Donatı Çeliği Çekme Deneyi ve Süneklik Kontrolü

3.1 TS 708:2010'a Göre Minimum Değerler

TS 708:2010 (Nisan 2010) Çizelge 3'e göre nervürlü donatı çeliğinin mekanik özellikleri:

Not: B 420C ve B 500C sınıfları yüksek sünekli (Sınıf C) donatı olup TBDY 2018 kapsamındaki binalarda zorunludur.

3.2 TBDY 2018 Süneklik Gereksinimleri

TBDY 2018 Madde 7.2.7 — Deprem tasarım sınıfı DTS=1, 2, 3 ve 4 olan yapılarda kullanılacak çelik donatılarda aşağıdaki koşullar her deney numunesinde sağlanmalıdır:

$$\frac{f_t}{f_y} \geq 1{,}15 \quad \text{(Çekme/akma oranı)}$$ $$\varepsilon_{su} \geq \%7{,}5 \quad \text{(Üniform uzama — Agt değeri)}$$

Burada:

• $f_t$ = çekme dayanımı karakteristik değeri (MPa)
• $f_y$ = akma dayanımı karakteristik değeri (MPa)
• $\varepsilon_{su}$ = Agt (kopma uzaması değil, maksimum yükte toplam uzama)

Saha Notu: TBDY 2018 Tablo 3.2'ye göre Türkiye'nin büyük çoğunluğu DTS=1 veya DTS=2 sınıfına girmektedir. İstanbul, İzmir, Ankara, Bursa, Kocaeli, Hatay başta olmak üzere kıyı ve fay kuşağı illerinde yüksek süneklilik zorunludur; bu bölgelerde B 420B veya B 500B kullanımı YASAKTIR.

3.3 Deprem Bölgelerinde Uygun Donatı Seçimi (TBDY 2018)

3.4 S420 ve B420C Karşılaştırması

Dikkat: S 420 sınıfı donatı TBDY 2018 kapsamındaki süneklik gereklerini karşılamaz. Şantiyede S 420 etiketli demir karşılaşılırsa kabul edilmemeli ve tedarikçiye iade edilmelidir. Bu kontrol, yapı denetim kuruluşunun sorumluluğundadır.

4. Deney Prosedürü (TS EN ISO 6892-1)

Aşağıdaki adımlar TS EN ISO 6892-1:2011 Yöntem A (gerinim hızı kontrolü) için geçerlidir:

Adım 1 — Numune Ölçme ve İşaretleme

• Numunenin anma çapı kumpasla 3 farklı noktadan ölçülür; ortalama değerle $S_0 = \pi d^2 / 4$ hesaplanır.
• $L_0$ işaret noktaları boya veya çizik ile işaretlenir.

Adım 2 — Ön Yük Uygulama

• Beklenen akma dayanımının ≤ %5'ine karşılık gelen ön yük uygulanır.
• Uzama kayıt başlangıcına düzeltme eklenir.

Adım 3 — Elastik Bölge Yükleme

• Gerinim hızı: $\dot{e}_{Le} = 0{,}00025$ s⁻¹ (Aralık 1) veya $\dot{e}_{Le} = 0{,}0025$ s⁻¹ (Aralık 2) — TS EN ISO 6892-1 Madde 10.3.2

Adım 4 — Akma Bölgesi

• Süreksiz akma sırasında gerinim hızı: $\dot{e}_{Lc} \leq 0{,}0025$ s⁻¹

Adım 5 — Pekleşme ve Kopma Bölgesi

• Gerinim hızı ≤ 0,008 s⁻¹ olarak sürdürülür.

Adım 6 — Kopma Sonrası Ölçüm

• Kopma parçaları birleştirilerek $L_u$ ölçülür.
• $A$ ve $Z$ hesaplanır; ekstansiyometre verilerinden Agt okunur.

Saha Notu: Türkiye şantiyelerinde yaygın sorun, kopma sonrası ölçüm sırasında parçaların düzgün hizalanmamasıdır; bu hata A₅ değerini %5–10 aşağı yönde etkileyebilir. Kopma yüzeyleri birbirine tam oturtularak ölçüm yapılmalıdır.

Dikkat: Kopma numunenin orta üçte bir bölgesi dışında gerçekleşirse deney geçersiz sayılabilir (TS EN ISO 6892-1 Madde 11.6). Numune yeniden alınmalıdır.

5. Rapor İçeriği (TS EN ISO 6892-1 Madde 22)

TS EN ISO 6892-1:2011 Madde 22'ye göre deney raporu asgari olarak şunları içermelidir:

• Numunenin tanımı (malzeme, çap, sınıf, ısıl işlem, döküm no)
• Deney tarihi, laboratuvar adı ve TÜRKAK akreditasyon no
• Deney sıcaklığı (°C)
• ReH, ReL (veya Rp0,2), Rm değerleri (MPa)
• A, Agt uzama değerleri (%)
• Z kesit daralması (%)
• Rm/Re oranı ve Re,act/Re,nom oranı
• Sapmalar ve alınan tedbirler

6. Kabul Kriterleri ve Ret Prosedürü

TS 708:2010 Madde 8.1.3'e göre her deney partisinde alınan 3 numuneden tümü aşağıdaki değerleri sağlamalıdır:

$$f_{yk,\text{deney}} \geq f_{yk,\text{karakteristik}} \times 0{,}95$$

TBDY 2018 Madde 7.2.7 kapsamında deprem bölgesi yapılarında:

Herhangi bir numune bu kriterleri karşılamıyorsa parti kabul edilmez; ek numune alınarak deney tekrarlanır. İkinci deney de başarısız olursa parti sahaya verilmez.

Saha Notu: Türkiye'de bazı tedarikçiler yalnızca akma dayanımı ve kopma uzaması (A₅) rapor etmekte, Agt değerini vermemektedir. Bu eksik raporlar deprem bölgelerinde yasal açıdan yetersizdir. Deney talebinde Agt (üniform uzama) açıkça belirtilmelidir.

7. Türkiye'ye Özgü Saha Koşulları

7.1 Mevzuat Çerçevesi

• 4708 Sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun (2001): Şantiyede kullanılan donatı çeliğinin akredite laboratuvarda deney yaptırılması yapı denetim kuruluşunun sorumluluğundadır (Madde 2).
• Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Genelgesi 2017/4: Betonarme donatı çeliği PGD (Piyasa Gözetimi ve Denetimi) kapsamında; B 500C sınıfı donatı için TSE ya da Türk Standartları Enstitüsü uygunluk belgesi aranmalıdır.
• 6331 Sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu (2012): Şantiyede numune alımı sırasında KKD kullanımı zorunludur.

7.2 Türkiye Deprem Coğrafyası ve Don Derinliği

Kütahya (kullanıcı konumu) dahil İç Anadolu sınırındaki iller için KGM Don Penetrasyon Derinliği verisi:

Saha Notu: Don derinliği; temel kazısında kazı altı donma riskini ve su tesisat boru döşeme derinliğini doğrudan etkiler — donatı çeliği deney uygulamalarıyla dolaylı ilişkilidir. Ancak soğuk iklimlerde (-20 °C altı) uzun süre açıkta kalan donatılarda geçici dayanım artışı gözlenmekte; bu donatılar deney öncesi standart sıcaklığa (23 ± 5 °C) getirilmelidir.

7.3 Türkiye'de Yaygın Donatı Üreticileri ve Sınıfları

Türkiye iç piyasasında mevcut başlıca TS 708 uyumlu donatı üreticileri (Çevre ve Şehircilik Bakanlığı PGD listesi, 2024):

Not: Şantiyede gelen donatının marka/çelik sınıfı, çubuk üzerindeki damgadan ve TC uygunluk belgesi üzerinden doğrulanmalıdır.

8. Örnek Problemler

Problem 1 — Kolay 🟢

Senaryo: Şantiyeden alınan B 500C sınıfı, d = 16 mm çaplı nervürlü donatı numunesi çekme deneyine tabi tutulmuş; aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir:

Veriler:

• Anma çapı: d = 16 mm
• Ölçüm uzunluğu: L₀ = 5 · d = 80 mm
• Akma kuvveti (FH): 107,0 kN
• Maksimum kuvvet (Fmax): 126,5 kN
• Kopma sonrası ölçüm uzunluğu: Lu = 101,2 mm

İstenen: ReH, Rm, A₅ değerlerini hesaplayın ve TS 708:2010 kriterlerine göre sonuçları değerlendirin.

Çözüm:

Adım 1: Kesit alanı hesabı

$$S_0 = \frac{\pi \cdot d^2}{4} = \frac{\pi \cdot 16^2}{4} = \frac{\pi \cdot 256}{4} \approx 201{,}06 \; \text{mm}^2$$

Adım 2: Akma dayanımı

$$R_{eH} = \frac{F_{eH}}{S_0} = \frac{107{,}0 \times 10^3 \; \text{N}}{201{,}06 \; \text{mm}^2} \approx 532 \; \text{MPa}$$

Adım 3: Çekme dayanımı

$$R_m = \frac{F_{\max}}{S_0} = \frac{126{,}5 \times 10^3 \; \text{N}}{201{,}06 \; \text{mm}^2} \approx 629 \; \text{MPa}$$

Adım 4: Rm/Re oranı

$$\frac{R_m}{R_{eH}} = \frac{629}{532} \approx 1{,}18$$

Adım 5: Kopma uzaması

$$A_5 = \frac{L_u - L_0}{L_0} \times 100 = \frac{101{,}2 - 80}{80} \times 100 = \frac{21{,}2}{80} \times 100 \approx 26{,}5 \;\%$$

Sonuç ve TS 708:2010 Kriteri Kontrolü:

Kontrol: ReH = 532 MPa > 500 MPa minimum → Akma dayanımı sağlanmış. Rm/Re = 1,18; bu değer 1,15–1,35 aralığında → Süneklik oranı sağlanmış. Numune geçer.

Problem 2 — Orta 🟡

Senaryo: Kütahya'da (DTS=2) inşa edilen 8 katlı konut binasına ait donatı partisinden 3 adet d = 20 mm B 500C çubuğu için çekme deneyi sonuçları aşağıda verilmiştir. Partiyi TBDY 2018 kriterlerine göre değerlendirin.

Veriler:

İstenen: Her numune için ReH, Rm, Rm/Re ve A₅ hesaplayın; TBDY 2018 Madde 7.2.7 kapsamında partiyi değerlendirin.

Çözüm:

Adım 1: S₀ = π· 20²/4 = 314,16 mm²

Adım 2–4: Her numune için hesap:

Hesap detayı (N-1 için):

$$R_{eH}^{(1)} = \frac{183{,}7 \times 10^3}{314{,}16} = 584{,}7 \; \text{MPa}$$ $$R_m^{(1)} = \frac{218{,}3 \times 10^3}{314{,}16} = 694{,}6 \; \text{MPa}$$ $$\frac{R_m}{R_{eH}} = \frac{694{,}6}{584{,}7} = 1{,}19$$

Adım 5: TBDY 2018 Madde 7.2.7 kriteri kontrolü:

Sonuç: Tüm 3 numune TBDY 2018 Madde 7.2.7 kriterlerini sağlamaktadır. Parti KABUL edilir; deney raporu 4708 sayılı Kanun uyarınca yapı denetim kuruluşuna teslim edilir.

Problem 3 — Zor

Senaryo: Deprem tasarım sınıfı DTS=1 olan bir ilçede inşa edilmekte olan 11 katlı hastane binasında (BKS=1, yapı önem katsayısı I=1,5), parti büyüklüğü 65 ton olan B 500C donatı partisinden numune alımı planlanmaktadır. Şantiyeye teslim edilen sevkiyata ait 3 numunede aşağıdaki çekme deneyi sonuçları bulunmaktadır:

Veriler:

Ek bilgiler: Parti 65 ton; yüksek sünekli bölge (DTS=1); BKS=1 hastane binası.

İstenen:

1. Kaç numune alınmalıdır? (TS 708:2010 Madde 8.1.2.1.1)
2. Her numune için ReH, Rm, Rm/Re, A₅ hesaplayın.
3. Partiyi TS 708:2010 ve TBDY 2018 açısından ayrı ayrı değerlendirin.
4. Ret kararı varsa gerekçelendirin ve sonraki adımları belirtin.

Çözüm:

Adım 1: Numune sayısı tayini (TS 708:2010 Madde 8.1.2.1.1-c):

"Her 30 tonluk mamul partisinden bir deney parçası olmak üzere, numune alınan her parti ve her anma çapı için en az 3 deney parçası alınmalıdır."

65 ton parti → ⌈65/30⌉ = 3 (yuvarlama yukarı) ancak minimum 3 şartı ayrıca geçerlidir. → Alınması gereken numune sayısı: 3 (min. şart sağlandı)

Adım 2: S₀ (d=18 mm):

$$S_0 = \frac{\pi \cdot 18^2}{4} = \frac{\pi \cdot 324}{4} \approx 254{,}47 \; \text{mm}^2$$

Adım 3: Her numune için mekanik özellikler:

Hesap (N-1): $R_{eH}^{(1)} = \frac{149{,}6 \times 10^3}{254{,}47} = 588{,}0 \; \text{MPa}$ $R_m^{(1)} = \frac{171{,}2 \times 10^3}{254{,}47} = 672{,}7 \; \text{MPa}$ $\frac{R_m}{R_{eH}} = \frac{672{,}7}{588{,}0} = 1{,}144 \approx 1{,}14$ $A_5^{(1)} = \frac{108{,}5 - 90}{90} \times 100 = \frac{18{,}5}{90} \times 100 = 20{,}6\;\%$

Adım 4: Kriter değerlendirmesi:

TS 708:2010 Kriterleri:

TBDY 2018 Madde 7.2.7 Kriterleri:

Adım 5: Karar:

N-1 numunesinde iki ayrı kriter ihlali vardır:

1. Rm/Re = 1,14 < 1,15 (TS 708:2010 alt sınırı ve TBDY 2018 Madde 7.2.7 kriteri sağlanmamıştır)
2. Agt = 6,8 % < 7,5 % (TBDY 2018 Madde 7.2.7 süneklik kriteri sağlanmamıştır)

Karar: Parti RET

Adım 6: Ret sonrası prosedür (TS 708:2010 Madde 8.1.3 ve 4708 Sayılı Kanun):

• Sonuç yapı denetim kuruluşuna derhal bildirilir.
• Tedarikçiye iade tutanağı düzenlenir; parti sahaya verilmez.
• Tedarikçiden yeni sevkiyat istenir; yeni partiden TS 708:2010 gereği en az 3 numune alınarak deney tekrar edilir.
• DTS=1 bölgesinde hastane gibi BKS=1 yapılarda B 500C zorunludur; B 500B veya S 420 kesinlikle kabul edilmez.

Sonuç: Hastane gibi kritik yapılarda (BKS=1, DTS=1) tüm süneklik kriterlerinin her numunede sağlanması zorunludur; tek numunede bile ihlal, partinin tamamını ret gerektirir.

9. Sık Yapılan Hatalar

Kaynaklar

1. TS EN ISO 6892-1 (2011), Metalik Malzemeler — Çekme Deneyi — Bölüm 1: Oda Sıcaklığında Deney Metodu, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
2. TS 708 (Nisan 2010), Çelik — Betonarme İçin — Donatı Çeliği, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
3. TBDY 2018, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Madde 7.2.7 ve Tablo 3.2, T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Resmi Gazete 18.03.2018.
4. TS EN ISO 15630-1 (2019), Çelik — Betonarme ve Ön Gerilmeli Beton İçin — Deney Metotları — Bölüm 1: Donatı Çubukları, TSE.
5. TS EN ISO 7500-1 (2018), Metalik Malzemeler — Tek Eksenli Statik Deney Makinalarının Doğrulanması — Bölüm 1, TSE.
6. T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı (2017), Betonarme Donatı Çeliği PGD Genelgesi 2017/4.
7. 4708 Sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun, Madde 2 ve Madde 4, Resmî Gazete Sayı: 24461, 13.07.2001.
8. 6331 Sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu, Resmî Gazete Sayı: 28339, 30.06.2012.
9. Ergün, A. vd. (2007), "Yüksek Sıcaklık Sonrası Farklı Sınıflardaki Betonarme Çeliklerinin Mekanik Özellikleri", Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt 9, Sayı 2, ss.105–111.
10. ISITES (2017), Yüksek Sıcaklık Esnasında Betonarme Çeliklerinin Fiziksel ve Mekanik Özellikleri, Uluslararası Bilim ve Eğitim Konferansı Bildirileri.
11. KGM, Türkiye Don Penetrasyon Derinliği Haritası, Karayolları Genel Müdürlüğü Teknik Araştırma Birimi.
12. Aydemir, B., Dizdar, H., Vatan, C. (2018), "ISO 6892-1 ve ASTM E8 Çekme Deney Standartları Arasındaki Farklılıklar", Metal Dünyası, Mart 2018.

İlgili Hesaplama Araçları

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

• İnşaat Demiri Hesaplama
• Döşeme Donatısı 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.