Kompozit yapı (composite structure), çelik ve betonun birlikte çalıştığı hibrit bir yapı sistemidir. Her iki malzemenin avantajları birleştirilir: çeliğin çekme dayanımı + betonun basınç dayanımı. Eurocode 4'te tasarım kuralları detaylı tanımlıdır. Türkiye'de yüksek binalarda, köprülerde ve endüstriyel yapılarda yaygınlaşmaktadır.
Temel Kompozit Elemanlar
Tablo: Temel Kompozit Elemanlar özeti.
| Eleman | Açıklama | Kullanım |
|---|---|---|
| Kompozit kiriş | Çelik I + üstte beton döşeme | Bina döşemesi, köprü |
| Kompozit döşeme | Çelik tabliye + beton | Yüksek bina döşemesi |
| Kompozit kolon | CFST (beton dolu çelik boru) | Yüksek bina kolonu |
| Kompozit kolon | CES (Concrete Encased Steel) | Ağır yük kolon |
| Kompozit perde | Çelik levha + beton | Yüksek bina perde |
Kompozit Çalışma Prensibi
Çelik Kiriş Tek Başına
- Kiriş yüksekliği + çekme donatısı gerekir
- Nötr eksen orta civarı
Kompozit Kiriş (Beton Üste Yapışık)
- Beton: Üstteki basınç (ne iyi!)
- Çelik: Alttaki çekme (ne iyi!)
- Nötr eksen yukarı kayar
- Kapasite ~%50 artar
Sonuç: Aynı yük için kiriş yüksekliği %20-30 azalır.
Shear Stud (Kesme Çubuğu) — Kritik
Çelik ve beton arasındaki kayma transferi için shear stud kullanılır:
- Çap: Ø16-22 mm
- Yükseklik: 75-150 mm
- Aralık: 100-300 mm
- Kaynak ile çelik başlığa sabitlenir
- Başlığa kafalı (headed stud)
Tam vs Kısmi Kompozit
Tablo: Tam vs Kısmi Kompozit özeti.
| Tür | Stud Oranı | Kapasite |
|---|---|---|
| Tam kompozit | %100 | Maksimum kapasite |
| Kısmi kompozit | %40-%100 | Orantılı azalma |
Kompozit Döşeme Türleri
1. Çelik Tabliye + Beton (Steel Deck)
Trapez profilli çelik sac + üzerine beton:
- Deck kalınlığı: 0.8-1.5 mm galvaniz sac
- Beton kalınlığı: 6-8 cm (toplam 10-18 cm)
- Yapım süresi kısa
- Altı kalıp görevi görür
- Vinç ihtiyacı az
2. Profile Steel Deck
- Çelik saç hem kalıp hem donatı
- Shear lock deseni (mekanik kenetlenme)
- Beton ilave donatı genellikle yok
3. Composite Slab
- Çelik saç sadece kalıp
- Beton üstüne çelik donatı eklenir
- Spans 3-6 m typical
Kompozit Kolon Türleri
CFST (Concrete-Filled Steel Tube)
Çelik boru içinde beton:
- Avantaj: Basit, hızlı, estetik
- Etkin sargı: Beton 3 eksen basınçta
- Dayanım: %20-40 artış
- Burkulma: Çelik boru ana taşıyıcı
CES (Concrete-Encased Steel)
Beton içinde çelik I profili:
- Avantaj: Yangın dayanımı yüksek
- İşçilik: Zorluk, kalıp gerekli
- Kullanım: Ağır yük kolonları, yüksek bina
Kompozit Kolon Kapasitesi
Nb,Rd = fs·As + fc·Ac + fy·Ar (EC4)
- fs: Çelik akma
- fc: Beton basınç
- fy: Donatı akma
- As, Ac, Ar: Karşılık gelen alanlar
Türkiye'de Kullanım
Öne Çıkan Örnekler
- Sapphire Tower (İstanbul) — kompozit kolonlar
- Galata Port — kompozit döşeme
- Marmaray İstasyonları — kompozit yapı
- 3. Köprü — kompozit kiriş
Yaygın Uygulamalar
- Otopark (çelik tabliye döşeme)
- Endüstriyel tek kat (CFST kolon)
- Yüksek bina (CES kolonlar)
- Köprü (kompozit kiriş)
Eurocode 4 Tasarım Akışı
- Elastik hesap: Moment, kesme
- Plastik kesit kapasitesi: Mpl,Rd
- Shear stud sayısı: n = F_shear / P_Rd
- Burkulma kontrolü (kolon için)
- Yangın dayanımı: Eurocode 4 Part 1-2
Avantajlar (Özet)
✅ Yüksek dayanım/ağırlık oranı ✅ Büyük açıklık (10-20 m) ✅ Hızlı yapım ✅ Yangın dayanımı (CES'te yüksek) ✅ Sünek davranış (deprem iyi) ✅ Estetik (CFST dışta gözükür)
Dezavantajlar
❌ Shear stud kaynak kalitesi kritik ❌ Tasarım daha karmaşık ❌ Çelik + beton işçilik birlikte ❌ Korozyon riski (aksi yapıları) ❌ Onarım zor
Kompozit vs Normal Karşılaştırma
Aynı 12 m açıklıklı kiriş, 25 kN/m yük:
Tablo: Kompozit vs Normal Karşılaştırma özeti.
| Sistem | Kiriş Yüksekliği | Ağırlık | Maliyet |
|---|---|---|---|
| BA kiriş | 60 cm | Orta | Baz |
| Çelik IPE | 500 mm (IPE500) | Yüksek çelik | %25 yüksek |
| Kompozit IPE + beton | 350 mm + 15 cm beton | Düşük toplam | %10-15 yüksek |
Kompozit en hafif ve en rijit çözüm.
TBDY 2018 Kompozit Kurallar (Madde 9.10)
- Kompozit birleşim detaylar: Yüksek süneklik seviyesi
- Shear stud min kapasite: TBDY ve EC4 kombinasyon
- Deprem performansı: Test doğrulamalı
Sık Sorulan Sorular
Kompozit yapı pahalı mı? İlk yatırım orta. Büyük projelerde (hızlı yapım + hafif yapı) tam maliyet avantajlı.
Türkiye'de yerli üretim var mı? Çelik tabliye yerel (İskender, Ege Metal). Shear stud ve CFST boruları genelde ithal.
Deprem altında güvenli mi? Evet, uygun detayla. Kompozit sünek davranış, enerji sönümleme iyi. TBDY 2018 Madde 9.10 kuralları.
İlgili
Son güncelleme: 22 Nisan 2026 · Kaynaklar: TS EN 1994-1-1, TBDY 2018 Madde 9.10.
İlgili Hesaplama Araçları
Bu konuyla bağlantılı ücretsiz mühendislik hesaplama araçları: