ACY_I_hafta_4.pdf

BA MH.MM. FAK. NAAT MH. BL. AHAP VE ELK YAPILAR-I DERS NOTLARI Yrd.Do.Dr. Kaan TRKER 4.HAFTA (2013)

1

2) ELK YAPILARDA BRLEMLER

elik yaplarda kullanlan hadde rnleri iin, aadaki sebeplerle birleimler yaplmas gerekmektedir.

Farkl tayc elemanlarn (kolon-kolon, kolon-kiri, diyagonal-kolon, kiri-kiri, alt balk-st balk, dikme-alt balk vb.) birbirine balanmas

Eleman boyunun uzatlmas Eleman en kesitinin arttrlmas

2.1 ) elik Yaplarda Birleim Aralar

elik yaplarda kullanlan birleim aralar unlardr.

Bulon (Civata) Kaynak Perin

elik elemanlarn birleiminde zm isteyen problem mevcuttur. Bunlar:

1) Kullanlabilecek birleim aracnn zellikleri (Bulon ap veya kaynak kalnl)

Birletirilen elemanlarn kalnlna bal olarak belirlenir.

2) Gerekli birleim aracnn miktar (Bulon says veya kaynak alan) Birletirilen elemanlardaki kuvvete ve birleim aralarndaki gerilme

deerleri esas alnarak belirlenir.

3) Birleim aralarnn birleim yerinde dzenlenmesi ve detay resminin izilmesi

Ynetmelikte belirtilen konstrktif kurallara gre dzenleme yaplr.

Perin Kaynak Bulon

(Civata)


2

2.2 Bulonlu (Civatal) birleimler

Bulon, gvde, bulon ba, pul (rondela) ve somun bileenlerinden oluan elik birleim aracdr. Bulonlar temel olarak ikiye ayrlr.

1) Normal Bulonlar

2) Yksek Mukavemetli Bulonlar

2.2.1 NORMAL BULONLAR

Normal bulonlar iki eittir. a) Kaba Bulonlar (Kaba bulon birleimleri) b) Uygun Bulonlar (Uygun bulon birleimleri)

Kaba ve uygun bulon arasndaki farklar:

1) Kaba bulonlarda bulon gvde ap(d) , delik apndan (D) 1mm kadar azdr (d=D-1). Uygun bulonlarda ise bulon gvde ap, delik apna eittir. 20-30 mm apl bulonlar iin 0.3 mm tolerans kabul edilir (D-d 0.3 mm) . Daha kk aplarda bu miktar orantl olarak azaltlr.

2) Kaba bulonlarda di alm ksmn dnda kalan gvde ksm ilenmemitir. Uygun bulonlarda ise bu ksm delie tam uyacak ekilde tornalanmak suretiyle dzgn olarak ilenmitir.

elik yaplarda kullanlan normal bulonlar iki farkl sistem ile ifade edilmektedir. Bunlar Metrik sistem ve Withworth (in) sistemleridir. Yaygn olarak kullanlan Metrik sistemdir.

Metrik sistemde bulonlar M10, M12, M16 eklinde gsterilirler. M harfinin yanndaki saylar mm cinsinden Kaba bulonlarda, bulon gvde apn (d), ifade etmektedir. Uygun bulonlarda ise, bulonun gvde ap, sz konusu sayya 1 mm eklenerek elde edilmektedir. Bulonun dier boyutlar (ap, ba kalnl, somun kalnl, dili gvde uzunluu, pul zellikleri vb.) TS 79 ve TS 80 de yer almaktadr. Proje izimlerinde her bulon boyutu farkl bir sembol ile gsterilmektedir.

a) Kaba Bulonlar (uygun bulon birleimleri)

b) Uygun Bulonlar (kaba bulon birleimleri)

a) SL ve SLP Birleimleri (8.8, 10.9, 12.9 vb. bulonlar)

b) GV ve GVP Birleimleri (ngerilmeli Birleimler)

(4.6 , 5.6 bulonlar)


3

Bulon aretleri, aplar ve ekirdek alanlar

ekirdek (didibi) alan: Bulonlarda dili gvde ksmndaki, di dipleri esas alnarak belirlenen enkesit alandr. Ayn isme sahip uygun ve kaba bulonlarda ekirdek alanlar eittir.

Uygun bulonlar iin karakteristik zellikler


4

Uygun bulonlar iin yukardaki tabloda verilen karakteristik zellikler, benzer ekilde kaba bulonlar iin de mevcuttur (Bkz. H. Deren vd., 2008).

Not: Her bulon ap iin farkl uzunluklarda (l) belirli sayda bulon mevcuttur. Bu boylar ilgili ynetmeliklere (DIN) gre hazrlanm zel firma katolaglarndan belirlenir.

Normal bulonlarda iki tr elik kullanlmaktadr. Bunlar;

1) 4.6 elii ( Fe 37 elii kullanlan yap ksmlarnda kullanlr) (4.6 elii : kopma mukavemeti 4x10=40 kg/mm2 ve akma snr 0.6x40=24 kg/mm2 olan elii ifade etmektedir).

2) 5.6 elii (Fe 52 elii kullanlan yap ksmlarnda kullanlr) (5.6 elii : kopma mukavemeti 5x10=50 kg/mm2 ve akma snr 0.6x50=30 kg/mm2 olan elii ifade etmektedir).

Kaba bulon olarak genellikle 4.6 elii, uygun bulon olarak ise 4.6 ve 5.6 elikleri kullanlmaktadr.

2.2.1.1 Normal Bulonlu Birleimlerde Hesap Esaslar

Bir birleimde kullanlacak bulon ap aadaki bant ile belirlenebilir.

d t5 -0.2 (cm) (t cm biriminde en ince para kalnldr)

Ancak, eer birletirilen elemanlarn profil olmas durumunda, ilgili profil iin ngrlen kullanlabilecek maksimum bulon ap deeri esas alnmaldr. Sz konusu maksimum bulon aplar, ilgili profile ait tablolardan alnr.

Bulonlu birleimler

Delik evresindeki ezilme (basn) gerilmeleri ( l ) Bulon gvdesindeki makaslama (kayma) gerilmeleri ( s ) Bulon gvdesindeki eksenel ekme gerilmeleri ( z )

esas alnarak boyutlandrlmaktadr.

Delik evresinde ezilme snr durumu

Bulon gvdesinde kesilme snr durumu

Bulon gvdesinde eksenel ekme snr durumu


5

Tek ve ift etkili bir bulonlu birleimde Ezilme gerilmelerinin dalm aada gsterilmitir.

ekillerden grlecei gibi, bulon gvdesi ile delik yzeyi arasnda oluacak basn gerilmelerinin dal niform deildir. Ayrca, bulonlarn gvdelerinde oluacak makaslama (kayma) gerilmelerinin dal da niform deildir. Hesaplar kolaylatrmak amacyla iki kabul yaplmaktadr. Bunlar:

1) Silindirik basn yzeyi yerine (dxt) dzlem ezilme alan esas alnr.

2) niform olmayan basn ve kayma gerilmesi dal yerine ortalama gerilmeler esas alnr.

Yaplan bu kabuller sonucunda, bulon hesab aadaki ifadeler ile yaplabilir.

Makaslama (Kayma) gerilmesi tahkiki :

Bir bulona etkiyen kuvvet N ise;

a) Tek etkili birleimde: sem2s4dN

pipipipi

====

t1

d

t2 l

l

t3 l N

N/2

N/2

d

t1

t2

l

l N

N

Tek etkili birleim

ift etkili birleim

t1 t2 N

N

N

N

N

N/2

st grn

Bulon merkezinden alnan kesit

Bulon merkezinden alnan kesit

st grn

l l

a a

a-a kesiti a-a kesiti

a a


6

b) ift etkili birleimde: sem2s4d2

N

pipipipi

====

Ezilme (basn) gerilmesi tahkiki :

Bir bulona etkiyen kuvvet N ise;

lemmin

l tdN

= t : minimum eleman kalnl

Bulon gvdesinde eksenel ekme gerilmesi tahkiki :

Bir bulona etkiyen kuvvet Z ise;

zem

ekz F

Z====

Fek : Bulon ekirdek (didibi) alan

Bulonlar iin emniyet gerilmeleri (kg/cm2)

t1

t2

t3 N

N/2

N/2

a) Tek etkili birleimde tmin = min ( t1 , t2 ) b) ift etkili birleimde tmin = min ( t1 , t2 +t3)

IPE

IPB

Z

M

T

T

Makaslama ve ezilme ile birlikte eksenel ekmeye maruz bulonlar


7

2.2.1.2 Normal Bulonlu Birleimlerde Konstrktif Esaslar

Kuvvet ne kadar az olursa olsun en az iki bulon kullanmadka birleimin kuvvet aktard kabul edilmez.

Bulonlu birleimlerdeki yerleimin aadaki koullar salamas gerekmektedir.

Bulonlu birleimlerde profiller bulunmas durumunda yukarda verilen koullarn yan sra ilgili profil tablosunda ngrlen yerleim koullarna da uyulmaldr.

2.3 Perinli birleimler

Silindirik gvdeli, makaslamaya ve delik evresindeki ezilmeye gre hesaplanan parlarda alan deliklere vurulmak suretiyle yerletirilen elik birleim aralarna perin denir.

tmin : Birleimdeki en ince para kalnldr.

Ham perin eitleri

Krlma ykne ulam perin grntleri

Nizam ba (Yuvarlak bal perin)

Nizam ba (Gmme bal perin)

3.d e 8.d veya 15 tmin 2.d e1 3.d veya 6.tmin

1,5.d e2 3.d veya 6.tmin t


8

Yerine vurulmam perine ham perin denir. Ham perinin bir tarafnda bulunan baa nizam ba denir. Ham perinin gvde ap (d1), delik apndan (D) 1 mm daha kk olur.

Perinler ba ekline gre ikiye ayrlr. a) Yuvarlak bal perin b) Gmme bal perin

Perinlerin tm geometrik zellikleri TS 94de tanmlanmaktadr.

Fe37 (St 37) elii kullanlan yap ksmlarnda perin elii olarak Fe 34, Fe 52 (St 52) elii kullanlan yap ksmlarnda perin elii olarak Fe 44 elikleri kullanlmaktadr.

Uygulan: Ham perin, perin ocanda kzl dereceye kadar stldktan sonra delie konur. Nizam ba sabitlendikten sonra, dier ucu basnl eki darbesi ile nizam bann simetrii olacak ekilde kapatlr. Bu baa kapak ba denir. Perin vurmak iin genellikle pnmatik (basnl havayla alan) ekiler kullanlr. Perinin vurulmas srasnda gvdesi ierek (poisson etkisi) gvde ap (d), delik apna (D) eit olur.

Ham perin ap : d1 = D-1mm D: delik ap

Vurulmu perin ap : d= D Hesaplarda vurulmu perin ap kullanlr.

Yuvarlak bal perin ile birleim

Gmme bal perin ile birleim

Perin gsterim ekilleri


9

Perinin ierek delii tam olarak doldurabilmesi iin birletirilen paralarn toplam kalnl (s) , vurulmu perin apnn (d) 6.5 katna eit veya kk olmaldr.

s 6.5 d

Ayrca, kapak bann tam olarak oluabilmesi iin yuvarlak bal perinlerde ham perin boyu (l) aadaki koulu salamaldr.

l d34

s +

2.3.1 Perinli Birleimlerde Hesap Esaslar

Perinli birleimlerin hesap esaslar normal bulonlar ile ayndr. Vurulmu perin ap delik apna eit olduundan, perinlerin ykler altndaki davran, uygun bulonlara benzerdir. Bu nedenle, perinli birleimlerde, ezilme ve makaslama emniyet gerilmeleri uygun bulonlara ait emniyet gerilmeleri ile ayndr.

Ancak, perin ve bulonda, eksenel ekme etkisindeki davranlarn farkl olmas nedeniyle (perinde kapak ba, bulonda somun mevcuttur) bunlara ait eksenel ekme emniyet gerilmeleri farkldr.

Buna gre rnein, ezilme ve makaslama etkisindeki 17 lik bir perin ile M16 uygun bulonunun ayn yk tayaca sylenebilir.

17 perin iin d= 17 mm M16 uygun bulonu iin d=17 mm

Perin iin emniyet gerilmeleri (kg/cm2)

2.3.2 Perinli Birleimlerde Konstrktif Kurallar

Perinli birleimlerde, normal bulonlar iin verilen konstrktif kurallar aynen kullanlr.

Fe 37 Fe 34

Fe 52 Fe 44

EY EY EY EY


10

Kaynaklar elik Yaplar, H. Deren, E. Uzgider, F. Pirolu, E. alayan, alayan Kitapevi, 3.

bask, (2008). Ahap ve elik Yap Elemanlar, Y. Odaba, Beta Yaynlar, (1992). Structural Steel Designer's Handbook, R.L. Brockenbrough, F.S. Merritt, McGraw-Hill1,

(1994). Design of Steel Structures, E.H. Gaylord, C.N. Gaylord, J.E. Stallmeyer, McGraw-Hill,

(1992). A Teaching Guide for Structural Steel Connections, P. S. Gren, T. Sputo, P. Veltri TS 648 , elik Yaplarn Hesap ve Yapm Kurallar. MO-02.R-01/2008, elik Yaplar - Hesap Kurallar ve Proje Esaslar MO stanbul ubesi,

elik Yaplar Komisyonu, (2008). Deprem Blgelerinde Yaplacak Yaplar Binalar Hakknda Ynetmelik (2007)

Documents

ACY_I_hafta_4.pdf