Çelik Yapı Temel Terimleri Sözlüğü

Kod: SZ-003 | Kaynak: TS EN 1993-1 (Eurocode 3); TBDY 2018 Bölüm 9; TS EN 1994-1-1

Özet

Bu sözlük, çelik yapı mühendisliğinde kullanılan 20 temel terimi kapsamaktadır. Her terim; Türkçe-İngilizce karşılığı, sembol ve birimi, TS EN 1993-1 (Eurocode 3) ve TBDY 2018 kapsamındaki tasarım kuralları, ilgili sınır değerleri ve saha pratikleriyle birlikte sunulmaktadır. Terimler; burkulma, kesit dayanımı, bağlantı tasarımı ve yapısal sistem seçimi konularını kapsamaktadır. Türkiye özelinde TBDY 2018 deprem yönetmeliği kapsamında süneklik düzeyi koşulları ve güncel TS EN standartlarıyla ilişkilendirilmiştir.

Terim Listesi

1. Burkulma

Tanım: Basınç kuvveti altındaki çelik elemanlarda, yük belirli bir kritik değeri aştığında aniden eksen dışına deformasyonun başladığı geometrik istikrarsızlık durumudur. Euler burkulma yükü kesit atalet momenti ve serbest boy uzunluğuna bağlıdır. Teorik olarak kusursuz bir elemanın davranışını tanımlayan bu model, gerçekte başlangıç eğriliği ve kalıntı gerilmeler nedeniyle daha erken burkulma başladığından Eurocode 3 sütun eğrileriyle düzeltilir.

Euler kritik burkulma yükü:

$$N_{cr} = \frac{\pi^2 E I}{L_{cr}^2}$$

Boyutsuz narinlik:

$$\bar{\lambda} = \sqrt{\frac{A f_y}{N_{cr}}}$$

Standart Referansı: TS EN 1993-1-1:2022, Madde 6.3.1.2, Tablo 6.1–6.2

Saha Notu: Türkiye'de endüstriyel yapı kolonlarında sıklıkla S355 çelik kullanılmaktadır. Yüksek sismik bölgelerde (DTS=1, 2) burkulma boyu katsayısı $k$, çerçevenin yanal kayabilirliğine bağlı olarak dikkatle belirlenmeli; kayabilir çerçevelerde $k \geq 1{,}0$ alınmalıdır.

Dikkat: Kafes sistemlerde düğüm noktası serbestliğinin yanlış tanımlanması, burkulma kapasitesinin %30–50'ye kadar aşırı tahmin edilmesine yol açabilir.

2. Yanal-Burulmalı Burkulma

Tanım: Eğilme altındaki kirişlerde basınç başlığının yanal olarak kaçarken kesit aynı zamanda burulduğu ikili deformasyon modudur. TS EN 1993-1-1:2022 bu etkiyi yanal destekleme ve $\chi_{LT}$ azaltma katsayısıyla hesaba katar.

Kritik moment (basit kiriş):

$$M_{cr} = \frac{\pi}{L}\sqrt{EI_z \cdot GI_T}\sqrt{1 + \frac{\pi^2 EI_w}{L^2 GI_T}}$$

Azaltılmış tasarım direnci:

$$M_{b,Rd} = \frac{\chi_{LT} \cdot W \cdot f_y}{\gamma_{M1}}$$

Standart Referansı: TS EN 1993-1-1:2022, Madde 6.3.2.2 ve 6.3.2.3

Saha Notu: Geniş açıklıklı (>12 m) endüstriyel çelik kirişlerde döşeme levhası ile kiriş başlığının birleşik çalışması sağlanmadığında LTB kritik tasarım koşulu haline gelir. Türkiye'de kolon aralıklarının 6–8 m olduğu fabrika binaları bu riske özellikle açıktır.

3. Narinlik Oranı

Tanım: Bir basınç elemanının burkulma uzunluğunun kesit atalet yarıçapına bölünmesiyle elde edilen boyutsuz sayıdır.

$$\lambda = \frac{L_{cr}}{i}, \quad i = \sqrt{\frac{I}{A}}, \quad \bar{\lambda} = \frac{\lambda}{\lambda_1}, \quad \lambda_1 = \pi\sqrt{\frac{E}{f_y}}$$

S235 için $\lambda_1 = 93{,}9$; S275 için $\lambda_1 = 86{,}8$; S355 için $\lambda_1 = 76{,}4$.

4. Etkin Boy

Tanım: Gerçek kolon boyunu burkulma şekline göre düzelten etkin uzunluktur.

Dikkat: Kayabilir çerçevelerde $k = 0{,}5$ girilmesi burkulma kapasitesini 4 katına kadar abartır.

5. Akma Gerilmesi

Tanım: Çelik malzemenin kalıcı deformasyon göstermeye başladığı en küçük gerilme değeridir.

Standart Referansı: TS EN 1993-1-1:2022, Madde 3.2.1, Tablo 3.1

6. Kopma Gerilmesi

Tanım: Çelik numunenin kopmadan önce taşıyabildiği maksimum mühendislik gerilmesidir. Kaynak ve bulon bağlantılarında kopma kontrolü bu değerle yapılır.

Dikkat: Kaynak boğaz hesaplarında yanlışlıkla $f_y$ kullanılması kapasiteyi %30–40 abartır.

7. Kesit Sınıfı

Tanım: Çelik kesitin plastik moment kapasitesine ulaşıp ulaşamayacağını belirleyen sınıflandırmadır.

Sınır değerleri ($\varepsilon = \sqrt{235/f_y}$): Başlık Sınıf 1: $c/t \leq 9\varepsilon$; Gövde Sınıf 1: $d/t_w \leq 72\varepsilon$.

TBDY 2018: SDY çelik kirişlerde en az Sınıf 1 zorunludur (Tablo 9.3).

8. Bulon Kayma Dayanımı

$$F_{v,Rd} = \frac{\alpha_v f_{ub} A}{\gamma_{M2}}$$

Saha Notu: TBDY 2018 Madde 9.3.4.2(a) gereğince SDY moment aktaran bağlantılarda 10.9 sınıfı bulonlar zorunludur.

9. Yatak Dayanımı

$$F_{b,Rd} = \frac{k_1 \alpha_b f_u d t}{\gamma_{M2}}$$

10. Köşe Kaynağı

$$F_{w,Rd} = f_{vw,d} \cdot a \cdot l_w, \quad f_{vw,d} = \frac{f_u / \sqrt{3}}{\beta_w \cdot \gamma_{M2}}$$

Boyut sınırları: $a \geq 3$ mm; $a \leq 0{,}7\,t_{min}$; $l_{w,eff} \geq$ max$(6a; 30$ mm$)$.

11. Alın Kaynağı

Tanım: İki plaka veya profil ucunun aynı düzlemde birleştirildiği tam nüfuziyetli (CJP) kaynak türüdür. CJP kaynaklarda dayanım ana metalle eşit kabul edilir.

Saha Notu: SDY çelik moment bağlantılarında kiriş başlığı–kolon flanşı birleşiminde CJP alın kaynağı zorunludur (TBDY 2018 Madde 9.3.4.3).

12. Taban Plakası

Tanım: Çelik kolonun altına yerleştirilen ve kolon yüklerini temel betonuna dağıtan çelik plakadır.

$$N_{Ed} \leq A_{eff} \cdot f_{j,Rd}, \quad A_{eff} = B_{eff} \cdot L_{eff}$$

Saha Notu: Türkiye'de soğuk havalarda harç doldurma işlemi yeterince uygulanmamaktadır; harç katmanı en az 30–50 mm ve genleşmeyen özel çimento harcıyla yapılmalıdır.

13. Gusset Plaka

Tanım: Makaslar ve çaprazlı çerçevelerde birden fazla elemanın birleştiği düğüm noktasına yerleştirilen çelik plakadır.

Whitmore genişliği: $L_{w} = L_{gusset} + 2 \cdot L_{weld} \cdot \tan(30°)$

14. Çapraz Eleman

Tanım: Çaprazlı çerçevelerde yatay yük taşıyan çelik elemandır. SDY yapılarda özel koşullara tabidir.

TBDY 2018 SDY koşulları: $\lambda \leq 130$; en az Sınıf 1; $L_{cr} = 0{,}65 \cdot L$.

15. Moment Bağlantısı

Tanım: Kiriş ile kolon arasında moment, kesme ve normal kuvvetlerin tümünü aktarabilen rijit bağlantı türüdür.

TBDY 2018 SDY: $M_{uc} \geq 1{,}1\,R_y\,M_p$; göreli kat ötelemesi $\geq 0{,}04$ rad; $\sum M_{pc} \geq 1{,}2 \sum M_{pb}$.

16. Mafsallı Bağlantı

Tanım: Yalnızca kesme kuvveti aktaran bağlantı türüdür. Rijitliği tam rijit değerin %20'sinden az ise mafsallı sayılır.

Saha Notu: Mafsallı taban plakası kullanılan tek katlı yapılarda $k=2$ alınmalıdır; $k=1$ veya $k=0{,}7$ alınması sık yapılan hatadır.

17. Kompozit Kiriş

Tanım: Çelik kiriş ile beton döşemenin kayma bağlayıcıları aracılığıyla mekanik olarak birleştirilerek ortak kesit gibi çalıştırıldığı yapısal elemandır.

Tam plastik moment kapasitesi:

$$M_{pl,Rd} = A_a f_y z_a + 0{,}85\,\frac{f_{ck}}{\gamma_c} \cdot A_c \cdot z_c$$

18. Dışmerkez Çaprazlı Çerçeve (EBF)

Tanım: Sismik enerji yutmanın link bölgesindeki kesme mafsallaşmasıyla sağlandığı yüksek süneklikli çelik çerçeve sistemidir.

TBDY 2018 Tablo 4.1 (C12): $R = 8$, $D = 2{,}5$, BYS ≥ 2.

19. Merkezi Çaprazlı Çerçeve (CBF)

Tanım: Tüm elemanların eksen kuvvetiyle çalıştığı çelik sistemdir.

20. Rijitlik

$$k_a = \frac{EA}{L}, \quad k_b = \frac{48EI}{L^3}, \quad k_l = \frac{12EI}{L^3}$$ $$T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}, \quad \delta_i = \frac{\Delta_i}{h_i} \leq 0{,}02$$

Parametre Tablosu

Temel Formüller

Euler Burkulma Yükü

$$N_{cr} = \frac{\pi^2 E I}{L_{cr}^2}$$

Boyutsuz Narinlik

$$\bar{\lambda} = \frac{L_{cr}}{i \cdot \lambda_1}, \quad \lambda_1 = \pi \sqrt{\frac{E}{f_y}}$$

Burkulma Azaltma Katsayısı — Eurocode 3 Sütun Eğrisi

$$\chi = \frac{1}{\Phi + \sqrt{\Phi^2 - \bar{\lambda}^2}}, \quad \Phi = 0{,}5\left[1 + \alpha(\bar{\lambda} - 0{,}2) + \bar{\lambda}^2\right]$$

Kolon Eksenel Tasarım Dayanımı

$$N_{b,Rd} = \frac{\chi \cdot A \cdot f_y}{\gamma_{M1}}$$

Örnek Problemler

Problem 1 — Kolay

Veriler: HEB 200, S355; $L = 4{,}0$ m; her iki uç mafsallı; $A = 7808$ mm², $I_z = 2003 \times 10^4$ mm⁴, $i_z = 50{,}65$ mm.

Çözüm:

$$N_{cr,z} = \frac{\pi^2 \times 210{.}000 \times 2003 \times 10^4}{(4000)^2} = 2601\ \text{kN}$$ $$\bar{\lambda}_z = \frac{4000}{50{,}65 \times 76{,}4} = 1{,}033$$

Sonuç: $N_{cr,z} = 2601$ kN, $\bar{\lambda}_z = 1{,}033$. Sütun eğrisi uygulanmalıdır.

Problem 2 — Orta

Veriler: HEB 200, S355; $L_{cr} = 4{,}0$ m; sütun eğrisi b ($\alpha = 0{,}34$); $\bar{\lambda}_z = 1{,}033$.

Çözüm:

$$\Phi = 0{,}5\left[1 + 0{,}34 \times (1{,}033 - 0{,}2) + 1{,}033^2\right] = 1{,}175$$ $$\chi = \frac{1}{1{,}175 + \sqrt{1{,}175^2 - 1{,}033^2}} = 0{,}576$$ $$N_{b,Rd} = \frac{0{,}576 \times 7808 \times 355}{1{,}00} = 1597\ \text{kN}$$

Problem 3 — Zor

Veriler: SDY Moment Aktaran Çelik Çerçeve, İzmir; IPE 450, S355; $L = 6{,}0$ m; $W_{pl,y} = 1702$ cm³; $M_{Ed} = 420$ kN·m.

Çözüm:

Adım 1 — Kesit sınıfı: $c/t = 6{,}51 \leq 7{,}32$ → Sınıf 1; SDY uyumlu.

Adım 2 — $M_{cr} \approx 703$ kN·m

Adım 3 — $\bar{\lambda}_{LT} = \sqrt{(1702 \times 10^3 \times 355)/(703 \times 10^6)} = 0{,}928$

Adım 4 — $\chi_{LT} = 0{,}715$ (Eğri a, $\alpha_{LT} = 0{,}21$)

Adım 5:

$$M_{b,Rd} = \frac{0{,}715 \times 1702 \times 10^3 \times 355}{1{,}00} = 432\ \text{kN}\cdot\text{m}$$

Kontrol: $M_{Ed} = 420 \leq M_{b,Rd} = 432$ kN·m → Kullanım oranı = 0,97. Pratik tasarımda ara yanal destek önerilir.

Çelik Yapılarda Sık Yapılan Hatalar

1. Etkin boy katsayısının yanlış seçilmesi: Kayabilir çerçevelerde $k > 1{,}0$ alınmalıdır.
2. Kesit sınıfının göz ardı edilmesi: Sınıf 4 kesit için plastik kapasite kullanılamaz.
3. Kaynak boğaz kalınlığını minimum değerde bırakmak: Güç aktarımı gereken birleşimlerde $a_{min}$ yetersiz olabilir.
4. Akma ile kopma gerilmesinin karıştırılması: Bağlantılarda $f_u$, kesit kapasitesinde $f_y$ kullanılmalıdır.
5. TBDY 2018 SDY koşullarının gözetilmemesi: Sınıf 1 kesit ve özel birleşim gereksinimleri zorunludur.
6. Güçlü kolon–zayıf kiriş kontrolünün atlanması: $\sum M_{pc} \geq 1{,}2 \sum M_{pb}$ koşulu doğrulanmalıdır.
7. Yanal-burulmalı burkulma kontrolünün yapılmaması: Bu kontrolün atlanması %40–50 kapasite abartımına yol açabilir.

Kaynaklar

1. TS EN 1993-1-1:2022 — Çelik Yapıların Tasarımı — Genel Kurallar. TSE, Ankara.
2. TS EN 1993-1-8:2022 — Çelik Yapıların Tasarımı — Birleşimlerin Tasarımı. TSE, Ankara.
3. TS EN 1993-1-5:2022 — Çelik Yapıların Tasarımı — Plaka Elemanlarının Tasarımı. TSE, Ankara.
4. TS EN 1994-1-1:2022 — Kompozit Çelik-Beton Yapıların Tasarımı. TSE, Ankara.
5. TBDY 2018 — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Bölüm 9. AFAD, Ankara.
6. EN 10025-2:2019 — Sıcak Haddelenmiş Yapısal Çelik. CEN.
7. EN 10365:2017 — Sıcak Haddelenmiş Çelik I ve H Profiller. CEN.
8. AISC 360-22 — Specification for Structural Steel Buildings. AISC, Chicago.
9. Üzüm G. vd. (2022). Çukurova Üniversitesi Müh. Fakültesi Dergisi, 37(4):1255–1268.
10. Bruneau M., Uang C.M., Sabelli R. (2011). Ductile Design of Steel Structures. 2nd ed. McGraw-Hill.

İlgili Hesaplama Araçları

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

• Temel Boyutlandırma Hesaplama
• Zemin Taşıma Gücü Hesaplama
• 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). Çelik Yapı Temel Terimleri Sözlüğü. Yapıdan — İnşaat Mühendisliği Bilgi Portalı. https://yapidan.com/kategoriler/sz/celik-yapi-temel-terimleri-sozlugu