Celik Yapi Tasarimi 1 283g6i

[email protected]

O Op

n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

30

TMMOB MO Ankara ubesi Meslek çi Eitim Programlar Çelik Yaplarn Tasarm Kursu – Ocak 2011


31



32


Basnca çalan çubuklarn narinlii 250'den fazla olmaldr (olmamaldr) (TS648 Madde 3.2.1) Çat ve düey düzlem çapraz sistemlerinin tüm basnç elemanlarnda narinlik oran (çubuk burkulma boyu/atalet yarçap)

snr deerini amayacaktr. DBYYHY Madde 4.7.1.2


33


ÖRNEK 2.2.

St37 P = 51,5 ton

A = 53.4 cm² ix = 10,4cm iy = 2,32cm n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

34


X-X eksenine dik burkulmada burkulma boyu Lkx=4,5 m. Y-Y eksenine dik burkulmada burkulma boyu Lky=1,5 m.

X-X eksenine dik burkulmada narinlik Ox = Lkx/ix = 450/10,4 = 43,3 Y-Y eksenine dik burkulmada narinlik Oy = Lky/iy = 150/2,32 = 64,7 Büyük olan 64,7 deerine göre tablodan ; Z = 1,35 bulunur. V = Z.P/A = 1,35x51,5/53,4 = 1,30 t/cm² < 1,4 t/cm² n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

OK. 35

TMMOB MO Ankara ubesi Meslek çi Eitim Programlar Çelik Yaplarn Tasarm Kursu - Ocak 2011

ÇELK YAPILARIN TASARIMI BÖLÜM 2. ÇELK YAPI ELEMANLARI lker Ylmaz TÜRKER n. Yük. Müh. [email protected] Eitim Uzmanlk Alan:YAPI MO Ankara ubesi Telefon:0 312 294 30 66 Faks:0 312 294 30 77


1

TMMOB MO Ankara ubesi Meslek çi Eitim Programlar Çelik Yaplarn Tasarm Kursu– Ocak 2011

ÇELK YAPILAR - 1 1. Giri 2. Çelik yap elemanlar 3. Birleim ve ekler 4. Yükler ve Yük Kombinasyonlar 5. Tayc sistem düzenlemesi 6. Yönetmelik ve standartlar 7. Tasarm Yöntemleri 8. Çelik Uygulama Alanlar 9. Tasarm Örnekleri 10.Yapsal Çelikle lgili Yazlm Tantm


2


ÇELK YAPILAR – 1 2. Çelik Yap Elemanlar

2.1. Çekme Çubuklar 2.2. Basnç Çubuklar 2.3. Kiriler 2.3.1. Hadde 2.3.2. Yapma 2.3.3. Kafes 2.3.4. Petek 2.4. Eilmeli Basnç Çubuklar


3


ÇOK PARÇALI BASINÇ ÇUBUKLARI Sürekli bal çok parçal basnç çubuklar


4


ÇOK PARÇALI BASINÇ ÇUBUKLARI Ba elemanlaryla bal çok parçal basnç çubuklar


5


1. GRUP ÇOK PARÇALI BASINÇ ÇUBUKLARI Enkesitin asal eksenlerinden birisi malzemeli, dieri ise malzemesiz eksendir.


6


Bu çubuklarn hesabnda malzemeli eksene (x-x eksenine) dik burkulma durumunda parçalar arasnda kayma meydana gelmeyeceinden narinlik derecesi hesab tek parçal basnç çubuklarndaki gibi yaplr:


7


Malzemesiz eksene (y-y eksenine) dik burkulma durumunda ise hayali narinlik dercesi hesaplanmaldr: (Hayali narinlik derecesi formülleri de ilk defa Engesser tarafndan verilmitir.)


8


2. GRUP ÇOK PARÇALI BASINÇ ÇUBUKLARI Köeleme konmu iki korniyerle tekil edilen basnç çubuklar bu gruba girer


9


Bu gruptaki çubuklarn sadece (x-x) malzemeli eksen düzlemine dik burkulma tahkiklerinin yaplmas yeterlidir:

Burada lk olarak, çubuun tayc sistem düzlemi içindeki ve buna dik düzlem içindeki burkulma boylarnn ortalamas alnr


10


3. GRUP ÇOK PARÇALI BASINÇ ÇUBUKLARI Bu gruptaki çubuklarn enkesitlerinin her iki asal ekseni de malzemesizdir. Dolaysyla her iki eksen düzlemine dik burkulma durumu için hayali narinlik derecesi hesaplanr.


11


3. GRUP ÇOK PARÇALI BASINÇ ÇUBUKLARI Hayali narinlik derecesi hesap esaslar I. Grup Basnç Çubuklar’ nnkiyle ayndr, bu kez (x-x) ekseni de malzemesiz olduundan:


12


2.3. KRLER 2.3.1. Hadde Mamulü Kiriler 2.3.2. Yapma Kiriler 2.3.3. Kafes Kiriler 2.3.4. Petek Kiriler


13


Kiriler; • • • • •

Salt eilme momenti etkisi altndaki elemanlardr. Genellikle gövde düzlemlerinde yüklüdürler. Tek veya çok açklkl olarak düzenlenebilirler. Kolonlarla birlikte rijit çerçeve olutururlar. Normal gerilmeler, elastisite teorisine göre kesit yüksekliince lineer dalr.


14


2.3.1. HADDE MAMÜLÜ KRLER Enkesiti hadde profilden oluan kirilerdir.


15


Kirilerin Tasarm Bir kiriin kesit tesirleri (moment, kesme) belirlendikten sonra enkesitte kullanlacak profile karar verilir. Seçilen profilin uygun olup olmad u kontrollerle belirlenir: • • • • •

Eilme gerilmesi Kayma gerilmesi Kyaslama gerilmesi Sehim Yanal burkulma


16


Tasarm Paradoksu


17


Tasarm Paradoksu

ZATI YÜKLER ÖLÜ YÜKLER HAREKETL YÜKLER


18


Kirilerin Tasarm Aamalar a. Kiriin Snr artlar Belirlenir Mesnetlenme ekli, yükler ve hesap açklklar tanmlanr. (TS648 Madde 3.3.1)


19


Kirilerin Tasarm Aamalar b. Kesit Tesiri Diyagramlar Çizilir


20


Kirilerin Tasarm Aamalar c. Kiri Enkesiti Seçilir

• •

Profil türü seçilir (kostrüktif) Profil boyutu seçilir

Wger •

M max

V çem

Seçilen profilin kesit mekanik özellikleri belirlenir


21


Kirilerin Tasarm Aamalar d. Gerekli Kontroller Yaplr •

Eilme gerilmesi

V •

M max d V çem Wx

Kesme gerilmesi

W0

§ V çem · Vmax ¸¸ d W em ¨¨ d .t w 3 ¹ ©


22



Kyaslama gerilmesi (kesitte ayn yerde M ve V)

ª0,75V a V 3W d « ¬0,80V a

Vv V

2

M d Ix 2


2

W0

V d .t w 23



Sehim Kontrolü

f d f max L/300

(TS648 Madde 2.4.2.4)


24



Yanal Burkulma

V


M dVB Wx

25


Kirilerin Tasarm Aamalar Yanal Burkulmada Serbest Boy Kavram


26


Kirilerin Tasarm Aamalar Yanal Burkulmada Serbest Boy Kavram

iy

Ag

iy t iy

Iy Ag

S ky 40 S ky 40


Yanal Burkulma Tahkikine gerek yok

Yanal Burkulma Tahkikine gerekli 27


Kirilerin Tasarm Aamalar TS648’de Yanal Burkulma Burkulmada Emniyet Gerilmesi)

(Madde


3.3.4.2.

Yanal

28


Kirilerin Tasarm Aamalar TS648’de Yanal Burkulma (Madde 3.3.4.2. Yanal Burkulmada Emniyet Gerilmesi) Eer basnç bal dolu ve yaklak olarak dikdörtgen enkesite sahip ve enkesitin çekme bal enkesitinden daha ufak deilse :


29


Yukardaki formüllerde notasyon sözü edilen maddede verilmitir.


30


DBYYHY’de aadaki ifade verilmitir: Kirilerin üst ve alt balklar yanal dorultuda mesnetlenecektir. Kirilerin yanal dorultuda mesnetlendii noktalar arasndaki b uzakl

koulunu salayacaktr. Ayrca, tekil yüklerin etkidii noktalar, kiri enkesitinin ani olarak deitii noktalar ve sistemin dorusal olmayan ekil deitirmesi srasnda plastik mafsal oluabilecek noktalar da yanal dorultuda mesnetlenecektir. (madde 4.3.6.1) Yanal dorultudaki mesnetlerin gerekli basnç ve çekme dayanm, kiri balnn eksenel çekme kapasitesinin 0.02’sinden daha az olmayacaktr. (madde 4.3.6.2) n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

31


ÖRNEK 2.1 Yüklemesi verilen sistemin kesit seçimi ve gerekli tahkiklerin yaplmas


32


ÖRNEK 2.1


33


ÖRNEK 2.1

V

W

W


34


ÖRNEK 2.1

M max

Wger

V çem

Seçilen kesit INP300 •

V

533 1.4

380cm3

Wx = 653 cm3

Eilme gerilmesi tahkiki

M max Wx

533 653

0,816t / cm 2 d V çem


1.4t / cm 2

35


ÖRNEK 2.1 •

W0

Kesme gerilmesi tahkiki

Vmax d .t w

4 24,2 u1,08

0,153 0,800t / cm 2


36


ÖRNEK 2.1 •

Kyaslama gerilmesi tahkiki

Vv V

ª0,75V a V 3W d « ¬0,80V a 2

M d Ix 2

2

W0

V d .t w


37


ÖRNEK 2.1 •


V

W0

M d Ix 2 Vmax d .t w

533 24,2 9800 2 4 24,2 u1,08

0,658t / cm 2

0,153 0,800t / cm 2


38


ÖRNEK 2.1 •


Vv

Vv

ª0,75V a V 3W d « ¬0,80V a 2

2

0,6582 3 u 0,1532

0,709 0,75 u 2.4 1.8t / cm 2


39


ÖRNEK 2.1 •

f

Sehim Tahkiki

qL4 384 EI

1u 8 4 384 u 21000000 u 9800 u10 8

L 300

8 300

0,005m

0,027m


40


ÖRNEK 2.1 •

Yanal Burkulma Tahkiki

iy

Ag

Ag

Iy Ag

12,5 u1,62 1,08 u 24.16 / 5 25,5cm 2 Iy

1,62 u12.53 12


263,7cm

4

41


ÖRNEK 2.1 •


iy Ag

Ag S ky

40 •

263,7 25,5

Iy

800 40

3,2cm

20cm ! 3,2

Yanal Burkulma Tahkiki gerekli


42


ÖRNEK 2.1 •


Cb

1,75 1,05(1) 0,3(1) 3 u107 u1 111 2400

2

S ky / i y


1 800 / 3,2 250

43


ÖRNEK 2.1 •


VB •

107 u1 2 160 kg / cm 2 250

Eilme gerilmesi 0,816t/cm2 olarak bulunmutu. Kiriin serbest boyunu azaltan önlemler alnmaldr. n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

44


2.3.2. YAPMA KRLER Levha ad verilen çeitli kalnlktaki elemanlarn uygun boyutlarda kesilerek birletirilmesiyle oluturulan kirilere dolu gövdeli yapma kiri denir. Perçinli, bulonlu ve kaynakl kiriler söz konusudur.


45


KEST OLUTURMAK! Deneyimlilerin dahi herhangi bir kriter olmakszn tasarlamakta zorlanaca bir durumdur. Literatürde baz yaklamlar gelitirilmitir.


46


Gövde Levhas Ekonomiklik bakmndan; h= L/10~L/12 h= L/15 h= L/25

basit kiri ters sehim vererek sürekli kirilerde

tg= h/110 veya h 1000mm tg= 8~16mm h 1500mm tg= 10~20mm h> 2000mm tg= 14~28mm


47


Balk Levhas

b= L/25~L/60 yahut b= (0.20~0.45)h


48


YÖNETMELK KOULLARI TS648 Madde 3.6, yapma dolu gövdeli kiriler için baz koullar içerir:

h = Balklar arasnda gövdenin net yükseklii (cm), t = Gövdenin kalnl (cm), a = Gövde malzemesinin akma snr (t/cm2) dir.


49


YÖNETMELK KOULLARI TS648 Madde 3.6, yapma dolu gövdeli kiriler için baz koullar içerir: berkitmesiz balklar:

Berkitmeli balklar:


50


2.3.3. KAFES KRLER Çekme ve basnç çubuklarndan oluan tayc sistemlere kafes kiri denir. Çubuk eksenleri ayn düzlemde bulunur ve düzlem kafes sistemleri olutururlar. Birbirine bal üçgenlerden meydana gelirler.


51


Yükler düüm noktalarndan uygulanmaldr, aksi takdirde eilme rijitlii çok düük olan elemanlarda momentler meydana gelir ve sistem stabilitesini yitirebilir.


52


En çok kullanldklar yerler çat makaslardr.


53


Düüm noktalar kaynakl ve bulonlu olarak tekil edilebilir.


54


Dolu gövdeli kirilerinkine benzer düzlem tayclar oluturulabilir.


55


Basnç ve çekme çubuklar kavram


56



Elemanlarda çekme gerilmeleri oluur. n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

57




58


Kompleks kafes sistemler


59



60


2.3.4. PETEK KRLER , profilin gövdesi boyunca zig-zagl olarak kesilmesiyle elde edilen iki parçann kaydrlp uç bölgelerinden istenildiinde ek parça kullanlarak kaynakla yeniden birletirilmesi sonucu oluturulan Petek Kesitler daha çok düzgün yayl yüklerin tanmasnda kiri olarak kullanlmaktadr.


61


Amaç hadde mamulü kirilerden atalet momenti daha yüksek ve hafif kesitler üretmektir. Döeme kirii olarak kullanld durumlarda boluklardan tesisat unsurlarnn geçiini salamak bakmndan da kullanldr. Betonla kompozit çaltrlabilirler.


62



63



64



65



66


Ders Sonu

V

V

ZATI YÜKLER ÖLÜ YÜKLER HAREKETL YÜKLER

V

W

W

Fg


67


ÇELK YAPILARIN TASARIMI BÖLÜM 2. ÇELK YAPI ELEMANLARI lker Ylmaz TÜRKER n. Yük. Müh. [email protected] Eitim Uzmanlk Alan:YAPI MO Ankara ubesi Telefon:0 312 294 30 66 Faks:0 312 294 30 77


1




2


ÇELK YAPILAR – 1 2. Çelik Yap Elemanlar

2.1. Çekme Çubuklar 2.2. Basnç Çubuklar 2.3. Kiriler 2.3.1. Hadde 2.3.2. Yapma 2.3.3. Kafes 2.3.4. Petek 2.4. Eilmeli Basnç Çubuklar


3

TMMOB MO Ankara ubesi Meslek çi Eitim Programlar Çelik Yaplarn Tasarm Kursu– Ocak 2001 2.4. Eilmeli Basnç Çubuklar (birleik eilme)

Eilme momenti ile birlikte eksenel basnç kuvveti etkisi altndaki çubuklar bu gruba girer. Eilmeli burkulma söz konusudur. Kesit etkileri: P + Mx ya da My P + Mx + My eklindedir. Kesit tasarm TS 648 Madde 3.4’e göre gerçekletirilir.


4


Birleik eilme tesiri altndaki bir elemann kesitindeki gerilmeler aadaki gibidir:


5


Eksantrik bir basnç kuvvet veya merkezi basnç kuvveti ile beraber Mx ve/veya My eilme momentlerine çalan çubuklardaki burkulma tahkiki ve burkulmasz bir gerilme tahkiki aadaki formüllerle yaplr:


6


Eer;

ise yukardaki formüller yerine aadaki formül kullanlabilir:


7


Yukardaki formüllerde : bem = Yalnz basnç kuvveti etkisi altnda müsaade edilecek gerilme (Madde 3.2.2), B = Yalnz eilme momenti etkisi altnda müsaade edilecek basnç eilme gerilmesi (Madde 3.3),

Sb = Mesnetler arasndaki desteksiz mesafe, Ib = Eilmenin olduu düzleme ' dik eksene göre atalet mom., K = Eilmenin olduu eksene göre burkulma boyunu elde etmek için kullanlan katsay, n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

8


eb= Yalnz basnç kuvveti etkisi altnda hesaplanan gerilmeyi, b = Yalnz eilme momenti etkisi altnda hesaplanan basnç gerilmesi, Cm = Uç momentlerini y açklk momentlerini ve yanal desteklemeyi göz önüne alan bir katsay olup, - Yanal deplasmann mümkün olduu çerçevelerde Cm = 0,85, - Düüm noktalarnn ötelenmesine, müsaade edilmeyen çerçevelerde ve üzerinde eilmenin düünüldüü düzlemde yük olmayan çubuklarda,


9


M1/M2 orannn iareti:


10


M1/M2 orannn iareti:


11


Düüm noktalarnn ötelenmesine müsaade edilmeyen çerçevelerde ve üzerine eilmenin düünüldüü düzlemde yük alan çubuklarda Cm kesin hesap yöntemleriyle bulunmaldr. Çizelge -10'da verilen durumlar için:

Formülü kullanlarak bulunabilir. Formülde:


12


0 = Eilme yükünden meydana gelecek maksimum deplasman, M0 = Maksimum moment. Çubuk uçlarnda yanal deplasman söz konusu ise Cm =0,85


13


(Kirilerin Tasarm Aamalar’ndan) TS648’de Yanal Burkulma Burkulmada Emniyet Gerilmesi)

(Madde


3.3.4.2.

Yanal

14


Kirilerin Tasarm Aamalar TS648’de Yanal Burkulma (Madde 3.3.4.2. Yanal Burkulmada Emniyet Gerilmesi) Eer basnç bal dolu ve yaklak olarak dikdörtgen enkesite sahip ve enkesitin çekme bal enkesitinden daha ufak deilse :


15


Cb katsays:


16


TS648 Çizelge.10


17




18


BÖLÜM 3. BRLEM VE EKLER 3.1. Cvatal birleimler 3.2. Kaynakl birleimler 3.3. Birleim ve Ek tekilleri 3.4. Mesnetler, ankrajlar ve taban levhalar


19


3.1. Cvatal Birleimler


20


Uç tarafndaki belli bir uzunluunda spiral di açlm bir ksm olan silindirik gövdeli ve altgen balkl bir birleim aracdr.

• •

Normal cvatalar Yüksek mukavemetli cvatalar n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

21



22



23



24



25



26



27



28



29



30



31



32



33



34



35



36



37



38



39



40



41



42



43



44


Ders Sonu


45


ÇELK YAPILARIN TASARIMI BÖLÜM 3. BRLEM VE EKLER lker Ylmaz TÜRKER n. Yük. Müh. [email protected] Eitim Uzmanlk Alan:YAPI MO Ankara ubesi Telefon:0 312 294 30 66 Faks:0 312 294 30 77


1




2


3. Birleim ve Ekler 3.1. Cvatal birleimler 3.2. Kaynakl birleimler 3.3. Birleim ve Ek tekilleri 3.4. Mesnetler, ankrajlar ve taban levhalar


3


Dayanmlar bakmndan 2 tür cvata vardr: 1. Normal cvatalar 2. Yüksek mukavemetli cvatalar


4


Normal Cvatalar (Bulonlar) Yük aktarrken gövdesi enkesitinde kesmeye, gövde çevresinde ezilmeye çalrlar. Gövdenin di açlmam ksm birletirilen elemanlarn toplam kalnlndan birkaç milimetre fazla olmaldr.


5


Cvata Elemanlar


6


Cvata Elemanlarnn Boyutlar


7


Cvata Emniyet Gerilmeleri


8


Normal cvatalarda iki tür çelik kullanlmaktadr: 4.6 Snf ( St37 çelii kullanlan yap ksmlarnda kullanlr) (4.6 çeligi : kopma mukavemeti 4x10=40 kg/mm2 ve akma snr 0.6x40=24 kg/mm2 olan çelii ifade etmektedir). 5.6 Snf (St52 çelii kullanlan yap ksmlarnda kullanlr) (5.6 çelii : kopma mukavemeti 5x10=50 kg/mm2 ve akma snr 0.6x50=30 kg/mm2 olan çelii ifade etmektedir). Kaba cvata olarak 4.6 çelii, uygun cvata olarak ise 4.6 ve 5.6 çelikleri kullanlmaktadr. n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

9


Metrik sistemde bulonlar M10, M12, M16 seklinde gösterilirler. M harfinin yanndaki saylar mm cinsinden Kaba bulonlarda, bulon gövde çapn (d), ifade etmektedir. Uygun bulonlarda ise bulonun gövde çap, söz konusu sayya 1 mm eklenerek elde edilmektedir.


10


Cvata Sembolleri ve Geometrik Özellikleri


11


Kesme Türleri


12


Kesme Türleri


13


Cvatal Birleim Kenar ve Ara Mesafeleri


14


Cvatal Birleim Kenar ve Ara Mesafeleri


15


Kullanlacak Cvata Çapnn Belirlenmesi Bir

birleimde kullanlacak belirlenebilir.

bulon

çap

aadaki

bant

ile

(t, cm biriminde en ince parça kalnldr) Ancak, birletirilen elemanlarn profil olmas durumunda, ilgili profil için öngörülen kullanlabilecek maksimum bulon çap deeri esas alnmaldr. Söz konusu maksimum bulon çaplar, ilgili profile ait tablolardan alnr.


16


Konstrüktif Kurallar • • •

Kuvvet ne kadar az olursa olsun en az iki bulon kullanmadkça birleimin kuvvet aktardg kabul edilmez. Ayn sra üzerinde 5’den fazla bulon kullanlamaz. Kenar ve ara mesafeler önemlidir.


17


Cvata Tahkiki

• • •

Kesme Gerilmesi Tahkiki Ezilme Gerilmesi Tahkiki Eksenel Çekme Gerilmesi Tahkiki


18


Kesme Gerilmesi Tahkiki

Ws

Ws

N d W sem 2 Sd 4 N d W sem 2 Sd 2 4 n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

19


Ezilme Gerilmesi Tahkiki

Vl

N d V lem d .t min

tmin: birleimdeki minimum eleman kalnl Tek tesirli birleimde: tmin= min(t1, t2) Çift tesirli birleimde: tmin= min(t1, t2+t3) n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

20


Eksenel Çekme Gerilmesi Tahkiki Moment aktaran birleimlerde cvatalar; kesme ve ezilme ile birlikte eksenel çekme gerilmelerine de maruz kalrlar. Burada dikkat edilmesi gereken nokta; kesme ve ezilmedeki gibi “d” çap deil, didibi alannn kullanlmas gerektiidir.

Vz

Z d V zem Açek

S 0,86d

2

Açek


4 21


Yüksek Dayanml Cvatalar Yüksek mukavemetli bulonlar yüksek mukavemetli çelikle üretilir. Örnein 10.9, 12.9 gibi. Bu bulonlarla yaplan birleimler iki türlüdür: • SL ve SLP birleimleri (Gövdede kesme ve ezilme, normal bulonlardaki gibi) • GV ve GVP birleimleri (yük, levhalar arasndaki sürtünme ile aktarlr.


22

TMMOB MO Ankara ubesi Meslek çi Eitim Programlar Çelik Yaplarn Tasarm Kursu– Ocak 2001 SL ve SLP Birleimleri

SL birleimleri hareketsiz yap ksmlarnda, SLP ise hareketli yap ksmlarnda kullanlr. SL ve SLP’de Cvata Çaplar


23


SL ve SLP’de Kesme Emniyet Gerilmeleri


24


SL ve SLP’de Ezilme Emniyet Gerilmeleri


25

TMMOB MO Ankara ubesi Meslek çi Eitim Programlar Çelik Yaplarn Tasarm Kursu– Ocak 2001 GV ve GVP Birleimleri

Somunlara uzun kollu özel anahtar ile belirli (büyük) skma momentleri uygulanarak, bulonlara Pv öngerme kuvveti verilir. Bu Pv kuvveti birletirilen elemanlarn birleim yüzeylerine basnç kuvveti olarak etkir. Böylece bulon eksenine dik kuvvet aktarm elemanlar arasndaki sürtünme kuvveti yoluyla gerçekleir. Hareketli ve hareketsiz yap ksmlarnda kullanlr.


26


Kesme kuvveti yolu


27


Normal kuvvet yolu


28


GV Birleimlerinde Hesap Esaslar Bir bulonun bir birleim yüzeyindeki sürtünme ile emniyetle aktarabilecei kuvvet:

: Temas yüzeylerindeki sürtünme katsays Q : Kaymaya kar emniyet katsays Pv : Bulon öngerme kuvveti


29


Temas yüzeyindeki sürtünme katsays (P)


30


Kaymaya kar emniyet katsays (Q)


31


Öngerme Kuvvetleri (Pv)


32


GV ve GVP birleimlerinde ayrca ezilme gerilmesi tahkiki yaplr. Bu durumda sürtünme kuvveti yok farz edilir. Emniyet gerilmeleri aadaki gibidir:


33




1




2




3


3.2. Kaynakl Birleimler Ayn veya benzer alaml metallerin, s etkisi altnda birletirilme ilemine kaynak ad verilir.


4


Kaynakla birletirmenin baz türlerinde, benzer alaml bir ilave metal de kullanlr (elektrod veya tel); baz türlerinde ise kullanlmaz. •

Is derecesinin, metallerin ergime noktasna kadar yükseltilmesiyle kaynak ilemi gerçekleiyorsa bu tür kaynaklara ergitme kaynaklar ad verilir.

•

Is metallerde plastik kvam (kzl derece) oluturacak mertebede kalmsa, bu durumda kaynak türü basnç kaynadr. Normal çelik yaplarda daha çok ergitme kayna kullanlmaktadr.


5


Ergitme Kaynaklar Ergitme kaynanda, birletirilecek parçalarn birbirlerine kaynaklanacak ksmlar ile ilave metal ergime derecesine kadar (3000oC ~5000oC)stlr ve ergiyerek birleen ksmlarn soumas sonucunda birleim salanm olur.


6


Ergitme Kaynaklar Standart Elektrik Ark Kayna Çelik yaplarda en çok uygulanan yöntemdir. Kaynak için gerekli s elektrik ark ile salanr. Elektrik ark, birletirilecek parçalarn oluturduu esas malzeme ile elektrot adn alan kaynak teli arasnda meydana gelir. Elektrod, kaynak makinesinin (-) kutbuna baldr. Kaynaklanacak parçalar ise kaynak makinesinin (+) kutbuna baldr.


7


Elektrodun ucu kaynaklanacak bölgeye yaklatrlnca kaynaklanacak parçalar ile arasnda bir elektrik ark meydana gelir. Arkn dourduu yüksek s (~4000oC) etkisiyle parçalarn kenarlar ve elektrodun ucu ergime durumuna gelir. Elektrodun ucunda oluan metal damlalar, yer çekimi ve (-) kutuptan (+) kutba doru meydana gelen elektron akm sayesinde kaynak derzini doldurur. Alternatif ehir akmn kaynaa elverili (genellikle doru) akma çevirmek amacyla kaynak makineleri kullanlr.


8


Elektrodlar 2~8 mm çapndadr ve kaynakla birletirilecek parçalarn malzemesine uygun alamda bir metalden üretilmilerdir. • •

Çplak elektrodlar Sval elektrodlar


9


Çplak elektrodlar ile kaynak çekilmesi srasnda kaynak bölgesi havadan oksijen ve azot aldndan ve çabuk souma meydana geldiinden kaynak dikilerinin kalitesi ve mukavemeti düük olur. Kuvvet aktaran dikilerin çekilmesinde çplak elektrot kullanlmamaldr.


10


Sval elektrodlarda elektrodun yüzeyi svayla kaplanmtr. •

Sva maddesinin yanmasndan oluan koruyucu gazlar kaynak bölgesinden havay uzaklatrr.

•

Sva malzemesi kaynak dikiinin üzerinde cüruf tabakas oluturarak ergimi haldeki malzemenin çabuk soumasn ve bu nedenle diki içinde gaz habbeciklerinin kalmasn ve kaynak dikiinde ilave gerilmelerin olmasn önler.

•

Ergimi haldeki kaynak malzemesi ile cüruf malzemesi arasnda meydana gelen kimyasal reaksiyon sonucu kaynak mukavemeti artar.


11


Standart elektrik ark kaynann avantajlar: •

Açk ve kapal alanlarda uygulanabilir.

•

Elektrod ile ulalabilen her noktada ve pozisyonda kaynak yapmak mümkündür.

•

Dier kaynak yöntemleri ile ulalamayan dar ve snrl alanlarda kaynak yapmak mümkündür.

•

Kaynak makinesinin güç kayna uçlar uzatlabildii için uzak mesafedeki balantlarda kaynak yaplabilir.

•

Kaynak ekipmanlar hafif ve tanabilirdir. n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

12


Özlü Tellerle Elektrik Ark Kayna Elekrik ark kayna elektrod yerine özlü tellerle de yaplabilir. Özlü teller, sval elektrodun tersyüz edilmi halidir. Sva tabakas malzemesi telin çekirdeinde yer alr. Ark ve kaynak bölgesini koruma ilevi özlü tel çekirdeinin yanmas ve ayrmas sonucunda oluan gazlar tarafndan veya gazalt kaynandaki gibi dtan beslenen bir koruyucu gaz tarafndan gerçekletirilir. Sval elektrodlarn üzerindeki örtü maddesi elektrodlarn düz çubuklar olarak üretilmesine ve boy kstlamasna neden olur. Özlü tellerde ise bu örtü maddesi boru eklindeki tel elektrodun içinde olduu için makaralara sarl tel eklinde üretilir ve kesintisiz kaynak bölgesine sürülebilir. Bu kaynak yöntemi, hem yar otomatik hem de otomatik kaynak sistemlerinde uygulanabilir. n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

13


Gazalt Elektrik Ark Kayna Kaynak bölgesine sürekli ekilde sürülen, masif haldeki tel elektrod ergiyerek tükendikçe kaynak metalini oluturur. Kaynak ilemi srasnda kaynak bölgesi, atmosferin zararl etkilerinden kaynak alevinden gelen gaz veya gaz karm tarafndan korunur. Koruyucu gaz olarak Argon, Helyum veya Karbon Dioksit kullanlr. Kaynak ilemi sonucunda düzgün ve yüksek nüfuziyetli kaynak dikileri elde etmek mümkündür.


14



15


Tozalt Elektrik Ark Kayna • Kaynak tozu, elektrottan önce kaynak derzine yerletirilir. • Özellikle uzun kaynak boyu uygulamalar (90 cm veya daha uzun) için uygundur. • nce ve kaln et kalnlkl çelik profiller için kullanlabilir ve yüksek kaliteli köe, ksmi ve tam nüfuziyetli küt kaynak ilemine uygundur • Kapal ve açk alanlarda uygulanabilir. • Sadece yöntem yatay kaynak pozisyonlar için uygundur.


16


Tozalt Elektrik Ark Kayna


17

TMMOB MO Ankara ubesi Meslek çi Eitim Programlar Çelik Yaplarn Tasarm Kursu– Ocak 2001 Gaz Kayna

Yüksek scaklk gaz alevi ile salanr. Gaz alevi alümo denen bir aletin ucunda yaklr ve kaynakç bir elinde alümo dier elinde ise kaynak telini tutarak kayna gerçekletirir. Bu yöntemle elde edilen dikilerin mukavemeti düük olduundan çelik yaplarda kuvvet aktaran dikiler için kullanlmaz. Öte yandan çelik atölyelerinde gaz alevi, özellikle levha ve profillerin kesilmesi iinde kullanlr. Buna otojen kesme denir.


18


Kaynak Dikileri

•

Küt kaynak dikileri

•

Köe kaynak dikileri


19


Küt Kaynak Dikileri ki levhann yan yana getirilen kenarlar boyunca çekilen kaynak dikilerine küt dikiler denir. Levha kenarlarnn ilenme ekline göre küt kaynak dikileri özel isimler alrlar (Tablo 1). I, V, Y, U dikileri bir seferde çekilebilirler, dier tarafta kalan kaynak kökünün kaznmas ve yeniden kaynaklanmas gerekmektedir. Kaynak dikiinin kök ksmnn sonradan kaynaklanmas olana yoksa; altna örnein oluklu bir bakr ray yerletirilmek suretiyle, bu ksmn muntazam olmas salanr.


20


Küt Kaynak Dikileri


21


Küt Kaynak Dikileri


22


Küt Kaynak Dikileri Küt kaynak dikiinin kalnl levha kalnldr. Birletirilen levhalarn kalnlklar birbirinden farkl ise küt dikiin kalnl bu parçalardan en incesinin kalnlna eit alnr:


23


Küt Kaynak Dikileri Küt kaynak dikilerinin uygulama uzunluklar uçlarndan birletirdikleri elemanlarn genilii kadardr. Tarma levhalar kullanlarak, krater oluumu engellenmediyse, küt kaynak hesap boyu uygulama boyundan iki uçta oluan krater boylar düülerek hesaplanr:


24


Köe Kaynak Dikileri ki çelik levhann birbirine dik veya en az 60o tekil eden yüzeyleri arasndaki kaynak dikiine köe kaynak dikii denir. Yüzeyler arasndaki açnn 60o den az olmas durumunda köe kaynak dikilerinin kuvvet tad kabul edilmez. Köe dikilerin kalnl olan a, kaynak enkesiti içine çizilen ikiz kenar üçgenin yüksekliine eittir


25


Köe Kaynak Dikileri Köe kaynaklarda minimum kaynak kalnl 3 mm, maksimum kaynak kalnl 0.7tmin’dir.


26


Köe Kaynak Dikileri


27


Köe Kaynak Dikileri 10a < l < 100a


28


Köe Kaynak Dikileri


29



30



31


DERS SONU


32




1




2




3


3.3. Birleim ve Ek Tekilleri

Neden ek yaplr? • • •

Snrl üretim boylar Tanabilir boyda imalat yapabilmek Zayiat azaltmak


4


3.3.1 Çekme Çubuklarnn Eki Birletirme elemanlarna göre: • • •

Perçinli Bulonlu Kaynakl


5


Birletirme ekline göre: • • •

Üniversal ek Enine levhal ek Lamal ek


6


Çekme çubuklarnn ekinde 3 art aranr: •

Ek parçalarnn faydal enkesit alan eklenen parçalarn faydal enkesit alanndan küçük olmamaldr Fn,ek Fn

•

Ek parçalar arlk merkezi ile çekme çubuu arlk merkezi üst üste dümelidir

•

Her ek parças kendi üzerine düen kuvveti ekin bir tarafna aktaracak ekilde birletirme yaplmaldr.


7



8


Gövde ekinin payna düen kuvvet:

Balk ekinin payna düen kuvvet:


9



10


Cvatal Ek


11



12


Profil Kesiti


13


Cvata Hesab


14


Kaynakl Ek Üniversal Ek Çubuklarnn dorudan doruya ucuca küt kaynakla balanmas ile elde edilir.


15


Gövdede küt diki yapmadan önce profillerin boyun bölgeleri mutlaka oyulmaldr. Ayrca artname uyarnca bu tip eklerde küt dikilerin emniyet gerilmesi %50 azaltlr. Yönetmelie göre bu ek tarzndan mümkün olduunca kaçnlmaldr.

Küt diki alan yaklak çekme çubuunun net enkesit alanna eit kabul edilirse, ekin tayabilecei maksimum kuvvet çubuun tayabilecei en büyük kuvvetin ancak %39’u olabilir n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

16


Enine Levhalı Ek Ucuca eklenecek çekme çubuklarnn aralarna konan enleme levhaya köe kaynak dikileriyle balanmalar sonucunda oluturulan ek çeididir. Profili enleme levhasna balayan toplam köe diki alan mevcut kuvvete bölünmek suretiyle kaynak dikilerinin kontrolü yaplr. Enine levha kalnl en az profil balk kalnl kadar alnr. Köe kaynak diki kalnlklar maksimum seçilmelidir.


17


Ucuca böyle bir ekte kaynak kalnl 0.7tmin olacandan; 2a=1.4t olur. Ak = 1.4Apr Pk = 1.4xAprx1.1 Ppr = 1.4xApr J = Pk/Ppr = 1.1 Kaynaklar, profilin tayaca yükün 1.1 katn tayabilir.


18


Lamalı Ek Konstrüktif kurallar önemlidir. Ekin 3 art salanrsa profilin tad kuvveti aynen tayabilir. Kaynak boyunda 15a <100a art salanmaldr.


19



20



21


ÖRNEK 3.1 Çekme çubuu cvatal eki


22


Çekme çubuu cvatal eki Malzeme St37 Profil ½ IPE330 tw = 7,5mm tf = 11,5mm Balk cvatas M22 Gövde cvatas M16

(A = 31,3cm2)

a) An = 31,3 – 2*1,15*2,3 = 26 cm2 An,ek = (19*1,2 – 2*1,2*2,3)+2(13*0,6-2*1,7*0,6) = 28,8 cm2 An,ek > An


23


b) Arlk merkezinin yeri X-X ekseni etrafnda

yek

y 'y

1,2 2.13.0,6(16,5 6,5 ) 2 2.13.0,6 19.1,2

36,5 6

4,3cm

42,5cm

43 42,5 0,5mm n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

24


c) Balant elemanlar PL6*130 P=26.1,4= 36,4 t ek levhalar alan

Pg

A=2.0,6.13+19.1,2 = 38,4 cm2

2.13.0,6 36,4 14,79ton 38,4

6 adet çift tesirli cvata


25


Pg1

14,79 6 2,465 S 1,6 2 2 4

Wa

Vl

2,465t 0,613t / cm 2 2,1t / cm 2

2,465 1,6.0,75

2,05 4,2t / cm 2


26

TMMOB MO Ankara ubesi Meslek çi Eitim Programlar Çelik Yaplarn Tasarm Kursu – Ocak 2011 PL12*190

Pg Pb1

Wa

Vl

22,8 36,4 21,61ton 38,4 21,61 3,6t 6 3,6 2 2 0 , 947 t / cm 2 , 1 t / cm S 2,2 2 4 3,6 1,423 4,2t / cm 2 2,2.1,15 n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

27




1




2




3



4


Normal Kuvvete Maruz Kaynak Dikileri


5


Kesme Kuvvetine Maruz Kaynak Dikileri


6


Normal Kuvvet ve Kesme Kuvvetine Maruz Kaynak Dikileri


7


Eilme Momentine Maruz Kaynak Dikileri


8


Eilme Momenti ve Kesme Kuvvetine Maruz Kaynak Dikileri


9


Birleik Eilme ve Kesme Kuvvetine Maruz Kaynak Dikileri


10


Örnek 3.2


11



12


•

Birleimdeki kaynaklar küt kaynaktr.

•

Kaynak dikilerinde yüklemeye bal olarak normal gerilme ve kayma gerilmesi olumaktadr.

•

Bu iki gerilmenin ayn anda olumas nedeniyle bir de kyaslama gerilmesi (veya DIN 4100’e göre asal gerilme) tahkiki yaplmaldr.


13


Kaynak kalnl tahkiki ve kaynak boyu


14


Normal gerilme tahkiki


15


Kesme gerilmesi tahkiki


16



DIN4100’e göre asal gerilme tahkiki


17



18


3.3.2 Kolon Eki Birletirme elemanlarna göre: • •

Cvatal Kaynakl


19



20



21



22


Cvatal ekler •

Tam ek Ek yüzeyleri temas etmez, yükün tamam ek levhalar ve cvatalar araclyla aktarlr. Çekme çubuklarndaki 3 koul geçerlidir.Birleimde moment bulunabilir.

•

Temas eki Ek yüzeylerinin temas söz konusudur, yükün %50’si temasla, %50’si ek levhalar ve cvatalarla aktarlr. Merkezi basnç yükü olmaldr. Temas yüzeyleri 1/100 mm hassasiyetle frezelenmi olmaldr. n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

23



24


3.3.3 Kirilerin Eki Birletirme elemanlarna göre: • •

Cvatal Kaynakl


25



26



27



28



29



30



31



32



33



34



35



36



37



38




1




2




3


(3.3.3 Kirilerin Eki) Cvatal Ek Hesab


4


be t b B Fnek

be .t 2e 2d .t 2 e t FnB

b.t 2dt

he d h 2c t1e t 0,8t


5



e1

(3 ~ 4)d

e2

(3 ~ 6)d

e3

(2 ~ 3)d

e4

3 e1 2

6


Ek elemanlarnn tasarmnda kullanlacak moment; •

Basit kirilerde kiri kesitindeki moment, kesitin tayabilecei en büyük momentin yarsndan küçükse, kesitte bulunan deer yerine en büyük momentin yars alnr.

•

Sürekli kirilerde ise kesitin tayabilecei en büyük moment alnr.

M ek

WxV çem


7


Statik etkilerin datm yaplr:

Fek

I ek

FekB FekG

I ekB I ekG

(2bet 2e ) (2het1e ) 2 3 · § § · h t h § · 2e e ¸ ¨ 2bet 2e ¨ ¨¨ 2t1e ¸¸ ¸ ¸ © ¨ 2 12 ¹ © ¹ ¹ ©

Moment atalet momentleriyle, normal kuvvet alanlarla orantl datlr. Kesme kuvvetinin tamam gövde tarafndan tanr.


8


Balk ekiyle aktarlacak etkiler:

I ekB I ek

M ekB

M ek

N ekB

FekB N ek Fek


9


Gövde ekiyle aktarlacak etkiler:

I ekG I ek

M ekG

M ek

N ekG

FekG N ek Fek


10


Gerekli kontroller yaplr: Profil balnn ekiyle ilgili B Fnek

N N S1

be .t 2e 2d .t 2 e t FnB

b.t 2dt

M ekB N ekB 2 h

Sd 2 4

W sem

dt2 eV Lem

NL

n

N em

min( N S 1 ; N L )

N N em


11


Profil gövdesinin ekiyle ilgili

N iM N1M N

M 1

N

M i


ri r1 N

M i

r1 ri

N

M 1

ri r1

12


O’ya göre moment denge denklemi yazlrsa

M ekcG

N1M r1

m

M N ¦ i ri i 1

N1M

m

2 r ¦i i 1

M ekcG r1 m

2 r ¦i i 1


13


en uzaktaki bulonun koordinatlar x1, y1 ise

N1Mx

M ekcG y1 m

2 r ¦i i 1

N1My

M ekcG x1 m

2 r ¦i i 1


14


Bulonlara gelen yatay etki (X dorultusunda)

N1M


N ekG m

15


Bulonlara gelen düey etki (Y dorultusunda kesme kuvveti)

N


Q 1

Qek m

16


Arlk merkezinden en uzaktaki bulona gelen kuvvet

N

N

M 1

N1M

M 1x

N

N

N 2 1

M 1y

N

Sd 2 W sem °N S 2 2 d® 4 ° N L dt gV lem ¯


Q 2 1

17


Moment Aktaran (Rijit) Kiri-Kolon Balantlar Guseli Balantlar


18


Guseli Balantlar

b

a1 a2

O

y

N1

h

Q1

a3 a4

dy

O

M1

a5 h'

Q2

a6

M2 = M1 t'

N2


19


•

Aln levhas genilii, kiri profili balk geniliinden az olmamaldr. Kalnl ise balk kalnl mertebesinde olmaldr.

•

Bulon çap, kolon profili bal için uygun boyutta olmaldr.

•

Bulonlarn ara mesafeleri 4~5d eklinde yaplabilir.

•

Guse eimi 1:1 mertebesinde olabilir. Guse levha kalnlklar, kiri gövde ve balk levhalar mertebesinde seçilmelidir.

O


20


Statik etkiler (kesit tesirleri) kolon yüzüne tanr

O

N2

Q1

Q2

N1

O

M1

M2 = M1

M 1c

hcol M 1 Q1 2

N1 n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

Q1 21


Kaynaklarn oluturduu sistemin tarafsz ekseni hesaplanr (y) b

a1

h

a3 a4

dy

a4 ve a6 küt kaynak

h'

a5 a6 t'

dy

h y 2

y

a2


22


Fk ve Ik hesaplanr b

a1

a1 dikiinde

a2

Vk

a3 a4

a6 dikiinde

y h dy

M 1c N1 ( y a1 ) d V kem Ik Fk

h'

a5

t'

a6

Vk

M 1c N1 ( h hc y ) d V kem Ik Fk


23


Fk ve Ik hesaplanr b

a3 ve a5 dikiinde

a1

Wk FkG

2>h1c 2a3 a3 hc t c 2a5 a5 @

Vk

M 1c N1 (h hc y t c) Ik Fk

h

y

a2

Q1 FkG

dy

a3 a4

h'

a5

t'

a6

Vv

V k2 W k2 d V vem


24


Bulonlarda gerilme kontrolü b

a1

h

y

a2 dy

a3 a4

h'

a5

t'

a6

Çekme bölgesinde çekme kuvvetini alrlar, tüm bulonlar ayrca kesme kuvvetini de tarlar. Levhann basnca çalan alt bölgesinde üçgen basnç gerilmesi dalm oluur. Tarafsz eksenin yerini bulmak için 3. derece denklem çözümü gerekir. Bunun yerine tarafsz eksenin yeri yeterli yaklaklkla en alt bulon srasnn hemen üzerinde yer ald varsaylr.


25


b

a1

H1

M cc f h1

M cc

§h · M 1c N1 ¨ hc x ¸ ©2 ¹

h

y

a2

tarafsz eksenden en uzakta yer alan bulon çiftine moment etkisinden gelen çekme kuvveti:

dy

a3 a4

h'

a5 a6 t'

x


26


b

a1

h

y

a2 dy

a3 a4

h'

a5

t'

a6

m: bulon sra says m 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

f 0.800 0.643 0.533 0.455 0.396 0.350 0.314 0.284 0.260 0.239 27


b

a1

h

y

a2

Kesme kuvveti

V1

Q1 2m

dy

a3 a4

h'

a5

t'

a6


28


b

a1

h

y

a2

Buna göre bir bulonda yaplmas gereken gerilme kontrolleri:

dy

a3 a4

Vz

H1 d V zem 2 Fz

Ws

V1 d W sem Fs

h'

a5

t'

a6

Vv

V z2 3W 2 d 0,75V a


29




1




2




3


3.4. Mesnetler, ankrajlar ve taban levhalar

•Mafsall kolon ayaklar •Ankastre kolon ayaklar


4



5



6



7



8

TMMOB MO Ankara ubesi Meslek çi Eitim Programlar Çelik Yaplarn Tasarm Kursu– Ocak 2001 P

3.4.1 Mafsall Kolon Ayaklar Sadece Normal Kuvvet Taban levhas boyutlar belirlenir:

Au B t

P

çimento erbeti

V bem

temel bloku

A h (40 ~ 50mm) B

P

V bem A n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

9


Taban levhas kalnl belirlenir: p= taban levhas altndaki gerilme

M

cb2 p 2

çimento erbeti temel bloku

t2 W 6 M V d V çem W n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

10


V

M d V çem W

c2 1 p 2 t2 6

ttc

V çem

çimento erbeti temel bloku

3p

V çem


11


3.4.2 Ankastre Kolon Ayaklar Normal Kuvvet + kesme kuvveti + moment


12

TMMOB MO Ankara ubesi Meslek çi Eitim Programlar Çelik Yaplarn Tasarm Kursu– Ocak 2001 P M H

P H

M

z D


13



14


Kuvvetler dengesi:

P H

D

Z

M Pez ez ed

M

z D

M Pez ez ed


15


Taban levhasnn boyutlar seçilir:

B b 2(100 ~ 150) e1

50 ~ 100mm


16


D ve Z kuvvetleri hesaplanr:

P H

D

Z

M Pez ez ed

M

z D

M Pez ez ed


17


Beton basnç gerilmesi kontrolü yaplr:

P H

V

D A B 4

4D d V bem A.B

M

z


D

18


Ankraj bulonlarnn çap ve adedi belirlenir:

P

n: ankraj bulonu adedi

H

n

S (0,86d ) 2 4

V zem t Z

M

z


D

19


Taban levhasnn kalnl hesaplanr:

P

2 1

M1

c V 2

M2

B§B · V ¨ c1 ¸ 2©4 ¹

t t 2,45

H

M

z D

M max

V çem


20


Taban levhasnn kalnl hesaplanr: P M H

h1

P aW kem

2a


21


Kesme kamasnn boyutlar hesaplanr: M H

V

H d V bem hk bk


22


3.4.3 Ankraj Bulonlar

•Tespit ankraj bulonlar •Kuvvet aktaran ankraj bulonlar


23


Tespit ankraj bulonlar


24


Kuvvet aktaran ankraj bulonlar


25


ÇELK YAPILARIN TASARIMI BÖLÜM 4. YÜKLER VE YÜK KOMBNASYONLARI lker Ylmaz TÜRKER n. Yük. Müh. [email protected] Eitim Uzmanlk Alan:YAPI MO Ankara ubesi Telefon:0 312 294 30 66 Faks:0 312 294 30 77


1




2


4. YÜKLER VE YÜK KOMBNASYONLARI 4.1. Yükler •Esas Yükler (H ya da EY) •lave Yükler (Z ya da Y)


3


Esas Yükler •Zati yükler •Hareketli yükler •Kar yükü •Kren öz yükü (sk iler haldeki bir krende, kren hareketli yükü de esas yüklerden saylr) •Makinelerin kütle kuvvetleri.


4


lave Yükler •Rüzgar etkisi •Deprem etkisi •Krenlerin fren kuvvetleri •Yatay kuvvetler •Is deiimi •Montaj aamalarnda ortaya çkan yükler


5


Yükleme Durumlar

EY Yüklemesi: Esas yüklerin toplam (Yükleme I veya H Yüklemesi de denir) EY Yüklemesi: Esas ve ilave yüklerin toplam (Yükleme II veya HZ Yüklemesi de denir)


6


Emniyet Gerilmeleri

H yüklemesinde:

V

HZ yüklemesinde:

V

ifadelerden yararlanlarak:

H em

HZ em

Va 1.71

Va 1.5

HZ V em


H 1,15V em

7


TS498’de Yükler Kapsam “Konutlar, bürolar, resmi daireler, okullar, hastaneler, spor tesisleri, elence yerleri, garajlar, vb. yaplardaki tayc elemanlarn (kagir, beton, betonarme, ahap, çelik, vb.) boyutlandrlmasnda alnacak yüklerin hesap deerini kapsar. Köprüler, su yaplar, önemli dinamik etkilere maruz her çeit endüstri yaplar ve yüksek gerilim iletme hatlar vb. gibi maruz olduklar yükler bakmndan özellik gösteren yaplarn yüklerini kapsamaz. Ayrca; betonarme, çelik gibi deiik yaplarda etkisi farkl olan scaklk deiimi, rötre, deprem, vb. etkiler sözü geçen yaplarn standardndan ve ilgili mevzuattan alnacaktr.” n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

8


Kar Yükü Hareketli yük snfna giren zemin kar yükü (Pko), corafi ve meteorolojik artlara göre deimektedir. 30o ye kadar eimli çatlarda kar yükü hesap deeri (Pk), zemin kar yükü (Pko) deerine eit kabul edilir ve çat alanna planda düzgün yayl olarak tesir ettii kabul edilir. Yatayla açs kadar eim yapan ve kar yamasnn engellenmedii yaplarda kar yükün hesap deeri aadaki gibidir:


9



10



11



12



13



14



15



16



17



18



19



20



21



22



23



24



25



26



27



28


Rüzgar Yükü “Hesaplama için verilen açklamalar bütün yaplar için geçerli olmakla beraber kendi artnameleri veya standartlar olan, mesela köprü, vinçler, yüksek bacalar (fabrika bacas vs. gibi), radyo vs. yayn kuleleri ve yüksek gerilim hatlar gibi yaplar için geçerli deildir.”


29


Rüzgar yükü hesap deeri:

w q : emme katsays q : rüzgar basnc (kN/m2)


30



31

TMMOB MO Ankara ubesi Meslek çi Eitim Programlar Çelik Yaplarn Tasarm Kursu– Ocak 2011 katsays deerleri


32


“Münferit tayc yap elemanlar için (mesela mertek, ak, cephe eleman vs. gibi) rüzgar basnc deeri katsays 1/4 arttrlr.” (TS648 Madde 11.2.3)


33


Kar Yükü Ve Rüzgar Yükünün Ayn Anda Düünülmesi Durumu 45o ye kadar eimli çatlarda kar yükü ve rüzgar yükünün ayn anda etkimesi halinde hesap kolayl olarak ve yeterli yaklamla:

W Pk 2

Pk W 2


34


Buz Yükü Buzlanmann çok görüldüü bir yer için buz yükünün mutlaka hesaba katlmas gerekiyorsa ve elde yeterince veri yoksa; eer bu yer deniz seviyesinden 400 m veya daha yüksekte ise bütün yüzeyin 3 cm kalnlkta buzla kapl olduu düünülebilir. Buzun birim hacim arl ise 7 kN/m3 alnr.


35


Deprem Yükü


36


Deprem Yükü


37


Deprem Yükü Deprem kuvveti hesab Newton prensiplerine dayanr:

F

ma


38


Toplam taban kesme kuvveti:


39



40



41



42



43



44


4.2. Yük Kombinasyonlar Boyutlandrma ve gerilme tahkikleri ile her zaman en büyük enkesitleri gerektiren yükleme hali göz önünde tutulmaldr.


45



46


(EY) halinde kombinasyonda deprem yükü yoktur. EY haline ait emniyet gerilmeleri 1,15 ile çarplarak büyütülecektir. (EY)* halinde kombinasyonda deprem yükü vardr. EY haline ait emniyet gerilmeleri 1,33 ile çarplarak büyütülecektir.


47


Bölüm 5. TAIYICI SSTEM DÜZENLEMES 5.1. Tayc Sistem Tipleri Tek açklkl basit kiriler


48



49


Konsol kiriler


50


Çkmal kiriler


51


Sürekli kiriler


52


Gerber kirileri


53


Kompozit kiriler


54



55



56


Düzlem tayclar


57



58



59



60



61


3B tayclar


62



63


5.2. Stabilite Kavram Bir yapnn tümü ve her bir eleman kararl denge konumunda olmaldr. Bunun için, yapya gelen düey ve yatay her tür etkinin yapnn temeline iletilmi olmas gerekir. Bir yap hem bütünüyle hem de kendini oluturan elemanlaryla stabil olmaldr.


64


Çelik yaplarn tasarmnda elemanlarn; •Yap elemanlarnn düzlemlerine dik gelen yanal etkileri almak; •Sistemin yanal ekil deitirmelerini önleyerek elemanlarn ana yüklere göre hesaplarna temel olan balangç konumlarn korumalarn salamak; •Montaj süresince devrilmeyi önlemek •Elemanlarn basnç balklarnn yanal burkulma boylarn azaltmak amacyla düzenlenen sistemlere stabilite (kararllk) çaprazlar (balar) denir.


65



66



67



68



69



70



71



72



73



74



75



76



77



78



79



80



81



82



83


ÇELK YAPILARIN TASARIMI BÖLÜM 5. TAIYICI SSTEM DÜZENLEMES lker Ylmaz TÜRKER n. Yük. Müh. [email protected] Eitim Uzmanlk Alan:YAPI MO Ankara ubesi Telefon:0 312 294 30 66 Faks:0 312 294 30 77


1




2


Yap mühendislii; kesin olarak belirlenemeyen yükler etkisinde, özellikleri ancak tahmin edilebilen malzemeler kullanlarak, sadece yaklak olarak analiz edilebilen gerçek yaplar yapma sanatdr. Edward Wilson


3


5.3 Depreme Dayankl Çelik Yap Tasarm Depreme dayankl yap tasarmnda amaç, depremden doan iç kuvvetlerin etkisinde ortaya çkmas olas hasarn snrlandrlmasdr. Buna göre sorular: 1. Yapda ortaya çkmas olas hasarn kabul edilebilir snr nedir? 2. Bu kabul edilebilir hasar, hangi deprem veya depremlerin etkisinde ortaya çkacaktr?


4


•

Hafif iddetteki depremlerde binalardaki yapsal ve yapsal olmayan sistem elemanlarnn her hangi bir hasar görmemesi,

•

Orta iddetteki depremlerde yapsal ve yapsal olmayan elemanlardaki hasarn onarlabilir düzeyde olmas,

•

iddetli depremlerde ise can kaybn önlemek amac ile binalarn ksmen veya tamamen göçmesinin önlenmesi


5


Sözü edilen iddetli deprem, 50 ylda alma olasl %10 olan tasarm depremidir. Yani, konut ve iyeri gibi binalarn tasarmnda kullanlacak olan depremdir. Halkn youn olarak bulunduu sinema, tiyatro, okul, spor tesisleri gibi binalar ile depremden hemen sonra kullanlmas gereken binalarda (hastaneler, itfaiye, salk ocaklar, ulam istasyonlar, enerji tesisleri vb.) ise bina önem katsays kullanlmak suretiyle, söz konusu tasarm depremi büyütülerek kullanlr.


6


Depreme dayankl bir yapnn, yeterli dayanm (kapasite), yeterli rijitlik ve yeterli süneklie sahip olmas gerekir. Esasen, depreme dayankl yap tasarmyla yaplan da, yapya bu özelliklerin kazandrlmasdr.


7


Tasarmda amaçlanan, yaplarn iddetli depremleri hasarsz atlatmasn, salamak deildir. Bu nedenle yaplar, baz özel durumlar dnda hiçbir zaman elastik deprem yüküne göre tasarlanmazlar. Yani binalarn elastik ötesi davran gösterecekleri (hasar görerek enerji yutacaklar) daha tasarmn banda öngörülür. Bununla beraber, göçmenin önlenmesi ve can güvenliinin korunmas ilkesi her durumda geçerlidir.


8


Süneklik; göçme yer deitirmesinin akma yer deitirmesine oran olarak tanmlanan katsaydr (P).


9


Depreme dayankl yap tasarmyla hedeflenen, yaplarn deprem etkisi altnda sünek davran gösterecek ekilde tasarlanmasdr. Dolaysyla, tasarm deprem yükü olarak, Fel yerine, ondan daha küçük olan Fd kullanlr. Yani yaplar, dorusal elastik kapasiteleri Fel deil, Fd olacak (gerçekte Fy), ancak, göçmeyi engellemek için de yeterince sünek davran gösterecek ekilde tasarlanmaldr. Bu durumda, tasarm deprem yükünün (Fd) nasl hesaplanacann açklanmas gerekmektedir. Yapnn deprem srasnda elastik davran göstermesi için gerekli olan kapasitenin tasarm kapasitesine oran deprem yükü azaltmakatsays (Ra-seismic load reduction factor, response modification factor, strength reduction factor) olarak bilinir. n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

10



11


Tasarm deprem yükü hesabnn özeti: 1. Yap arl ve periyodu hesaplanr 2. Elastik deprem yükü hesaplanr 2.1 Deprem bölgesine bal olarak etkin yer ivmesi katsays belirlenir (A0) 2.2 Yerel zemin snf ve yap periyoduna bal olarak spektrum katsays belirlenir(S(T)) 2.3 Yap kullanm amacna bal olarak bina önem katsays seçilir (I) 2.4 Spektral ivme katsays hesaplanr A(T) = A0S(T)I 2.5 Elastik deprem yükü hesaplanr Fel = WA(T)


12


Tasarm deprem yükü hesabnn özeti: 3. tasarm deprem yükünün hesab 3.1 Tayc sistem tipine bal olarak tayc sistem davran katsays seçilir (R) 3.2 Tayc sistem davran katsays, yerel zemin snf ve yap periyoduna bal deprem yükü azaltma katsays belirlenir (Ra) 3.3 Tasarm deprem yükü hesaplanr


13


Deprem Yükü Hesap Yöntemleri: •

Edeer deprem yükü yöntemi

•

Dinamik yöntemler • Mod birletirme yöntemi • Zaman tanm alannda hesap yöntemleri


14


Deprem Yükü Hesap Yönteminin Belirlenmesi


15



16


Göreli Kat Ötelenmelerinin Snrlandrlmas

'i

d i d i 1

Gi

R' i

(G i ) max d 0,02 hi n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

17


4.2.3. Malzeme Koullar ve Emniyet Gerilmeleri 4.2.3.2 – Deprem yükleri etkisindeki elemanlarn birleim ve eklerinde kullanlacak bulonlar ISO 8.8, 10.9 veya daha yüksek kalitede olacaktr. Bu bulonlar, moment aktaran birleimlerde kendilerine uygulanabilecek öngerme kuvvetinin tümü ile, dier birleimlerde ise en az yars ile öngerilecektir. Deprem yükleri etkisinde olmayan elemanlarn birleim ve ekleri ile temel balant detaylarnda ISO 4.6 ve 5.6 kalitesinde bulonlar kullanlabilir.


18


4.2.3.3 – Kaynakl birleimlerde çelik malzemesine ve kaynaklama yöntemine uygun elektrod kullanlacak ve elektrodun akma dayanm birletirilen malzemelerin akma dayanmndan daha az olmayacaktr. Moment aktaran çerçevelerin kaynakl kolon-kiri birleimlerinde tam penetrasyonlu küt kaynak veya köe kayna dikileri kullanlacaktr. 4.2.3.4 – Deprem yükleri etkisindeki elemanlarda, ayn birleim noktasnda, kaynakl ve bulonlu birleimler bir arada kullanlamaz. n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

19


4.2.3.5 – Düey yükler ve depremin ortak etkisi altnda Emniyet Gerilmeleri Yöntemi’ne göre yaplan kesit hesaplarnda, emniyet gerilmeleri en fazla %33 arttrlacaktr. Birleim ve eklerin emniyet gerilmeleri esasna göre tasarmnda ise, bu arttrm %15’i amayacaktr. Birleim ve ekler ayrca, bu bölümün ilgili maddelerinde belirtildii ekilde, eleman kapasitelerine veya arttrlm deprem etkilerine göre kontrol edilecektir.


20


4.2.3.6 – Bu bölümün 4.3.2.1, 4.3.4.1, 4.8.6 ve 4.9.1 maddelerinde öngörüldüü ekilde, çelik yap elemanlarnn ve birleim detaylarnn gerekli kapasitelerinin hesabnda, a akma gerilmesi yerine Da a arttrlm akma gerilmesi deerleri kullanlacaktr. Arttrlm akma gerilmesinin hesabnda uygulanacak Da katsaylar, yap çeliinin snfna ve eleman türüne bal olarak, Tablo 4.1’ de verilmitir.


21


4.2.4. Arttrlm Deprem Etkileri Bu bölümün 4.3.1.2, 4.3.5.3, 4.4.2.1, 4.4.2.3, 4.6.3.1, 4.6.5.2, 4.7.2.1, 4.8.6.4 ve 4.9.1 maddelerinde gerekli görülen yerlerde, çelik yap elemanlarnn ve birleim detaylarnn tasarmnda, aada verilen arttrlm deprem etkileri göz önüne alnacaktr. Arttrlm deprem etkilerini veren yüklemeler

veya daha elverisiz sonuç vermesi halinde


22



23


4.2.5. ç Kuvvet Kapasiteleri ve Gerilme Snr Deerleri Gerekli durumlarda kullanlmak üzere, yap elemanlarnn iç kuvvet kapasiteleri ve birleim elemanlarnn gerilme snr deerleri aada tanmlanmtr. Yap elemanlarnn iç kuvvet kapasiteleri:


24


Birleim elemanlarnn gerilme snr deerleri:


25


4.3. Süneklik Düzeyi Yüksek Çerçeveler 4.3.1.1 – Süneklik düzeyi yüksek çerçevelerin kiri ve kolonlarnda, balk genilii/kalnl ve gövde yükseklii/kalnl oranlarna ilikin koullar Tablo 4.3’te verilmitir.


26


4.3.1.2 – Kolonlar, düey yükler ve depremin ortak etkisinden oluan eksenel kuvvet ve eilme momentleri altnda gerekli gerilme kontrollerini salamalar yannda, birinci ve ikinci derece deprem bölgelerinde, Denk.(4.1a) ve Denk.(4.1b)’ye göre arttrlm yükleme durumlarndan oluan eksenel basnç ve çekme kuvvetleri altnda da (eilme momentleri göz önüne alnmakszn) yeterli dayanm kapasitesine sahip olacaktr. Kolon enkesitlerinin eksenel basnç ve çekme kapasiteleri Denk.(4.2c) ve Denk.(4.2d) ile hesaplanacaktr.


27



28



29


ÇELK YAPILARIN TASARIMI BÖLÜM 6. TASARIM YÖNTEMLER BÖLÜM 7. YÖNETMELK VE STANDARTLAR

BÖLÜM 8. UYGULAMA ALANLARI lker Ylmaz TÜRKER n. Yük. Müh. [email protected] Eitim Uzmanlk Alan:YAPI MO Ankara ubesi Telefon:0 312 294 30 66 Faks:0 312 294 30 77


1


ÇELK YAPILAR - 1 1. Giri 2. Çelik yap elemanlar 3. Birleim ve ekler 4. Yükler ve Yük Kombinasyonlar 5. Tayc sistem düzenlemesi 6. Tasarm Yöntemleri 7. Yönetmelik ve standartlar 8. Çelik Uygulama Alanlar 9. Tasarm Örnekleri 10.Yapsal Çelikle lgili Yazlm Tantm


2


BÖLÜM 6. TASARIM YÖNTEMLER TASARIM FELSEFES Balca iki tür tasarm felsefesi vardr: •

Emniyet Gerilmeleri Yöntemi (Allowable Stress Design-ASD)

•

Snr Deer Yöntemleri tama gücü tasarm (ultimate strength design) plastik tasarm (plastic design) yük katsays esasl tasarm (load factor design) yük ve dayanm artm tasarm (load and resistance factor design- LRFD n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

3


Yaplarn ve tayc sistem elemanlarnn ilevlerini yerine getirebilmeleri için, iletmede kaldklar sürede yeterli dayanm ve rijitlie sahip olmalar ve ayn zamanda, bu süre zarfnda tasarm yükünün üstüne çkabilecek ar yük durumlar için de bir güvenliklerinin bulunmas gerekir. Ar yükleme durumlar, yüklerin doru tahmin edilememesi veya yapm esnasndaki deiimlerden oluabilir. Ayrca, malzeme veya birleim araçlarnn dayanmndaki farkllklar da elemann gerçek dayanmnn tasarm deerinden daha küçük olmasna neden olabilmektedir. Dolaysyla, yapsal tasarmda hangi yöntem kullanlrsa kullanlsn, ar yükleme veya dayanm azalmas olaslna kar yeterli bir güvenliin bulunmas salanm olmaldr.


4


Yapsal güvenliin saptanmas konusunda yaplan çalmalarda referans olarak göçme (failure) durumundansa snr durumlar (limit state) kullanlmaktadr. Snr durumlar yapnn beklenilen ilevlerini yerine getirememe koullardr ve genellikle; • •

tama snr durumu (ultimate limit state) kullanma snr durumu (serviceability limit state) olmak üzere iki snfa ayrlrlar.


5


Tama snr durumlar: • • • • • • • • • • • •

denge (eguilibrium) akma (yield) kopma (rupture) büyük ekil deitirmeler (large deformations) mekanizma (mecanism) burkulma (buckling) yerel burkulmalar (local buckling) çarplma (warping) yorulma (fatigue) devrilme (overturning) maksimum sünek dayanm yani plastik dayanm (plastic strength) kayma (sliding) n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

6


Kullanma snr durumlar: • • • •

sehim (deflection) titreim (vibration) kalc ekil deitirmeler (permanent deformation) çatlaklar (cracks)


7


Yapya etki eden yükler ve yapnn dayanm göz önüne alnmas gereken deikenler olup genelde, snr durum yaratacak tüm olaslklarn analizi pratik bir yol deildir. Bu nedenle de yapsal güvenlik için olaslklara dayal yaklamlar içeren basitletirilmi yöntemler tercih edilir. Bu tür yöntemlerde, yük (Q) ve dayanm (R) deikenler olarak ele alnr ve genelde yapsal güvenlik, olarak ifade edilir:

IRn

¦J Q i

i


8


6.1. Emniyet Gerilmeleri Yöntemi (Allowable Stress Design-ASD) Emniyet gerilmesi yönteminde kullanlan yükler “iletme yükleri” olmaldr. Özetle, bu yöntemde iletme yükleri etkisinde elemanlarda oluan gerilmeler, hiçbir zaman emniyet gerilmesinden büyük olmamaldr. letme yükleri, “servis yükleri” olarak da adlandrlabilirler. (yani, gerilme deerleri elastik bölgede) Yukardaki ifade u ekli alr ve tüm yükler için ayn katsay kullanlr:

IRn J

¦Q

i


9


Emniyet gerilmesi yönteminde kullanlan kombinasyonlar: D D + L + (Lr veya S) D + (W veya E/1.4) 0.9D ± E/1.4 D + 0.75(L+(L veya S) + (W veya E/1.4)) D + L + (Lr + S) D + L + (W veya E/1.4) D + L + W + S/2 D + L + S +W/2 D + L + S + E/1.4


10


6.2. Plastik Tasarm Yöntemi Plastik tasarmda, iletme yükleri yerine “tama gücüne ulama durumu” dikkate alnr. Bu yaklamda elemanlar, iletme yüklerinden daha büyük yükler dikkate alnarak belirlenir. Burada tama gücüne ulama ile kastedilen göçme veya çok büyük deformasyonlarn olumasdr. Tama gücüne ulama srasnda elemann baz ksmlarnda plastiklemenin olumasna neden olacak kadar çok büyük ekil deitirmeler ortaya çkar. Ayrca çeitli noktalarda enkesitlerin yükseklikleri boyunca tamamen plastiklemesi nedeniyle plastik mafsallar da ortaya çkacaktr. Plastik mafsal saysnn artmas yapda “göçme mekanizmas” oluturur. Gerçek yükler, elemanlar tama gücüne ulatran yüklerden daima emniyet katsays kadar daha küçük olacaklar için, bu yöntemle boyutlandrlan elemanlar emniyetsiz olmaz. n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

11


Kabaca plastik tasarm öyle özetlenebilir: 1- “Servis yükleri”, “tama gücü yükleri”ni elde etmek için yük katsays ile çarplarak büyütülür. 2- Bu yükler altnda tama gücüne ulamayacak biçimde enkesit özellikleri belirlenir. (Bu özelliklere sahip bir eleman katsay ile çarplarak büyütülmü yükler etkisinde tama gücüne ulama snrndadr.) 3- Belirlenen enkesit özelliklerine sahip en hafif enkesit seçilir.

Rn

Mp


12


Özetle, sistemi göçme durumuna getirecek olan yük hesaplanr ve bir güvenlik katsaysna bölünerek sistemin tayabilecei yük elde edilir.


13


6.3. Yük ve Dayanm Artm Yöntemi Olaslk esasl olan bu yaklam plastik tasarma benzemektedir çünkü limit durumlar dikkate alnr. Genel felsefe ksaca u formülle özetlenebilir:

IRn

¦J Q i

i

Bu denklemin sol taraf yap ve yap elemanlarnn mukavemetini, sa taraf ise d yükleri ifade eder. Bu yöntemde servis yükleri yük katsaylar (Ji) ile çarplrlar ve elemanlar katsaylarla çarplp arttrlm yükleri karlayabilecek ekilde seçilirler. Katsaylarla çarplm yükler tama gücüne ulama durumunu ifade ettiklerinden gerçekte var olan servis yüklerinden büyüktürler. n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

14


Bu yükler elemanlar limit durumlara ulatrrlar; limit durumlar ise krlma, akma veya burkulma olabilir. Bunun yan sra, elemanlarn teorik mukavemetleri ise 0,75-1 aralndaki azaltma faktörleri ( ) ile çarplr. Çekme çubuklarnda t=0.90 (Akmada) Basnç çubuklarnda c=0.85 Kirilerde b=0.90 Birleim araçlarnda =0.75 (Çekmede) =0.65 (Kaymada)


15


Yük ve Dayanm Artm Yönteminde kombinasyonlar 1.4D 1.2D + 1.6L + 0.5(Lr veya S veya R) 1.2D + 1.6(Lr veya S veya R) + (0.5L veya 0.8W) 1.2D + 1.3W + 0.5L + 0.5(Lr veya S veya R) 1.2D ± 1.0E + 0.5L+0.2S 0.9D ± (1.3W veya 1.0E)


16


BÖLÜM 7. YÖNETMELK VE STANDARTLAR Yerli Yönetmelikler: – TS 498 “Yap Elemanlarnn Boyutlandrlmasnda Alnacak Yüklerin Hesap Deerleri” – TS 648 “Çelik Yaplarn Hesap ve Yapm Kurallar” – TS 4561 “Çelik Yaplarn Plastik Teoriye Göre Hesap Kurallar” – TS 3357 “Çelik Yaplarda Kaynakl Birleimlerin Hesap ve Yapm Kurallar” – DBYBHY “Deprem Bölgelerinde Yaplacak Binalar Hakknda Yönetmelik”


17


Amerikan Yönetmelikleri: – ASCE-7 “Binalar ASCE ve dier yaplar için minimum tasarm yükleri” – IBC 2003 “Uluslararas Bina Yönetmelii – AISC 360-05 “Binalar için Yapsal Çelik artnamesi” – AISC 341-05 “Çelik Binalar için Sismik Koullar” – AISC 325-05 “Çelik naat El Kitab” (AISC ASD/LRFD El Kitaplar yerine geçti) – AISC Design Guides -1~ 21 (Tasarm Klavuzlar) – AWS D1.1 “Kaynak Yönetmelii-Çelik” – AASHTO “Karayolu Köprü artnamesi” –FEMA 450 “NEHRP Recommended Provisions for Seismic Regulations for New Buildings and other structures” n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

18


Avrupa Yönetmelikleri: – “Eurocode-Yap EN 1990 Eurocode Tasarmnn Temelleri” – EN 1991-1 “Eurocode-Yaplara olan etkiler- Genel etkiler” – EN 1991-2 “Eurocode-Yaplara olan etkiler- Köprülerdeki Trafik Yükleri” – EN 1993-1 “Eurocode-Çelik Yaplarn Tasarm-Genel Kurallar ve Bina Kurallar” – EN 1993-2 “Eurocode-Çelik Yaplarn Tasarm-Çelik Köprüler” – EN 1994-1 “Eurocode-Çelik ve Beton Karma Yaplarn TasarmGenel Kurallar ve Bina Kurallar” – EN 1994-2 “Eurocode-Çelik ve Beton Karma Yaplarn TasarmGenel Kurallar ve Köprüler


19


BÖLÜM 8. UYGULAMA ALANLARI Sanayi yaplar


20



21


Köprüler


22


Köprüler


23


Sosyal Yaplar


24


Sosyal Yaplar


25


Çok Katl Yaplar


26


ÇELK YAPILARIN TASARIMI BÖLÜM 9. TASARIM ÖRNEKLER lker Ylmaz TÜRKER n. Yük. Müh. [email protected]

Eitim Uzmanlk Alan:YAPI MO Ankara ubesi Telefon:0 312 294 30 66 Faks:0 312 294 30 77


1


ÇELK YAPILAR - 1 1. Giri 2. Çelik yap elemanlar 3. Birleim ve ekler 4. Yükler ve Yük Kombinasyonlar 5. Tayc sistem düzenlemesi 6. Tasarm Yöntemleri 7. Yönetmelik ve standartlar 8. Çelik Uygulama Alanlar 9. Tasarm Örnekleri 10.Yapsal Çelikle lgili Yazlm Tantm


2


BÖLÜM 9. TASARIM ÖRNEKLER

HANGAR BUILDING


OFFICE BUILDING

3



4



5



6



7


Sistem Özellikleri Her iki dorultuda merkezi çaprazl çelik sistem Deprem Parametreleri Deprem bölgesi Yap önem katsays Zemin snf Yap davran kats.(R)

:2 : 1.0 : Z3 (TA= 0.15; TB= 0.6) :4


8


Yükler Baklaval sac Hareketli yük Rüzgar yükü

: 50 kg/m2 : 500 kg/m2 : 50 kg/m2


9


Döeme Sistemi Tasarm Tali kiri hesab ki ucu sabit mesnetli kiri Kiri zati arl (yaklak) Kiri aral Kiri açkl Kiri yükü Kaplama Hareketli

: 30 kg/m : 1.3 m : 4.0 m

: 1.3x50 = 65 kg/m : 1.3x500 = 650 kg/m 6q = 30+65+650 = 745 kg/m n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

10


M

0.745 u 4 2 8

W

149 1.44

1.49tm 149tcm

103.5cm ³

Seçilen kesit : INP160

'

5 qL4 384 EI

W=214 cm³

0.006m

L/300 = 400/300 = 1.33 cm > 0.6 cm n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

OK 11


Ana kiri hesab ki ucu sabit mesnetli kiri Kiri zati arl (yaklak) Kiri alan pay

: 30 kg/m :2m

Kiri açkl

: 5.25 m

Kiri yükü Kaplama Hareketli Tali kiri

: 2x50 = 100 kg/m : 2x500 = 1000 kg/m : 3x2x17.9 = 107.4 kg

yayl : 107.4/5.25 =20kg/m

6q = 30+100+1000+20 = 1150 kg/m n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

12


M

1.15 u 5.252 8

W

396.2 1.44

3.962tm 396.2tcm

275cm ³

Seçilen INP240 (354 cm³)

'

5 1.13 u 5.25 4 384 21000000 u 4250 u 10 8

L/300 = 525/300 = 1.75 cm > 1.3 cm n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

0.0126m 1.3cm OK 13


Yatay çapraz hesab Yatay çapraz elemanlar, basnç çubuu olup deprem yükleri altnda hesaplanacaktr.


14


Yatay çapraz elemanlar, basnç çubuu olup deprem yükleri altnda hesaplanacaktr. n = 0.3 I = 1.0 R=4 A0 = 0.3 S(T) = 2.5 Kiriler ~ = 4.0 ton Kaplama = 0.05 x 21 x 4 = 4.2 t Hareketli = 0.5 x 21 x 4.0 = 42 t W = 4 + 4.2 + 0.3x42 = 20.8 ton n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

15


A(T)=2.5x1x0.3 = 0.75 V = 20.8x0.75/4 = 3.9 t Va = 3.9/2 = 1.95 t


16


D = 57o P = 1.95/Cos57 = 3.6 ton L70*7 L = 239 cm

O V

i = 2.47 cm

239 2.47

1.84 u 3.6 9 .4

96.8

A = 9.4 cm2

Z = 1.84

0.705t / cm² 1.4 u 1.33 1.86t / cm ²


OK. (HZ)*

17


Kolon Tasarm Kolon iç kuvvetleri Düey yükler V = 1.15x5.25 = 6 ton 2 kattan: 6x2 = 12 ton Kolon zati arl ~45 kg/m 0.045x6.5 = 0.3 ton Cephe kaplamas ve kuak ~30 kg/m2 0.03x6.5x5.25 = 1.02 ton Toplam düey yük: 12.0+0.3+1.02 = 13.32 ton


18


Yatay yükler Deprem yükleri: Kiriler ~ = 4.0 ton Kaplama = 0.05 x 21 x 4 = 4.2 t Kolonlar = 0.045 x 3.25 x 10 = 1.46 t Cephe kaplamas: 0.03 x 2(21+4) x 3.25 = 4.88 t Hareketli = 0.5 x 21 x 4.0 = 42 t W1 = (4 + 4.2 + 1.46 + 4.88) + 0.3x42 = 27.140 ton (tek kat için) 6W = 27.140 x 2 = 54.3 ton


19


Deprem taban kesme kuvveti: S(T) ve Ra(T) deerini bulmak için yapnn 1. periyotunun hesabn yapmak yerine, en büyük deprem kuvvetini verecek ekilde S(T)= 2.5 seçilerek hesaba devam etmeyi yeleyebiliriz. Buna göre:

Olmak üzere, her iki yön için Ra(T)=R=4 olarak belirlenir.


20


Deprem taban kesme kuvveti:

Vt

0.3 u 2 .5 u 1.0 54.3 10.18t 4

Bu yük iki aksa 10.18/2 = 5.1 ton olarak etki edecektir.


21


Katlara Etkiyen Edeer Deprem Yüklerinin Belirlenmesi


22


Katlara Etkiyen Edeer Deprem Yüklerinin Belirlenmesi

'FN

F1

F2

0.0075 u 2 u 5.1 0.08t

27.14 3.25 2 1.67t (5.1 0.08) 27.14 27.14 6.5 3.25 2 2 27.14 6.5 2 3.4t (5.1 0.08) 27.14 27.14 6 .5 3.25 2 2

F2= 3.4+0.08=3.48 t n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

23


Katlara Etkiyen Edeer Deprem Yüklerinin Belirlenmesi 3.4 t

1.67 t


24


Taban momenti ve mesnet reaksiyonlar

3.4 t

M

3.4 u 6.5 1.67 u 3.25

1.67 t

27.5tm

V

27.5 / 5.25 5.24t

H

3.4 1.67 / 2

2.55t

H V n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

25


Taban momenti ve mesnet reaksiyonlar

3.4 t 4.03t 1.67 t

2.1t 2.55t 5.24t H V n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

26


Kolon kesit seçimi Düey yükler : 13.32 t Depremden : 2.1 t Toplam : 15.42 t Kolon narinlii maksimum 200 olmaldr. Buna göre;

i

325 200

1 . 63 cm

O

325 4 . 98

V

1 .41 u 15 .42 53 . 83

65 . 3

HEA200 seçilebilir (i= 4.98 cm; A=53.83 cm²)

Z=1.41

0 .403 1 .44 t / cm 2 u 1 .33 n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

27


Düey Çapraz Elemannn Tasarm Düey çapraz eleman eksenel kuvveti: 4.03 t L= 4.18m

O

4

i

O V

Es

Va

418 118 418 4 . 56

4

2100 2 .4

3 .54 cm 91 . 7

1 . 74 u 4 .03 16 .2

118 .3

olmaldr.

CHS133/4 (i=4.56cm; A=16.2cm2)

Z=1.74

0 .433 1 . 44 t / cm 2 u 1 .33 n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

28


Kuak Elemanlarnn Tasarm Kaplama düzlemine dik yönde 50 kg/m2 rüzgar yükü Kaplama düzleminde 20 kg/m2 kaplama yükü Seçilen profil

UNP100 Wx= 41.1cm3 Wy= 8.5cm3 g= 10.6 kg/m

Kuak aral: 1.63m


29


Rüzgar yüklemesi


30


Düey yükler


31


Gerilme hesab

V

Mx My r Wx Wy

35 0 . 94 41 .1 8 .5

0 .962 1 .4 t / cm 2 u 1 . 15


32


Balant Elemanlarnn Tasarm


33

TMMOB MO Ankara ubesi Meslek çi Eitim Programlar Çelik Yaplarn Tasarm Kursu– Ocak 2011 Kiri – Kiri Balants


34


Kiri – Kiri Balants (Fin plate, shear plate)

Balant levhas t=10mm Cvata 2M16 (8.8) Kesme kuvveti: 0.745x4/2 = 1.49 t n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

35


Cvata tahkiki

1 .49 2 2 0 . 373 / 2 . 1 / W t cm t cm S 1 .6 2 2 4 1 .49 V 0 .466 4 .2 t / cm 2 2 u 1 .6 u 1 .0 n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

36


Kaynak tahkiki

Ak Wk

W V

Vv

2 u 0 .7 u 12

16 . 8 cm 2

0 .7 u (12 2 u 0 .7 ) 2 2 26 .2 cm 3 6 M 1 .49 u 4 .5 6 .71tcm

1 .49 0 . 09 t / cm 2 0 .75 t / cm 2 16 . 8 6 .71 0 .256 t / cm 2 0 .75 t / cm 2 26 .2

0 .256 2 3 u 0 .09 2

0 .3t / cm 2 0 .75 u V a , k


37


Kolon – Kiri Aln Levhal Balants (end plate)


38


Kolon – Kiri Aln Levhal Balants (end plate)

Balant levhas t=10mm Cvata 4M16 (8.8) Kesme kuvveti: 1.15x5.25/2 = 3.0 t


39


Cvata tahkiki

3 .0 2 2 W 0 . 373 t / cm 2 . 1 t / cm S 1 .6 2 4 4 3 .0 V 0 .467 4 . 2 t / cm 2 4 u 1 .6 u 1 .0


40


Düey Çapraz Balants


41


Düey Çapraz Balants (bolted gusset) Balant levhas t=10mm Cvata 4M16 (8.8) Eksenel kuvvet: 4.03 t :0=2

(DBYYHY tablo4.2)

P=4.03x2= 8.06 t


42


Cvata hesab

W V

8 .06 2 2 1 . 0 t / cm 2 . 1 t / cm S 1 .6 2 4 4 8 .06 1 . 260 4 .2 t / cm 2 4 u 1 .6 u 1 .0


43


Kaynak hesab

Ak

2 u 0 .7 u 39

54 .6 cm 2

0 .7 u ( 39 2 u 0 .7 ) 2 2 6

Wk

330 cm 3

Eksantrisite 39/2-13= 6.5 cm

M

8 .06 u 6 .5


52 .4 tcm

44


Kaynak hesab

W

8 .06 u Cos 39 54 . 6

0 . 115 t / cm 2 0 .75 t / cm 2

V

8 . 06 u Sin 39 54 .6

0 . 09 t / cm 2 0 .75 t / cm 2

V

Vv

52 . 4 330

0 . 16 t / cm 2

( 0 .09 0 .16 ) 2 3 u 0 .115 2

0 .32 t / cm 2 0 .75 u V a , k


45


Taban Levhas Ankraj ve Kayma Kamas Hesab


46


Taban Levhas Ankraj ve Kayma Kamas Hesab

4.03t 2.1t 2.55t 5.24t n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

47


Taban Levhas Altnda Beton Ezilmesi

V

5 . 24 u 1 .5 21 u 22

0 .017 0 .167 t / cm 2


48


Taban Levhas Kalnl

ttc

3V

V çem

3 u 17 1 1440

0 .2 cm 2 cm


49


Ankraj Deprem yükü tersinirdir!

4.03t Düey yük: 7.32 t

2.1t

7.32-5.24>0 ankraja gerek yoktur.

2.55t 5.24t n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

50


Kayma Kamas

4.03t 2.1t 2.55t 5.24t


51


Kayma Kamas

V

2 .550 u 1 .5 20 u 5 .8

0 . 033 0 .167 t / cm 2


52


Kayma Kamas Kesiti

Wx=54.7 cm3 tw=0.51cm d=10.3cm

M

V

( 2 .55 ) u 10

25 .5tcm

25 .5 0 . 466 t / cm 2 1 .4 t / cm 2 54 .7 2 . 55 W 0 .485 t / cm 2 0 .51 u 10 . 3 n.Yük.Müh.lkerYlmazTÜRKER

53

Celik Yapi Tasarimi 1 283g6i

Overview 26281t

More details 6y5l6z

Related Documents 3h463d

Celik Yapi Tasarimi 1 283g6i

Yapi Tasarimi Neufert.pdf n837

Bilgisayar Destekli Celik Yapi Tasarimi Computer Aided Structural Design m4w2w

Celik-yapilar-hesaplari[1] 1f633w

Kesme Kalibi Tasarimi 3p412q

Ibrahim Ekiz Yapi Statigi I 3q4p4q

More Documents from "Ali Öztürk" 735o36

Many Roots 5v5k39

4p345f

Using Labview In Student Projects For Instrumentation And Control L 5051t

List Of Institutes Approved By t Committee Of Aicte, Ugc And Dec In India 13505b

Latitude-e4300 Service Manual En-us 65562c