ÇELİK YAPILAR ÇELİK KOLONLAR ÇELİK KOLONLAR ÇELİK KOLON EN-KESİTLERİ ÇELİK KOLONLAR ÇELİK KOLON EN-KESİTLERİ ÇELİK KOLON EN-KESİTLERİ

Transkript

1 ÇEİK KOONAR Kolonlar, döşeme ve kirişlerden gelen yükleri zemine aktaran doğru eksenli düşey yapı elemanlarıdır. ÇEİK YAPIAR 4 ÇEİK KOONAR Bir çelik yapıda kolonlar * üstüste gelmeli, * etkiyen tüm yatay ve düşey yükleri diğer yapı elemanlarına aktarabilmeli ve * konstrüksiyon yüksekliği ile açıklığı arasında dengeli bir bağlantı olmalıdır. Çelik yapı, kolonları genellikle eksenel basınca çalıştırılır. 2 ÇEİK KOONAR Çelik çerçeve kolonları tek yada çok parçalı olarak, kolonun çerçeve kirişleri ve bağ kirişleri ile birleşimleri dikkate alınarak düzenlenir. Tek parçalı kolonlar: hadde mamulü profiller, levhalı yapma en-kesitler yada profil ve levhalarla oluşturulmuş bileşik en-kesitlerle düzenlenir. Tek parçalı kolon en-kesiti olarak genellikle * geniş başlıklı I profilleri, * boru yada kutu kesitli profiller kullanılır. Çok katlı çelik yapı kolonları genellikle eksenel basınca çalıştırıldığı için her iki eksen etrafında aynı narinlikli (λ x =λ y ) en-kesitler tercih edilir. Bunun için kolon asal eksenlerinin her ikisinin de burkulma uzunlukları eşit olmalıdır. Geniş başlıklı I profillerin i x ve i y atalet yarıçapları eşit olmasa da tek parça hadde mamulü profil olarak her iki eksen etrafında atalet yarıçapları en yakın profillerdir. 3 4 Daire kesitli kolonlar, atalet yarıçapları her yönde aynı olduğu için I kesitlerden daha üstündür. Dar başlıklı normal I profillerinin λ x λ Y şartını sağlaması için bu profillerin atalet yarıçapları arasındaki oran dikkate alınarak y-ekseni etrafındaki burkulma boyu x-ekseni etrafındaki burkulma boyunun ~1/4 ü kadar olmalıdır. Daire en-kesitli profillerin; * üretim maliyeti yüksektir * birleşim yüzeyi eğrisel olduğu için diğer yapı elemanlarıyla birleşim detayları sorun yaratır

2 Kutu profil düzgün yüzeyli olduğu için diğer yapı elemanları ile birleşimi daha kolaydır. Takviyeli En-kesitler Düşey yükler fazla ve hadde mamulü profillerin taşıma sınırlarını geçiyorsa takviyeli en-kesitli çeşitli kolonlar kullanılabilir. Hadde profillerinden biraz daha büyük bir kolon en-kesiti gerektiğinde öncelikle profil başlıklarına bir levha ya da profil kaynaklanarak takviye ile kesit büyütülmesi yoluna gidilir. Boru profille aynı boyuttaki bir kutu profilin * en-kesiti daha fazladır, * atalet yarıçapı daha büyüktür * daha büyük basınç kuvvetlerini taşıyabilir. Dış etkilere karşı daha az ve düzgün boyama yüzeyi olan kutu profillerin içinin boyanmasına gerek yoktur. Bu elemanların profile kaynaklanması genellikle sürekli yapılmaz. Kaynaklar arasındaki s-mesafesi; * levhalı takviyelerde cm den * U profilli takviyelerde 60 cm den fazla yapılmamalıdır. 7 8 ÇEİK KOON ENKESİTERİ Yapma En-kesitler Kolonlara etkiyen yükler fazla olduğunda kolon başlıklarında düzenlenen levha ya da profillerin şişip açılma riski olur. Bu durumda kolonun, levhaların yada profillerin birleştirilmesi ile oluşturulan bir yapma en-kesit şeklinde düzenlenmesi daha uygun olur. Yapma En-kesitler Kutu kesitli olarak imal edilen kolonların birleşen kenarları içeriye hava ve rutubet geçirmeyecek şekilde sürekli kaynaklanır. Bu nedenle tek parçalı, bileşik kesitli bir kolon olarak ele alınır. evhaların kesilip sürekli kaynaklanması ile bir I kesit, 2 köşebent, 2 U profil yada 4 levhanın kaynaklanması ile bir kutu kesit ya da kolon atalet momentini tek ya da iki doğrultuda artıracak şekilde çeşitli düzenlerle oluşturulabilir. Köşe kolonlar Ara kolonlar Alcoa Building, S.Francisco 31,15x62,3m h=416m evhaların kesilip sürekli kaynaklanması ile oluşturulan kesitlerde yapı yüksekliği boyunca levha kalınlıkları artırılarak kolon dış ölçüleri aynı boyutta tutulabilir Yapma En-kesitler Ayrık En-kesitler Kolona etkiyen basınç kuvveti arttıkça kolonun atalet yarıçapı ekonomik sınırlarda artırmak için kolon ayrık düzenlenen profillerle oluşturulur. Genellikle I yada U profillerle çok parçalı olarak oluşturulan bu birleşik en-kesitlerde profiller birbirlerine bağ levhaları ya da kafes örgü ile birleştirilerek beraber çalıştırılır. Atletizm Merkezi Kolonu, Sidney Kolonun taşıdığı yükler çok fazla ise kolona kablolarla ard germe verilebilir. 11 Kolon profillerinin beraber çalıştırılmasını yanlarına düzenlenen enine levhalarla oluşturulmasına ÇERÇEVEİ KOONAR, çaprazlamalarla ya da enine levhalar ve çaprazlamalarla oluşturulmasına KAFES ÖRGÜÜ KOONAR denir. Örgü çubuklar olarak genellikle lama ve köşebent kullanılır. 12 2

3 Çerçeveli Kolonlar Çerçeveli Kolonlar Kolona etkiyen basınç kuvveti arttıkça ayrık düzenlenen kolonda hadde mamulü profillerin enine düzenlenen levhalarla bağlanmasıyla (bağ levhaları) çerçeveli kolonlar oluşturulur. Çerçeveli kolonlarda, t-levha kalınlığı, b-levha uzunluğunun 1/50 si kadar seçilir. Kolonu oluşturan profil aralıkları arttıkça levha boyutu ve kalınlığı artacağı için kolonu kafes örgülü olarak düzenlemek daha uygun olur ÇEİK KOON ENKESİTERİ Kafes Örgülü Kolonlar Kolona etkiyen basınç kuvveti arttıkça ayrık düzenlenen kolonda hadde mamulü profillerin çaprazlamalarla ya da enine çubuklar ve çaprazlamalarla bağlanmasıyla kafes örgülü kolonlar oluşturulur. Profil üretim boyunun sınırlı oluşu nedeniyle çok katlı çelik yapı kolonları eklenir. Ayrıca üst katlarda yüklerin azalması nedeniyle enkesit farklılığı yapılacak yerlerde de ek düzenlenir. Ekler bulonlu ya da kaynaklı olarak yapılır Çelik yapılarda kolonlar, profil üretim boyu ve kat yüksekliğine bağlı olarak iki ya da üç katta, aynı kesitin kullanılacağı dikkate alınarak eklenir. Her katta kesitin değiştirilmesi birleşim noktaları sayısını artıracağından ekonomik olmaz. Kolon ekleri birleşecek iki kolonun gövde başlıklarından küt kaynakla birleştirilmesi gövde ve başlıklarda ek levhaları düzenlenmesi taban ve/veya üstünde alın levhaları kullanılması olarak üç şekilde yapılır. Çok katlı çelik yapıda kolonlar kat döşemeleri hizasından kesilmeden devam ettirilir ve döşeme hizasında yatay hareketi önlenir. Bu ekleme yöntemleri tek parçalı kolonların ekinde kullanılabildiği gibi çok parçalı ve ayrık düzenlenmiş profillerle oluşturulan kolonların ekinde de uygulanır

4 evhalarla yapılan eklerde: ek levhalar alanı birleştirilen kolon alanından fazla olmalı, kolon en-kesit ağırlık merkezi ile levhaların ağırlık merkezi aynı noktada kesişmelidir. Profil gövde ve başlıklarından küt kaynakla birleştirilen ekte kolon uçları kolon eksenine dik kesilip freze ile düzeltilerek tam temas edecek şekilde düzgün kesilmiş olmalıdır. Bu tür eke tam temas eki de denir. 19 Kolon ekleri genellikle -burkulma gerilmelerinin az olduğu bölgede, *döşeme kirişlerinin ~50 cm yukarısında, *ek levhalarının kirişe değmeyeceği ve rahat çalışılabilecek yükseklikte yapılır Kolon ekleri kolon serbest yüksekliğinin ortadaki 1/3 lık bölgesinde yapılacaktır. 20 KOON TEME BİREŞİMERİ Çelik yapıda temeller beton ya da betonarme yapılır. Kolondan gelen yükler altında temel betonunun eğilmemesi için kolon tabanında düzenlenen levhalarla temas yüzeyi artırılır. Kolon tabanında kolon yüklerini temel üst yüzeyine yayarak aktaran bu düzenlere KOON AYAKARI denir KOON TEME BİREŞİMERİ KOON TEME BİREŞİMİ Kolon ayaklarının temel ile birleşimi mafsallı ve ankastre olmak üzere düzenlenir. Mafsallı Yüzeysel Mafsal Çizgisel Mafsal Noktasal Mafsal Mafsallı kolon ayakları dönme ekseni dikkate alınarak, yüzeysel, çizgisel yada noktasal mafsallı olarak düşey yükün temele aktarılmasında kullanılır. Ankastre Kolon-temel birleşimi en basit olarak atölyeden kolona kaynaklanmış olarak getirilen taban levhasının, yüzeyi düzeltilerek ankraj bulonları ile hazırlanmış temel üzerine oturtulup bulonların sıkıştırılması ile gerçekleştirilir. Ankastre birleşimler, en basit olarak yüzeysel tespit edilmiş kolon ve taban levhasının 4 ankraj bulonu ile temele kare bağlanmasıyla yapılır

5 b b MAFSAI KOON TEME BİREŞİMERİ Mafsallı kolon ayakları eksenel basınç kuvvetinin büyük olmadığı kolonlarda ve orta sertlikte zemine oturan temellerde düşey yükün temele aktarılmasında kullanılır. Bunlara basit kolon ayakları da denir. Yüzeysel mafsallı olarak taban levhası ile temelin birleştirilmesi, kolonun dönme ekseni etrafında düzenlenen iki ankraj bulonu ile yapılır. Çizgisel Mafsal MAFSAI KOON TEME BİREŞİMERİ Büyük düşey kuvvetlerin etkidiği vemafsallı yapılması gereken kolon ayaklarında mesnetlenme kolonun bir eksen etrafında dönmesine izin verilecek şekilde çizgisel yapılır. Yüzeysel Mafsal Çizgisel mafsallı birleşimde kolon reaksiyonu taban levhasına temas yüzeyi olan bir çizgi boyunca aktarılır. Burada taban levhasının temele birleşimi kolonun her iki ekseni etrafında simetrik düzenlenmiş 4 ankraj bulonu ile ankastre olarak yapılır MAFSAI KOON TEME BİREŞİMERİ ANKASTRE KOON TEME BİREŞİMİ Noktasal mafsallı mesnetler kolonun her iki eksen etrafında da dönmesi gerektiği durumda yapılır. Noktasal Mafsal Çelik kolonların temele ankastre birleşimi, yüzeysel tespit edilmiş kolon ve taban levhasının çanak temel şeklinde betona gömülmesiyle ya da en az 4 ankraj bulonu ile temele simetrik bağlanmasıyla yapılır KOON TEME BİREŞİMİ d d KOON TEME BİREŞİMİ Basit ankraj bulonları *temel betonu dökülürken ıslak beton, *bitmiş temel betonunda açılan yuva içine yerleştirilir. Bulon etrafı yüksek dozlu çimento harcı ile doldurulur. a e -50 a e -50 d a b e> M8 M10 M12 M18 M20 M24 M M36 M Gösterim BA 25 BA BA 36 S BA 27 d 1 BA Sıkıştırmalı ankraj bulonu, *bitmiş temel betonuna yerleştirilen çelik dübele bulonun çakılmasıyla *bulon ucunda düzenlenmiş bir elemanın sıkışmasıyla uygulanır. Kolon-temel birleşiminde aktarılan moment büyük ve kolonda önemli bir yukarı kaldırma söz konusu ise ankraj bulonları ucuna çekme gerilmelerini önleyecek profiller konur. d d S BA 27 d 2 Taşınan yük 3.9 Mp 5.5 Mp 8.1 Mp 22.0 Mp 29 Kolon ayaklarında: kolon başlıkları çok ince ise ya da kolon yükü geniş bir alana dağıtılacaksa temel üzerine oturan taban levhası ile kolon birleşiminde ek kanat levhaları kullanılır. 5

6 KOON TEME BİREŞİMİ KOON TEME BİREŞİMİ KOONARDAN TESİSAT GEÇİRİMESİ CEPHE KOONARININ DÜZENENMESİ Kolonlar: iç ortamda cephe ile aynı düzlemde dış ortamda Tesisat boruları düşeyde kolon dışında, arıza halinde kolay ulaşılabilecek şekilde yerleştirilir Eğik açılan kolonlar, üst katlarda sık düzenlenmiş kolonları toplamak kolonun taşıdığı döşeme kirişlerinin uzunluğunu azaltmak için kullanılır

7 Eğik olarak düzenlenmiş kolonlarda düşeylikten sapma arttıkça yatay itki artar. Bu itki, gergilerle alınmalıdır Ters V şeklinde düzenlenmiş kolonlarla yapının rüzgar yüklerine daha etkili bir şekilde karşı koyması sağlanabilir Eğri Kolonlar 41 7