AĞIR SANAYİ YAPISININ AISC VE TS-648 YÖNETMELİKLERİNE GÖRE KARŞILAŞTIRMALI BOYUTLANDIRILMASI YÜKSEK LİSANS TEZİ. Cem BİNGÖL

Transkript

1 İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİLERİ ENSTİTÜSÜ AĞIR SANAYİ YAPISININ AISC VE TS-648 YÖNETELİKLERİNE GÖRE KARŞILAŞTIRALI BOYUTLANDIRILASI YÜKSEK LİSANS TEZİ Cem BİNGÖL İnşaat ühendisliği Anabilim Dalı Yapı ühendisliği Programı ART 014

2

3 İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİLERİ ENSTİTÜSÜ AĞIR SANAYİ YAPISININ AISC VE TS-648 YÖNETELİKLERİNE GÖRE KARŞILAŞTIRALI BOYUTLANDIRILASI YÜKSEK LİSANS TEZİ Cem BİNGÖL ( ) İnşaat ühendisliği Anabilim Dalı Deprem ühendisliği Programı Tez Danışmanı: Yrd. Doç. Dr. Barlas Özden ÇAĞLAYAN ART 014

4

5 İTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü nün numaralı Yüksek Lisans Öğrencisi Cem BİNGÖL, ilgili önetmeliklerin belirlediği gerekli tüm şartları erine getirdikten sonra hazırladığı Ağır Sanai Yapısının AISC ve TS-648 Yönetmeliklerine Göre Karşılaştırılmalı Boutlandırılması başlıklı tezini aşağıda imzaları olan jüri önünde başarı ile sunmuştur. Tez Danışmanı : Yrd. Doç. Dr. Barlas Özden ÇAĞLAYAN... İstanbul Teknik Üniversitesi Jüri Üeleri : Yrd. Doç. Dr. Cünet VATANSEVER... İstanbul Teknik Üniversitesi Doç. Dr. Güven KIYAZ... Fatih Üniversitesi Teslim Tarihi : 16 Aralık 013 Savunma Tarihi : 06 art 014 iii

6 iv

7 ÖNSÖZ İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat ühendisliği Bölümü, Yapı ühendisliği üksek lisans programı çerçevesinde hazırlanan bu üksek lisans tezinde; bir doğrultusu süneklik düzei normal çerçevelerden, diğer doğrultusu ise süneklik düzei normal merkezi çelik çaprazlı perdelerden oluşan ağır sanaii apısının apısı AISC (LRFD), AISC (ASD) ve TS-498 önetmeliklerine göre karşılaştırmalı boutlandırılmıştır.yapı elemanlarının boutlandırılmasında SAP000 programından ararlanılmıştır. Yapı elemanları boutlandırılırken AISC (LRFD), AISC (ASD) ve TS-498 önetmeliklerine ait kombinasonlar dikkate alınmış olup boutlandırmada ortaa çıkan farklar incelenmiştir. Teze başlamadan önce beni sıkıntılı zamanlardan düzlüğe çıkartan, fikir ve tecrübelerini hiç sıkılmadan aktaran ve bütün egolarını arka cebine komuş tez danışmanım Saın Yrd. Doç. Dr. Barlas Özden ÇAĞLAYAN a, mesleğimi icra etmemdeki ol gösterenim İnş. Yük. üh./ at üh. Osman Kaan Bingöl e, sevgi ve desteğini her sanie hatırlatan ve haattaki olmazsa olmazlarımdan anne ve babama, her stresli anı neşesile ve enerjisile güzelliğe çeviren ine Kapıcıoğlu na en içten dileklerimle teşekkürlerimi ve sagılarımı sunarım. Aralık 013 Cem Bingöl İnşaat ühendisi v

8 vi

9 İÇİNDEKİLER Safa ÖNSÖZ... v İÇİNDEKİLER... vii KISALTALAR... xi SEBOL LİSTESİ... xiii ÇİZELGE LİSTESİ... xv ŞEKİL LİSTESİ... xvii ÖZET... xix SUARY... xxi 1. GİRİŞ Konu Genel Yapı Tanımı Yapı Taşııcı Sistemi alzeme Özellikleri Yapı Çeliği St St Sınır Duruma Göre Boutlandırma Esaslari Emniet Gerilmesine Göre Boutlandırma Esaslari Yönetmeliklere Göre Enkesitlerin Sınıflandırılması Kesit Daanımları Çekme daanımı Basınç daanımı Narin olmaan elemanlarda eğilmeli basınç daanımı Narin olmaan elemanlarda eğilmeli burulmalı burkulma daanımı Narin elemanlarda basınç daanımı Eğilme Daanımları Çift simetri eksenli I ve U kesitlerin güçlü eksen etrafında daanımı I kesitli elemanlardan güçlü eksen etrafında eğilme daanımı I ve U kesitli elemanların zaıf eksen etrafında eğilme daanımı Kutu kesitli elemanlarda eğilme daanımı Dairesel boşluklu kesitlerde eğilme daanımı T kesitlerde çift kollu kornierlerde eğilme daanımı Birleşik Kuvvetler ve Burulma Altında Eleman Daanımı LRFD e göre eğilme ve eksenel ük etkisi altında daanım ASD e göre eğilme ve eksenel ük etkisi altında daanım TS-648 e göre eğilme ve eksenel ük etkisi altında daanım Birleşimler Bulonlu birleşimlerin hesabı Kanaklı birleşimlerin hesabı YÜK ANALİZLERİ Sabit Yükler vii

10 . Kar Yükü Sıcaklık Yükü Rüzgar Yükü Deprem İle İlgili Parametreler ve Deprem Yükleri ASCE 7-10 a göre deprem hesabi DBYBHY 007 e göre deprem hesabi Kren Yükleri Yapı Analizi ve Boutlandırması İçin Yük Kombinasonları TS-648 e göre ük kombinasonları AISC LRFD e göre ük kombinasonları AISC ASD e göre ük kombinasonları YAPISAL KESİT TAHKİKLERİ Ana akas Üst Başlık Hesabı LRFD e göre kesit tahkiki ASD e göre kesit tahkiki TS-648 e göre kesit tahkiki Ana akas Alt Başlık Hesabı LRFD e göre kesit tahkiki ASD e göre kesit tahkiki TS-648 e göre kesit tahkiki Çatı Çaprazı Hesabı LRFD e göre kesit tahkiki ASD e göre kesit tahkiki TS-648 e göre kesit tahkiki Ana akas - Diagonal Hesabı LRFD e göre kesit tahkiki ASD e göre kesit tahkiki TS-648 e göre kesit tahkiki Düşe Çapraz Hesabı LRFD e göre kesit tahkiki ASD e göre kesit tahkiki TS-648 e göre kesit tahkiki Kolon Hesabı LRFD e göre kesit tahkiki ASD e göre kesit tahkiki TS-648 e göre kesit tahkiki Deplasman Kontrolleri Yata deplasman kontrolü Düşe deplasman kontrolü Aşık Hesabı LRFD e göre kesit tahkiki ASD e göre kesit tahkiki TS-648 e göre kesit tahkiki Bağlantı Hesabı akas Diagonal bağlantı detaı ASD e göre bağlantı tahkiki TS-648 e göre bağlantı tahkiki Çatı Çaprazı bağlantı detaı ASD e göre bağlantı tahkiki TS-648 e göre bağlantı tahkiki viii

11 3.9.3 Taban plakası bağlantı detaı ASD e göre bağlantı tahkiki SONUÇ VE DEĞERLENDİRE KAYNAKLAR EKLER ix

12 x

13 KISALTALAR LRFD ASD ASCE DBYBHY AISC TS TS SAP000 : Load and Resistance Factor Design : Allowable Stress Design : American Societ of Civil Engineers : Deprem Bölgelerinde Yapılacak olan Binalar Hakkında Yönetmelik : American Institute of Steel Construction : Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları :Yapı Elemanlarının Boutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri : Structural Analsis Program xi

14 xii

15 SEBOL LİSTESİ S d f u E G ν α ρ F k F d b h d r t f t w g I n A 0 Zn F b δ i Δ I x I r x r S x S Z x Z λ p λ r λ P a P n F F u P c F cr K Fe Q : Etkilerin tasarım değerleri : Kopma daanımı : Elastisite modülü : Kama modülü : Poisson oranı : Isıl genleşme katsaısı : Yoğunluk : Karakteristik ük : Tasarım ükü : Kesit genişliği : Kesit toplam üksekliği : Kesitin gövde üksekliği : Kesitin eğrilik arıçapı : Kesitin başlık genişliği : Gövde kalınlığı : Yerçekimi ivmesi : Bina önem katsaısı : Hareketli ük katılım katsaısı : Etkin er ivmesi katsaısı : Yerel zemin sınıfı : Taban kesme kuvveti : Yata ötelenme değeri : Düşe deplasman : Kesit kuvvetli eksen atalet moment : Kesit zaıf eksen atalet moment : Kuvvetli eksen atalet arıçapı : Zaıf eksen atalet arıçapı : Kesit kuvvetli eksen elastik mukavemet moment : Kesit zaıf eksen elastik mukavemet moment : Kesit kuvvetli eksen plastik mukavemet moment : Kesit zaıf eksen plastik mukavemet moment : Kompakt enkesit için sınır narinlik değeri : Kompakt olmaan enkesit için sınır narinlik değeri : Enkesit narinlik değeri : Eksenel çekme kuvveti tasarım değeri : Eksenel ük tasarım karakteristik daanımı : alzeme akma daanımı : alzeme kopma daanımı : Eksenel basınç kuvveti tasarım değeri : Kritik akma gerilmesi : Etkili bo katsaısı : Elastik ve inelastic burkulmaı aıran sınır gerilme değeri : İndirgeme faktörü xiii

16 n p V n V u T r T c P f C e V R H N max T x, T : Kesit nominal moment daanımı : Kesit plastic moment daanımı : Enkesitte nominal kesme daanımı : Enkesite etki eden kesme tasarım değeri : Elemanda etkili olan burulma moment : Eleman burulma moment daanımı : Kar ükü : Kar ükü etki katsaısı : Taban kesme kuvveti : Taşııcı sstem davranış modifikason katsaısı (LRFD) : Zeminden itibaren ükseklik : En büük tasarım eksenel ükü : Spektrum karakteristik periotları xiv

17 ÇİZELGE LİSTESİ Safa Çizelge 1.1 : Daanım azaltma katsaıları...7 Çizelge 1. : DBYBHY 007 enkesit koşulları Çizelge 1.3 : AISC e göre bulon sınıfları ve daanımları Çizelge 1.4 : AISC e göre bulon çaplarına göre kullanılacak delik çapları Çizelge 1.5 : AISC e göre minimum kanak kalınlıkları Çizelge 1.6 : AISC e göre kanak dikişi daanım azaltma katsaıları Çizelge.1 : Yüksekliğe göre rüzgar hızı ve emme kuvveti Çizelge 3.1 : Ana makas-üst başlık iç kuvvetler dağılımı Çizelge 3. : Ana makas-alt başlık iç kuvvetler dağılımı Çizelge 3.3 : Çatı çaprazı iç kuvvetler dağılımı Çizelge 3.4 : Ana makas-diagonal iç kuvvetler dağılımı Çizelge 3.5 : Düşe çapraz iç kuvvetler dağılımı Çizelge 3.6 : Kolon iç kuvvetler dağılımı Çizelge 4.1 : Kapasite oranları karşılaştırması xv

18 xvi

19 ŞEKİL LİSTESİ Safa Şekil 1.1 : 3D görünüşü...3 Şekil 1. : Tipik enine aks görünüşü....4 Şekil 1.3 : Tipik bouna aks görünüşü....4 Şekil 1.4 : Çatı planı görünüşü....5 Şekil 1.5 : Emniet gerilmesi-sınır daanım ilişkisi Şekil 1.6 : Cm- ilişkisi Şekil 1.7 : Kesme kuvvetine maruz birleşimlerde mesafe notasonları Şekil 1.8 : Normal kuvvete maruz birleşimlerde bulon mesafe notasonları Şekil.1 : Kar ığılması tablosu Şekil. : Rüzgar ükü dağılımı Şekil.3 : ASCE 7-10 spektrum fonksion grafiği Şekil 3.1 : SAP000 programında apının EX deplasmanı Şekil 3. : SAP000 programında apının EY deplasmanı Şekil 3.3 : SAP000 programında apının D+L deplasmanı Şekil 3.4 : L60.6 diagonal bağlantı detaı Şekil 3.5 : Çatı çaprazı bağlantı detaı Şekil 3.6 : Taban plakası bağlantı detaı Şekil 4.1 : Kapasite oranlarının karşılaştırma grafiği xvii

20 xviii

21 AĞIR SANAYİ YAPISININ AISC VE TS-648 YÖNETELİKLERİNE GÖRE KARŞILAŞTIRALI BOYUTLANDIRASI ÖZET Çelik apılarda mühendislik tasarımı ve paket programlar önemli bir er tutmaktadır. ühendislik tasarımı sırasında önetmelikler mühendislere ol gösterici durumundadır. evcut önetmelikler farklı tasarım prensiplerine daanmakla birlikte hepsinin amacı hizmet süreci içinde insanların can güvenliğini sağlamaktır. Günümüzde apıların boutlandırmasında iki temel ilke vardır. Bunlar son üzıl süresinde kullanılan emniet gerilmesi ilkesi, diğeri son otuz ılda apılan olasılık teorisine daanan ük ve daanım ilkesidir. Yüksek lisans tezi olarak sunulan bu çalışmada, uzun doğrultuda merkezi çaprazlı çelik sistem, kısa doğrultuda çerçeve sistem olarak tanımlanmış süneklik düzei normal ağır sanaii apısının, AISC (American Institute of Steel Construction) ve TS-648 e (Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları) göre SAP000 programının çubuk gerilme analizleri incelenmiştir İnşaat mühendislerinin amacı apıların tasarımının anı sıra tasarladıkları apıların malietini düşürmektedir. Yapılan bu tez çalışmasında emniet gerilmesi ilkesi ile ük ve daanım ilkesi karşılaştırılarak optimum sonuca hangi önetmeliğin akın olduğunu gösterilmektedir. Taşııcı sistem modeli boutlandırmasında düşe ve ata değerleri sabit tutulup AISC kapsamında bulunan LRFD ( Load and Resistance Factor), ASD ( Allowable Stress Design) ve TS-648 önetmeliklerine öngördüğü kombinasonlar kullanılarak analizler apılmıştır. Düşe ük ve rüzgar ükleri için TS-498 önetmeliği kullanılmıştır. Deprem ükünün belirlenmesinde ASCE 7-10 ve DBYBHY-007 önetmelikleri kullanılmıştır. xix

22 xx

23 COPARATIVE DESIGN OF A HEAVY INDUSTRIAL STEEL STRUCTURE ACCORDING TO AISC AND TS-648 SUARY Engineering design and programmes are vital process in steel structures. In this duration of engineering desing man codes are guiding to engineers. Although existing design codes based on different design principles, all the design code s aim is to ensure life safet. There are two basic principles in design of structure. One of them is allowable stress design and the other is load and resistance factor that is based on probabilit theor. In this stud, which is presented as a. Sc. thesis, in the long direction concentricall braced frame, in the short direction moment frame is defined as nominal ductilit level heav industr structure. AISC and TS-648 design codes are used to examine SAP 000 stress analsis. One of the aim of civil engineers is not onl design of buildings but also reducing the cost of the buildings. In this thesis allowable stress design and load and resistance factor design compared to which is closed to optimal results. In the design of structural model, vertical and horizontal loads kept constant and LRFD (load and resistance factor), ASD (allowable stress design) and TS-648 code s combinations are used to analse structure. TS-498 code is used for vertical load and wind load. Determination of seismic loads ASCE 7-10 and DBYBHY-007 codes are used. The internal forces of the frame elements located in the SAP000 program, AISC (LRFD), AISC (ASD) and TS-648 according to the regulations of stress in the frame elements are compared. When we examine capacit ratio of frames, LRFD and ASD design criteria in sizing results are too close but according to TS-648 design criteria, we need to change frame section. This case will cause move awa from econom and increase the cost of building. Wind loads in the load analsis was calculated according to the principles of TS-648. Earthquake loads carried b the AISC code and DBYBHY 007 code and the results are quite close. Because our infrastructure and existing regulations for snow accumulation of clutter in our profit calculation methods related to the lack of a clear account. Snow accumulation UBC-97 was performed according to regulations. We used DIN10 regulation to design crane girders..the reason that to use this regulation, especiall occurring at constant load is to consider the effects of fatigue. As a result of these studies, some shortcoming appeared in T-648 code.if we summarize briefl; Though main loads and extra loads for resistance strength identified, the combinations that should be used in sizing aren t mentioned. xxi

24 There are normal ductilit and high ductilit definitions in earthquake regulations so as to be used in earthquake analsis of steel contructions.this classification is made b the energ would be swallowed in earthquake.this classification effects reduction factor of earthquake load and earthquake effect decrease at that rate.besides ductilit level, cross-sectional dimentions are defined and slenderness upper limits are identified.when viewed from this aspect, existing TS-648 seems inadequated.slenderness upper limits exist for onl build-up section based on web and flange section dimentions. In TS-648 article.4..4, displacement information given but this information provide nowadas needs.when service qualit taken into consideration, it s observed that constructional users aren t disturbed b vibration or ascillation and there hasn t been deformation,vibrations or ascillation in the level to damage components of architectural details Defined from the point of local buckling of differences between compact and noncompact are important in plate girders.in this elements that not carr seismic load AISC code permit sizing compact and non-compact sections.however, that difference doesn t in TS-648 code. When we examine AISC code we observe that all kinds of section tpes ( I section, U section, pipe section, box section)has different capacit calculations. Even for some sections tpes the stresses formulas can change.when we analse TS-648 unfortunatel we can t see that difference.its extent is rather limited considering AISC We clearl see that; TS648 code that we currentl use is behind our nowadas conditions and engineering experiences.ts-648 code which is technicall insufficient; is supposed to be reviewed again as part of nowadas technolog, information and construction rules. xxii

25 1. GİRİŞ 1.1 Konu Sunulan bu tez çalışması, ağır sanaii apısının TS498, TS648, DBYBHY 007, AISC360-ASD, AISC360-LRF, ANSI/AISC önetmelikleri dikkate alınarak hazırlanan statik ve dinamik analizlerini içermektedir. Daha önce apılan tez çalışmaları incelendiği zaman genel olarak önetmeliklerin karşılaştırılmış olduğunu görüoruz. Bu tez çalışmasında diğer tezleren farklı olarak günümüz koşullarında piasada kullanılan SAP000 programında en ekonomik çözümün hangi önetmeliğin verdiğini araştırdık. Araştırmada SAP000 programından çıkan iç kuvvetler sonucunda, önetmeliklerin ortaa koduğu boutlandırma ilkelerine göre çubuk elemanların boutlandırması tekrar kontrol edilmiştir. Yapılan çalışmalarda sanaii tipi krensiz apılarda toplam tonaj 50 kg/m olurken, krenli apılarda bu değer kg/m olmaktadır. Bu durum bize şunu açıkça gösterior ki; özellikle oturum alanı büük sanaii apılarında metrekaree düşen birim ağırlıktaki en ufak bir değişim ekonomik olarak çok büük kazanımlar sağlamaktadır. 1. Genel Yapı Tanımı Yapının plan boutları 46.6 x 90 m olup makas üst kotu m dir. akasların üstünde 3 m üksekliğinde ışıklık bulunmaktadır.çatı eğiminden dolaı kolon üst kotu dir. Yapının çatı ve cephe kaplaması trapezoidal sandviç panel olarak öngörülmüştür. Sistemimimde kotunda 100 tonluk krenler olduğu için kolonlar kotuna kadar örgü şeklinde gitmektedir. 1

26 1.3 Yapı Taşııcı Sistemi Yapı taşııcı sistemi bouna doğrultusunda ( Y doğrultusunda ) 13 adet ana makastan oluşmaktadır. Bu makasların üksekliği 5.00 m olarak boutlandırılmıştır. Ana makas aralıkları 7.5 m olarak düzenlenmiştir. akasların aralarında makasların stabilitesini ve makas elemanlarının burkulma bounu kısaltmak için makas alt ve üst başlıklarını tutan çapraz elemanlar kullanılmıştır. Anı zamanda çatıda aşık sisteminden bağımsız olarak makas üst başlık seviesinde, stabilite sağlamak ve rüzgar kuvvetlerine karşı koması için çatı çapraz sistemi düzenlenmiştir. Taşııcı sistemi bouna doğrultusunda süneklik düzei normal merkezi çelik çaprazlı perdelerden oluşmaktadır. Yapı enine doğrultusunda taşııcı ise makaslar ve bağlandığı kolonlardan oluşan süneklik düzei normal çerçevelerden oluşmaktadır. Yapıda kullanılan çelik malzemesi S35 ve S75 malzemelerine denk gelen ST37 ve ST44 malzeme olarak kabul edilmiştir. Yapı analizi ve boutlandırılması karşılaştırmalı olarak TS-648, AISC LRFD ve AISC ASD önetmeliklerine göre apılacaktır. Yük analizlerinde TS-498 de bulunan rüzgar ükü değerleri alınmıştır. Yapımızda kar ığılması olduğu için ve TS-498 şartnamesinde bununla ilgili bir değer olmadığı için UBC-97 e göre kar ığılması hesapları apılmıştır. Deprem ükleri DBYBHY 007 ve ANSI/AISC önetmeliklerine göre hesaplanmıştır.

27 Şekil 1.1 : Yapı 3D görünüşü. 3

28 Şekil 1. : Tipik enine aks görünüşü. Şekil 1.3 : Tipik bouna aks görünüşü. 4

29 Şekil 1.4 : Çatı planı görünüşü. 5

30 1.4 alzeme Özellikleri Bu tez çalışmasında kullanılan malzeme sınıfları ve karekteristik değerleri aşağıda verilmiştir: Yapı Çeliği St37 Elastisite odülü : Es = 1000 kn/cm Akma ukavemeti : σa = 4.00 kn/cm Eksenel Basınç & ÇekmeEmniet Gerilmesi (H Yüklemesi) : σ çem = kn/cm Eksenel Basınç & ÇekmeEmniet Gerilmesi (HZ Yüklemesi) : σ çem = kn/cm Çekme & Eğilme-Çekme Emniet Gerilmesi (H Yüklemesi) : σ çem = kn/cm Çekme & Eğilme-Çekme Emniet Gerilmesi (HZ Yüklemesi) : σ çem = kn/cm Kama Emniet Gerilmesi (H Yüklemesi) : τem = 9.00 kn/cm Kama Emniet Gerilmesi (HZ Yüklemesi) : τem = kn/cm St44 Elastisite odülü : E s = 1000 kn/cm Akma ukavemeti : σ a = 7.50 kn/cm Eksenel Basınç & ÇekmeEmniet Gerilmesi (H Yüklemesi) : σ çem = kn/cm Eksenel Basınç & ÇekmeEmniet Gerilmesi (HZ Yüklemesi) : σ çem = kn/cm Çekme & Eğilme-Çekme Emniet Gerilmesi (H Yüklemesi) : σ çem = kn/cm Çekme & Eğilme-Çekme Emniet Gerilmesi (HZ Yüklemesi) : σ çem = 1.40 kn/cm Kama Emniet Gerilmesi (H Yüklemesi) : τ em = kn/cm Kama Emniet Gerilmesi (HZ Yüklemesi) : τ em = 1.00 kn/cm 1.5 Sınır Duruma Göre Boutlandırma Esasları Amerikan Çelik Yapılar Enstitüsü Yük ve Daanım Katsaılarına göre tasarım limit durum prensibini ele almaktadır. Yapısal güvenliğin daha gerçek değerini bulabilmek 6

31 için elemanda, birleşimde vea sistemde ortaa çıkabilecek göçme olasılıkları istatistiksel değerlendirmelere daanan katsaılar ile tanımlanmaktadır. Genel olarak apısal güvenlik koşulu ; (daanım azaltma katsaısı x daanım) (ük arttırma katsaısı x ük etkisi ) Azaltılmış daanım arttırılmış ük prensibine daanmaktadır. Azaltılmış daanım = Tasarım daanımı = R = φr n φ = Daanımın belirlenmesindeki belirsizlikleri hesaba katan daanım azaltma katsaısı R n = Karakteristik daanım S d R (1.1) d S d = Etkilerin tasarım değerleri R d = ukavemet tasarım değerleri Boutlandırma ilkesinde kullanılan φ değerleri çelik malzemesinin kalitesinin istatiksel özellikleri değerlendirilerek belirlenmiştir. Φ değeri, apı elemanının tipi ve boutlandırmada göz önünde tutulan sınır duruma bağlı olarak değişmektedir.çizelge 1.1 de φ daanım azatma katsaıları arıntılı olarak gösterilmiştir. Çizelge 1.1 : Daanım azaltma katsaıları. Sınır Daanım LRFD φ daanım azaltma katsaıları Çekme Akma 0.90 Kırılma 0.75 Basınç 0.90 Eğilme 0.90 Kama 0.90 Eğilmeli burulmalı burkulma 0.90 Köşe kanak 0.75 Tam nüfuzietli küt kanak Esas metalle anı çekmede 0.80 Kısmi nüfuzietli küt kanak basınçta 0.80 kamada

32 Bulonlar 0.75 Blok kama 0.75 Beşlıkta erel eğilme 0.90 Gövdede erel eğilme 1.00 Kiriş - kolon birleşim Gövde buruşması 0.75 bölgesinde Gövde ötelenme burkulması 0.85 Gövde basınç burkulması 0,90 Panel bölgesinde kama 0, Emniet Gerilmesine Göre Boutlandırma Esasları Emniet gerilmesi öntemi, bir apı elemanının servis ükleri altına maksimum gerilmenin belirli emniet gerilmelerini aşmaacağı konseptine daanmaktadır. Elemanlarda iç kuvvetler apının elastik analizi sonucu belirlenir. Buna karşılık emniet gerilmesi, bir sınır gerilmenin bir emniet katsaısı ile bölünmesile elde edilir. Emniet katsaısı değeri ve sonucunda elde edilen emniet gerilmesi, boutlandırma işleminin belirleicisi olan belirli limit durumlara daanır. Boutlandırma işlemi, bu limit durumlara karşı belirli emniet gerilmesini sağlamalıdır. Geleneksel emniet gerilmesi aklaşımında emniet katsaısının değeri malzemenin ve ele alınan apı elemanlarının bir fonksionudur. Arıca, eleman uzunluğu, eleman davranışı, ük kanağı ve sağlanabileceği beklenen işçilik kalitesi gibi faktörler de etkili olabilir. Emniet katsaıları sadece tecrübee daalı olup 50 ıldan fazla bir süredir hiçbir değişikliğe uğramamıştır. Her ne kadar emniet gerilmesi esasına daalı olarak boutlandırılmış olan apılar ıllarca ugun performans göstermiş olsalar da, kazandırılmış olan emniet marjının gerçek değeri asla bilinememiştir. Bu geleneksel emniet gerilmesi önteminin en zaıf tarafıdır. Daanım sınır durumuna göre emniet gerilmesi aklaşımı ile boutlandırma, İfadesine göre apılır. Burada,, gerekli daanım, sınır durum daanımı (nominal daanım) R R / (1.) a n 8

33 Ω, emniet katsaısı /Ω, emniet gerilmesi AISC standardında empoze edilen emniet gerilmesi önteminde, göçmenin kontrol eden modları, emniet gerilmesi esasına göre vea sınır durumlara göre boutlandırılmış apılar için anıdır. Bu nedenle sınır durumlara göre daanım önteminin temelini teşkil eden nominal daanım, emniet gerilmesine göre boutlandırma önteminin temelini teşkil eden nominal daanımla anıdır. Emnietle kullanılabilecek daanım söz konusu olduğunda her iki metod arasındaki fark, sınır durumlara göre boutlandırmada φ daanım faktörü ve emniet gerilmesi esasına göre boutlandırmada Ω emniet katsaısıdır. Ω için ugun değerlerin üretilmesinde, hedef her iki öntem için benzer emniet ve güvenlik sevielerinin sağlamalıdır. Ölü ve hareketli ükler etkisindeki çekme çubuğunda şu analizi apıldığında; Sınır Durumlara Göre Boutlandırma aklaşımında kullanılan Denklemi uarınca, φ=0.90 daanım faktörü kullanılarak, Burada, D, ölü ükü L, hareketli ükü (R n) SDGB Her iki tarafı da 0.90 ile bölerek, elde edilir. φ (1.3) 1. D 1.6 L 0.90 (R ) (1.4) n SDGB, sınır durumlara göre boutlandırmada sınır durum daanımı 1.33 D 1.78 L (R ) n SDGB Emniet Gerilmesi Esasına Göre Boutlandırmada da (1.4) denklemi (R n ) SDGB D L (1.5) halini alır. Burada γ emniet katsaısıdır ve 1.67 alınabilir. ( ) EGB ise Emniet Gerilme esasına Göre Boutlandırma da sınır durum daanımıdır. Bölece, 1.67D +1.67L = ( ) EGB (1.6) elde edilir. Her iki boutlandırma aklaşımına ait sınır daanımlar oranlanırsa, 9

34 (Rn)SDGB / (Rn)EGB (R n) (R ) n vea SDGB EGB 1.33D1.67L 1.67D1.67L (R n) SDGB ( L/ D) (R ) 1.00 ( L/ D) n EGB (1.7) elde edilir. Bu ifadenin (L/D) e göre değişimi çizilirse, Şekil1.5 deki eğri elde edilir. 1,10 1,00 0,98 1,00 1,0 1,03 1,03 0,90 0,94 0,80 0,83 0,80 0, Hareketli ük / Ölü ük oranı Şekil 1.5 : Emniet Gerilmesi-Sınır Daanım İlişkisi. Bu eğri incelenirse, şöle bir sonuç çıkarılabilir: Hareketli ük( L) Ölü ük ( D) (R n) (R ) SDGB n EGB 3için 1 olmaktadır. Bu durum, söz konusu AISC standardında SDGB öntemi ile EGB öntemi arasında geçiş sağlanabilmesi için benimsenen, her iki önteme ait nominal daanımların eşit olması kabulüne umaktadır. Çünkü L/D =3 oranına karşılık gelen noktada (R n ) SDGB = (R n ) EGB eşitliği gerçekleşmektedir. Bölece L/D=3 için, SDGB öntemi için; φ R n = 1.D+1.6L= 1.D+1.6 x 3D= 6D EGB öntemi için; R n 6D (1.8) 10

35 R n R n D L D 3D 4D 4D SDGB ve EGB den elde edilen Rn değerleri eşitlenirse, elde edilir. 6D x 4 (1.9) D Bölece D ve L ile oluşturulan ük kombinasonları halinde SDGB önteminde kullanılan φ daanım faktöründen, buna karşılık gelen Ω emniet katsaısına, 1.5 ifadesile geçmek mümkündür. Bu aklaşımla, ani (1.9) denklemi kullanılarak orijinal AISC LRFD öntemi 1978 AISC ASD öntemine göre kalibre edilmiş ve bu suretle AISC Spacification for Structural Steel Buildings standardı, çift formatlı olarak hazırlanıp aınlanmıştır. Örnek olarak çekme çubuklarının kaıpsız kesitte kama moduna göre kontrolünü ele alırsak, öngörülmüş olan daanım faktörü φ = 0.90 (1.9) denkleminde erine konursa, Ω= 1.5/0.9 =1.67 elde edilir. Bu da EGB içim önerilen emniet katsaısıdır. Bu katsaı bize daanım faktöründen emniet katsaısına geçiş sağlamaktadır 1.7 Yönetmeliklere Göre Enkesitlerin Sınıflandırılması Elemanların enkesitleri üç sınıfa arılmaktadır. - Kompakt enkesitler : Enkesitte erel burkulma oluşmadan önce eteri kadar plastik daanım gösterebilen enkesitlerdir. - Kompakt olmaan enkesitler : Basınç etkisi altında enkesitte kısmen plastikleşme durumuna geçilir, kesit tamamen plastik gerilme dağılımına geçemeden elastik olmaan burkulma görülür. - Narin enkesitler : Basınç etkisi altında enkesitte plastikleşme oluşamadan elastik burkulma durumu gerçekleşir. Kesitler erel burkulma durumuna göre bu 3 sınıfa arılırlar. λ = elemanın genişlik / kalınlık oranı λ p = kompakt eleman için sınır değer 11

36 λ r = kompakt olmaan eleman için sınır değer olmak üzere, erel burkulma için eleman sınıfı, λ λ p ise kompakt eleman λ p < λ λ r ise kompakt olmaan eleman λ > λ r ise narin eleman olarak sınıflandırılır. Çizelge 1. de deprem bölgelerinde apılacak binalar hakkında önetmelikte bulunan enkesit koşulları bulunmaktadır. 1

37 Çizelge 1. : DBYBHY 007 enkesit koşulları. 13

38 1.8 Kesit Daanımları Çekme daanımı Eksenel çekme kuvveti etkisinde bir elemanda, P a eksenel çekme kuvvet olmak üzere, aşağıdaki koşul sağlanmalıdır. P P (1.10) t n a P n ; Kesitin eksenel çekme kuvveti kapasitesi olup aşağıdaki iki değerden küçük olanı tasarıma esas olarak kabul edilir. Brüt enkesitte hesap edilmesi durumunda ; şeklinde hesap edilir. F : alzeme akma daanımı A g : brüt enkesit alanı Pn F A (1.11) g P 0.90 P (1.1) t n n Net enkesitte kopma durumuna göre hesap edilmesi durumunda ; Pn Fu Ant (1.13) şeklinde hesap edilir. F u : alzeme kopma daanımı A nt : Net enkesit alanı P 0.75 P (1.14) t n n 1.8. Basınç daanımı Narin olmaan elemanlarda eğilmeli basınç daanımı Eksenel basınç kuvveti etkisinde bir elemanda, P c oluşan eksenel basınç kuvveti olmak üzere, aşağıdaki koşul sağlanmalıdır. cpn Pc (1.15) P n ; Kesitin eksenel basınç kuvveti kapasitesi olmak üzere aşağıdaki gibi hesaplanır. F cr : Kritik akma gerilmesi Pn Fcr Ag (1.16) 14

39 - Narin olmaan elemanlarda eğilmeli burkulma daanımı : P n ; Kesitin eksenel basınç kuvveti kapasitesi Denklem 3.9 ile hesaplanır. λ eleman narinliği olmak üzere, F cr kritik gerilmesi; K l / r (1.17) E Fe 4,71 ise Fcr (0.689 ) F F (1.18) F E 4.71 ise Fcr Fe F (1.19) şeklinde hesaplanır. F e elastik ve inelastik burkulmaı aıran sınır gerilme değeri olmak üzere ; F e E Kl r (1.0) şeklinde hesap edilir Narin olmaan elemanlarda eğilmeli burulmalı burkulma daanımı P n ; Kesitin eksenel basınç kuvveti kapasitesi Denklem 3.9 ile hesaplanır. - Çift kollu kornier ve T kesitlerde; F cr Fcr F crz 4Fcr Fcrz H 1-1- H F cr F crz F crz GJ Ar g 0 (1.1) (1.) şeklinde hesap edilir. - Diğer tüm durumlarda ; şeklinde hesap edilir. F e kritik gerilme değeri ise; E Fe 4.71 ise Fcr (0.689 ) F (1.3) F F E 4.71 ise Fcr Fe (1.4) F 15

40 - Çift simetri eksenine sahip kesitlerde; F e EC 1 ( K L) I I w GJ z x (1.5) şeklinde hesap edilir. - Eleman zaıf eksenine göre simetrik kesitlerde; şeklinde hesaplanır. F F 4F F H Fe 1-1- e ez e ez H ( Fe Fez ) (1.6) - Simetrik olmaan kesitlerde F e kritik gerilmesi ise ; x 0 0 ( Fe - Fex )( Fe - Fe )( Fe - Fez ) - Fe ( Fe - Fe )( ) - Fe ( Fe - Fex )( ) 0 (1.7) r r denkleminin köklerinin en küçük saısal değere sahip olanıdır. o 0 C w : Çarpma katsaısı (mm 6 ) I x I r0 x0 0 A g (1.8) H 1- x r (1.9) F ex E KL x ( ) r x (1.30) F e E KL ( ) r (1.31) F ez EC w 1 GJ ( KL z ) Ar g 0 (1.3) G : Çelik malzeme kama modülü ( N/mm ) I x, I : Kesitin zaıf ve güçlü eksenlerine göre atalet momenti (mm4) J : Burulma sabiti (mm4) K z : Burulmalı burkulma için eleman efektif bo çarpanı x 0, 0 : Kesit ağırlık merkezine göre kama merkezinin koordinatları (mm) r Kesitin kama merkezine göre polar atalet arıçapı mm 0 : 16

41 r : eksenine göre kesitin atalet arıçapı (mm) Narin elemanlarda basınç daanımı Eksenel basınç kuvveti etkisinde bir elemanda, P c eksenel basınç kuvveti olmak üzere, Denklem.8 ile verilen daanım koşulu sağlanmalıdır P n ; Kesitin eksenel basınç kuvveti kapasitesi Denklem.9 ile hesaplanır. λ eleman narinliği olmak üzere ; F cr kritik gerilmesi aşağıdaki gibi hesaplanır E Q F E Q F QF Fe ise F (0.658 ) F (1.33) Kompakt ve kompakt olmaan kesitlerde Q = 1.0 Narin kesitlerde Q = Q s x Q a Berkitilmemiş narin enkesitlerde Q = Q s (Q a = 1.0 ) Berkitilmiş narin enkesitlerde Q = Q a ( Q s = 1.0 ) Berkitilmemiş narin elemanlar için Q s indirgeme faktörüdür. cr ise F F (1.34) cr e - Hadde profilden oluşan kolon a da diğer basınç elemanlarının başlık, kornier ve plakalarında ; b E 0.56 ise Qs 1.0 (1.35) t F b E 0.56 E/ F 1.03 ise t F b F Qs t E (1.36) değerini alır. b t E 1.03 ise F 0.69 E Qs b F t (1.37) - Yapma kesitten oluşan kolon ada basınç elemanlarının başlık, kornier ve plakalarında ; b Ekc 0.64 ise Qs 1.0 (1.38) t F 17

42 0.64 b Ekc E / kcf 1.17 ise t b Qs F t b Ekc 0.90Ekc 1.17 ise Qs t F b F t değerini alır. k c 4 h t kc 0.76 h t w w F Ek c (1.39) (1.40) (1.41) (1.4) - Tek kollu kornierlerde b E 0.45 ise Qs t F 1.0 (1.43) 0.45 b E E/ F 0.91 ise t F b F Qs t E (1.44) b E 0.91 ise t F Q s 0.53 E b F t (1.45) değerini alır. b : en uzun kolun genişliği ( mm ) - T kesitli elemanların gövdesinde ; d E 0.75 ise Qs 1.0 (1.46) t F 0.75 d E E/ F 1.03 ise t F d F Qs t E (1.47) d E 0.69 E 1.03 ise Qs t F d F t değerini alır. b : berkitilmemiş basınç elemanının genişliği (1.48) d : T kesitli profilde nominal derinlik 18

43 t : elemanın kalınlığı Q a indirgeme faktörü olmak üzere ; aşağıdaki gibi hesaplanır. Q A eff a (1.49) A : eleman brüt enkesit alanı A eff : indirgenmiş efektif genişlik, b e genişliğine göre hesaplanmış enkesitteki efektif alanların toplamları b e indirgenmiş efektif genişlik olmak üzere ; A - Uniform kalınlıkta kare ve dikdörtgen kesitler hariç uniform basınca çalışan narin elemanlarda ; b E 149 ise t f şeklinde hesaplanır. f = F cr Q = 1 E 0,34 E be 19t 1- b f ( b / t ) f (1.50) - Uniform kalınlıkta narin kare ve dikdörtgen kesitli elemanların başlıklarında ; b E 1.40 ise t f değerini alır. E 0,38 E be 1.9t 1- b f ( b / t ) f (1.51) - Eksenel ükli dairesel kesitlerde ise aşağıdaki denklem geçerlidir. D : dış çap t : enkesit kalınlığı E D E ise F t F E Q Qa F ( D / t) 3 (1.5) 19

44 1.9 Eğilme daanımı Çift simetri eksenli I ve U kesitlerin güçlü eksen etrafında daanımı Çift simetri eksenine sahip kompakt I ve kompakt U kesitlerin güçlü eksen etrafında eğilme daanımı akma limit durumunda eğilme daanımı ve anal burulmalı burkulmalı eğilme daanımı durumlarında elverişsiz olana göre hesap edilir. - Akma durumunda; şeklinde hesap edilir. F : çelik akma daanımı n p Zx F (1.53) Z x : X ekseni etrafında kesit plastik mukavemet momenti - Yanal burulmalı burkulma durumu : L b L p ise anal burulmalı burkulma durumu göz ardı edilir. L p < L b < L r ise ; şeklinde hesap edilir. L b > L r ise ; Lb - L p C F S ) Lr - L p n b p p x p (1.54) n Fcr Sx p (1.55) şeklinde hesap edilir. L b : Yanal doğrultuda elemanın burkulma ve kendi ekseninden kaçmasına karşı mesnetlenmemiş bou C b = 1.0 F cr Cb E Jc Lb ( ) Lb ( ) Sxh0 rts r ts E : malzeme elastisite modülü J : Burulma sabiti S x : Kesit x ekseni etrafında elastik mukavemet momenti L p ve L r sınır uzunluklar olmak üzere ; aşağıdaki gibi hesap edilir. (1.56) 0

45 L p E 1.76 r F (1.57) L r E J 0.7F c x rts ( ) (1.58) 0,7F Sxh0 E Jc S h r IC (1.59) w ts Sx Çift simetri eksenine sahip I kesitlerde C = 1 U kesitlerde ; c h h 0 : Başlık ağırlık merkezleri arası mesafe I 0 (1.60) C w 1.9. I Kesitli elemanlarda güçlü eksen etrafında eğilme daanımı Kompakt ve kompakt olmaan I kesitli elemanlarda güçlü eksen etrafında eğilme daanımı anal burulmalı burkulmalı eğilme daanımı, basınç başlığı erel burkulması ve başlıkta akma daanımı durumlarında elverişsiz olana göre hesap edilir. - Basınç başlığı akma durumu için aşağıdaki gibi hesap edilir. - Yanal burulmalı burkulma durumu : n Rpc c Rpc F Sxc (1.61) L b L p ise anal burulmalı burkulma durumu göz ardı edilir. L p < L b < L r ise aşağıdaki şekilde hesap edilir. Lb L p C R R F S ) R Lr L p n b pc c pc c L xc pc c L b > L r ise aşağıdaki gibi hesap edilir. (1.6) n Fcr Sxc Rpc c (1.63) c F Sxc F cr Cb E Jc Lb 10,078 ( ) Lb ( ) Sxh0 rts r ts (1.64) 1

46 I I c S S xt xc 0.3 ise J= ise F 0.7F L S S xt xc Sxt 0.7 ise F F 0.5F S L xc Akma limit durumunda anal doğrultuda tutulu olma sınır L p : L p E 1.1rt F (1.65) Yanal burulmalı burkulma durumunda limit durumunda anal doğrultuda tutulu olma sınır L p : E J F S h L r F S h E J L xc 0 p 1.95 t 1 1 6, 76( ) (1.66) L xc 0 Gövde plastikleşme faktörü R pc : h t c w ise pw R p pc (1.67) c h t c w ise R 1 pw pc Z. F 1.6S F p x xc p p pw p c c rw pw c (1.68) S xc, S xt : çekme ve basınç başlıklarına göre kesit elastik mukavemet momentidir. h t c w pf rf r p Yanal burulmalı burkulmada efektif atalet arıçapı r t ; - Dikdörtgen basınç başlığına sahip I kesitlerde aşağıdaki gibi hesaplanır. a w ht bt c w fc f c b fc : basınç başlığı genişliği r t h0 1 d bfc 1 a 6 w (1.69) h h0d

47 t fc : basınç başlığı kalınlığı L b : Yanal doğrultuda elemanın burkulma ve kendi ekseninden kaçmasına karşı mesnetlenmemiş bou olmak üzere ; C b = 1.0 F C E J L b c b cr ( ) (1.70) Lb Sxh0 rts ( ) r ts - Basınç başlığı erel burkulma durumu Kompakt başlığa sahip kesitlerde basınç başlığı erel burkulma durumu göz ardı edilir. - Kompakt olmaan başlığa sahip kesitlerde aşağıdaki gibi hesap edilir. S S xt xt n Rpc c Rpc c FL. Sxc ) pf rf pf (1.71) - Narin başlığa sahip kesitlerde aşağıdaki gibi hesap edilir. - Başlıkta akma durumu : xc n 0.9EkcS xc (1.7) S olması durumunda başlıkta akma durumu göz ardı edilir. S ise aşağıdaki gibi hesap edilir. xc n Rpt t (1.73) F S t xt h t c w ise pw R pt p (1.74) t h t c w ise R 1 pw pt h t c w p p pw p t t rw pw t (1.75) pw rw r p 3

48 1.9.3 I ve U kesitli elemanların zaıf eksen etrafında eğilme daanımı I ve U kesitli elemanların zaıf eksenlerinde eğilme daanımı akma limit durumuna ve başlıkta erel burkulma durumuna göre kontrol edilir. - Akma durumu için aşağıdaki denklem geçerlidir. n p F Z 1.6 F S (1.76) - Başlık erel burkulma durumu : Kompakt başlığa sahip enkesitlerde akma durumu ile anı şekilde hesap edilir. - Kompakt olmaan başlığa sahip enkesitlerde şeklinde hesap edilir. n p p (0.7 FS ) - Narin başlığa sahip enkesitlerde şeklinde hesaplanır. pf b t p F cr n cr pf rf pf (1.77) F S (1.78) 0.69E bf t f (1.79) rf r Kutu kesitli elemanlarda eğilme daanımı Kare ve dikdörtgen boşluklu kesitli ve kutu kesitli elemanlarda eğilme daanımı akma limit durumuna, başlık erel burkulma durumuna ve gövde erel burkulma eğilme daanımı durumuna göre kontrol edilir. - Akma durumu için aşağıdaki denklem geçerlidir. n p F Z (1.80) Z: eğilme etkisindeki eksenin plastik mukavemet momenti - Başlık erel burkulma durumu : hesap edilir. - Kompakt başlığa sahip enkesitlerde akma durumu ile anı şekilde 4

49 - Kompakt olmaan başlığa sahip enkesitlerde aşağıdaki denklem geçerlidir. b F F S t E n p p p - Narin başlığa sahip enkesitlerde aşağıdaki denklem geçerlidir. (1.80) n F Seff (1.81) S eff ; kesitte efektif genişliğe göre hesaplanan kesit efektif mukavemet momentidir. edilir. E 0.38 E be 1.9t 1 b F b / t F - Gövde erel burkulma durumu; (1.8) - Kompakt kesite sahip enkesitlerde gövdede erel burkulma durumu göz ardı - Kompakt olmaan gövdee sahip enkesitlerde aşağıdaki denklem geçerlidir. h F F S n p p x p tw E Dairesel boşluklu kesitlerde eğilme daanımı (1.83) D/t < 0.45E/F koşulu sağlanan dairesel boşluklu kesitli elemanlarda eğilme daanımı akma limit durumu ve erel burkulma durumuna göre hesap edilir. edilir. - Akma durumu içi aşağıdaki denklem geçerlidir. n p F Z - Başlık erel burkulma durumu : (1.84) - Kompakt başlığa sahip enkesitlerde başlık erel burkulma durumu göz ardı - Kompakt olmaan başlığa sahip enkesitlerde ; şeklinde hesaplanır. 0.01E n F S D t - Narin et kalınlığına sahip enkesitlerde : F S n cr şeklinde hesaplanır. (1.85) (1.86) 5

50 F cr 0.33E D t S : Kesit elastik mukavemet momenti T kesitlerde ve çift kollu kornierlerde eğilme daanımı Simetri ekseni ile anı doğrultuda üklü T kesitlerde ve çift kollu kornierlerde eğilme daanımı akma limit durumu, anal burulmalı burkulma durumu ve başlık erel burkulma durumuna göre hesap edilir. - Akma durumu için aşağıdaki şekilde hesaplanır. n p F Zx (1.87) F Z 1.6 çekme etkisindeki gövdede (1.88) p x p F Zx basınç etkisindeki gövdede (1.89) Z: eğilme etkisindeki eksenin plastik mukavemet momentidir. - Yanal burulmalı burkulma durumunda; denklemi geçerlidir. EI GJ n cr B 1 B L b (1.90) Çekme etkisindeki gövdede ; d B 3 Lb I J şeklinde hesaplanır. Basınç etkisindeki gövdede ; d B 3 Lb - T kesitlerde başlık erel burkulma durumunda; I J şeklinde hesaplanır. n Fcr Sxc (1.91) şeklinde hesaplanır. S xc : Basınç başlığının elastik mukavemet momenti - Kompakt olmaan kesitlerde : - Narin kesitlerde : F cr b F F ( t f E (1.9) 6

51 F cr 0.69E bf t f (1.93) 1.10 Bileşik Kuvvetler ve Burulma Altında Eleman Daanımı LRFD e göre eğilme ve eksenel ük etkisi altında daanım -Tek ve çift simetri eksenine sahip kesitlerde eğilme daanımı ; Pr 0. P ise c şeklinde hesaplanır. Pr 0. P ise c P 8 r rx r 1.0 Pc 9 rc c (1.94) şeklinde hesaplanır. P r : Elemanda etkili olan eksenel kuvvet P c : Eleman eksenel kuvvet daanımı P P c c n r : Elemanda etkili olan eğilme momenti c : Eleman eğilme momenti daanımı c b n X : Kesit güçlü ekseni Y : Kesit zaıf ekseni P r rx r 1.0 P c rc c c Basınçta daanım azaltma çarpanı = 0.90 b Eğilmede daanım azaltma çarpanı = 0.90 Eksenel kuvvetin çekme olması durumunda : P P c t n (1.95) t Çekmede daanım azaltma çarpanı = Elemanda basınç kuvveti ile birlikte sadece tek eksenli eğilme durumu söz konusu ise : 7

52 Eğilme düzlemi içinde stabilite tahkiki tek ve çift simetri eksenine sahip elemanlarda eğilme ve basınç daanımına göre kontrol edilir. - Düzlem dışına burkulma stabilitesi için aşağıdaki denklem geçerlidir. Pr P co r cx 1.0 P co : Eğilme düzlemi dışına burkulmada eleman eksenel kuvvet daanımı cx : Güçlü eksen etrafında anal burulmalı eğilme daanımı (1.96) ASD e göre eğilme ve eksenel ük etkisi altında daanım -Tek ve çift simetri eksenine sahip kesitlerde eğilme daanımı ; Pr 0. P ise c P 8 r rx r 1.0 Pc 9 rc c şeklinde hesaplanır. Pr 0. P ise c P r rx r 1.0 P c rc c şeklinde hesaplanır. P r : Elemanda etkili olan eksenel kuvvet P c : Eleman eksenel kuvvet daanımı P P / c n c r : Elemanda etkili olan eğilme momenti c : Eleman eğilme momenti daanımı / c n b X : Kesit güçlü ekseni Y : Kesit zaıf ekseni c Basınçta daanım azaltma çarpanı = 1.67 b Eğilmede daanım azaltma çarpanı = 1.67 Eksenel kuvvetin çekme olması durumunda : P P / c n t 8

53 t Çekmede daanım azaltma çarpanı = Elemanda basınç kuvveti ile birlikte sadece tek eksenli eğilme durumu söz konusu ise : Eğilme düzlemi içinde stabilite tahkiki tek ve çift simetri eksenine sahip elemanlarda eğilme ve basınç daanımına göre kontrol edilir. Pr P co - Düzlem dışına burkulma stabilitesi için aşağıdaki denklem geçerlidir. r cx 1.0 P co : Eğilme düzlemi dışına burkulmada eleman eksenel kuvvet daanımı cx : Güçlü eksen etrafında anal burulmalı eğilme daanımı TS-648 e göre eğilme ve eksenel ük etkisi altında daanım Eksenel basınç ve eğilmee maruz kalmış çubuklara gerilme tahkiki eb Cmx C bx m b 1,0 (1.97) bem eb 1,0 eb Bx 1,0 B ex e eb bx b 1,0 (1.98) 0.6 x a Bx B eb formülleri ile apılır. Eğer 0,15 bem eb bx 1.0 bem Bx formülü kullanılabilir. ise ukarıdaki formüllerin erine bem : sadece eksenel basınç kuvveti etkimesi halinde burkulma emniet gerilmesi B : sadece eğilme momenti etkimesi halinde, eğilme-basınç gerilmesi 890 ' e : ( t / cm ) ( K x s / l ) K s b l b em b C m b b : eğilme düzleminde etkin burkulma katsaısı : elemanın eğilme düzleminde serbest bou : eğilmenin medana geldiği düzleme di eksene göre atalet arıçapı : eksenel basınç kuvvetine göre hesaplanan gerilme : eğilme momentine göre hesaplanan eğilme-basınç gerilmesi : katsaı olup aşağıdaki gibi hesaplanır; 9

54 - Yanal harekete serbest olan çerçeve kolonlarında C 0.85 m - Yanal harekete karşı tutulmuş çerçevelerin, uçları rijit bağlı ve üzerinde eğilme düzleminde anal ükü bulunmaan kolonlarda C m (1.99) olup bu değer 0.4 ten büük olamaz. 1 / gözönde tutulan eğilme düzleminde, elemanın uçlarındaki eğilme momentlerinden küçüğünün büüğüne oranıdır. Şekil 1.6 : C m - İlişkisi - Yanal harekete karşı tutulmuş çerçevelerde, üzerinde anal ük bulunan basınç çubuklarında şu formül kullanılır. İfadedeki Ψ değeri şu şekilde hesaplanır. o o I E s C m eb 1.0 (1.100) ' x x E x I e o (1.101) o x s : enine ükten dolaı oluşan maksimum çökme : enine ükten dolaı oluşan maksimum açıklık momenti : atalet momenti : elastisite modülü : eleman bou 30

55 1.11 Birleşimler Bulonlu birleşimlerin hesabı Bulonlu birleşimlerin hesabı LRFD bölüm H a göre hesaplanmıştır. Bu önetmeliğe göre bulon sınıfları ve daanımları Çizelge 1.3 deki gibidir. Çizelge 1.3 AISC e göre bulon sınıfları ve daanımları. Bulon daanımı (N/mm ) A35 A490 Kullanım Yeri Çekme Kesme - Daanmalı birleşimler/kesme dişdibinde ise Kesme - Daanmalı birleşimler/kesme dişdibinde değil ise Çizelge 1.4 AISC e göre bulon çaplarına göre kullanılacak delik çapları. Bulon Delik Çapı d+3 - Bulon aralıkları: d 0 delik çapı olmak üzere, apı elemanında açılan bulon delik çapı aşağıdaki aralıklar içinde bulunmalıdır. 31

56 Şekil 1.7 : Kesme kuvvetine maruz birleşimlerde bulon mesafe notasonları. Şekil 1.8 : Normal kuvvete maruz birleşimlerde bulon mesafe notasonları. d delik çapı olmak üzere, Şekil 1.7 ve Şekil 1.8 baz alındığında apı elemanında açılan bulon delik çapı aşağıdaki aralıklar içinde bulunmalıdır. 1.75d e max(14 t,180 mm) d e max(14 t,180 mm) 0 3.0d p max(1 t,150 mm) d p max(1 t,150 mm) 0 - Bulon Çekme Daanımı : Bir bulonun çekmee daanımı aşağıdaki gibi ifade edilir. Rn Fnt As (1.10) R n : Bir bulonun karakteristik çekme daanımı F nt : Bulon karakteristik çekme daanımı 3

57 A s : Bulon dişdibi enkesit alanı Bu tür birleşimlerde daanım azaltma çarpanı φ=0,75 kabul edilir. - Bulon Kama Daanımı R R (1.103) nt t n Bir bulonun her bir kesme üzei için daanımı aşağıdaki gibi ifade edilir. R n : Bir bulonun karakteristik kama daanımı F nv : Bulon karakteristik kama daanımı A b : Bulon diş açılmamış gövde enkesit alanı Rn Fnv Ab (1.104) Bu tür birleşimlerde daanım azaltma çarpanı φ=0.75 kabul edilir. - Delik cidarında ezilme daanımı : R R (1.105) nv v n Bulon gövdesi ve delik kenarının temas bölgesindeki daanımı aşağıdaki gibi ifade edilir: İşletme üklerinde bulon deliğinin deformasonu tasarım koşulu ise: R 1. F L t (1.106) n u c İşletme üklerinde bulon deliğinin deformasonu tasarım koşulu değil ise: R 1.5 F L t (1.107) n u c R n : Kama ırtılması için toplam daanım F u : Bağlanan elemanın karakteristik kopma daanımı L c : Delik kenarından birleştirilen kenara uzaklık t : anı önde basınç gerilmesi etkisindeki toplam eleman kalınlığı Bu tür birleşimlerde daanım azaltma çarpanı φ=0,75 kabul edilir. R nt R (1.108) n - Çekme ve kama kuvveti etkisindeki bulonlu birleşimler Bir birleşim bölgesinde bulonlar anı anda çekme ve makaslamaa zorlanıor ise aşağıdaki karşılıklı etki koşulu sağlanmalıdır : R F A (1.109) ' n nt b F nt : Kama gerilmesi etkisini içeren azaltılmış çekme gerilmesi A b : Bulon diş açılmamış gövde enkesit alanı 33

58 F nt : Bulon karakteristik çekme daanımı F nv : Bulon karakteristik kama daanımı Fnt Fnt 1.3Fnt fv F nt (1.110) F f v : işletme üklerinden dolaı bulonda oluşan kama gerilmesi Çekme kuvveti etkisindeki kama kontrollü birleşimlerde kama daanımı k s faktörü ile çarpılır. 1.5T a ks 1 (1.111) D T N nv u b b N b : Etkien çekme kuvvetini taşıan bulon saısı T a : İşletme üklerinden hesaplanmış çekme kuvveti T b : Bulona verilen minimum önçekme kuvveti D u : Yüksek mukavemetli bulonlarla apılan kama daanımlı birleşimler Kama daanımlı birleşimlerde bir öngerme kuvveti ile gerilerek, birleştirilen parçaların özel olarak işlenmiş temas üzelerinde bulon eksenine dik sürtünme ile aktarılır. h sc : delik etkisi, R D h T N (1.11) n u sc b s Bulon ile delik arasında normal boşluk var ise k s : 1.0 Bulon ile delik arasında aşırı büük boşluk vea kısa kaıcı delik olması durumunda k s : 0.85 Uzun kaıcı delik olması durumunda k s : 0.70 T B : bulona verilen minimum önçekme kuvveti N s : kama düzlemi saısı D u : 1.13 μ katsaısı ise üze durumuna göre belirlenen bir katsaıdır. Boanmamış umuşatılmış üzelerde μ=0.35, boanmamış ıkanmış üzelerde μ=0.50 değerini alır Kanaklı Birleşimlerin Hesabı Kanaklı birleşimler köşe kanak ve küt kanak olarak ikie arılmaktadır. - Köşe kanak dikişinin daanımı : 34

59 Köşe kanak dikişlerinde etkili alan, etkili hesap kalınlığı ile etkili hesap uzunluğunun çarpımına eşittir. a w L : kanak dikişinin etkili kalınlığı : köşe kanak dikişi etkili kenar bou : köşe kanak etkili uzunluğu A a L L w (1.113) w Köşe kanak etkili kalınlığı kanak apılacak üzeler arasındaki açı 80 ile 100 olan köşe kanaklarda, üçgen enkesitli kanak dikişinin kökünden kanak üzeine en kısa uzaklık olarak tanımlanmaktadır. Sismik ük etkisindeki birleşimlerde köşe kanak enkesitinin minimum kenar boutu 5mm olarak önerilmektedir. Köşe kanak enkesiti minimum kenar boutu Çizelge 1.5 teki sınır değerler içinde olmalıdır. Çizelge 1.5 AISC e göre minimum kanak kalınlıkları. Birleştirilen kalın parça kalınlığı (mm) minimum kenar boutu, w (mm) t 6 3 6< t < t < t 8 Esas metal kalınlığına bağlı olarak ugulanabilecek maksimum köşe kanak kenar boutu için aşağıdaki sınırlamalar verilmektedir: - Kalınlığı 6mm den ince ise esas metalde köşe kanak dikişi enkesitinin kenar boutu esas metalin kalınlığı kadar olmalıdır. - Kalınlığı 6mm den fazla olan esas metaller için ise köşe kanak dikiş enkesitininkrnar boutu esas metalin kalınlığından mm daha az olmalıdır. Köşe kanaklarda etkili uzunluk uç dönmeleri de dahil edilerek çekilen köşe kanak dikişinin toplam uzunluğudur. Köşe kanaklar kanak işleminin başlangıç ve bitiş noktalarında genellikle kanağın daha ince ve daha düşük daanımlı olmasına sebep olan bu kanak kusurlarının oluşmasına elverişlidir. Krater kaıpları olarak isimlendirilen bu kısımlar köşe kanağın etkili uzunluğunda göz önüne alınmamaktadır. 35

60 inimum etkili kanak uzunluğu köşe kanak enkesiti kenar boutunun 4 katı olmalıdır. aksimum etkili uzunluk eksenel üklü elemanlarda uç birleşimlerinde bouna doğrultuda üklenmiş köşe kanaklarda etkili kanak uzunluğu: L=100w ise L e =L 100w< L 300w ise L e =βl L e : etkili köşe kanak uzunluğu, mm L : gerçek köşe kanak uzunluğu, mm w : kanak enkesiti kenar boutu, mm ( L/ w) 1.0 (1.114) Kanak uzunluğu kanak enkesiti kenar boutunun 300 katını aşarsa, β=0.60 alınmalıdır. Köşe kanakta birim boun daanımı : Rn Fw Aw (1.115) F F (1.116) w EXX (1 0.5 sin ) Köşe kanakta maksimum kama daanımı kanak metalinin karakteristik çekme daanımının 0.6 katı olarak verilmektedir. F w : köşe kanak karakteristik kama daanımı, (N/mm ) F EXX : kanak elektrodu sınıflandırma kodu θ : kanak bouna doğrultusu ile ükleme ekseninin aptığı açı F E : kanak metalinin karakteristik çekme daanımı, (N/mm ) A w : kanağın etkili hesap alanı (mm ) Hesaplarda kanak elektrodu daanımı esas metal kopma daanımı ile anı değerde olduğu varsaılarak hesap apılmıştır. Bu durumda köşe kanak daanımı aşağıdaki gibi ifade edilebilir. R F A 0.6 F A (1.117) n w w E w F E : kanak metalinin karakteristik çekme daanımı, (N/mm ) - Küt kanak dikişinin daanımı 36

61 Küt kanak dikişlerinde dikiş kalınlığı birleştirdiği elemanların en incesinin kalınlığına eşittir. Küt kanak dikişlerinde dikiş bou birbirine kanaklanan elemanlarının genişliğine eşittir. Tam nüfuzietli bir küt kanak dikişinin tasarım mukavemeti birleştirdiği parçalardan zaıf olanının tasarım daanımına eşittir. Burada kanak dikişinin, ugun bir elektrodla çekildiği ve akma ve kopma gerilmesi değerlerinin en az kanaklı numunelerle apılan çekme denelerinde, çeliğin akma ve kopma değerlerinde olduğu kabul edilir. Kısmi nufüzietli küt dikişlerin tasarım daanımı köşe kanaklarında olduğu gibi hesaplanır. AISC önetmeliği incelediğimizde kanak hesaplarında kullanılacak olan kanak dikişi daanım azaltma katsaıları Çizelge 1.6 da gösterilmiştir. Çizelge 1.6 AISC e göre kanak dikişi daanım azaltma katsaıları. Sınır Daanım LRFD φ daanım katsaıları Köşe kanak 0.75 Tam nüfuzietli küt kanak Esas metalle anı çekmede 0.80 Kısmi nüfuzietli küt kanak basınçta 0.80 kamada

62 38

63 . YÜK ANALİZLERİ.1 Sabit Yükler 1- Yapı elemanlarının zati ağırlıkları : SAP000 tarafından hesaplanmaktadır: Çatı Kaplaması 0.15 kn / m Aşık Özağırlığı 0.5 kn / m. Kar Yükü Yapımızda kar ığılması olduğu için kar ığılması hesapları UBC-97 önetmeliğine göre apılmıştır.ubc-97 önetmeliğinde bulunan kar ığılma tablosu Şekil.1 de gösterilmiştir. P f = Ce.I.Pg Önem Faktörü I=1 Kar Risk Katsaısı C e =0.7 P f = Çatı Kar Yükü Pg=Zemin Kar Yükü Kar Yoğunluğu kar Kar Yükü P 75 kg / m Pg f 50 kgf / m P kg / m 0. 7 x1 3 Pf C. I. P P (.1) C. I f e g g e 39

64 Şekil.1 Kar ığılması tablosu. Formüller US birim sistemine göre olduğu için etrik Sistemden US birim sistemine geçmek gerekir. Biriken Kar Yüksekliği h W P (.) W b 8.64 m8.36 ft Pg kg / m 1.95 psf h d h 1.6 ft 0.50 m d d b g h W P (.3) d b g Kar ığılmasından dolaı oluşan ek kar ükü sf, ilave sf,maks sf, ilave sf sf,maks P P 0.5x kg / m P P P P kg / m Biriken kar ükünün mesafesi; W d 4h d W 4 x 0.5 m d h x (.4) sf, ilave d kar.3 Sıcaklık Yükü Sisteme + 10 C ve 5 C sıcaklık ükü verilmiştir. 40

65 .4 Rüzgar Yükü Rüzgar ükü hesabı TS498/Kasım 1987 e göre apılmıştır. TS 498 de ükseklikliğe göre rüzgar hızı ve emme kuvveti Çizelge.1 de, rüzgar ükü dağılımı Şekil. de gösterilmiştir. Çizelge.1 : Yüksekliğe göre rüzgar hızı ve emme kuvveti Şekil. : Rüzgar ükü dağılımı.5 Deprem İle İlgili Parametreler ve Deprem Yükleri.5.1 ASCE 7-10 a göre deprem hesabı - Deprem Yüklerinin hesaplanmasında ASCE 7-10 önetmeliği göz önüne alınmıştır. Yapının deprem hesabı DBYBHY parametrelerinin karşılığı olan değerlere göre düzenlenmiş ve hesaplar buna göre apılmıştır. - ASCE 7-10 a göre apıa etkien taban kesme kuvveti aşağıdaki gibi hesaplanır. - Deprem hesaplarında kullanılacak olan spektrum fonksion grafiği Şekil.3 te gösterilmiştir. 41

66 Şekil.3 : ASCE 7-10 spektrum fonksion grafiği. T S (.5) S 0 0. D1 T S S S S DS D1 1 (.6) SDS DS SS (.7) 3 S (.8) 3 D1 1 F. S (.9) S a s S F S (.10). 1 v x SDS xt Sa 0.4SDS 0 T T T 0 S S T T T a DS 0 S S S T T T T SD 1 xtl Sa TL T T D1 a S L 0 (.11) 4

67 S x I R C S x I R xt T T T DS Cs T0 T TS D1 s S L S xt x I R xt D1 L Cs T L T (.1) V Cs W V : Taban kesme kuvveti R: Taşııcı sistem davranış modifikason katsaısı I: Yapı önem katsaısı Sa: Spektrum katsaısı S S : Yapının kısa perioduna karşılık gelen spektral ivme katsaısı S 1 : Yapının 1s. perioda karşılık gelen spektral ivme katsaısı S DS : Yapının kısa perioduna karşılık gelen dizan spektral ivme katsaısı S 1S : Yapının 1s. perioduna karşılık gelen dizan spektral ivme katsaısı S S : Zemin sınıfına göre aarlamış apının kısa perioduna karşılık gelen spektral ivme katsaısı S 1 : Zemin sınıfına göre aarlamış apının 1s. perioduna karşılık gelen spektral ivme katsaısı F a : Kısa perioduna karşılık gelen zemin katsaısı F v : Uzun perioduna karşılık gelen zemin katsaısı Yapıda ata üklerin süneklik düzei normal merkezi çelik çaprazlar tarafından taşındığı önde taşııcı sistem davranış katsaısı R = 3.5 alınmıştır. Diğer önde ise çerçeveler ile karşılandığından dolaı taşııcı sistem davranış katsaısı R = 3.50 kabul edilerek hesap apılmıştır. Risk kategorisi : Yerel zemin sınıfı : C Bina önem katsaısı I = 1 kabul edilmiştir. Ss 0,50 g olarak kabul edilmiştir. S1 0,15 g ASCE7-10 Tablo ve Tablo değerlerinden ; F F a v 1,0 g 1,65 g değerleri okunmuştur. 43

68 S F x S S F x S S a s 1 a s S 1. x g S 1.65 x g S 1 xss 0.6 xs1 0.4 S DS 0.40 g SD g T T 0 S 0.16 S 0.40 D S DS D1 S SDS 0.4 sn sn Yapının X doğrultusundaki hakim periodu T 1X olmak üzere; T 1x = 1.6s. V C W x C V x SX sx SD 1x Ie 0.16x R xt 3.5 x W Yapının Y doğrultusundaki hakim periodu T 1Y olmak üzere; T 1 = 0.50 s. V C W C V SY s SD 1x Ie 0.16x R xt 3.5x W (.13) (.14).5. DBYBHY 007 e göre deprem hesabı - Deprem bölgesi III - Bina önem katsaısı I = Hareketli ük katılım katsaısı n= Etkin er ivmesi katsaısı A 0 = 0. - Yerel zemin sınıfı Z n =Z - Spektrum karakteristik periodu T A =0.15 sn - Spektrum karakteristik periodu T B = 0.40 sn - Taşııcı Sistem Davranış Katsaısı = R x = 5 R = 4 44

69 Spektrum Katsaısı ; 1 S T T TA TA S T,5 T T T T 0,8 TB S T.5 T T T A B B (.15) Yapıa etkien taban kesme kuvveti : olmalıdır. X önü için : T 1.6 sn x S T T B W A T EQ 1 V t 0.10 A 0I W EQ Ra( T 1) T 1.6 AT W V x 0.04W W 0.0W 5 Y önü için : (.16) A T A I S T (.17) T 0.50 sn T B ST T 0.50 AT A0I S T W V 0.10W W 0.0W 4 Yukarıda apılan DBYBHY 007 ve ASCE7-10 a göre apılan taban kesme kuvveti hesaplarında çok akın değerler elde edilmiştir..6 Kren Yükleri Kren kirişlerinin üzerinde 100 tonluk krenin olduğu varsaılmıştır. Abaklar ardımıla 100 tonluk krenlerin tekerleklerine gelen ükler bulunmuştur.15m olan 45

70 kren kirişlerimize hareketli ük tanımlanarak SAP000 programıla analizi apılmıştır. Kren kirişi tasarımında DIN-10 önetmeliği kullanılmıştır.bu önetmeliği kullanmamızın sebebi özellikle sürekli üklerde medana gelen orulma etkilerini dikkate almasıdır..7 Yapı Analizi ve Boutlandırması İçin Yük Kombinasonları Yapı taşııcı sistemi elemanlarının boutlandırılmasında kullanılan ük kombinasonları aşağıdaki gibidir. Arıca bu kombinasonlarda şu kısaltmalar kullanılmıştır: G : Sabit ükler SD : Sabit Yükler EX : X Yönü Eş Değer Deprem Kuvveti EY : Y Yönü Eş Değer Deprem Kuvveti WX : X Yönü Rüzgar Kuvveti WXN : -X Yönü Rüzgar Kuvveti WY : Y Yönü Rüzgar Kuvveti WYN : -Y Yönü Rüzgar Kuvveti KR: Düşe Kren Yükleri KY: Yata Kren Yükleri T: Sıcaklık Yükü.7.1 TS-648 e göre ük kombinasonları GQ : 1.0 G SD S GQEX1 : 1.0 G SD S EX EY GQEX : 1.0 G SD S EX EY GQEX3 : 1.0 G SD S EX EY GQEX4 : 1.0 G SD S EX EY GQEY 1 : 1.0 G SD S EY EX GQEY : 1.0 G SD S EY EX 46

71 GQEY3 : 1.0 G SD S EY EX GQEY4 : 1.0 G SD S EY EX 09GEX1 : 0.9 G SD EX EY 09GEX : 0.9 G SD EX EY 09GEX3 : 0.9 G SD EX EY 09GEX4 : 0.9 G SD EX EY 09GEY1 : 0.9 G SD EY EX 09GEY : 0.9 G SD EY EX 09GEY3 : 0.9 G SD EY EX 09GEY4 : 0.9 G SD EY EX GQWX : 1.0 G SD S WX GQWXN : 1.0 G SD S WXN GQWY : 1.0 G SD S WY GQWYN : 1.0 G SD S WYN GKR1 : 1.0 G SD KR KY1 GKR : 1.0 G SD KR KY GKR3 : 1.0 G SD KR KY3 GKR4 : 1.0 G SD KR KY4 GKR5 : 1.0 G SD KR KY5 GKR6 : 1.0 G SD KR KY6 GKR7 : 1.0 G SD KR KY7 GT : 1.0 G SD T GQ-T : 1.0 G SD S (- T) Emniet gerilmeleri rüzgar üklerinde 1.15, deprem üklerinde 1.33 ile arttırılmıştır..7. AISC LRFD e göre ük kombinasonları 1.4G : 1.4 G SD 1.G1.6S : 1. G + 1. SD S 1.GQEX1 : 1. G + 1. SD + 0. S EX 1.GQEX : 1. G + 1. SD + 0. S EX 1.GQEY1 : 1. G + 1. SD + 0. S EY 1.GQEY : 1. G + 1. SD + 0. S EY 1.GEX1 : 1. G + 1. SD EX 1.GEX : 1. G + 1. SD EX 47

72 1.GEY1 : 1. G + 1. SD EY 1.GEY : 1. G + 1. SD EY 1.GQWX : 1. G + 1. SD S WX 1.GQWXN : 1. G + 1. SD S WXN 1.GQWY : 1. G + 1. SD S WY 1.GQWYN : 1. G + 1. SD S WYN 1.GWX : 1. G + 1. SD S WX 1.GWXN : 1. G + 1. SD WXN 1.GWY : 1. G + 1. SD WY 1.GWYN : 1. G + 1. SD WYN 1.G1.6QWX : 1. G + 1. SD S WX 1.G1.6QWXN : 1. G + 1. SD S WXN 1.G1.6QWY : 1. G + 1. SD S WY 1.G1.6QWYN : 1. G + 1. SD S WYN 1.GKR1 : 1. G + 1. SD KR KY1 1.GKR : 1. G + 1. SD KR KY 1.GKR3 : 1. G + 1. SD KR KY3 1.GKR4 : 1. G + 1. SD KR KY4 1.GKR5 : 1. G + 1. SD KR KY5 1.GKR6 : 1. G + 1. SD KR KY6 1.GKR7 : 1. G + 1. SD KR KY7 0.9GEX1 : 0.9 G SD EX 0.9GEX : 0.9 G SD EX 0.9GEY1 : 0.9 G SD EX 0.9GEY : 0.9 G SD EY 0.9GWX : 0.9 G SD WX 0.9GWXN : 0.9 G SD WXN 0.9GWY : 0.9 G SD WY 0.9GWYN : 0.9 G SD WYN 1.GQ-T : 1. G + 1. SD S + 1.( -T) 1.G-T : 1. G + 1. SD (T).7.3 AISC ASD e göre ük kombinasonları GQ : 1.0 G SD S 48

73 GQEX1 : 1.0 G SD S EX GQEX: 1.0 G SD S EX GQEY1 : 1.0 G SD S EY GQEY : 1.0 G SD S EY GEX1 : 1.0 G SD EX GEX : 1.0 G SD EX GEY1 : 1.0 G SD EY GEY : 1.0 G SD EY 0.6GEX1 : 0.6 G SD EX 0.6GEX : 0.6 G SD EX 0.6GEY1 : 0.6 G SD EY 0.6GEY : 0.6 G SD EY GQWX : 1.0 G SD S WX GQWXN : 1.0 G SD S WXN GQWY : 1.0 G SD S WY GQWYN : 1.0 G SD S WYN GWX : 1.0 G SD WX GWXN : 1.0 G SD WXN GWY : 1.0 G SD WY GWYN : 1.0 G SD WYN 0.6GWX : 0.6 G SD WX 0.6GWXN : 0.6 G SD WXN 0.6GWY : 0.6 G SD WY 0.6GWYN : 0.6 G SD WYN GKR1 : 1.0 G SD KR KY1 GKR : 1.0 G SD KR KY GKR3 : 1.0 G SD KR KY3 GKR4 : 1.0 G SD KR KY4 GKR5 : 1.0 G SD KR KY5 GKR6 : 1.0 G SD KR KY6 GKR7 : 1.0 G SD KR KY7 GT : 1.0 G SD T GQ-T : 1.0 G SD S (- T) 49

74 50

75 3. YAPISAL KESİT TAHKİKLERİ 3.1 Ana akas - Üst Başlık Hesabı Kesit : UNP0 (438 No lu kesit) A g = cm F =.35 t/cm Z 33 = cm 3 r 33 = 8,47 cm S 33 = cm 3 Z = cm 3 r = 3,49 cm S = cm 3 L x = 166,13 cm Enkesit Koşulları; Eksenel ük durumunda b E h E , 49 t F t F w , 49 1, , , Kesit narin değildir. Eğilmeetkisinde b E h E , 76 t F t F , 76 1, , , 44 11, 4 Kesit kompakt. w İç Kuvvetler: Hesaplar sonucunda iç kuvvetlerin dağılımı Çizelge 3.1 de ton/cm birimlerile gösterilmiştir. Çizelge 3.1 Ana makas- üst başlık iç kuvvetler dağılımı. LRFD ASD TS-648 Kombinason 1.G+1.TS+1.6S+0.5WXN G+TS+0.75S+0.45WXN G+TS+S+WXN P

76 Eksenel ük ve moment durumunda : F KL E Fe 4.71 Fcr x F r F (3.1) KL E 4.71 Fcr 0.877x Fe (3.) r F KL 1x1x < 00 r 8.47 x E Fcr 0.877x Fe KL 1x3x F < 00 r 3.49 xe Fe KL r (3.3) x 100 Fe 143 F 1.01 e F x F (3.4) cr e Fcr x P 0.88x74.89 n P t n Yanal Burkulma Kontrolü; P F x A (3.5) n cr g L b L p ise anal burulmalı burkulma durumu göz ardı edilir. L p < L b < L r ise ; L b > L r ise ; şeklinde hesap edilir. Lb - L p C F S ) Lr - L p n b p p x p (3.6) n Fcr Sx (3.7) p E Lp 1.76 r (3.8) F 5

77 L L p p cm L 3x cm b L r E rts (3.9) 0.7F C r r w ts ts L L L r r r I x h o 913.7x IC S x 0.17 ts w r x E 0.7F x cm L p < L b < L r olduğu için Lb - L p C F S ) Lr - L p n b p p x p p x.35 x p tcm p n 1x ) n F x Z p LRFD e göre kesit tahkiki Pr P 8 r rx r 0. ise 1 cpn cpn 9 b n, x b n, Pr P r rx r 0. ise 1 cpn cp n b n, x b n, (3.10) (3.11) Birinci mertebe elastik analiz için moment büütme çarpanı : 53

78 C m = 1.00 Cm B1 B (3.1) 1 P / P u e1 EI x100 x t (3.13) x c1 ( KL 1 x) P 1 B1 B (.06 / ) ux tcm x.06 P 8 r rx r olduğu için x37.54 cpn 9 b n, x b n, x x ASD e göre kesit tahkiki Pr P 8 r rx r 0. ise 1 Pn / c Pn / c 9 n, x / b n, / b Pr P r rx r 0. ise 1 Pn / c Pn / c n, x / b n, / b Birinci mertebe elastik analiz için moment büütme çarpanı : Cm B1 B 1 P / P C m = 1.00 u e1 EI x100 x t x c1 ( KL 1 x) P 1 B1 B (13.46 / ) ux 1 x tcm P 8 r rx r olduğu için /1.67 Pn / c 9 n, x / b n, / b / /

79 3.1.3 TS-648 e göre kesit tahkiki eb Cmx C bx m b 1,0 bem eb 1,0 eb Bx 1,0 B ex e (3.14) N eb 0.3 t / cm A eb eb bx 0, (3.15) bem bem Bx lkx x x 19.6 i 8.47 x lk 4x i 3.49 x Bu narinlik değeri için TS 648 Çizelge 8 de basınç emniet gerilmesi okunur: 0.3 t / cm bem Yalnız eğilme momenti tesiri altında hesaplanan eğilme basınç gerilmesi: bx S C mx t/ c m 0,85 anal ötelenmesi önlenmemiş sistemler için 890 ' ex 1.57 t/ cm 19,60 1x x100 ' ex 8.15 t/ c m 3 x (19.6) 890 ' ex (3.16) 1x xe ' ex 3 x( K xl / r) (3.17) i 1 3 tb f f 1 1 t f bf tm( d t f ) 6 (3.18) i x x x8 0.9( x1.5) 6 55

80 i.03 l i C 1 b Cb x1 l (3.19) 400 i a a( l/ i) Bx(1) a 0.6 a Cb (3.0) Bx(1) Bx(1) 400(8) x x kg / cm Bx() (3.1) l x d / F b Bx() Bx() Bx() x x / (1.5 x17) kg / cm max( ; ) 1440 Bx Bx(1) Bx() Gerilme Tahkiki , , Rüzgar üklemelerinde emniet gerilmeleri 1.15 ile arttırılacağıiçin; , Ana akas - Alt Başlık Hesabı Kesit : L80*8/10 (4543 No lu eleman) A g = 4.53 cm F =.35 t/cm Z 33 = cm 3 r x =,4 cm S x = 5.15 cm 3 Z = cm 3 r = 3.67 cm S = cm 3 L = cm 56

81 Enkesit Koşulları Eksenel ük durumunda b 0.45 t E F : Kesitnarin değildir. b 0.54 t E F Kesitkompakt. İç Kuvvetler: Hesaplar sonucunda iç kuvvetlerin dağılımı Çizelge 3. de ton/cm birimlerile gösterilmiştir. Çizelge 3. Ana makas- alt başlık iç kuvvetler dağılımı. LRFD ASD TS-648 Kombinason 1.G+1.TS+1.6S+0.5WXN G+TS+0.75S+0.45WXN G+TS+S+WXN P LRFD e göre kesit tahkiki Pu fra Fca cfcr A (3.) f rbx F (3.3) S ux b nx cbx x Sx f rb F (3.4) S u b n cbx S F KL E Fe 4.71 Fcr x F r F KL E 4.71 Fcr 0.877x F r F e 57

82 KL 1x1x < 00 F r.4 x E 100 Fe Fcr x F KL 1x3x164 F < 00 r 3.67 x E Fe KL r F 1.15 F F f f f e cr cr ra rbx rb x F Fe x F x t / cm Pu t / cm A 4.53 ux t / cm S 5.15 x u t / cm S Fca cfcr 0.9 x t / cm F x S F x S n, x x n, x.35 x x38.90 n, x n, 59.10tcm 91.41tcm F n, x n, cbx b S x nx 0.9 x x91.41 Fcbx Fcbx Fcbx.11 t / cm F.11 t / cm fra f f rbx rb 1.0 F F F ca cbx cb F cbx cbx 3.. ASD e göre kesit tahkiki f f ra rbx Pa A S F F ca Pn A ux nx cbx x bsx c b S n 58

83 f rb S F u n cb bs F KL E Fe 4.71 Fcr x F r F KL E 4.71 Fcr 0.877x F r F e KL 1x1x < 00 F r.4 x E 100 Fe Fcr x F KL 1x3x164 F < 00 r 3.67 x E x 100 Fe KL 134 r F 1.15 t / cm F e cr F Fe x F Fcr x t / cm f f f F ra rbx rb ca Pu t / cm A 4.53 ux t / cm S 5.15 x u t / cm S Fcr t / cm 1.67 c n, x x n, x.35 x x38.90 n, x n, 59.10tcm 91.41tcm F F n, x n, cbx cbx nx n cbx bsx bs Fcbx 1.67 x x38.90 F.11 t / cm F.11 t / cm cbx F x S F cbx F x S 59

84 fra f f rbx rb 1.0 F F F ca cbx cb TS-648 e göre kesit tahkiki eb Cmx C bx m b 1,0 bem eb 1,0 eb Bx 1,0 B ex e eb eb bx 0,15 1, 0 bem bem Bx N 16.6 eb t / cm A 4.53 lkx 164 x x i.4 x lk 3x ix 3.67 Bu narinlik değeri için TS 648 Çizelge 8 de basınç emniet gerilmesi okunur: 0.46 t / cm bem oment değerleri sıfıra akınolduğuiçinmoment hesabakatılmamıştır. Gerilme Tahkiki Rüzgar üklemelerinde emniet gerilmeleri 1.15 ile arttırılacağıiçin; , Kesit etersizdir. 3.3 Çatı Çaprazı Hesabı Kesit : CHS 19,1*6 (754No lu kesit) A g = cm F =.35 t/cm Z 33 = 7.54 cm 3 r x = 7,54 cm S x = cm 3 Z = 7.54 cm 3 r = 7.54 cm S = cm 3 L = 1000 cm Enkesit Koşulları: 60

85 Eksenel ük durumunda D E 0.11 t F Kesitnarin değildir. D E 0.07 t F Kesit kompakt. İç Kuvvetler: Hesaplar sonucunda iç kuvvetlerin dağılımı Çizelge 3.3 de ton/cm birimlerile gösterilmiştir. Çizelge 3.3 Çatı çaprazı iç kuvvetler dağılımı. LRFD ASD TS-648 Kombinason 1.G+1.TS+1.6S+0.5WY G+TS+0.75S+0.45WY G+TS+S+WY P F KL E Fe 4.71 Fcr x F r F KL E 4.71 Fcr 0.877x F r F e KL 1x0.75x < 00 F r 7.54 x E 100 Fe Fcr x F KL 1x0.5x1000 F < 00 r 7.54 x E x 100 Fe KL 99 r F.11 e 61

86 F F cr cr x P F x A 1.47 x40.16 n cr g P 59.1 t n n, x x.35 x7.54 nx, tcm nx, F x Z LRFD e göre kesit tahkiki Eksenel ük ve moment durumunda : Pr P 8 r rx r 0. ise 1 cpn cpn 9 b n, x b n, P r P r rx r 0. ise 1 cpn c P n b n, x b n, Birinci mertebe elastik analiz için moment büütme çarpanı : Cm B1 B 1 P / P C m = 1.00 u e1 EI x100 x t x c1 ( KL 1 x) 750 P 1 B1 B (4.46 / 84.00) ux tcm x 4.46 P r rx r olduğu için x59.1 c P n b n, x b n, x0.9 x x

87 3.3. ASD e göre kesit tahkiki Pr P 8 r rx r 0. ise 1 Pn / c Pn / c 9 n, x / b n, / b Pr P r rx r 0. ise 1 Pn / c Pn / c n, x / b n, / b Birinci mertebe elastik analiz için moment büütme çarpanı : Cm B1 B 1 P / P C m = 1.00 u e1 EI x100 x t x c1 ( KL 1 x) 750 P 1 B1 B (3.30 / 84.00) ux tcm x 3.00 P r rx r olduğu için x59.1 Pn / c n, x / b n, / b x59.1/ / TS-648 e göre kesit tahkiki eb Cmx C bx m b 1,0 bem eb 1,0 eb Bx 1,0 B ex e eb eb bx 0,15 1, 0 bem bem Bx N 4.47 eb 0.11 t / cm A lkx 0.75 x1000 x x 99.4 i 7.54 x lk 0.5 x i 7.54 x Bu narinlik değeri için TS 648 Çizelge 8 de basınç emniet gerilmesi okunur: 63

88 0.78 t / cm bem Yalnız eğilme momenti tesiri altında hesaplanan eğilme basınç gerilmesi: bx S Bx 1.41 t/ cm 0.17 t/ cm Gerilme Tahkiki , Rüzgar üklemelerinde emniet gerilmeleri 1.15 ile arttırılacağıiçin; , Ana akas - Diagonal Hesabı Kesit : L10*1/10 (6867 No lu eleman) A g = cm F =.35 t/cm Z 33 = cm 3 r x = 3.65 cm S x = cm 3 Z = cm 3 r = 5.34 cm S =15.76 cm 3 L = 57.3 cm Enkesit Koşulları: Eksenel ük durumunda b 0.45 t E F Kesitnarin değildir. b 0.54 t E F Kesitkompakt. İç Kuvvetler: Hesaplar sonucunda iç kuvvetlerin dağılımı Çizelge 3.4 de ton/cm birimlerile gösterilmiştir. 64

89 Çizelge 3.4 Ana makas- diagonal iç kuvvetler dağılımı. LRFD ASD TS-648 Kombinason 1.G+1.TS+1.6S+0.5WXN G+TS+S G+TS+S P LRFD e göre kesit tahkiki Pu fra Fca cfcr A frbx F S f rb S ux b nx cbx x Sx F u b n cbx S F KL E Fe 4.71 Fcr x F r F KL E 4.71 Fcr 0.877x F r F e KL 1x1x < 00 r 3.65 x E Fcr 0.877x F KL 1x1x57.3 F < 00 r 5.34 x E x 100 Fe KL 157 r F 0.84 t / cm F e cr 0.877x F e F 0.877x t / cm f f f cr ra rbx rb Pu t / cm A ux t / cm S x u t / cm S F F 0.9 x t / cm ca c cr e 65

90 F Z 1.6F x S F Z 1.6F x S n, x p x x n,.35 x x.35 x x x.35 x15.76 n, x n, n, x n, 31.33tcm 47.85tcm F n, x n, cbx b S x nx 0.9 x x Fcbx Fcbx Fcbx 3.38 t / cm Fcbx 3.38 t / cm fra f f rbx rb 1.0 F F F ca cbx cb F cbx b S n 3.4. ASD e göre kesit tahkiki f f ra rbx P P F F A S a n cr ca ca c F ux nx cbx x bsx f rb S F u n cb bs F KL E Fe 4.71 Fcr x F r F KL E 4.71 Fcr 0.877x F r F e KL 1x1x < 00 r 3.65 x E Fcr 0.877x F KL 1x1x57.3 F < 00 r 5.34 x E x 100 Fe KL 157 r F 0.84 t / cm F e cr 0.877x F e F 0.877x t / cm cr e 66

91 f f f F ra rbx rb ca Pu t / cm A ux t / cm S x u t / cm S Fcr t / cm 1.67 c F Z 1.6F x S F Z 1.6F x S n, x p x x n,.35 x x.35 x x x.35 x15.76 n, x n, n, x n, 31.33tcm 47.85tcm F F n, x n, cbx cbx nx n cbx bsx bs Fcbx 1.67 x x15.76 F.5tcm F.5tcm cbx fra f f rbx rb 1.0 F F F ca cbx cb TS-648 e göre kesit tahkiki eb Cmx C bx m b 1,0 bem eb 1,0 eb Bx 1,0 B ex e eb eb bx 0,15 1, 0 bem bem Bx N 1.83 eb 0.40 t / cm A lkx 57.3 x x 157 i 3.65 x lk ix 5.36 Bu narinlik değeri için TS 648 Çizelge 8 de basınç emniet gerilmesi okunur: t / cm bem F cbx 67

92 oment değerleri sıfıra akınolduğu için moment hesaba katılmamıştır. Gerilme Tahkiki eb Cmx Cm bx b 1,0 bem eb 1,0 eb Bx 1,0 B ex e , Kesit etersizdir. 3.5 Düşe Çapraz Hesabı Kesit : UNP40 (006 No lu kesit) A g = 4.9 cm F =.35 t/cm Z 33 = cm 3 r 33 = 9, cm S 33 = cm 3 Z = cm 3 r =,4 cm S = cm 3 L x =,6 cm Enkesit Koşulları; Eksenel ük durumunda b E h E t F t F w Kesit narin değildir. Eğilmeetkisinde b E h E t F t F w Kesit kompakt. İç Kuvvetler: Hesaplar sonucunda iç kuvvetlerin dağılımı Çizelge 3.5 de ton/cm birimlerile gösterilmiştir 68

93 Çizelge 3.5 Düşe çapraz iç kuvvetler dağılımı. LRFD ASD TS-648 Kombinason 1.G+1.TS+1.6KR7+1.6KY7 G+TS+KR7+KY7 G+TS+KR7+KY7 P F KL E Fe 4.71 Fcr x F r F KL E 4.71 Fcr 0.877x F r F e KL 1x5x.6 10 < 00 F r 9. x E 100 Fe Fcr x F KL 1x1x.6 F.35 9 < 00 r.4 x E Fe KL r F e x F cr Fcr x P F x A 1.18x4.9 n cr g P 50.1 t n F Fe x F LRFD e göre kesit tahkiki Pr P 8 r rx r 0. ise 1 cpn cpn 9 b n, x b n, Pr P r rx r 0. ise 1 cpn c P n b n, x b n, Pr 8 rx r olduğu için x50.1 cpn 9 b n, x b n, oment değerleri küçük olduğu için ihmal edilmiştir. 69

94 x ASD e göre kesit tahkiki Pr P 8 r rx r 0. ise 1 Pn / c Pn / c 9 n, x / b n, / b Pr P r rx r 0. ise 1 Pn / c Pn / c n, x / b n, / b 0.68 Pr 8 rx r olduğu için /1.67 Pn / c 9 n, x / b n, / b oment değerleri küçük olduğu için ihmal edilmiştir / TS-648 e göre kesit tahkiki eb Cmx C bx m b 1,0 bem eb 1,0 eb Bx 1,0 B ex e eb eb bx 0,15 1, 0 bem bem Bx N 0.68 eb 0.49 t / cm A 4.9 lkx 5 x.6 x x 10 i 9. x lk 1x.6 9 i.4 x Bu narinlik değeri için TS 648 Çizelge 8 de basınç emniet gerilmesi okunur: 0.57 t / cm bem Yalnız eğilme momenti tesiri altında hesaplanan eğilme basınç gerilmesi: Gerilme Tahkiki oment değerleri küçük olduğu için ihmal edilmiştir ,

95 3.6 Kolon Hesabı Kesit : HEA400 (793 No lu kesit) A g = cm F =.75 t/cm Z 33 = 1307 cm 3 r 33 = cm S 33 = cm 3 Z = 9 cm 3 r = 7.34 cm S = cm 3 L x = 74,16 cm Enkesit Koşulları; Eksenel ük durumunda b E h E t F t F w Kesit narin değildir. Eğilme etkisinde b E h E t F t F w Kesit kompakt. İç Kuvvetler: Hesaplar sonucunda iç kuvvetlerin dağılımı Çizelge 3.6 da ton/cm birimlerile gösterilmiştir Çizelge 3.6 Kolon iç kuvvetler dağılımı. LRFD ASD TS-648 Kombinason 1.G+1.TS+1.6KR6+1.6KY6 G+TS+KR6+KY6 G+TS+KR6+KY6 P Eksenel ük ve moment durumunda : F KL E Fe 4.71 Fcr x F r F KL E 4.71 Fcr 0.877x F r F e 71

96 KL 1x6x < 00 F r x E 100 Fe Fcr x F KL 1x1x F < 00 r 7.34 x E Fe KL r F.15 F e cr x Fcr x P F x A 1.61x159 n cr g P 56 t n F Fe x F F x Z n, x x n,.75 x56.75 x873 n, x n, tcm tcm n, x n, F x Z LRFD e göre kesit tahkiki Pr P 8 r rx r 0. ise 1 cpn cpn 9 b n, x b n, P r P r rx r 0. ise 1 cpn c P n b n, x b n, Birinci mertebe elastik analiz için moment büütme çarpanı : Cm B1 B 1 P / P C m = 1.00 u e1 EI x100 x t x c1 ( K1Lx ) (6 x 74.16) P 1 B1 B.3 11(194.93/ ) u tcm 7

97 P 8 r rx r olduğu için x56 cpn 9 b n, x b n, x x ASD e göre kesit tahkiki Pr P 8 r rx r 0. ise 1 Pn / c Pn / c 9 n, x / b n, / b Pr P r rx r 0. ise 1 Pn / c Pn / c n, x / b n, / b Birinci mertebe elastik analiz için moment büütme çarpanı : Cm B1 B 1 P / P C m = 1.00 u e1 EI x100 x t x c1 ( K1Lx ) (6 x 74.16) P 1 B1 B (18.5 / ) u tcm 18.5 P 8 r rx r olduğu için 1 56 /1.67 Pn / c 9 n, x / b n, / b / / TS-648 e göre kesit tahkiki eb Cmx C bx m b 1,0 bem eb 1,0 eb Bx 1,0 B ex e eb eb bx 0,15 1, 0 bem bem Bx N 18.8 eb 0.80 t / cm A

98 lkx 6 x74.16 x x 98 i x lk 1x i 7.34 x Bu narinlik değeri için TS 648 Çizelge 8 de basınç emniet gerilmesi okunur: 0.75 t / cm bem Yalnız eğilme momenti tesiri altında hesaplanan eğilme basınç gerilmesi: bx S C m t/ c m 0tcm 106.6tcm C m ' e B Cm t/ c m t/ c m Gerilme Tahkiki , , , 0 Kesit etersiz. 3.7 Deplasman Kontrolleri Deplasman kontrolleri arttırılmamış ük birleşimlerine göre AISC - LRFD de verilen koşullara göre apılmıştır Yata deplasman kontrolü Deprem kuvvetinden oluşan deplasmanlar için AISC önetmeliğine göre apının herhangi bir H üksekliğindeki noktasındaki ata erdeğiştirmei ifade eden değer δ olmak üzere; koşulu sağlanmalıdır. H (3.11)

99 .4 cm EY / cm Şekil 3.1 : SAP000 programında apının EX deplasmanı cm EX / cm Şekil 3. :SAP000 programında apının EY deplasmanı. 75

100 TS-648 önetmeliğinde ata erdeğiştirme ile ilgili herhangi bir bilgi bulunmamaktadır.dbybhy-007 önetmeliğine baktığımızda ata erdeğiştirme R i limiti 0.0 olarak belirtilmiştir. h i 5 x Düşe deplasman kontrolü 1.0D+1.0L durumunda oluşan maksimum düşe deplasman; cm dir. 1.0D1.0 L 1.84 L AISC a göre düşe deplasman sınırı 40, TS-648 e göre düşe deplasman L sınırı 300 olarak verilmiştir. L 4660 L 4660 mak cm mak cm Şekil 3.3 : SAP000 programında apının 1.0D+1.0L deplasmanı. 76

101 3.8 Aşık Kesit Tahkiki Aşık açıklığı l = 7.5 m Aşık aralığı t = 1.65 m Çatı eğimi α = 10 P g g t kn/m g kap a P Q t kn/m s k Kesit : Yapma kesit kullanılmıştır h = 10 mm b = 90 mm t w = 8 mm t f = 8 mm Z x = 1.63 cm 3 Z = cm 3 A = 9.1 cm I x = 1874 cm 4 I = cm 4 S 33 = cm 3 S = cm 3 F =.35 t/cm r 33 = 8,0 cm r =,55 cm LRFD e göre kesit tahkiki Tasarım Yükleri ; P g + P k q 1.0 P 1.60 P cos ( ) kn/m ux g s q 1.0 P 1.60 P sin ( ) kn/m u g s Statik sistem ve kesit tesirleri: Aşıklar basit kiriş olarak tasarlanmıştır. x q xl 3.36 x knm 8 8 q xl 0.58 x knm 8 8 b 95 Narinlik oranı t 8 E 100 Narinlik sınır değeri p F.35 p olduğundan dolaı kesit sınıfı non-compact kesit olarak sınıflandırılır. L x = 750 cm K x = K = 1 Kesit daanımı : L = 375 cm Yanal Burkulma Kontrolü; 77

102 L b L p ise anal burulmalı burkulma durumu göz ardı edilir. L p < L b < L r ise ; Lb - L p C F S ) Lr - L p n b p p x p L b > L r ise ; n Fcr Sx p şeklinde hesap edilir. L L L p p p 1.76 r E F cm Lb 375 cm L r r ts E 0.7F C r r w ts ts L L L r r r I x h o x IC S x ts w r x E 0.7F x cm L p < L b < L r olduğu için Lb - L p C F S ) Lr - L p n b p p x p 78

103 px x.35 x 1.63 px tcm px n 1x ) tcm nx F x Z Yerel Başlık Eğilme Kontrolü; - pf F S ) rf - pf n p p x p b E E pf 0.38 rf 1.00 t F F f pf rf n nx ) Yukarıdaki hesaplar doğrultusunda nx = tcm p.35 x53.91 p 16.68tcm p F x Z Enkesit daanım kontrolü : x x x 0.90 x x166.8 b cx b c p p 3.8. ASD e göre kesit tahkiki P g + P k q P P cos ( ) kn/m ux g s q P P sin ( ) kn/m u g s Statik sistem ve kesit tesirleri: Aşıklar basit kiriş olarak tasarlanmıştır. q xl.6 x7.50 x knm

104 q xl 0.39 x kNm 8 8 Enkesit daanım kontrolü : x / / / /1.67 cx b c b TS-648 e göre kesit tahkiki W x x W 14 kn / cm kn / cm kn / cm Aşık kesiti için sehim kontrolü; İşletme Yükleri: P P : g s q.6 kn / m ux q 0.39 kn / m u 4 5 ql 384 EI x x cm f.3 cm f l / / 300.5cm maks lim 3.9 Bağlantı Hesapları akas - Diagonal bağlantı detaı - L 60.6 diagonal dikme bağlantı detaı Şekil 3.4 de gösterilmiştir. P u = 1.88 kn ( GQWYN) 80

105 Şekil 3.4 : L 60.6 diagonal bağlantı detaı ASD e göre bağlantı tahkiki akas dikme elemanı kanaklarında kontrol Köşe kanak kalınlığı a=4 mm Kanak metali çekme daanımı F E =360 N/mm Köşe kanakta birim boun daanımı : R F A (0.60 F ) A n w w E w F w : köşe kanak karakteristik kama daanımı, (N/mm ) F E : kanak metalinin karakteristik çekme daanımı, (N/mm ) A w : kanağın etkili hesap alanı (mm ) F 0.6 F N / mm W E AW (10 ) 4 960mm R F A 16x N 07.36kN n w w Tasarım kriteri Rn Pu v kn akas üst başlığı ile plaka arasında kanak kontrolü : akas üst başlığına ekseni doğrultusunda etkien tasarıma esas içkuvvet: 81

106 P u = kn Köşe kanak kalınlığı a=6 mm Kanak metali çekme daanımı F E =360 N/mm Köşe kanakta birim boun daanımı : R F A (0.60 F ) A n w w E w F w : köşe kanak karakteristik kama daanımı, (N/mm ) F E : kanak metalinin karakteristik çekme daanımı, (N/mm ) A w : kanağın etkili hesap alanı (mm ) F 0.6 F N / mm W A 160x6 960 mm W E R F A 16x N kn n w w Tasarım kriteri Rn Pu v kn TS-648 e göre bağlantı tahkiki N 1 = kn ( GQWYN) Kanak Kalınlığı = a = 0.4 cm Kanak Alanı = F k = 4 x a x l k = 4x0.4x1 = 19.0 cm N k 0.83 kn / cm 11 kn / cm F 19.0 k 3.9. Çatı çaprazı bağlantı detaı Ø 114.3/4 Çatı stabilite bağlantısı birleşim detaı Şekil 3.5 de gösterilmiştir. P u = kn (GQWYN) 8

107 Şekil 3.5 : Çatı çaprazı bağlantısı detaı ASD e göre bağlantı tahkiki Stabilite elemanında kanak kontrolü : Köşe kanak kalınlığı a=5 mm Kanak metali çekme daanımı F E =360 N/mm Köşe kanakta birim boun daanımı : R F A (0.60 F ) A n w w E w F w : köşe kanak karakteristik kama daanımı, (N/mm ) F E : kanak metalinin karakteristik çekme daanımı, (N/mm ) A w : kanağın etkili hesap alanı (mm ) F 0.6 F N / mm W E AW (57 17) mm R F A N 47.3 kn n w w Tasarım kriteri: Rn Pu v kn Bağ levhasında ve bulonlarda daanım kontrolü 16 A35 bulon için 83

108 Toplam bulon saısı n = Bulon gövde alanı A b = 113 mm 16 (A 35) için karakteristik kama daanımı 3 Rn Fnv Ab kN R nv Rnv Rn kN tane bulon için : x = kn > kn Birleşimde ezilme kontrolü: R 1.L tf n c u L c =40 mm (dış bulon için) t = 10 mm F u = 360 N/mm R N 17.8kN R n nv Rn Rnv kn tane bulon için : x =169. kn > kn TS-648 e göre bağlantı tahkiki P = kn (GQWYN) Birleşim için üksek mukavemetli adet 16 (8.8) bulon kullanılmıştır. Bir adet bulonun taşıabileceği ük ; π x d 3.14 x 1.6 x τ sem x kn (makaslama) 4 4 lem σ x min t x d 8 x1 x kn (ezilme) P em = x = kn P max = kn Levhasının kanaklarında kontrol : a = 0.5 cm, l = =.9 cm l =.9 x 0.5 = 1.90 cm 84

109 F k = x 0.5 x 1.90 = 1.90 cm τ k = = 1.81 kn/cm 11 kn/cm (ugun) Taban plakası bağlantı detaı Taban plakası detaı Şekil 3.6 da gösterilmiştir. P u = kn V u = kn Şekil 3.6 : Taban plakası bağlantısı detaı ASD e göre bağlantı tahkiki Ankraj bulonlarında makaslama daanımı 4 bulonunda gövde alanı, A=45 mm 4 (10.89) için karakteristik kama daanımı 3 Rn n x Fnv Ab 4 x kN R nv Rn Rnv kn Taban plakası kalınlığını tespiti; p kn cm kg p kg 50 x / 68 / cm em 70 / cm 85

110 D 0.95h x390 m mm B 0.80b x300 n mm 3p 3 x68 t n 8.47 cm ( Seçilen t 30 mm) 0.6 x355 em 86

111 4. SONUÇ VE DEĞERLENDİRE Plan boutları 46.6 x 90 m olan ve üzerinde 100 tonluk krenleri bulunan ağır sanai binasının TS-648, AISC360-10(LRFD) ve AISC360-10(ASD) önetmeliklerinden ararlanılarak, üç boutlu analiz programı olan SAP000 kullanarak ata ve düşe ükler altında taşııcı sistem boutlandırması ve analizleri apılmıştır. Çalışmanın birinci bölümünde; tez çalışmasının amacı, apı taşııcı sistemi hakkında genel bilgiler, malzemeler hakkında teknik bilgiler, emniet gerilmesi ve sınır duruma göre boutlandırma esaslar ve birbiri ile olan bağlantısı, AISC ve DBYBHY 007 e göre enkesit koşulları ve önetmeliklerde bulunan kesit daanımları hakkında genel bilgiler verilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde apıa etkien üklerin analizleri apılmıştır. Yapılan ük analizlerinde rüzgar ükleri TS-498 esaslarına göre apılmıştır. Deprem ükleri AISC ve DBYBHY 007 önetmeliklerine göre apılmış olup çıkan sonuçlar birbirine oldukça akındır. Yapımızda kar ığılması olduğu için ve mevcut önetmeliğimizde kar ığılması ile ilgili açık bir hesap öntemi olmadığı için kar ığılması hesabı UBC-97 önetmeliğine göre apılmıştır. Kren kirişi tasarımında DIN-10 önetmeliği kullanılmıştır.bu önetmeliği kullanmamızın sebebi özellikle sürekli üklerde medana gelen orulma etkilerini dikkate almasıdır. Çalışmanın üçüncü bölümünde SAP000 programıla iç kuvvetleri bulunan çubuk elemanların, AISC360-10(LRFD), AISC360-10(ASD) ve TS-648 önetmeliklerine göre çubuk elemanlarda oluşan gerilmeler karşılaştırılmıştır. Çizelge 4.1 : Kapasite oranlarının karşılaştırması. 87

112 Gerilme Oranı 1,4 1,3 1, 1,1 0,9 1 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0, 0,1 0 Ana akas-üst Başlık Ana akas-alt Başlık Ana akas- Diagonal Çatı Çaprazı Düşe Çapraz Kolon LRFD 0,68 0,77 0,9 0,1 0,70 0,98 ASD 0,68 0,7 0,94 0,15 0,69 0,94 TS 0,7 1,7 1,19 0, 0,85 1,15 Şekil 4.1 : Kapasite oranlarının karşılaştırma grafiği. Çizelge 4.1 de, AISC360-10(LRFD), AISC360-10(ASD) ve TS-648 önetmeliklerine göre boutlandırılmış apı elemanlarının talep/kapasite oranı verilmiştir..kapasite oranlarını incelediğimizde; LRFD ve ASD dizan kriterlerine göre boutlandırmada oldukça akın sonuçlar ortaa çıkmaktadır fakat TS-648 dizan kriterine göre boutlandırmaı göz önüne aldığımızda kesit değişikliğine ihtiaç duulmaktadır.bu durum ekonomiklikten kaçmamıza neden olacaktır ve bina malietini arttıran bir unsurdur. Yapılan bu çalışmalar neticesinde kullanmakta olduğumuz TS-648 önetmeliğinde bazı eksikliklerde ortaa çıkmaktadır.bunları şu şekilde sıralaabiliriz; Hesaplar ve daanım tahkikleri için esas ükler ve ilave ükler tanımlanmasına rağmen boutlandırmada kullanılması gereken kombinasonlar belirtilmemiştir. Deprem önetmeliğinde çelik apıların deprem hesabında kullanılmak üzere süneklik düzei normal ve süneklik düzei üksek tanımları vardır. Çelik apıların depremde utacakları enerjie bağlı olarak apılan bu sınıflandırma, deprem ükü azaltma katsaısını diğer bir deimle apı davranış katsaısını direkt olarak etkilemekte ve apıa gelen deprem etkisi hesaplarda o oranda azalmaktadır.süneklik düzeinin belirlenmesinin anı sıra kullanılan çelik enkesitler icin erel burkulmalar açısından gövde ve başlık enkesit boutları icin enkesit koşulları tanımlanmış ve narinlik üst sınırları belirlenmiştir.bu açıdan bakıldığında mevcut TS-648 in etersiz kaldığı gözükmektedir.sadece 88

113 apma dolu gövdeli kirişler için gövde ve başlık enkesit boutlarına bağlı olarak narinlik üst sınırları bulunmaktadır. TS-648 adde.4..4 te deformasonlarla ilgili bilgiler verilmiştir fakat bu bilgiler günümüz ihtiaçlarını karşılaacak durumda değildir.yapının hizmet kalitesi dikkate alındığında, apıı kullananların rahatsız olmalarına neden olacak seviedeki titreşimler vea salınımlardan, apının ük taşııcı özelliği olmaan mimari detalarını oluşturan elemanlarının hasar görmesine neden olacak seviede deformasonlar, titreşimler vea salınımlar hakkında herhangi bir içerik bulunmamaktadır. Eğilmee çalışan dolu gövdeli kirişlerde erel burkulma açısından tanımlanan kompakt ve kompakt olmaan kesitlerin arımları önemlidir.sismik ük taşımaan elemanlarda AISC önetmeliği kompakt ve kompakt olmaan kesitlerin boutlandırılmasına müsaade etmektedir fakat TS-648 önetmeliğinde böle bir arım bulunmamaktadır. AISC önetmeliğini incelediğimiz zaman bütün kesit tipleri için( I kesit, U kesit, Kutu kesit, Boru kesit, T kesit vs..) arı arı kapasite hesaplarının olduğunu görüoruz.hatta bazı kesit tipleri için gerilme formülleri bile değişmektedir.ts-648 i incelediğimiz zaman ne azıkki böle bir arımı görememekteiz.kesit tahkiklerinde AISC a göre kapsamı oldukça dar kalmaktaır. TS 648 incelendiği zaman orulma problemi, buna önelik gözönüne alınması gereken koşullar, taşııcı eleman tipi, detaı ve eri, ük tekrar saıları, orulma kategorileri, gerilme aralığı ve hesap esasları hakkında herhangi bir bilgi bulunmamaktadır. Zira sanai apılarında kren olları ve bunları taşıan elemanlar ile birleşimleri orulma etkileri gözönünde bulundurularak boutlandırılmalıdırlar. Şunu açıkça görüoruz ki mevcut olarak kullanmakta olduğumuz TS-648 önetmeliği günümüz koşullarının ve mühendislik deneimlerinin gerisinde kalmıştır. Teknik olarak etersiz olan TS-648 önetmeliğinin günümüz teknoloji, bilgi ve apım kuralları çerçevesinde tekrar gözden geçirilmesi büük önem arz etmektedir. 89

114 90

115 KAYNAKLAR [1] AISC 360 (010). Specification for Structural Steel Buildings - Load and Resistance Factor Design, American Institute of Steel Structures, Chicago, USA [] TS-648 (1980). Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara. [3] TS-498 (1987). Yapı Elemanlarının Boutlandırlmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara. [4] DBYBHY(007).Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara. [5] Deren, H., Uzgider, ve Piroğlu, F. (1985). Çelik Yapılar, Çağlaan Kitabevi, İstanbul [6] ASCE-7 (010) Structural Engineering Institute Standart 7-10 inimum Design Loads for Buildings and Other Structures, American Societ of Civil Engineers, USA [7] UBC-97 (1997) Uniform Building Code, USA [8] DIN-10 Deutsches Institut für Normung, GER 91

116 9

117 EKLER EK A.1 : Perspektif Görünüş EK A. : Çatı Plan Görünüşleri EK A.3 : Kesit Görünüşleri. 93

118 EK A Şekil A.1 : Yapı Sisteminin Üç Boutlu Görünüşü 94

119 Şekil A. : Yapı Sisteminin Çatı Plan Görünüşü. 95