Çelik Yapı Tasarım Rehberi 2026

Çelik yapı, yüksek mukavemet/ağırlık oranı, hızlı montaj ve geri dönüşebilirlik özellikleriyle endüstriyel yapılar, yüksek binalar ve büyük açıklıklı çatılar için öne çıkan taşıyıcı sistemdir. Türkiye'de TS EN 1993 (Eurocode 3 uyumu) ve TBDY 2018 Bölüm 9 birlikte uygulanır. Bu rehber, çelik tasarım kararlarını profil seçiminden birleşim detayına, deprem performansından yangın korumasına kadar topic hub formatında sunar.

📋 İçindekiler

1. Çelik Yapı Neden Tercih Edilir?
2. Yönetmelik ve Standartlar
3. Çelik Malzeme Seçimi
4. Profil Türleri ve Seçimi
5. Taşıyıcı Sistem Tipleri
6. Eleman Tasarımı: Çekme
7. Eleman Tasarımı: Basınç + Burkulma
8. Eleman Tasarımı: Eğilme + Yanal Burkulma
9. Birleşim Detayları: Kaynak
10. Birleşim Detayları: Bulon
11. Yangın Dayanımı
12. Deprem Tasarımı (TBDY 2018 Bölüm 9)
13. SSS

1. Çelik Yapı Neden Tercih Edilir?

1.1 Çelik yapının avantajları

Tablo: 1.1 Çelik yapının avantajları özeti.

1.2 Çelik yapının dezavantajları

Tablo: 1.2 Çelik yapının dezavantajları özeti.

1.3 Çelik yapı tercih edildiği durumlar

• Endüstriyel hangar ve depolar (geniş açıklık)
• Yüksek binalar (40+ m, hafiflik önemli)
• Lojistik yapı (hızlı montaj)
• Stadyum, köprü (estetik + büyük açıklık)
• Öngörülebilir demontaj (geçici yapılar)
• Zor zeminler (hafiflik temeli küçültür)

1.4 Karşılaştırmalar

• Çelik yapı vs betonarme yapı
• S235 vs S275 vs S355
• S235 vs S355 yapı çeliği

2. Yönetmelik ve Standartlar

Tablo: 2. Yönetmelik ve Standartlar özeti.

2.1 Hiyerarşi

• Deprem etkisi: TBDY 2018 Bölüm 9 önceliklidir
• Genel tasarım: TS EN 1993 esastır
• Üretim + kabul: TS EN 1090 + TS EN 10025

3. Çelik Malzeme Seçimi

3.1 Çelik sınıfları (EN 10025)

Tablo: 3.1 Çelik sınıfları (EN 10025) özeti.

TBDY 2018 süneklik düzeyi yüksek çerçevelerde S235-S355 önerilir; S420+ için süneklik kontrolü zorunludur.

3.2 Tokluk (notch toughness) sınıfları

• JR: 20°C'de 27 J enerji (iç ortam)
• J0: 0°C'de 27 J (serin ortam)
• J2: -20°C'de 27 J (soğuk ortam, deprem)

Deprem bölgelerinde minimum J2 tokluk önerilir.

3.3 Üretim yöntemi

• Sıcak haddelenmiş: En yaygın, IPE/HEA/HEB/çift L
• Soğuk şekillendirilmiş: Hafif çelik, C ve Z profiller
• Kaynaklı kutu profil: Özel büyük boyutlu

3.4 İlgili sözlük

• Çelik Sınıfları S235-S355
• Hafif Çelik Yapılar

4. Profil Türleri ve Seçimi

4.1 I kesitli profiller

Tablo: 4.1 I kesitli profiller özeti.

4.2 Diğer profiller

• Çift L (ters köşebent): Çapraz bağlama
• Çift U ([, ]): Endüstriyel, kutu oluşturma
• HSS (kutu): Estetik, burkulmaya dirençli
• CHS (borular): Dairesel, çatı kafes
• T profil: Kafes üst/alt akışkanlar
• L profil: Çapraz, bağlantı

4.3 Profil seçim kriterleri

1. Eğilme: IPE en ekonomik (yüksek W/A oranı)
2. Basınç+eğilme: HEA/HEB (dengeli özellikler)
3. Yatay yük ağırlıklı: HSS kare/dikdörtgen kutu
4. Kafes: Çift L, T profil, CHS boru

4.4 Detaylı karşılaştırma

• IPE vs HEA vs HEB profil
• Çelik profil seçimi tasarım kriterleri

4.5 Atalet momenti aracı

• Atalet Momenti Hesap Aracı

5. Taşıyıcı Sistem Tipleri

TBDY 2018 Bölüm 9 ve EN 1993 çelik taşıyıcı sistemleri:

5.1 Moment dirençli çerçeve (MRF)

Tüm kiriş-kolon birleşimleri moment aktarır. Süneklik düzeyi yüksek MRF için:

• R = 8, Ω = 3
• Prekalifiye kaynak (RBS, WUF-B) veya end-plate bulon
• Güçlü kolon-zayıf kiriş kontrolü

5.2 Merkezi çaprazlı çerçeve (CBF)

Diyagonal çaprazlar yanal yük karşılar; kiriş-kolon birleşimleri moment aktarmaz.

• R = 5, Ω = 2
• Daha rijit, drift düşük
• Çapraz burkulma kapasite tasarımı kritik

5.3 Bağ kirişli çerçeve (EBF)

Çapraz kiriş bağlantısı kiriş ekseninden kaydırılır; "link beam" oluşur.

• R = 7, Ω = 2,5
• Enerji link'in kesme akmasıyla sönümlenir
• Ofis ve yüksek bina tercihi

5.4 Sönümleyici/izolatör sistemler

• Taban izolasyonu: Yüksek sönüm yatağı
• Sismik damper: Viskoz, sürtünmeli, metalik
• Detay: taban izolatörü vs sismik damper

5.5 İlgili sözlük ve makale

• Moment Dirençli Çerçeve
• Taban İzolatörü
• Sismik Damper
• Kompozit Yapı

6. Eleman Tasarımı: Çekme

6.1 Brüt kesit ve net kesit kapasiteleri

Brüt kesit akma kapasitesi:

$$N_{pl,Rd} = \frac{A \cdot f_y}{\gamma_{M0}}$$

Net kesit kırılma kapasitesi (cıvata delikleri):

$$N_{u,Rd} = \frac{0{,}9 \cdot A_{net} \cdot f_u}{\gamma_{M2}}$$

γM0 = 1,0; γM2 = 1,25. Küçüğü tasarım kapasitesidir.

6.2 Blok kesme göçmesi

Çekme elemanı sonundaki birleşimde, delik grubunun ard arda yırtılmasına karşı kontrol:

$$V_{eff,Rd} = \frac{f_u \cdot A_{nt}}{\gamma_{M2}} + \frac{f_y \cdot A_{nv}}{\sqrt{3} \cdot \gamma_{M0}}$$

6.3 Hesap aracı ve sözlük

• Çekme Elemanı Hesaplayıcı
• Çelik Gerilme Hesabı

7. Eleman Tasarımı: Basınç + Burkulma

7.1 Narinlik oranı

$$\lambda = \frac{L_{cr}}{i}$$

i: yörünge yarıçapı (I/A)^0,5. Lcr etkili kolon boyu (K·L).

7.2 Euler elastik burkulma

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

7.3 Burkulma redüksiyon katsayısı χ (EC3)

Narinlik sınıflandırması (a, b, c, d eğri):

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

χ tabloya göre seçilir; tasarım kapasitesi:

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

7.4 Hesap araçları

• Euler Burkulma
• Basınç Burkulması
• Narinlik Oranı Sözlüğü
• Burkulma Sözlüğü

8. Eleman Tasarımı: Eğilme + Yanal Burkulma

8.1 Eğilme kapasitesi

Plastik kesit modülü Wpl üzerinden:

$$M_{pl,Rd} = \frac{W_{pl} \cdot f_y}{\gamma_{M0}}$$

Kesit sınıfı 3-4 ise elastik kesit modülü Wel kullanılır.

8.2 Yanal burkulma kontrolü

Başlık yanal destekli değilse:

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

χLT yanal burkulma redüksiyon katsayısı, narinlik λLT'ye bağlı.

8.3 Pratik kural

• Lcr < Lp: Yanal burkulma yok; plastik kapasite
• Lp < Lcr < Lr: Doğrusal geçiş
• Lcr > Lr: Elastik yanal burkulma

Betonarme döşemenin üst başlığı yatay destek olarak çalışır → Lcr = 0 → kontrol gerekmez.

8.4 Hesap aracı

• Yanal Burkulma Hesaplayıcı
• Basit Kiriş Analizi
• Kiriş Sehim

9. Birleşim Detayları: Kaynak

9.1 Kaynak türleri

Tablo: 9.1 Kaynak türleri özeti.

9.2 Köşe kaynağı kapasitesi

$$F_{w,Rd} = \frac{a \cdot f_u}{\sqrt{3} \cdot \beta_w \cdot \gamma_{M2}}$$

a: kaynak kalınlığı (≥ 3 mm, ≤ 0,7·tmin) βw: çelik sınıfına bağlı (S235: 0,8; S275: 0,85; S355: 0,9; S420: 1,0)

9.3 Prekalifiye birleşimler (deprem)

TBDY 2018 ve AISC 358:

• RBS (Reduced Beam Section): Kiriş flanşları lokal daraltılır; plastik mafsal kolon yüzünden uzakta oluşur
• WUF-B (Welded Unreinforced Flange + Bolted Web): Flanş kaynaklı, web bulonlu
• WUF-W (Welded Web): Hem flanş hem web kaynaklı

9.4 Hesap aracı ve makale

• Kaynaklı Birleşim Hesaplayıcı
• Çelik yapı birleşim detayları — kaynak ve civata

10. Birleşim Detayları: Bulon

10.1 Bulon sınıfları (EN ISO 898-1)

Tablo: 10.1 Bulon sınıfları (EN ISO 898-1) özeti.

Deprem bölgelerinde 8.8 ve 10.9 sınıfı önerilir.

10.2 Kesme kapasitesi

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

αv = 0,6 (4.6, 5.6, 8.8 — kesme düzlemi dişsiz); 0,5 (10.9)

10.3 Ezilme kapasitesi

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

10.4 Çekme kapasitesi

$$F_{t,Rd} = \frac{0{,}9 \cdot f_{ub} \cdot A_s}{\gamma_{M2}}$$

10.5 Hesap aracı

• Bulonlu Birleşim Hesaplayıcı

11. Yangın Dayanımı

11.1 Çelik davranışı

• 300°C: Değişiklik yok
• 500°C: %50 dayanım
• 550°C: Kritik sınır (çoğu projede)
• 700°C: %20 dayanım
• 1000°C+: Tam göçme

11.2 Koruma yöntemleri

Tablo: 11.2 Koruma yöntemleri özeti.

11.3 Hesap aracı ve makale

• Yangın Dayanımı Hesaplayıcı
• Yangın Dayanımı Sözlüğü
• Çelik yapılarda yangın dayanımı

12. Deprem Tasarımı (TBDY 2018 Bölüm 9)

12.1 Süneklik düzeyleri

Tablo: 12.1 Süneklik düzeyleri özeti.

12.2 Güçlü kolon-zayıf kiriş (MRF)

Betonarmedeki gibi çelik çerçevede de:

$$\sum M_{pc} \ge 1{,}2 \sum M_{pb}$$

Çelikte Mp = Wpl · fy.

12.3 Merkezi çapraz kapasitesi

Çaprazın kapasitesinde:

• Sıkı: Nb/Npl ≥ 0,5 (burkulma dominant değil)
• Çekme/basınç oranı: 0,3-0,7 (dengeli davranış)
• Narinlik: λ ≤ 100 (süneklik için)

12.4 Endüstriyel yapılar

• Çelik depo ve fabrika yapıları tasarımı

13. Sıkça Sorulan Sorular

Frontmatter FAQ bölümünde 10 soru yanıtlanmıştır. Ek spesifik sorular için topluluk konusu forumu.

Sonraki Adımlar

Önerilen okuma sırası

1. TBDY 2018 Rehberi
2. Çelik Yapı Tasarımı Rehberi (detay)
3. Çelik profil seçimi tasarım kriterleri
4. Çelik yapı birleşim detayları

İlgili rehberler

• TBDY 2018 Rehberi
• Betonarme Tasarım Rehberi
• Geoteknik Rehberi
• Çelik Yapı Tasarımı Rehberi (detay)

Hesap araçları

• Çekme Elemanı
• Basınç Burkulması
• Euler Burkulma
• Yanal Burkulma
• Kaynaklı Birleşim
• Bulonlu Birleşim
• Kolon Taban Plakası
• Atalet Momenti
• Çelik Gerilme

İlgili makaleler

• Çelik profil seçimi tasarım kriterleri
• Çelik yapı birleşim detayları
• Hafif çelik yapılar
• Çelik yapılarda yangın dayanımı
• Çelik depo ve fabrika yapıları

Karşılaştırmalar

• Çelik yapı vs betonarme yapı
• S235 vs S275 vs S355
• S235 vs S355 yapı çeliği
• IPE vs HEA vs HEB profil

Sözlük referansları

• Çelik Sınıfları S235-S355
• Narinlik Oranı
• burkulma nedir terimi
• Moment Dirençli Çerçeve
• Kompozit Yapı
• Taban İzolatörü
• Sismik Damper

İlgili Hesaplama Araçları

Bu konuyla bağlantılı ücretsiz mühendislik hesaplama araçları:

• Deprem Yükü Hesaplama (TBDY 2018)
• Bina Periyodu Hesaplama
• Deprem Tasarım Sınıfı (DTS) Hesaplama
• Çelik Kolon Burkulma 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.