T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI

Transkript

1 T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI MEGEP (MESLEKÎ EĞİTİM VE ÖĞRETİM SİSTEMİNİN GÜÇLENDİRİLMESİ PROJESİ) METAL TEKNOLOJİSİ KOLONLAR ANKARA 2006

2 Milli Eğitim Bakanlığı tarafından geliştirilen modüller; Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığının tarih ve 269 sayılı Kararı ile onaylanan, Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında kademeli olarak yaygınlaştırılan 42 alan ve 192 dala ait çerçeve öğretim programlarında amaçlanan mesleki yeterlikleri kazandırmaya yönelik geliştirilmiş öğretim materyalleridir (Ders Notlarıdır). Modüller, bireylere mesleki yeterlik kazandırmak ve bireysel öğrenmeye rehberlik etmek amacıyla öğrenme materyali olarak hazırlanmış, denenmek ve geliştirilmek üzere Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında uygulanmaya başlanmıştır. Modüller teknolojik gelişmelere paralel olarak, amaçlanan yeterliği kazandırmak koşulu ile eğitim öğretim sırasında geliştirilebilir ve yapılması önerilen değişiklikler Bakanlıkta ilgili birime bildirilir. Örgün ve yaygın eğitim kurumları, işletmeler ve kendi kendine mesleki yeterlik kazanmak isteyen bireyler modüllere internet üzerinden ulaşılabilirler. Basılmış modüller, eğitim kurumlarında öğrencilere ücretsiz olarak dağıtılır. Modüller hiçbir şekilde ticari amaçla kullanılamaz ve ücret karşılığında satılamaz.

3 İÇİNDEKİLER AÇIKLAMALAR...ii ÖĞRENME FAALİYETİ ÇELİK YAPILANDIRMA Çelik Yapılar Çelik Yapıların Endüstrideki Yeri ve Önemi Çelik Yapı İmalatında Kullanılan Malzemeler Çelik Yapıların Sınıflandırılması Çelik Çatılar Çelik Köprüler Çelik Yapı Resimlerinin İncelenmesi UYGULAMA FAALİYETİ ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖĞRENME FAALİYETİ ÇELİK YAPI ELEMANLARI Kolonlar Çelik Kolonların Tanımı Kolon Çeşitleri Kolon Gövdelerinin Teşkili Kirişler Kolon ve Kirişlerde Kullanılan Bağlantı Elemanları Perçinli ve Cıvatalı Ekler Kaynaklı Ekler UYGULAMA FAALİYETİ ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME MODÜL DEĞERLENDİRME CEVAP ANAHTARLARI KAYNAKÇA i

4 KOD ALAN DAL/MESLEK MODÜLÜN ADI MODÜLÜN TANIMI AÇIKLAMALAR 521MMI248 Metal Teknolojisi Çelik Yapılandırmacılığı Kolonlar SÜRE 40/24 ÖN KOŞUL YETERLİK MODÜLÜN AMACI AÇIKLAMALAR Çelik yapılandırmacılığında tekniğine uygun boru ve hadde yapıklarından kolonlar yapma bilgi ve becerilerinin verildiği öğrenme materyalidir. Parmaklıklar modülünü almış olmak. Çelik yapılarda kolonlar yapmak. Genel Amaç Gerekli ortam ve ekipman sağlandığında tekniğine uygun olarak kolonlar yapabileceksiniz. Amaçlar Tekniğe uygun olarak boru kolonlar yapabileceksiniz. Tekniğe uygun olarak hadde yapıklarından kolonlar yapabileceksiniz. EĞİTİM ÖĞRETİM ORTAMLARI VE DONANIMLARI ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Ortam: Metal işleri atölyesi ve gerçek çalışma ortamı Donanım: Soğuk şekillendirme takım ve makineleri, kaynak makinesi, çelik malzemeler ve birleştirme elemanları. Bu modül içerisinde her öğrenme ve uygulama faaliyetinden sonra yapılan ölçme ve değerlendirmeler ile kendi kendinizi değerlendirebileceksiniz. Modül sonunda öğretmeniniz tarafından yapılan uygulamalı testlerle, kazandığınız bilgi ve beceriler değerlendirilecektir. ii

5 GİRİŞ GİRİŞ Sevgili Öğrenci, Çelik, ahşap ve betona nazaran mukavemeti yüksek bir malzemedir. Yapı elemanlarının çoğunda momente bağlı çekme ve bükülme yükleri çelik malzemelerle karşılanır. Doğasında, yanabilme özelliğine sahip malzemelerin haricindeki tüm malzemelerin öngörülen mukavemetini kaybettiği ve sonrasında aktığı belli sıcaklıklar vardır. Yangına dayanıklılık açısından bakıldığında yangından koruma tedbirleri alınmadıysa ahşap, için yanıcı olma özelliğine sahip olduğundan dayanıklılıktan bahsetmek yanlış olur. Sanayi yapılarında, burkulma boyu uzun kolonlar ve geniş açıklıklar var ise sadece atalet momentlerinin büyütülmesi açısından kolonlarda ince çelik yerine standartlara uygun makas ve geniş açıklıklı kirişler ile yanal öteleme alıcı perdelerin (çaprazların) çelik yapılması hem yapıyı hafifletecek, hem de ucuzlatacaktır. Bilinen yapı elemanlarından en ağır ve rijit (bükülmez) olanı betondur. Yapıların ağırlığı ve rijitliği ne kadar artarsa deprem yüklerinden olumsuz etkilenme riskleri de o ölçüde artar. En esnek ve yüzey alanına düşen mukavemet değerleri en yüksek yapı malzemesi de çeliktir. Bu sebeple binanın yüksekliği, kullanım amacı, taban alanı, cephe yüzey alanı ve statik yapısını etkileyecek mimari projesine göre değişmekle birlikte genel anlamda depreme karşı en güvenilir yapı malzemesi, bağlantı elemanları ve teknik şartlara göre yapıldığı sürece çeliktir. Çelik Yapılandırmacılığı Kolonlar Modülü ile bu işi kendisine meslek olarak seçecek gençlere; teknik şartname ve standartları yerine getirdiği sorumluluklar üzerinde durularak kolonların tanımı, özellikleri ve kullanım alanları incelenmiş, değerlendirilmiş ve sunulmuştur. Bu modül sonunda edineceğiniz bilgi ve beceriler ile çelik yapıların endüstrideki yeri ve önemini öğreneceksiniz. 1

6 2

7 ÖĞRENME FAALİYETİ-1 ÖĞRENME FAALİYETİ-1 AMAÇ Bu faaliyet sonunda gerekli ortam sağlandığında tekniğine uygun olarak boru kolonlar yapabileceksiniz. ARAŞTIRMA Çelik yapıları, kullanım alanlarını, özelliklerini araştırınız. Çelik yapı çeşitlerini, karayolu ve tren yolu köprülerini araştırınız. 1. ÇELİK YAPILANDIRMA 1.1. Çelik Yapılar Çelik malzeme, ahşaptan ortalama 20, betondan ortalama 10 kat daha dayanıklıdır. Yüksek mukavemeti nedeniyle malzeme gideri az olmaktadır. Malzemenin azlığına paralel olarak yapı ağırlığı düşmekte ve nihayetinde yapıya daha düşük bir kesme kuvveti etkimektedir. Yani bu daha düşük bir deprem yükü anlamına gelmektedir. Ayrıca elastisite modülünün yüksek olması nedeniyle eğilme rijitliğinin etkin olduğu yerlerde uygun sonuçlar almak mümkündür. Özellikle deprem riski altındaki ülkelerde yapılan yapılarda çelik malzeme ile tasarıma sık rastlanmaktadır. Çelik malzeme ile yapılmış sistemler, diğer malzemelerle yapılmış sistemlere göre daha sünektir. Yani kaba tabiri ile deprem enerjisini yutma kapasitesi daha yüksektir. Çekme ve basınç mukavemetleri eşittir. Bu nedenle çekme mukavemeti daha düşük malzemelerle yapılamayan sistemler için iyi bir çözümdür Çelik Yapıların Endüstrideki Yeri ve Önemi Maliyet fiyatının çok yüksek oluşu yüzünden çelik, geçen yüzyıla değin yalnız takım ve silah yapımında kullanılıyordu. Özel çelik ve paslanmazların elde edilişi (1927), otojen kaynakla birleştirme (1928), ağırlık ve işçilik bakımından kazanç sağladı ve metal ile cama ağırlık veren bir mimarlık anlayışının doğmasına yol açtı.1970 li yılların sonuna doğru, plastik kaplanmış ya da parlak çelik, süsleme sanatlarında önemli bir yer tuttu. Çeliğin geriye dönüşümlü gereç olması kullanım alanlarını artırmaktadır. Çevre kirliliği arttığı müddetçe de çelik konstrüksiyonun önemi artacaktır. 3

8 Çelik Yapı İmalatında Kullanılan Malzemeler Çelik en çok kullanılan çelik cinsi St 37 çeliğidir. Bu çelik, özelliği olmayan yapılarda kullanılan normal piyasa çeliğidir. Mukavemeti St 37 den yaklaşık olarak % 50 daha fazla olan St 52 çeliği daha küçük kesitli olarak kullanılabilir. St 52 çeliğindeki karbon miktarının fazlalığı kaynaklı yapılarda uygun olamadığı için aynı dayanıma sahip kaynak yapmaya elverişli olan HSB 50 çeliği imal edilmiştir. Mekanik olarak işlenebilme özelliği yüksek olan ve perçin yapımında kullanılan St 34, St 44 çelikleri ile kolon yapımında kullanılan 4D ve 5D çelikleri imal edilmektedir. Çelik yapılarda kullanılan çelikler karşımıza değişik şekillerde çıkmaktadır.bunlar I, U, L, T, lama çelikler, levhalar ve benzerleridir Çelik Yapıların Sınıflandırılması Çelik Çatılar Binaların yan duvarları üzerine oturtulup onu yağmur, kar, soğuk ve sıcak gibi tesirlerden koruyan örtülere çatı sistemi denir. Çatı sistemlerinde çatı makasları ana taşıyıcı görevi görür. Ana taşıyıcılar genellikle kafes kiriş biçimindedir. Şekil 1.1: Çelik çatı 4

9 Çelik Çatıların Endüstrideki Yeri ve Önemi Çeliğin yapılarda ilk kullanımı köprü inşaatlarında olmuştur. Taşıyıcı malzeme olarak inşaatlarda kullanılması ise daha sonradır. Kaynak tekniğinin gelişimi ile çeliğin, çelik çatı ve köprü yapımındaki kullanımı artarak bu günlere gelinmiştir. Çelik konstrüksiyonların imali kaynak, perçin ve civatalar ile olur. Büyük binalar, hangarlar, köprüler, garajlar, üst geçitler, çatılar, iş atölyeleri, fabrikalar vb yerlerin çeliklerden yapılması büyük avantajlar sağlamaktadır Çelik Çatı Çeşitleri Tek Açıklıklı Sistemler Bir bölmeli ve genişliği az olan yapılarda kullanılır. Şekil 1.2: Tek açıklıklı sistem Çok Açıklıklı Sistemler Bir bölmeli veya birden fazla bölmeli yerlerde, ayrıca genişliğin fazla olduğu yapılarda kullanılır. Şekil 1.3: Çok açıklıklı sistem Uzay Çatı Sistemleri Çok geniş ve tek seferde kapatılması istenen yapılarda kullanılır. Örneğin spor, düğün salonları ve stadyumlarda kullanılır. 5

10 Resim 1.1: Uzay çatı sistemleri Çelik Çatı Elemanları Aşıklar Eğik yüzeylerin altına yerleştirilen ve bu yüzeylerin ağırlığını makaslara aktaran elemanlardır. 2 2,5 m aralıklarla, mahyadan itibaren damlalığa paralel konur. Üç çeşit aşık vardır. Mahya aşığı : Mahya altına gelen aşık. Mahya aşığı Resim 1.2: Mahya aşığı 6

11 Orta aşık : Mahya ile damlalık arasına konan aşıklar. Orta aşıklar Resim 1.3: Orta aşıklar Damlalık aşığı: Damlalık altına gelen aşık. Damlalık aşığı Resim 1.4: Damlalık aşığı Mertekler Mahyadan başlayıp damlalığa kadar uzanan ve aşıklar üzerine konulan duvar elemanlarıdır. Bunlar 40 cm ile 990 cm ara ile atılırlar. Mertekler Şekil 1.4: Mertekler 7

12 Çatı Makasları Eğik yüzeylerin ağırlığını taşıyan bir çatı elemanıdır. Çelikten makasları çatı ve doğrama ustaları yapar. Kapalı spor salonları, atölye, garaj gibi binaların çatıları çelik çatı olarak yapılır. Çelik çatı makasları, makasın oturacağı duvarlar arası açıklığa göre değişik şekillerde imal edilir. Üçgen Makaslar Şekil 1.5: Üçgen makas Alman Makası Şekil 1.6: Alman makası Basit ve Mürekkep Makaslar Şekil 1.7: Basit ve mürekkep makaslar 8

13 İngiliz Makası Şekil 1.8: İngiliz makası Testere Dişli Makaslar Konsol Makaslar Şekil 1.9: Testere dişli makaslar Şekil 1.10: Konsol makaslar 9

14 Fenerli Makaslar Rüzgâr Bağlantıları Şekil 1.11: Fenerli makaslar Çatıların rüzgâra karşı emniyetini sağlamak amacı ile mertekler arasına konan atkılara rüzgâr bağları denir. Çelik çatılarda malzeme olarak köşebent veya lamadan atılan merteklere alttan kaynakla veya cıvatalar ile bağlanır. Rüzgâr bağlantısı Çelik Köprüler Şekil 1.12: Rüzgâr bağlantısı Akarsu, göl, boğaz veya vadi üzerinden geçilmesini sağlamak için çelikten yapılan yollara çelik köprü denir. Köprüler yapılırken taşıyacağı yük, kullanım amacı ve çevre faktörleri göz önünde bulundurulur Karayolu Köprüleri Köprü yapımında kullanılan temel gereçler çelik ve betondur. Diğer yandan, bütün beton köprülerde büyük miktarlarda çelik destek kullanılması, çelik köprülerdeyse, üst bölüm çoğunluğunun betondan yapıldığı düşünülürse, ayrımın kesin olmadığı görülür. İş toplam maliyet açısından düşünüldüğünde, çelik gereç kullanılarak yapılmış karayolu köprüleri daha ucuzdur. Çelik karayolu köprülerinin bir başka üstünlüğü de yapım sırasında az gereç gerektirmesi ve kalıp işçiliğinin azalması ya da ortadan kalkmasıdır. 10

15 Resim1.5: Karayolu köprüsü Tren Yolu Köprüleri Demiryolları, ülkelerin vazgeçilmez ulaşım ağlarıdır. Demiryollarının kurulmasında akarsu, nehir ve vadi geçişlerini sağlamak için çelik konstrüksiyon esaslı tren yolu geçitleri inşa edilir. Resi1.6: Tren yolu köprüsü 11

16 Resim 1.7: Tren yolu köprüsü Çelik Yapı Resimlerinin İncelenmesi Çelik Çatı Yapım Resmi Şekil 1.13: Çelik çatı yapım resmi 12

17 Şekil 1.14: Çelik çatı yapım resmi Çelik Çatı Düğüm Noktası Resmi Şekil 1.15: 2 nolu düğüm noktası 13

18 Şekil 1.16: 3 nolu düğüm noktası Şekil 1.17: 4 nolu düğüm noktası 14

19 Şekil 1.18: 5 nolu düğüm noktası Köprü Yapım Resmi Çizimi Şekil 1.19: Köprü yapım resmi çizimi 15

20 Şekil 1.20: Köprü yapım resmi çizimi Şekil 1.21: Köprü yapım resmi çizimi 16

21 Çizilmiş Çelik Çatı Resminin Okunması Şekil 1.22: Çizilmiş çelik çatı resminin okunması 1. Sabit ve hareketli mesnetlerden oluşan dört kafes kirişli üçgen çelik çatı. 2. Çatı elemanları olarak I,U,L, lama ve çelik sac malzemeler kullanılmıştır. 3. Çatı makası alt başlığı L 50x50x6 mm sırt sırta iki köşebentten yapılmıştır. 4. Üst başlık T 80x80x9 mm malzemeden yapılmıştır. 5. Aşıklar L 60x60x5 mm malzemeden yapılmıştır. 6. Mesnetler ve birleşimlerin eki T=8 mm çelik sac malzemeden yapılmıştır. 7. Diyagonaller U 60x30x6 mm malzemeden yapılmıştır. 8. Mesnet ve düğüm noktaları kaynaklı olarak birleştirilmiştir. 9. Mesnetler beton zemin üzerine monte edilmiştir. 17

22 Çizilmiş Köprü Resminin Okunması Şekil 1.23: Çizilmiş köprü resminin okunması 1. Sabit ve hareketli mesnetlerden oluşan dört kafes kirişli paralel başlıklı çelik köprü. 2. Köprü yapımında U,I, lama ve çelik sac malzemeler kullanılmıştır. 3. Köprü alt başlığı olarak I 100x100x11 mm malzeme kullanılmıştır. 4. Köprü üst başlığı olarak T 140x140x15 mm malzeme kullanılmıştır. 5. Mesnetler beton zemin üzerine monte edilmiştir. 6. Mesnetler ve birleşimlerin eki T=10 mm çelik sac malzemeden yapılmıştır. 7. Diyagonaller U 80x45x6 mm malzemeden yapılmıştır. 8. Mesnet ve düğüm noktaları kaynaklı olarak birleştirilmiştir. 18

23 UYGULAMA FAALİYETİ UYGULAMA FAALİYETİ İŞLEM BASAMAKLARI ÖNERİLER Çelik çatı yapılacak yere uygun makas çeşidini tespit ediniz(bakınız çatı makasları). Çelik çatı yapımındaki düğüm noktalarını tespit ederek uygun malzeme seçimi yapınız(bakınız, şekil 1.12, 1.13, 1.14, 1.15, 1.16). Düğüm noktaları bağlantıları için kaynak bölgelerini inceleyiniz. Gerekli birleştirme yöntemlerini resme uygun olarak tespit ediniz. Projeden yapılacak olan kolon resmini inceleyiniz. Resme göre ölçüleri, parça sayısını ve malzemesini tespit ediniz(bakınız şekil 1.13). Kolona temel teşkili yapmak için malzeme hazırlığını yapınız (kesmek, yarmak, delmek vb işler). Kolona temel teşkili yapmak için hazırlanan parçaları resimdeki ölçü ve şekile göre kaynak puntası ile birleştiriniz. Ölçüleri kontrol ediniz. Çelik çatı yapılacak yerin ölçülerini öğreniniz. Seçilen malzemeleri resim ölçülerinde hazırlayınız. Projeden, yapılacak olan kolon resmini inceleyerek resimdeki ölçülere göre, parça sayısını ve malzemesini tespit edip hazırlayınız. Kaynak öncesi gerekli araç ve gereçler hazırlayınız. Kaynak, perçin, cıvata ve somunlu birleştirme yöntemlerini kullanınız. Ölçüleri kontrol edilen işin kaynak dikişlerini çekiniz. Kaynak puntası ile birleştirilen iş parçasının kaynak dikişlerini tespit ediniz. Dikiş temizliğini yaparak kontrol ediniz. 19

24 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Bu faaliyet kapsamında hangi bilgiler kazandığınızı aşağıdaki soruları cevaplandırarak belirleyiniz. A- OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI) Doğru Yanlış Sorular (...)1. Çatı sistemlerinde çatı makasları ana taşıyıcı görevi görür. (...)2. Bir bölmeli ve genişliği az olan yapılarda çok açıklıklı çatı sistemi kullanılır. (...)3. Eğik yüzeylerin altına yerleştirilen ve bu yüzeylerin ağırlığını makaslara aktaran elemanlara aşık denir. (...)4. Konsol makaslarının genişliği metredir. (...)5. Akarsu, göl, boğaz veya vadi üzerinden geçilmesini sağlamak için çelikten yapılan yollara çelik köprü denir. DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerek kendinizi değerlendiriniz. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınız sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrar inceleyiniz 20

25 PERFORMANS DEĞERLENDİRME B. UYGULAMALI TEST Yaptığınız uygulamayı kontrol listesine göre değerlendirerek, eksik veya hatalı gördüğünüz davranışları tamamlama yoluna gidiniz. KONTROL LİSTESİ Değerlendirme Kriterleri Evet Hayır Çelik çatı yapılacak yere uygun makas çeşidini tespit ettiniz mi? Çelik çatı yapımındaki düğüm noktalarını tespit ederek uygun malzeme seçimi yaptınız mı? Düğüm noktaları bağlantıları için kaynak bölgelerini incelediniz mi? Gerekli birleştirme yöntemlerini resme uygun olarak tespit ettiniz mi? Projeden, yapılacak olan kolon resmini incelediniz mi? Resme göre ölçüleri, parça sayısını ve malzemesini tespit ettiniz mi? Kolona temel teşkili yapmak için malzeme hazırlığını yaptınız mı? (Kesmek, yarmak, delmek vb işler) Kolona temel teşkili yapmak için hazırlanan parçaları resimdeki ölçü ve şekile göre kaynak puntası ile birleştirdiniz mi? Ölçüleri kontrol ettiniz mi? Kaynak puntası ile birleştirilen iş parçasının kaynak dikişlerini tespit ettiniz mi? Dikiş temizliğini yaparak kontrol ettiniz mi? DEĞERLENDİRME Yaptığınız değerlendirme sonunda hayır şeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Eksiklerinizi araştırarak ya da öğretmeninizden yardım alarak tamamlayabilirsiniz. Cevaplarınızın tamamı evet ise bir sonraki faaliyete geçiniz. 21

26 ÖĞRENME FAALİYETİ-2 ÖĞRENME FAALİYETİ-2 AMAÇ Bu faaliyet sonunda gerekli ortam sağlandığında tekniğine uygun olarak hadde yapıklarından kolonlar yapabileceksiniz. ARAŞTIRMA Çelik yapılarda kullanılan kolonları ve özelliklerini araştırınız. Kolonların yapımında kullanılan malzemeleri araştırınız Kolonlar 2. ÇELİK YAPI ELEMANLARI Çelik Kolonların Tanımı Çelik yapılarda kolonlar, yapının en önemli taşıyıcı elemanlarını oluştururlar. Her kolon üzerinde bulunan katlardan gelen yükleri taşır. Bu yükler, bina döşemelerine etki eden hareketli yükler, üst katlardaki döşeme, esas ve tali kirişlerle kolonların kendi ağırlıkları, duvar veya sıva ağırlıkları ile rüzgâr, deprem ve kar yükü etkilerinden meydana gelir. Kolonlar bu yükleri daha aşağıdaki kolonlara ve oradan da temellere ulaştırırlar. Çelik kolonlar, betonarme kolonlara göre daha ince olduklarından, mimari bakımdan istenilen kolonun duvar içinde saklanması kolayca gerçekleştirilebilmektedir. Bunun yanında, değişik çelik profiller farklı şekillerde kullanılarak istenilen ölçülerde kolonlar yapılabilmektedir. Resim 2.1: Çelik kolon 22

27 Kolon Çeşitleri Tek Parçalı (Basit Kesitli) Kolonlar Normal profil (NP), geniş başlıklı I profili ve bazen de U profilinden tek parça olarak yapılır. Kural olarak, mimari nedenlerden kaynaklanan bir zorunluluk yoksa bu profillerin (W) mukavemet momenti büyük olan (X) ekseni kolona etki eden moment doğrultusuna gelecek şekilde kolon düzenlenir. I profilli kolonlar H profilli kolonlar U profilli kolonlar Dikdörtgen profilli kolonlar Kare profilli kolonlar Yuvarlak boru kolonlar Birleşik çelik kolonlar Genellikle büyük basınçların söz konusu olduğu hallerde kullanılır. Bu gibi durumlarda büyük kesitli tek profil kullanılması uygun olmaz. Büyük kesitli tek profil, burkulma (flambaj) nedeniyle çok zaman emniyet gerilmesinin çok altında kalan gerilmelere çalıştırılır. Buna karşılık, büyük kesitli bir profil yerine, toplam kesiti büyük profil kesitinin aynısı olan iki veya daha fazla sayıda küçük profil kullanılırsa, kolon daha fazla yük taşıyabilir. Bu durumda gerilmelerin, emniyet gerilmesine yakın olması sağlanır ve gereksiz malzeme kullanımından kaçınılmış olur. Ayrıca küçük profillerle yapılan birleşik kesitli kolonların taşınması ve yapımı daha kolaydır. Bina mimarisine uygun kolon kesitleri, çoğunlukla birleşik kesitli kolonlarla uygulanabilmektedir Kolon Gövdelerinin Teşkili Birleşik kesitli kolonlar iki veya daha fazla sayıda profilden yapılmaları nedeniyle, yükü birlikte ve en uygun biçimde taşımaları için profiller birbirine bağlanır. Bu tespit örgü çubukları ve bağ levhaları ile yapılır. Bu bağlantı ile her bir parçanın burkulma (flambaj) boyu küçüleceğinden narinlikleri azalır ve daha fazla yük taşıyabilirler. 23

28 L profilli birleşik kolonlar Şekil 2.1: L profil kolonlar I Profilli Birleşik Kolonlar Şekil 2.2: I profil kolonlar U Profilli Birleşik Kolonlar Karışık Profilli Birleşik Kolonlar Şekil 2.3: U profil kolonlar Şekil 2.4: Karışık profil kolonlar 24

29 Kaynaklama ile Oluşturulan Birleşik Kolonlar Şekil 2.5: Kaynaklama ile oluşturulan profil kolonlar Kolon Yapımında Kullanılan Birleştirme Teknikleri Örgü Çubukları ile Bağlantı Birleşik kesitli kolonun her bir profili eğik (diyagonal) ve yatay çubuklarla diğerlerine bağlanır. Bu çubuklara, örgü çubukları adı verilir. Örgü çubukları genellikle eşit kollu korniyerlerden ve bazen de lama demirlerinden yapılır. 3 4 m uzunluğundaki bir çubuk, burkulma boyunun büyük olması nedeniyle fazla yük taşıyamaz ve kolon yükünü taşıtmak için, büyük kesitli profil kullanılması gerekir. Örgü çubukları, kolonun her iki yüzüne aynı doğrultuda konmalıdır. Eğer bir yüzün diyagonal çubuğu diğer yüzün diyagonaline göre çapraz durumda ise özellikle sıcakta uzama sonucu kolonda burulma momentleri doğar ve bu da aşırı gerilmelere neden olacağından uygun değildir. Örgü çubukları Örgü çubukları Resim 2.2: Çelik kolondaki örgü çubukları 25

30 Bağ Levhaları ile Bağlantı Bu tip bağlantıda, kolon profilleri dikdörtgen şeklinde kesilmiş çelik levhalarla birbirine bağlanır. Bağ levhaları her bir profile en az iki perçinle tespit edilir veya perçinlere karşılık gelen çevre dikiş kaynağı da kullanılabilir. Böylece örgü çubuklarındaki diyagonallerin görevi yerine geldiği için ayrıca levhalara gerek kalmaz. Bağ levhalarının kalınlığı en az 8 mm olmalıdır. Levhanın genişliği (g), kolonu meydana getiren profillerin yüksekliğinin 0,8 1,0 katı olarak alınır, ancak bu genişlik 15 cm den az olamaz. Birleşik kesitli bir kolonda en az 3 adet bağ levhası bulunmalıdır. Bağ levhaları, olabildiğince mertebe kolonunu eşit parçalara ayırmalıdır. Bu parçaların boyları yani levha ağırlıkları hesap sonucu bulunur. Bu levhaları kolonun cinsine göre değişik şekillerde de oluşturulabilir. Özellikle kafes kirişlerin basınç çubuklarında çok kullanılan eşit ve farklı korniyerlerin bağ levhalarıyla bağlantıları sağlanmıştır. Bağ levhaları Bağ levhaları Kolon Ayakları Resim 2.3: Çelik kolondaki bağ levhaları Genellikle çelik kolonlar, beton bazen de betonarme temellere otururlar. Kolonun temellere tespit edilmesi kolondaki yükün eksenel basınç ya da eksantrik basınç olması durumuna göre değişik şekillerde yapılmaktadır. Eksantrik basınç halinde ise kolondaki P yükü, tam kolon ekseninden geçmez ve bu eksenden (e) kadar dıştan etki eder.(e) mesafesine eksantrisite mesafesi denir. Bu moment 26

31 etkisiyle kolonun temele oturtulması ve tespiti merkezi basınç durumundakine göre biraz farklı olur Kolon Başlıkları Resim 2.4: Kolon eksenine gelen e mesafesi basıncı Çelik yapılarda kirişlerden kolonlara gelen yüklerin, kolona eksenel basınç şeklinde etkimesi gerekir. Bu yükler kirişlerin mesnet tepkilerinden oluşur. Büyük tekil kuvvet şeklindeki tepkilerin, kolon kesitine eşit (üniform) olarak dağıtılması, gerilime yığılması denilen yer yer aşırı zorlanmalara meydan vermemesi için kirişin oturacağı kolon başı özenle yapılmalıdır. Kolon başının yapılmasında göz önünde bulundurulacak ikinci bir husus da kirişin oynamayacak şekilde kolona birleştirilmesidir. (Resim 2.5 e bakınız). Basit Kesitli Kolonlarda Kolon Başının Teşkili Tek profilden yapılan kolonun başında kirişten gelen büyük yüklerle ezilme ve gerilme yığılmaları olmaması için yükün, bir parçadan diğerine temas suretiyle değil, perçinler yardımıyla ulaştırılması sağlanır. Ayrıca kolonun üstüne yeterli kalınlıkta ve yükün kolona eksenel ve dengeli olarak ulaştırılmasını sağlayacak bir baş levhası düzenlenir. Bu levha, iki korniyerle takviye levhasına ve kolona birleştirilir. Kirişten gelen kuvvetin, kolona göre küçük oranda olduğu durumlarda, merkezilik demirinin üst yüzü silindirik şekilde hafifçe planyalanarak yükün eksenel olarak kolona ulaştırılması sağlanabilir ve bu durumda takviye ve baş levhaları kullanılmayabilir. 27

32 Kolon başı teşkili Resim 2.5: Kolon başı teşkili Birleşik Kesitli Kolonlarda Kolon Başının Teşkili Birleşik kesitli kolonlarda aynı genel ilkeler, benzer şekilde takviye ve baş levhaları, merkezilik demirleri ve korniyerlerle gerçekleştirilirler. Kolon başı Resim 2.6: Kolon başı Kolonları Kirişlerle Birleştirme Şekilleri Karkas yapılarda çelik kirişler ya daha büyük esas kirişlere ya da kolonlara otururlar. Esas kiriş olarak adlandırılan ve diğer küçük kirişleri taşıyan ana kirişler de kolonlara oturmaktadır. Kirişlerin kolona bağlanmasında, kirişin statik hesabında esas alınan mesnet şeklinin gerçekleştirilmesi gerekir. Diğer taraftan kirişlerin kolona oturması iki şekilde olur. 28

33 Birincisinde, kirişin ucu kolona dayanır, yani kiriş kolonda sona erer ve devam etmez. Bu durumda kirişin oturuşu serbestçe (sabit mesnet) olabildiği gibi moment taşıyacak şekilde de (ankastre moment) olabilir (Şekil 2.6). İkinci şekilde kiriş, kolonda bitmez. Kolonu aşarak devam eder. Bu şekil konsollu basit kiriş ve sürekli kirişlerin orta mesnetlerinde ortaya çıkar. Bu durumda kirişin kolonu aşabilmesi için genel olarak kolon çift parçalı yapılır ve kiriş arasındaki boşluktan geçirilir. Şekil 2.6: Kolonla kiriş bağlantısı 29

34 Kolon Kiriş Bağlantısı Şekil 2.7: Kolonla kiriş bağlantısı 30

35 Kolonların Montaja Hazırlanması ve İnşa Edilmesi Resim 2.7: Kolonların montajı Kolonlara Kirişlerin Bağlanışı Resim 2.8: Kolonların montajı 31

36 Kolonların ve Kirişlerin Birlikte Montajı Resim 2.9: Kolonların montajı 32

37 Kolon Yapım Şekilleri Şekil 2.8: Kolon yapım şekilleri Kolonların Eklenmesi ve Montajı ile İlgili Şekiller. Şekil 2.9: Kolon yapım şekilleri 33

38 2.2. Kirişler Başlıca eğilmeye çalışan yapı elemanlarına kiriş adı verilir. Diğer bir ifadeyle kirişler; özellikle boylamasına eksenlerine dik doğrultudaki yüklerin etkisi altında eğilmeye çalışır. Gövdelerinin dolu veya boşluklu olmasına göre, dolu gövdeli kiriş veya kafes kiriş adını alırlar. Çelik karkas yapılarda çoğunlukla dolu gövdeli kirişler uygulanmaktadır. Bunlar da haddeden çekilmiş, perçinli veya kafes kiriş adlar alır. Resim 2.10: Kirişlerin montajı 34

39 Kiriş ve Kolonların Montajından Değişik Görünüşler. Resim 2.11: Kirişlerin montajı 2.3. Kolon ve Kirişlerde Kullanılan Bağlantı Elemanları Perçinli ve Cıvatalı Ekler Günümüzde bütün profiller çok büyük uzunluklarda haddeden çekilebilmektedir. Bu sebeple ekleme yolu ile bağlantı, ancak büyük açıklıklı çelik yapılarda uygulanmaktadır. Eklerin hesap ve uygulanışında eklenen bölümlerin sadece boylamasına kuvvete mi, yoksa bununla beraber eğilme momenti ve kesme kuvvetine de mi çalışacakları dikkate alınır. 35

40 Resim 2.12: Çelik konstrüksiyon cıvatası Şekil 2.10:Cıvata resmi Çelik Konstrüksiyonda Kullanılan Cıvata Ölçüleri Tablo 2.1: Cıvata ölçüleri Çelik Konstrüksiyonda Kullanılan Perçin Ölçüleri Tablo 2.2: Perçin ölçüleri 36

41 Şekil 2.11: Perçin ölçüleri Kaynaklı Ekler Kirişlerin eklenmesinde kullanılan en iyi kaynak küt ek biçiminde teşkil eden dikiştir. Fakat hareketsiz yüklerin önemli olduğu yerlerde ek levhaları kullanılarak köşe kaynağı dikişleri de uygulanır. Küt ek halinde küt dikiş, ek yerinde kuvveti hiçbir sapma olmaksızın aktarır. Dikiş kökünün sürekli olarak kaynaklanması, kaynak örgüsüne hafifçe fazla yükselti verilmesi, ergime oyuklarından kaçınılması ile küt ekin mukavemeti, kaynaklanan malzemenin statik kırılma mukavemetine denk olur. 37

42 UYGULAMA FAALİYETİ UYGULAMA FAALİYETİ İşlem Basamakları Öneriler Kolona temel teşkili yapmak için malzeme hazırlığını yapınız (kesmek, yarmak, delmek vb işler). Kolona temel teşkili yapmak için hazırlanan parçaları resimdeki ölçü ve şekile göre kaynak puntası ile birleştiriniz (Bakınız şekil 2.8 ve 2.9). Projeden, yapılacak olan kolon resmini inceleyiniz. Gerekli birleştirme yöntemlerini resme uygun olarak tespit ediniz (Bakınız şekil 2.7). Resme göre ölçüleri, parça sayısını ve malzemesini tespit ediniz. Ölçüleri kontrol ediniz. Kaynak puntası ile birleştirilen iş parçasının kaynak dikişlerini tespit ediniz. Projeden, yapılacak olan kolon resmini inceleyerek resimdeki ölçülere göre, parça sayısını ve malzemesini tespit ediniz. Kaynak, perçin, cıvata ve somunlu birleştirme yöntemlerini gözden geçiriniz. Resimdeki ölçü ve malzemeye göre parçaları kontrol ediniz. Metre vs uzunluk ölçme aracını hazır bulundurunuz. Ölçü kontrol yöntemlerini uygulayınız. Dikiş temizliğini yaparak kontrol ediniz. 38

43 ÖLÇME ÖLÇME VE VE DEĞERLENDİRME DEĞERLENDİRME Bu faaliyet kapsamında hangi bilgiler kazandığınızı aşağıdaki soruları cevaplandırarak belirleyiniz. A- OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI) Doğru Yanlış Sorular (...)1. Tek parçalı kolon yapımında I profilli malzeme kullanılır. (...)2. Büyük basınçların karşılanmasında tek parçalı kolon çeşidi kullanılır. (...)3. Birleşik kolonun her bir profili eğik ve yatay çubuklarla diğerlerine bağlayan örgü çubuklarıdır. (...)4. Kirişlerin kolona bağlanmasında kirişin statik hesabı dikkate alınmaz. (...)5. Kolon ve kirişlerin bağlanmasında çelik konstrüksiyon cıvatası da kullanılır. DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerek kendinizi değerlendiriniz. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınız sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrar inceleyiniz 39

44 PERFORMANS DEĞERLENDİRME B. UYGULAMALI TEST Yaptığınız uygulamayı kontrol listesine göre değerlendirerek, eksik veya hatalı gördüğünüz davranışları tamamlama yoluna gidiniz. KONTROL LİSTESİ DEĞERLENDİRME KRİTERLERİ Evet Hayır Kolona temel teşkili yapmak için malzeme hazırlığını yaptınız mı? Kolona temel teşkili yapmak için hazırlanan parçaları resimdeki ölçü ve şekile göre kaynak puntası ile birleştirdiniz mi? Projeden, yapılacak olan kolon resmini incelediniz mi? Gerekli birleştirme yöntemlerini resme uygun olarak tespit ettiniz mi? Resme göre ölçüleri, parça sayısını ve malzemesini tespit ettiniz mi? Ölçüleri kontrol ettiniz mi? Kaynak puntası ile birleştirilen iş parçasının kaynak dikişlerini tespit ettiniz mi? Dikiş temizliğini yaparak kontrol ettiniz mi? DEĞERLENDİRME Yaptığınız değerlendirme sonunda hayır şeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Eksiklerinizi araştırarak ya da öğretmeninizden yardım alarak tamamlayabilirsiniz. Cevaplarınızın tamamı evet ise bir sonraki faaliyete geçiniz. 40

45 MODÜL DEĞERLENDİRME MODÜL DEĞERLENDİRME PERFORMANS TESTİ (YETERLİK ÖLÇME) Modül ile kazandığınız yeterliği aşağıdaki kriterlere göre ölçünüz. KONTROL LİSTESİ DEĞERLENDİRME KRİTERLERİ Evet Hayır Çelik yapıda kullanılacak malzemeleri tanıdınız mı? Çelik çatı çeşitlerini resim üzerinden okuyabildiniz mi? Makas çeşitlerini ve özelliklerini çizebildiniz mi? Çelik çatıdaki düğüm noktalarını tespit ettiniz mi? Düğüm noktalarının bağlantı şeklini tespit ettiniz mi? Gerekli birleştirme yöntemlerini resme uygun olarak tespit ettiniz mi? Çelik çatı elemanlarını ve kullanım yerlerini belirlediniz mi? Çelik karayolu ve tren yolu köprü resimlerini inceleyerek kullanılan malzemeleri tespit ettiniz mi? Projeden yapılacak olan kolon resmini incelediniz mi? Kolona temel teşkili yapmak için malzeme hazırlığını yaptınız mı? Kaynak puntası ile birleştirilecek iş parçasının kaynak dikişlerini tespit ettiniz mi? Kolona temel teşkili yapmak için hazırlanan parçaları resimdeki ölçü ve şekile göre kaynak puntası ile birleştirdiniz mi? Resme göre ölçüleri, parça sayısını ve malzemesini tespit etmek. Ölçüleri kontrol ettiniz mi? Kolonların bağlantılarında kullanılacak bağlantı elemanları seçimini yaptınız mı? Dikiş temizliğini yaparak kontrol ettiniz mi? DEĞERLENDİRME Yapılan değerlendirme sonunda hayır cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız modülü tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız evet ise modülü tamamladınız, tebrik ederiz. Öğretmeniniz size çeşitli ölçme araçları uygulayacaktır. Öğretmeninizle iletişime geçiniz. 41

46 CEVAP ANAHTARLARI CEVAP ANAHTARLARI ÖĞRENME FAALİYETİ 1 CEVAP ANAHTARI 1 D 2 Y 3 D 4 Y 5 D ÖĞRENME FAALİYETİ 2 CEVAP ANAHTARI 1 D 2 Y 3 D 4 Y 5 D Cevaplarınızı cevap anahtarları ile karşılaştırarak kendinizi değerlendiriniz. 42

47 KAYNAKÇA KAYNAKÇA AKÇAKALE Nurettin, Eren ŞİMŞEK, Metal işleri meslek resmi, MEB Yayınları, ANKARA 2001 Akdemir Metal Sanayi ve Ticaret A.Ş. Kataloğu, BURSA Büyük Larousse Sözlük ve Ansiklopedisi, Gelişim yayınları,1986 KUTLU Şahin, Çelik yapılar, MEB Yayınları, ANKARA 2001 ÖZCİVAN Kenan, Yayınlanmamış ders notları, BURSA, 2005 SERFİÇELİ Y. Saip, Metal işleri meslek teknolojisi 2, Ankara 2001 YAKIBUL İsmail, Yayınlanmamış ders notları, BURSA,