Birleşim Araçları Prof. Dr. Ayşe Daloğlu Karadeniz Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Birleşim Araçları Prof. Dr. Ayşe Daloğlu Karadeniz Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü"

Hakan Balcı
5 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Birleşim Araçları

2 Birleşim Araçları Çelik yapılar çeşitli boyut ve biçimlerdeki hadde ürünlerinin kesilip birleştirilmesi ile elde edilirler. Birleşim araçları; Çözülebilen birleşim araçları (Cıvata (bulon)) Çözülemeyen birleşim araçları (kaynak, perçin) olmak üzere iki türlüdür. Birleşim yapma gereği,: Taşıyıcı sistem elemanlarını birbirine bağlamak (kiriş kolon birleşim noktalarını, mesnetleri, kafes sistemlerde düğüm noktalarını teşkil etmek vb.) Ek yapmak (Standart boylarda üretilen profil boylarının yetmediği durumlarda ek yaparak elamanın boyutu artırmak,vb.) Zayıf enkesitlerin takviyesi ya da dolu gövdeli yapma profil üretmek.

3 Birleşim Araçları elemanlarını birbirine bağlamak Ek yapmak Zayıf enkesitlerin takviyesi

4 Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler Cıvatalar (Bulonlar) altıgen başlı, silindirik gövdeli, ucunda yiv(diş) açılmış olan birleşim aracıdır. normal cıvatalar yüksek dayanımlı (öngerilmeli) cıvatalar d Baş Gövde Somun d: Gövde çapı d 0 : Boşluk çapı

çapı (d 0 ) = 17 mm Kaba cıvatada d = d 0-1 mm; Uygun cıvata d = d 0 Cıvatalar M12 M16 M20 M24 M27 M30 M33 M36

5 Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler Normal Bulonlar: Kaba cıvatalar (Kara cıvatalar) Uygun cıvatalar M16 Kaba cıvata için Gövde çapı (d) 16 mm, M16 Uygun cıvata için Gövde çapı (d) 17 mm Anma çapı Boşluk çapı (d 0 ) 17 mm Boşluk çapı (d 0 ) = 17 mm Kaba cıvatada d = d 0-1 mm; Uygun cıvata d = d 0 Cıvatalar M12 M16 M20 M24 M27 M30 M33 M36 Boşluk çapı (mm) Gövde çapı (mm) Kaba Uygun

8= 480 MPa Çelik Yapılar Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler Yüksek Dayanımlı Civatalar SL ve SLP :

6 Cıvatanın üzerindeki sayılar malzeme özelliğini gösterir, Örneğin 6.8 sayısı kopma mukavemeti 600 MPa, akma mukavemeti 600x0.8= 480 MPa Çelik Yapılar Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler Yüksek Dayanımlı Civatalar SL ve SLP : Normal civatalar gibi hesaplanırlar (SL sabit yüklerde, SLP hareketli yüklerde) GV ve GVP : Öngerilmeli oldukları ve yükü sürtünme ile aktardıkları için hesap tarzı biraz farklıdır.

7 Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler Cıvata (Bulon) Hesapları : Cıvatalar eksenlerine dik (makaslamaya), eksenleri boyunca (çekmeye) çalışmaktadır.

8 Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler Makaslamaya Çalışan Birleşim: Makaslamaya çalışan civatalar Birleşimin taşıyıcılığını kaybetmesi a) Levhanın kopması b) Cıvatanın kesilmesiyle c) Levhanın veya cıvatanın ezilmesiyle d) Levhadaki kesme yırtılmasıyla meydana gelmektedir.

9 Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler

10 Çelik Yapılar Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler a) Levhanın Yırtılması: En zayıf kesitteki faydalı en kesit alanı yükü karşılayabilmelidir. Boşluk çapı, levha kalınlığına uygun şekilde seçilmelidir. Levhalar ve hadde profillerinin başlık ve kolları dışındaki bölgeleri için t cm cinsinden birleştirilecek levhalardan en küçük levha kalınlığını göstermek üzere açılabilecek olan boşluk çapı formulü ile hesaplanır (Çelik Yapılar, Hilmi Deren) d 0

11 Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler b) Cıvatanın Kesilmesi: Makaslamaya göre bir cıvatanın taşıyabileceği maksimum yük, Nm Tek etkili cıvatalar; Çift etkili cıvatalar; N m. d 4 2. em N m 2. d em em : Cıvatanın kayma emniyet gerilmesidir.

12 Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler c) Levha veya Cıvatanın Ezilmesi: Bir adet cıvatanın ezilmeye göre aktarabileceği yük, Ne Tek etkili cıvatalar için t=min(t 1,t 2 ) Çift etkili cıvatalar için t=min(t 1 ;t 2 + t 3 ) Ne N d. t. dt. ez,em : bulonun ezilme emniyet gerilmesi, min, Bir bulonun emniyetle aktaracağı yük ez ez em e ez em N min N, N em m e

Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler d) Levhaların Kesme Yırtılması (Cıvatalar arası ve kenar mesafeler) d 0 : Boşluk çapı e min =3 d 0 e 1-min =2d 0 e 2-min =1,5d 0 e max =8d

13 Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler d) Levhaların Kesme Yırtılması (Cıvatalar arası ve kenar mesafeler) d 0 : Boşluk çapı e min =3 d 0 e 1-min =2d 0 e 2-min =1,5d 0 e max =8d 0, 15.t min e 1-max =3d 0, 6.t min e 2-max =3d 0, 6.t min e: İki bulon arasındaki mesafe e 1 :Kuvvet doğrultusunda kenar mesafe e 2 : Kuvvete dik doğrultuda kenar mesafe

14 Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler Çekmeye Maruz Cıvatalı Birleşimler F çek Çekmeye çalışan civatalar F çek : Cıvata diş dibi alanı, çekirdek alanı ç,em : Civatann çekme emniyet gerilmesi N ç : Bir cıvatanın taşıyabileceği çekme kuvveti N N F ç çek F ç, em ç çek ç, em

15 Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler Normal bulonlar için emniyet gerilmeleri

16 Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler ÖRNEK: Malzeme Fe37, EY yüklemesi İstenen: Birleşimin uygun cıvata ile teşkili ÇÖZÜM: L d 1 =17 mm ( tablodan) Levha d0 5t 0.2( cm) d cm 20mm Bu durumda d 0 =17 mm. M16 uygun cıvata

17 Çelik Yapılar Cıvatalı (Bulonlu) Birleşimler Bir adet Tek Etkili M16 uygun cıvatanın emniyetle taşıyabileceği yük; 2 2. d 1.7 Tablo 3 Makaslamaya göre Nm. em kn 4 4, Ezilmeye göre Ne d. tmin. ez, em kn N min( N, N ) N kn em m e em 61.2 Gerekli cıvata sayısı n em ez em 14 kn/cm 28 kn/cm 2 2 Cıvataların yerleştirilmesi Tablodan L55.8 için w 1 =30 mm e 3. d 51 e 51 e 55 mm 1 0 e 2. d 34 e 34 e 35 mm 0 1 1

18 Kaynaklı Birleşimler Kaynak, aynı veya benzer alaşımlı metallerin basınç altında veya basınçsız ısı uygulaması ile birleştirilmesidir. TS 3357 Çelik Yapılarda Kaynaklı Birleşimlerin Hesap ve Yapım Kuralları Kaynak Çeşitleri 1) Ergitme kaynağı 2) Basınç kaynağı Çelik yapılarda genellikle sıvalı elektrodlar kullanılır

19 Kaynak Hataları Çelik Yapılar Kaynaklı Birleşimler Kaynak sırasında ani ısınma ve ani soğuma nedeniyle çelik malzemelerde metalürjik değişmeler meydana gelebilmektedir.

20 Kaynaklı Birleşimler Boşluk (Gözenek): İki parçanın birleştirilmesi genellikle tek bir geçiş ile sağlanamaz. Arada hava kabarcıkları ve su buharı kalabilir. Kök hatası: Kalın elektrot kullanılması durumunda alt kısım kaynaklanamaz. Çatlak: Çabuk soğumanın etkisiyle kaynakta çatlaklar oluşabilir.

21 Çelik Yapılar Kaynaklı Birleşimler Kaynak Dikişleri: Çelik yapılarda ergitme kaynağı metoduyla küt kaynak dikişi ve köşe kaynak dikişi olmak üzere iki tür kaynak dikişi çekilebilir. köşe kaynak küt kaynak

22 Kaynaklı Birleşimler Küt Kaynak Dikişleri: Küt kaynak dikişlerinde parçalar uç uca getirilerek kaynak yapılmaktadır. küt kaynak Küt kaynak dikişleri için kaynak dikişi kalınlığı ince levha kalınlığına eşit alınır. a k = min(t 1, t 2 )

köşe kaynak Köşe kaynak dikişleri için, dikiş kalınlığı (a k ) olarak, kaynak en kesitinin içine çizildiği

23 Kaynaklı Birleşimler Köşe Kaynak Dikişleri: İki çelik elemanın birbirine dik veya en az 60 o lik açı oluşturacak şekilde yüzeyler arasına çekilen kaynak dikişidir. köşe kaynak Köşe kaynak dikişleri için, dikiş kalınlığı (a k ) olarak, kaynak en kesitinin içine çizildiği düşünülen ikizkenar üçgenin yüksekliği esas alınmaktadır. 3 mm a k 0.7t min (yapılarda) 3.5 mm a k 0.7t min (köprülerde) l k kaynak uzunluğu 15a k l k 100 a k

24 Kaynaklı Birleşimler Köşe Kaynak Dikişlerinde Gerilmeler: 1234 düzlemi yerine düzleminde çalışılır 3 k a k k k k// 1 2 k// k σ k normal gerilme, k// dikiş boyuna eksenine paralel kayma gerilmesi a k k dikiş boyuna eksenine dik kayma gerilmesi

25 Köşe Kaynak Dikişlerinde Gerilmeler: Normal Kuvvet P Çelik Yapılar Kaynaklı Birleşimler Kesme Kuvveti P P k// dikiş boyuna eksenine paralel kayma gerilmesi k dikiş boyuna eksenine dik kayma gerilmesi P P

26 Kaynaklı Birleşimler Kaynak Dikişlerinde Emniyet Gerilmeleri

27 Kaynaklı Birleşimler ÖRNEK 1: a k =3 mm a k =3 mm N t= 20 mm Şekilde gösterilen birleşimde kaynak dikişlerinin taşıyabileceği yükü hesaplayınız. Fe37, EY 150 mm ÇÖZÜM: N N F = 99 kn k // k, em max k k, em Fk Tablo 15

7 97 kn a k =3 mm 120 mm ÇÖZÜM: Toplam kaynak alanı Fk 2 0.3 4.

28 Kaynaklı Birleşimler ÖRNEK 2: Şekildeki birleşimde kaynakta gerilme denetimi yapınız, Fe 37, EY 45 mm a k =3 mm 2L kn a k =3 mm 120 mm ÇÖZÜM: Toplam kaynak alanı Fk cm Kaynakta gerilme kn/cm 11 kn/cm k // k, em

29 Birleşim Araçları

Benzer belgeler

BÖLÜM-2 ÇELİK YAPILARDA BİRLEŞİM ARAÇLARI

BÖLÜM-2 ÇELİK YAPILARDA BİRLEŞİM ARAÇLARI BÖLÜM-2 ÇELİK YPILRD BİRLEŞİM RÇLRI Çelik yapılarda kullanılan hadde ürünleri için, aşağıdaki sebeplerle birleşimler yapılması gerekmektedir. Bu aşamada bulon (cıvata), kaynak ve perçin olarak isimlendirilen