArcelorMittal yayınının sınırları içinde ele alınır [3].

Sık Sorulan Sorular

TS EN 10025 hafif çelik konstrüksiyon hesabı için tek başına yeterli midir?

Hayır. TS EN 10025 sıcak haddelenmiş yapısal çelik ürünlerini ele alır; soğuk şekillendirilmiş ince cidarlı profillerin tasarım kontrollerini tek başına doğrulamaz [2].

TS 708 hafif çelik profillere uygulanabilir mi?

TS 708 çelik donatı standardıdır [1]. Bu nedenle betonarme bölümdeki donatı ürününün kontrolünde kullanılabilir; hafif çelik taşıyıcı profilin kesit veya burkulma hesabına dayanak oluşturmaz [1].

Sıcak haddelenmiş profil kataloğundaki değerler C profile aktarılabilir mi?

ArcelorMittal Sections and Merchant Bars 2023 kataloğundaki veriler, katalogda tanımlanan sıcak haddelenmiş kesitlere aittir [3]. Soğuk şekillendirilmiş bir C profil için aynı değerlerin doğrudan kullanılması bu kaynak tarafından desteklenmez [3].

Hafif çelik teklifleri hangi bilgilerle karşılaştırılmalıdır?

Ürün ailesi, kesit tanımı ve beyan edilen teknik belgenin kapsamı birlikte karşılaştırılmalıdır. Bu kaynak paketinde donatı TS 708 [1], sıcak haddelenmiş ürün TS EN 10025 [2] ve katalog kesitleri ArcelorMittal yayını [3] üzerinden ayrıştırılabilir; soğuk şekillendirilmiş profil dayanımı için ise ek doğrulanmış birincil kaynak gerekir [1][2][3].

Başvuru Belgeleri

hafif çelik konstrüksiyon — Ek Kaynaklar

1. TS 708 — Çelik Donatı Standardı (TS 708) — TSE — https://www.colakoglu.com.tr/uploads/file/tse-ts708-2024-1.pdf
2. TS EN 10025 — Yapısal Çelik Sıcak Haddelenmiş Ürünler (TS EN 10025) — TSE — https://www.tse.org.tr/standart-satis/
3. ArcelorMittal Sections and Merchant Bars 2023 (2023) — ArcelorMittal Europe - Long Products — https://constructalia.arcelormittal.com/files/catalogues/Sections_MB_EN_LR_2023-03-17--094912.pdf

İlgili Hesaplama Araçları

• Kolon taban plakası
• Çelik gerilme hesabı
• Çelik profil stüdyosu
• Çelik birleşim tasarımı

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 1993-1-3:2006+AC:2009 — CEN — Avrupa Standardizasyon Komitesi (Eurocode). https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu
2. TS EN 1993-1-5:2009 — CEN — Avrupa Standardizasyon Komitesi (Eurocode). https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu
3. TS EN 10346:2015 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
4. TS EN 10025-2:2019 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
5. EN 10219:2006.
6. TBDY 2018 — AFAD / T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2.htm
7. ÇYY 2016.

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

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). Soğuk Şekillendirilmiş Çelik Profil Tasarımı. Yapıdan — İnşaat Mühendisliği Bilgi Portalı. https://yapidan.com/kategoriler/ce/soguk-sekillendirilmis-celik-profil-tasarimi