Çelik Gerilme-Şekil Değiştirme Eğrisi

Yapı çeliğinin mekanik davranışını tanımlayan en temel grafik. Çekme deneyinde ölçülen gerilme (σ) ve birim şekil değiştirme (ε) arasındaki ilişkiyi gösterir. Elastik bölge, akma platosü, pekleşme ve kopma aşamalarını içerir.

Malzeme · Çelik

Eğri Bölgeleri

  • Elastik (0 → εy): σ = E·ε, doğrusal. E = 200.000 MPa.
  • Akma platosü (εy → ~10εy): σ = Fy sabit. Yapı çeliği sünek davranışının kaynağı.
  • Pekleşme (strain hardening): σ tekrar artar, Fu'ya ulaşır.
  • Boyun verme ve kopma: Lokal daralma sonrası kırılma (εu).

Dikkat Noktaları

  • Fu/Fy ≥ 1.15 olmalıdır — aksi halde yetersiz pekleşme, gevrek davranış riski.
  • εu ≥ %15 sünek tasarım için minimum kopma uzaması.
  • Yüksek mukavemetli çelikler (S690+) daha kısa platosüne ve daha küçük εu'ya sahiptir.
  • Gerçek (true) ve mühendislik (engineering) gerilme-ŞD farkını gözden kaçırmayın.

Tipik Çelik Sınıfları

SınıfFy (MPa)Fu (MPa)εu (%)Fu/Fy
S235235360261.53
S275275430231.56
S355355510221.44
S420420520191.24
S460460550171.20
→ Hesap Makinesi'nde herhangi bir Fy/Fu ile σ-ε eğrisi çizdirin
εy=FyESu¨neklik=εuεy\varepsilon_y = \dfrac{F_y}{E} \qquad \text{Süneklik} = \dfrac{\varepsilon_u}{\varepsilon_y}
Yapı Çeliği — İdealleştirilmiş σ-ε Modeli

Sembol Sözlüğü

FyAkma dayanımıMPa
FuÇekme dayanımı (kopma)MPa
EElastisite modülü = 200.000MPa
εyAkma birim ŞD = Fy/E—
εuKopma uzaması%

İdealleştirilmiş Model

1. Elastik: σ = E·ε (0 ≤ ε ≤ εy)
2. Plato: σ = Fy (εy ≤ ε ≤ 10εy)
3. Pekleşme: σ = Fy + (Fu−Fy)·(ε−10εy)/(εu−10εy)

Bu üç-parçalı model tasarımda yaygın kullanılır. Plato uzunluğu çelik sınıfına göre değişir.

Sayısal Örnek (S355)

Veri: Fy=355 MPa, Fu=510 MPa, εu=22%
εy = 355/200000 = 0.001775 = %0.178
Süneklik = 22/0.178 = 124 — yüksek sünek davranış
Fu/Fy = 510/355 = 1.44 ≥ 1.15

iMPa
iMPa
i%
εy — Akma ŞD
—
Fu/Fy
—
Süneklik εu/εy
—
E — Modül
200GPa

Akma Dayanımı, Fy

fy

—

TS EN 10025

Çekme Dayanımı, Fu

fu

—

TS EN 10025

Kopma Uzaması, εu

εu

—

Min %15 sünek tasarım

Çelik Sınıfı

⚙

—

S235–S460 aralığı

Gerilme-ŞD Detayları

Hesap bekleniyor…

Standart Sınıf Eşleşmesi

Hesap bekleniyor…
Hesap

Kaynaklar

TS EN 10025 — Sıcak Haddelenmiş Yapı Çelikleri
S235, S275, S355, S460 çelik sınıflarının mekanik özellikleri. Akma, çekme, uzama değerleri.
Standart
Çelik Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları (ÇYTK 2016)
Türk çelik yapı standardı. Malzeme özellikleri, güvenlik katsayıları, tasarım dayanımları.
Standart
Salmon, Johnson & Malhas — Steel Structures
Çelik malzeme davranışı, σ-ε eğrisi idealleştirmesi ve tasarıma etkisi kapsamlı anlatılır.
Ders Kitabı
Eurocode 3 (EN 1993-1-1)
Çelik yapı tasarım standardı. Malzeme modeli, kısmi güvenlik katsayıları, kesit sınıflandırması.
Standart