VİNÇTE ÇELİK KONSTRÜKSİYON

Transkript

1 İlk yayın: 01 Haziran VİNÇTE ÇEİK KONSTRÜKSİYON GENE GİRİŞ ve ÖZET 41_00 M. Güven KUTAY Son yayın: 30 Temmuz Semboller ve 4 Kaynaklar paragraflarındaki veriler, bütün Vinçte Çelik Konstrüksiyon fasikülleri için geçerlidir. Daha detaylı bilgi edinmek isterseniz. Krenlerde Çelik Konstrüksiyonlar, Cilt I ve Cilt II, MMO/008/483, Serpil KURT Remzi ASAN Güven KUTAY kitaplarına bakınız. Satın almanızı öneririm. Kitap kitaptır. Hemde çok ucuz. 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

2 DİKKAT: Bu çalışma iyi niyetle ve bugünün teknik imkanlarına göre yapılmıştır. Bu çalışmadaki bilgilerin yanlış kullanılmasından doğacak her türlü maddi ve manevi zarar için sorumluluk kullanana aittir. Bu çalışmadaki bilgileri kullananlara, kullandıkları yerdeki şartları iyi değerlendirip buradaki verilerin yeterli olup olmadığına karar vermeleri ve gerekirse daha detaylı hesap yapmaları önerilir. Eğer herhangi bir düzeltme, tamamlama veya bir arzunuz olursa, hiç çekinmeden bizimle temasa geçebilirsiniz. İ Ç İ N D E K İ E R 0 Semboller Çelik Konstrüksiyona Giriş Genel bilgiler Değerlerin grafik olarak gösterilmesi Vincin Yükleme Hali Yü Ha I. Hal: Rüzgar kuvveti olmayan normal işletmeler, Hhali II. Hal: Şiddetli rüzgar kuvvetinin bulunduğu kabul edilen işletmeler, HZhali III. Hal: Çok özel etkiler altında çalışan işletmeler, HShali Malzemenin statik değerleri Değerler kg/cm olarak Değerler MPa (N/mm ) olarak Emniyet faktörleri Vincin Yükleme grubu Yü gr Gerekli sehim Vincin tahrik grubu Ta gr Çentik Grupları Çe gr Malzemenin dinamik değerleri Kaldırma yükü katsayısı " K " Kirişin öz ağırlık katsayısı " K " Yükleme grubu katsayısı "k B " Rüzgar kuvveti Rüzgar basıncı Taşınan yükün rüzgar kuvveti Rüzgar kuvvetinin hesabı Yüzey oranı: Uzaklık oranı Kesit oranı Rüzgar yönüne dik arka arkaya duran yüzeyler Rüzgar kuvvetinin hesaplanması Kafes kontrüksiyon kuleler Rüzgar yönüne eğik olan yüzeyler Tek tek parçalar veya çerçeveler Kafes kiriş veya kafes kuleler...0 Özet Kirişte gerilmeler...1. DIN 'e göre buruşma hesabı özet DIN 4114'e göre buruşma hesabı özet Ters sehim Yorulma Yorulma kontrolü 1; Taşıma emniyeti Yorulma kontrolü ; Stabilite kriteri Yorulma kontrolü 3; Tekerlek kuvveti etkisindeki kesitte yorulma Eşdeğer gerilmeler farkı faktörü " E " Burkulma yöntemi Temel bilgiler Tek kirişli monoray vinç, temel bilgiler _00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

3 3. Çift kirişli gezer köprü vinci, temel bilgiler Portal vinç, temel bilgiler Tablolar Sözlük Kaynaklar iteratür Standartlar Konu İndeksi _00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

4 0 Semboller Sembol Birim Açıklama A 0 cm Yan levha alanı A Dik cm Dik kuvveti taşıyan kesit alanı A k cm Kirişin kesilme etkisindeki alanı A KB cm Köşebent alanı A Or cm Ortalama kiriş alanı A top cm Toplam kiriş alanı b cm Genişlik, indeksine göre b KB cm Köşebent kenar boyu b Or cm Ortalama kiriş genişliği b Per cm Perde genişliği b Tek cm Tekerlekler flanş mesafesi c 1 için katsayı E kg/cm Elastiklik modülü e cm Nötr ekseni kenar mesafesi e max cm y-y eksenine göre eylemsizlik dairesi yarı çapı kg Kuvvet, indeksine göre A kg Araba ağırlık kuvveti C+A kg Ceraskal ile arabanın öz ağırlık kuvveti q kg Birim ağırlık kuvveti TD kg Dik tekerlek kuvveti TD kg İki tekerleği etkileyen dik kuvvet TY kg Yatay tekerlek kuvveti Y kg Kaldırma yükü kuvveti, Vincin taşıma kapasitesi f cm Sehim, indeksine göre f A cm Arabanın öz ağırlık sehimi f ger cm Kabul edilen gerekli sehim f Ki cm Kirişin öz ağırlık sehimi f top cm Toplam sehim f Ters cm Ters sehim f Y cm Yükün ağırlık sehimi G A kg Arabanın ağırlığı G Y kg Vincin kaldırma kapasitesi G Per kg Perde ağırlığı G Ki kg Kiriş ağırlığı g m/s Yer çekimi ivmesi H cm Kaldırma yüksekliği H aay cm Ayak alt yüksekliği H üay cm Ayak üst yüksekliği h cm Yükseklik, indeksine göre h Or cm Ortalama yükseklik h P cm Perde alt kuşak mesafesi h Per cm Perde yüksekliği I cm 4 Eylemsizlik (Atalet) momenti, indeksine göre I x cm 4 x-x eksenine göre eylemsizlik momenti I y cm 4 y-y eksenine göre eylemsizlik momenti I yger cm 4 Kiriş profilinin y-y için gerekli atalet momenti I z cm 4 z-z eksenine göre eylemsizlik momenti Ka Sı 1 Kaldırma sınıfı DIN k B 1 Yükleme grubu katsayısı k f 1 Sehim oranı katsayısı k Tol 1 Malzeme toleransları faktörü 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

5 Sembol Birim Açıklama k 1 ya göre normal gerilme azaltma katsayısı k 1 ya göre kayma gerilmesi azaltma katsayısı k 1 için buruşma azaltma katsayısı k 1 için buruşma azaltma katsayısı cm Kuvvetin kuşak kenarına olan mesafesi K cm Kiriş açıklığı, Vinç ray açıklığı, hesapsal kiriş boyu Per cm İki perde arası mesafesi AR cm Araba ray açıklığı AT cm Araba tekerlek açıklığı min cm Yükün raya en yakın mesafesi P cm Yükün portafodaki maksimum mesafesi Ko cm Ayak konsol mesafesi P cm Sol portafo boyu PR cm Sağ portafo boyu aay cm Ayağın alt açıklığı üay cm Ayağın üst açıklığı M kg.cm Moment, indeksine göre M eğ kg.cm Eğilme momenti M t kg.cm Torsiyon momenti, burulma momenti m 1 cm Tekerlek kuşak arası mesafesi n Tek 1 Tekerlek sayısı q kg/cm Birim ağırlığı q K kg/cm Kirişin birim ağırlığı q P kg/cm Platformun birim ağırlığı R e kg/cm Akma mukavemeti R m kg/cm Kopma mukavemeti S 1 Emniyet katsayısı, indeksine göre S Bger 1 Gerekli buruşma emniyet katsayısı S BuHe 1 Hesapsal buruşma emniyet katsayısı s K cm Dikme kalınlığı Ta Gr 1 Tahrik grubu DIN 1500 t cm evha kalınlığı, indeksine göre t ger cm Gerekli ortalama levha kalınlığı t Per cm Perde kalınlığı u max cm z-z eksenine göre eylemsizlik dairesi yarıçapı v A m/dak Araba yürüme hızı v K m/dak Kaldırma hızı v V m/dak Vinç yürüme hızı W cm 3 Mukavemet momenti, indeksine göre W t cm 3 Burulma mukavemet momenti W x cm 3 x-x eksenine göre mukavemet momenti W z cm 3 z-z eksenine göre mukavemet momenti W y cm 3 y-y eksenine göre mukavemet momenti x S cm x-x eksenine göre nötr ekseni koordinatı Yü Gr 1 Yükleme grubu Yü Ha 1 Yükleme hali y S cm y-y eksenine göre nötr ekseni koordinatı y Z cm z-z eksenine göre nötr ekseni koordinatı 1 1 Yan levhada iki perde arası mesafesinin levha yüksekliğine oranı Ü 1 Üst kuşak levhasında iki perde arası mesafesinin levha genişliğine oranı M 1 Kısmi emniyet katsayısı Dü 1 Boyuna gerilme düzeltme faktörü K 1 Öz ağırlık faktörü 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

6 Sembol Birim Açıklama 1 Sınır değerler oranı, indeksine göre Bu 1 Buruşma sınır değerler oranı D 1 Devamlı mukavemet sınır değerler oranı 1 Yükleme kuvvetleri sınır değerler oranı 1 Narinlik derecesi P 1 Yan levhalarda normal gerilme narinlik derecesi PÜ 1 Üst kuşak normal gerilme narinlik derecesi P 1 Yan levhalarda kayma gerilmesi narinlik derecesi PÜ 1 Üst kuşak kayma gerilmesi narinlik derecesi 1 Poisson sayısı kg/cm 3 Özgül ağırlık, indeksine göre 1 kg/cm Kirişin kendi ağırlığından ileri gelen gerilme kg/cm Arabanın kendi ağırlığından ileri gelen gerilme 3 kg/cm Kaldırma yükünden ileri gelen gerilme 4 kg/cm Eylemsizlik kuvvetlerinden ileri gelen gerilme 5 kg/cm Araba kasılmasından ileri gelen gerilme A kg/cm Öz ağırlık gerilmesi b()em kg/cm Kapaya () göre emniyetli basma mukavemeti bem kg/cm Emniyetli basma mukavemeti Bu kg/cm Buruşma gerilmesi Bui kg/cm İdeal buruşma gerilmesi ç()em kg/cm = -1 için emniyetli çekme mukavemeti ç()em kg/cm Kapaya () göre emniyetli çekme mukavemeti çem kg/cm Emniyetli çekme mukavemeti D()EM kg/cm = -1 için devamlı emniyet mukavemeti D()EM kg/cm için devamlı emniyet mukavemeti egi kg/cm Kirişteki normal eğilme gerilmesi egii kg/cm Kirişteki enine gerilme egiii kg/cm Kirişteki boyuna gerilme Ekx kg/cm Kirişte x-yönündeki ek gerilme Eky kg/cm Kirişte y-yönündeki ek gerilme EM kg/cm Emniyetli mukavemet K kg/cm Kasılma gerilmesi kar kg/cm Karşılaştırma gerilmesi max kg/cm maksimum normal gerilme, en büyük normal gerilme min kg/cm minimum normal gerilme, en küçük normal gerilme Sbu kg/cm Normal buruşma sınır gerilmesi x kg/cm Kirişte x-yönünde (boyuna) normal gerilmeler y kg/cm Kirişte y-yönünde (enine) normal gerilmeler Y kg/cm Kaldırma yükü gerilmesi kg/cm Kayma gerilmesi, indeksine göre EM kg/cm Emniyetli kayma mukavemeti k kg/cm Kesme gerilmesi max kg/cm maksimum kayma gerilmesi, en büyük kayma gerilmesi min kg/cm minimum kayma gerilmesi, en küçük kayma gerilmesi t kg/cm Burulma gerilmesi, torsiyon gerilmesi Or kg/cm Ortalama burulma veya torsiyon gerilmesi top kg/cm Toplam kayma gerilmesi K 1 Kaldırma yükü katsayısı, Titreşim katsayısı 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

7 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t 7 1 Çelik Konstrüksiyona Giriş Vinçlerde çelik konstrüksiyonun hesabını bilinçli yapabilmek için şu temel değerlerin bilinmesi gereklidir. Hernekadar bu günün tekniğinde kuvvet birimi "N" Newton, alan birimi "mm " milimetrekare ve gerilme/mukavemet birimi "MPa" Megapaskal olarak kullanılıyorsada memleketimizde halen vinç sanayinde kuvvet birimi "kg" kilogram, alan birimi "cm " santimetrekare ve gerilme (mukavemet) birimi "kg/cm " kilogram/santimetrekare kullanıldığından, kişilerin kafalarını karıştırmamak için buradada bu birimler kullanılacaktır. Arzu edenler birimleri istedikleri değerlerle kullanabilir. Bir vincin çelik konstrüksiyonuna başlarken şu bilgiler bilinmeli veya kabul edilmelidir. 1.1 Genel bilgiler Tablo 1, Genel bilgiler Monoray vinçler için özel bilgiler 1. Vincin çalıştığı yer ve saat Müşteri verisi h =. Vincin kaldırma kapasitesi Müşteri verisi G Y = t 3. Kaldırma hızı Müşteri verisi v K = m/dak 4. Kaldırma yüksekliği Müşteri verisi H = m 5. Vincin ray açıklığı, kiriş boyu Müşteri verisi K = m 6. Köprü yürüme hızı Müşteri verisi v V = m/dak 7. Arabanın ağırlığı Verilere göre seçim G A = kg 8. Araba yürüme hızı Müşteri verisi v A = m/dak 9. Araba tekerlek aks açıklığı Verilere göre seçim AT = m 10. Araba tekerlek sayısı Verilere göre seçim n Tek = Sehim oranı katsayısı Verilere göre seçim k f = 1 1. Vincin yükleme hali Yü Ha = Vincin kaldırma sınıfı DIN Ka Sı = Vincin yükleme grubu DIN Yü Gr = Vincin tahrik grubu DIN 1500 Ta Gr = Çentik grubu Çe Gr = Çift kiriş vinçler için özel bilgiler 17. Araba tekerlek ray açıklığı Verilere göre seçim AR = cm 18. Yükün raya en yakın mesafesi Verilere göre seçim min = cm Portal vinçler için özel bilgiler 19. Portafoda maksimum yük mesafesi Verilere göre seçim P = cm 0. Ayağın üst açıklığı Verilere göre seçim üay = cm 1. Ayağın alt açıklığı Verilere göre seçim aay = cm. Vincin sol portafo boyu Müşteri verisi P = cm 3. Vincin sağ portafo boyu Müşteri verisi P = cm 4. Ayak kıvrım yüksekliği Verilere göre seçim h kay = cm 5. Ayak alt yüksekliği Verilere göre seçim H aay = cm 6. Ayak üst yüksekliği Verilere göre seçim H üay = cm 7. Ayak konsol mesafesi Verilere göre seçim Ko = cm Özel şartlar: 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

8 8 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t 1. Değerlerin grafik olarak gösterilmesi y z x y z x Şekil 1, DIN T1 ( ) e göre kirişin yönleri Yukarıda Şekil 1 ile çelik konstrüksiyonda profillere göre koordinat eksenleri verilmiştir. y v Vy z w Vz x u N My y v Vy z w Vz x u N My MX MX Mz Mz Şekil, DIN T1 ( ) e göre tanımlamalar Tanımı Tanımı Tanımı x x-ekseni koordinatı y y-ekseni koordinatı z z-ekseni koordinatı u x-ekseni kayması, sehimi v y-ekseni kayması, sehimi w z-ekseni kayması, sehimi N x-yönünde normal kuvvet V y y-yönünde normal kuvvet V z z-yönünde normal kuvvet M x hesaplanan düzleme x-yönünde dik moment M y hesaplanan düzleme y-yönünde dik moment M z hesaplanan düzleme z-yönünde dik moment Yukarıda Şekil ve tablosu ile çelik konstrüksiyonda kullanılan verilerin sembol ve tanımlamaları gösterilmiştir. Dikkat: Kiriş hesaplarını yaparken dikkat edilecek noktalar: 1. Monoray kirişte nötr ekseni alt kuşağa yakındır ve maksimum gerilme max üst kuşaktadır... Çift kirişte nötr ekseni üst kuşağa yakındır ve maksimum gerilme max alt kuşaktadır. 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

9 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t 9 Sayfa 7 ve Tablo 1 ile verilen genel bilgiler bulunduktan sonra konstrüksiyonun yapılacağı malzeme seçilir. Çelik konstrüksiyon malzemesi genelde St37- dir. Bu malzeme hem ucuz hemde kaynak konstrüksiyona en yatkın malzemedir. St37- için kullanılan kaynak elektrotlarıda her yerde ve en ucuz şekilde bulunur. Özel hallerde St5-3 malzemesi kullanılır. Çok özel hallerde daha başka malzemelerinde kullanılmasına karşın, burada yalnız bu iki malzemenin değerleri verilecektir. Malzeme değerlerini seçebilmek için vincin Yükleme Hali nin seçilmesi gerekir. 1.3 Vincin Yükleme Hali Yü Ha Avrupa Kaldırma Araçları İmalatçıları Birliği.E.M. e göre yükleme Halleri vinçlerde çelik konstrüksiyon hesapları yapılırken üç işletme halinin bulunduğu kabul edilir. Yükleme Hali H; Daha çok kapalı yerlerde yani atölye, depo ve benzeri yerlerde çalışan vinçlerdir. Bu hal rüzgar ve kar etkisinde olmayan vinçlerdir. Bu hesaplarda etki kuvvetlerinin tamamen bilinmemesinden dolayı yükleme grubuna göre, k B faktörü kullanılır. Yükleme Hali HZ; Daha çok açık sahada rüzgar ve kar etkisinde olan vinçlerdir. Yükleme hali H ya rüzgar, kar ve bakım elemanları ile takımlarının kuvvetlerinin ilavesi ile hesaplar yapılır. Yükleme Hali HS; Çok özel etkiler altında çalışan vinçlerdir. Genelde atölye vinçleri için I. Hal geçerlidir. Burada verilen detaylı açıklamalar, portal ve liman vinçlerinde de uygulanır I. Hal: Rüzgar kuvveti olmayan normal işletmeler, Hhali Bu işletme hali rüzgar etkisinde olmayan vinçlerin hesaplanmasında kullanılır. Daha çok kapalı yerlerde yani atölye, depo ve benzeri yerlerde çalışan vinçlerde şu gerilmeler hesaplanır: Statik yüklerden oluşan gerilmeler. Bunlar vincin çelik konstrüksiyonunun, arabanın vb. Öz ağırlıklarından ve araba kasılmasından oluşan 1, ve 5 diye adlandırılan gerilmelerdir. Statik yüke çevrilmiş dinamik yükten oluşan gerilmeler. Bunlar kaldırma yükü katsayısı ile büyütülmüş kaldırma yükünden ve atalet kuvvetlerinden oluşan 3 ve 4 gerilmeleridir. Böylece tanımlanan bu gerilmeler, bilinenlerin tam olamaması veya akla gelmeyen herhangi bir etkiyi de hesaba katmış olmak için yükleme grubuna göre, k B faktörü (katsayısı) ile çapılarak konstrüksiyondaki gerilme büyüklüğü aşağıdaki gibi hesaplanır. top 1 kb 1 K ( 3 4) II. Hal: Şiddetli rüzgar kuvvetinin bulunduğu kabul edilen işletmeler, HZhali Burada I. Hal deki hesaba rüzgardan oluşan gerilmede eklenir. top top1 Dikkat edilmesi gereken bir nokta, rüzgar etkisi altında hareket ve frenleme zamanlarının daha uzun olmasından ötürü, ivme ve fren kuvvetlerinin I. Hal den daha büyük olmalarıdır III. Hal: Çok özel etkiler altında çalışan işletmeler, HShali Çok özel etkileri şu şekilde sıralıyabiliriz: İşletmenin çalışmadığı (paydoslarda) rüzgar (fırtına) etkisindeki vinçler, İşletmede hızla tamponlara çarpan vinçler, Teslimat esnasında, dinamik veya statik yüklemelerde % 10 veya daha fazla yükle, denenecek vinçler. Rü 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

10 10 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t 1.4 Malzemenin statik değerleri Değerler kg/cm olarak Tablo, Malzemenin statik mekanik değerleri Malzemenin tanımı Sembol Standartı Mal. No: Kopma mukavemeti değeri R m 16 mm kg /cm Akma mukavemeti değeri R e 16 mm kg/cm Elastiklik Modülü E dyn kg/cm Poisson sayısı St - Özgül ağırlığı kg/m 3 St 37- DIN , St 5-3 DIN , Tablo 3, Statik Emniyetli mukavemet değeri Malzeme Akma mukavemet Emniyetli mukavemet değeri çem değeri R e 16 mm I. Hal II. Hal III. Hal kg /cm kg /cm kg /cm kg /cm St 37 (e 360 ; E 4) St 44 (e 430 ; E 6) St 5 (e 510 ; E 36) Tablo 4, Statik Emniyetli mukavemet değeri Malzeme cinsi ve zorlannması Sembol Normu St 37- DIN St 5-3 DIN Emniyetli karşılaştırma mukavemeti değerleri Emniyetli çekme mukavemeti değerleri Emniyetli basma mukavemeti değerleri Emniyetli kayma mukavemeti değerleri em kg/cm Yükleme σ çem σ bem hali kg/cm kg/cm H Buruşma hesaplarında σ bem değeri kullanılmalıdır Değerler MPa (N/mm ) olarak Tablo 5, Malzemenin statik mekanik değerleri Malzemenin tanımı Sembol Standartı Mal. No: HZ H HZ Kopma mukavemeti değeri R m 16 mm MPa Akma mukavemeti değeri R e 16 mm MPa Elastiklik Modülü E dyn MPa Poisson sayısı St - Özgül ağırlığı kg/m 3 St 37- DIN '000 0, St 5-3 DIN '000 0, _00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

11 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t Tablo 6, Statik Emniyetli mukavemet değeri Akma mukavemet Emniyetli mukavemet değeri çem Malzeme değeri R e 16 mm I. Hal II. Hal III. Hal MPa MPa MPa MPa St 37 (S35 ; e 360 ; E 4) St 44 (S55 ; e 430 ; E 6) St 5 (S355 ; e 510 ; E 36) Tablo 7, Statik Emniyetli mukavemet değeri Malzeme cinsi ve zorlannması Sembol St 37- S35 St 5-3 S55 Normu DIN DIN Emniyetli karşılaştırma mukavemeti değerleri Emniyetli çekme mukavemeti değerleri Emniyetli basma mukavemeti değerleri Emniyetli kayma mukavemeti değerleri em MPa Yükleme hali σ çem MPa σ bem MPa H HZ H HZ Buruşma hesaplarında σ bem değeri kullanılmalıdır. 1.5 Emniyet faktörleri Çelik konstrüksiyonda yapılan bütün hesaplar bilinmeyen etkileri içeren faktörlerle yapılır ve bu faktörlere "Emniyet faktörleri" denir. Emniyet faktörlerini genelde şu şekilde sıralayabiliriz: Etkileyen kuvvetin (yükün) büyüklüğü.. Basitleştirilmiş model ve kabuller.. f s = f. s 11 Mukavemet değerlerinin toleransları. Kesit değerlerinin toleransları Üretimdeki hatalar. m M = m. R =. M Modeldeki belirsizlikler.. Emniyet faktörleri şu kriterlerle belirlenir: Dikkat: Tecrübeler Statistik dağılımlar Kaba hatalar, insanın bilgisizliği ve aptalca hatası emniyet faktörleri ile düzeltilemez. 1.6 Vincin Yükleme grubu Yü gr Tablo 8, Vinç elemanlarının ve vincin yükleme grubunun saptanması Yükleme sayısı sınıfı N1 N N3 N4 Vincin ömrü boyunca gerilme yineleme sayısı N G Gerilme durumu.10 4 < N G <.10 5 Seyrek kullanma, uzun molalı işletme R.10 5 < N G < Devamlı, fakat molalı işletme < N G <.10 6 Devamlı ve molasız işletme Vinç veya elemanlarının yükleme durumu N G >.10 6 Molasız ve ağır şartlı (Vardiya) işletme S 0 çok hafif B1 B B3 B4 S hafif B B3 B4 B5 S orta B3 B4 B5 B6 S 3 ağır B4 B5 B6 B6 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

12 1 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t Tablo 9, Vinç yükleme grupları B (U) ve kaldırma sınıfları H (Q) No Vinç tanımı İşletme şekli Kaldırma sınıfı H 1 El ile tahrik edilen vinçler H1 B1, B Montaj vinçleri H1, H B1, B 3 Santralda makina binasındaki vinçler H1 B, B3 Yükleme grubu B 4 Depo vinçleri, Traversli vinçler, Hurda deposu Aralıklı işletme H B4 5 vinçleri Devamlı işletme H3, H4 B5, B6 6 Atölye vinçleri H, H3 B3, B4 7 Köprülü vinçler, Demir hurda depo vinçleri Kepçeli, magnetli H3, H4 B5, B6 8 Döküm ve dökümhane vinçleri H, H3 B5, B6 9 Ocak vinçleri H3, H4 B6 10 Döküm ve çelik ocak vinçleri H4 B6 11 Dövme ve dövme işlerinde kullanılan vinçler H4 B5, B6 1 Kancalı işletme H B4, B5 iman, portal, yarıportal arabalı veya döner vinçler 13 Kepçeli, magnetli H3, H4 B5, B6 14 Hareketli veya sabit band vinçleri H1 B3, B4 15 Dok vinçleri Kancalı H B3, B4 16 Kancalı H B4, B5 iman, döner, yüzer vinçler 17 Kepçeli, magnetli H3, H4 B5, B6 18 Ağır yük ve yüzer vinçler H1 B, B3 19 Kancalı H B3, B4 Gemi vinçleri 0 Kepçeli, magnetli H3, H4 B4, B5 1 İnşaat kule vinçleri H1 B3 Montaj ve dikme vinçleri Kancalı H1, H B, B3 3 Kancalı H B3, B4 Raylı döner vinçler 4 Kepçeli, magnetli H3, H4 B4, B5 5 Demiryolu vinçleri H B4 6 Kancalı H B3, B4 Mobil ve oto vinçler 7 Kepçeli, magnetli H3, H4 B4, B5 8 Ağır yük mobil ve oto vinçleri H1 B1, B 1.7 Gerekli sehim Vinç kirişinin gerekli sehimi, kiriş boyunun gerekli sehim oranına bölünmesiyle bulunur ve hesaplanan sehim bu değerden küçük olmalıdır. f / k f 3 ger K Tablo 10 ile verilen sehim oranı katsayısı "k f " bir öneridir, konstrüktör tecrübelerine ve standartlara göre istediği katsayıyı seçer. Genelde burada verilen sehim oranı tutulduğunda, kirişin rezonas kontrolüne gerek yoktur. Bu değerlerden daha düşük değerler kullanıldığında, teslim zamanında ölçülen sehim ile rezonans kontrolünün yapılması gerekir. Atölye vinçleri için gerekli sehim genelde f ger = K / 1000 olarak alınır. Diğer durumlar için pratikte önerilen k f -katsayısı 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017 f hes

13 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t Tablo 11 ile gösterilmiştir. Tablo 10, Vinç kaldırma sınıfları ve yükleme grupları Nr Vincin çalıştığı yer k f -katsayısı Kaldırma sınıfı Yükleme grubu 1 Elektrik santralı makina dairesi vinci ve ceraskallı vinçler H1 B seyrek çalışan H1 B 3 Montaj vinci devamlı çalışan H B 4 Depo ve mermerci seyrek çalışan H B4 5 vinci devamlı çalışan H3 B5 6 seyrek çalışan H B3 Atölye vinci 7 devamlı çalışan H3 B4 8 seyrek çalışan H B5 Dökümhane vinci 9 devamlı çalışan H3 B6 13 Tablo 11, Pratikte önerilen k f -katsayısı Vincin tahrik şekli El ile tahrik edilen vinçler 800 Elektirikle ve el ile karışık tahrik edilen vinçler Elektrikle tahrik edilen, tahrik grubu m e kadar vinçler Elektrikle tahrik edilen, tahrik grubu m den büyük vinçler Genelde bir istek yoksa 1000 alınır ve kafes kirişlerde I yger için kabul edilir Vincin tahrik grubu Ta gr Tablo 1, Vincin tahrik grubu Zorlanma tanımlaması Sınıfı Yük dağılımı <0,15 Hafif Orta Ağır Örnek; Devamlı küçük yükler nadiren diğerleri Tam, orta ve küçük yük aynı oranda Hemen hemen devamlı tam yük 0,15 0,50 Günlük çalışma saati (senelik gözlemeye göre) 0,50 0,500 0,500 1, >16 1Em 1Em 1Dm 1Cm 1Bm 1Am m 3m 4m 1Em 1Dm 1Cm 1Bm 1Am m 3m 4m 5m 1Dm 1Cm 1Bm 1Am m 3m 4m 5m 5m Bir portal vincin yüklenmesi Tam, orta ve küçük yük aynı oranda ve günlük çalışma saatide 1 h kabul edilirse, Vincin tahrik grubu Ta gr = 1Am seçilir Çentik Grupları Çe gr Monorayda çentik grubu K Grubu K3 Grubu K4 Grubu t t t Şekil 3 Şekil 4 Şekil 5 t t Şekil 3, Malzemeye kaynak ağızı açılarak,çift taraflı kaynak Şekil 4, Malzemeye kaynak ağızı açılarak, normal kalitede en az yan plaka kalınlığını verecek kadar yarım V kaynak dikişi yapılır. Görüldüğü gibi dörtköşe destek çubuğu konulur. Kök kaynağı var kabul edilir. Şekil 5, Malzemeye kaynak ağızı açılarak, normal kalitede yarım V kaynak dikişi yapılır. Kök kaynağı yok kabul edilir. k f 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

14 14 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t Çift kirişte çentik grubu K Grubu K3 Grubu K4 Grubu Şekil 6, Kaynak dikişi, malzemeye kaynak ağzı açılarak özel kalitede K- dikişi yapılmıştır. Şekil 7, Kaynak dikişi, malzemeye kaynak ağzı açılarak normal kalitede K- dikişi yapılmıştır. Şekil 8, Kaynak dikişi malzemeye kaynak ağızı açılarak normal kalitede yarım V-dikişi yapılmıştır. Şekil 9, Kaynak dikişi malzemeye kaynak ağızı açılmadan normal kalitede çift köşe dikişi yapılmıştır. 1.8 Malzemenin dinamik değerleri Herhangi değerine göre, çeşitli çentik etkisinin çeşitli demir konstrüksiyon malzemesine ve çeşitli vinç grubuna göre DIN de emniyetli dinamik işletme gerilmesi D()EM belirlenmiştir. Tablo 13, Yükleme durumu ve çentik grubuna bağlı kaynaklı malzemenin değişken mukavemet değeri DIN Tablo 16 dan aktarma, " W " değeri kg/cm olarak Çentik K0 K1 K K3 K4 K0 K1 K K3 K4 Yükleme St 37 + St 44 St 5 B1 1'800 1'800 1'800 1'800 1'57 '700 '700 '700 '540 1'57 B 1'800 1'800 1'800 1'800 1'080 '700 '700 '50 1'800 1'080 B3 1'800 1'800 1'78 1' '736 '11 1'78 1' B4 1'680 1'500 1' '680 1'500 1' B5 1'188 1' '188 1' B St37, St44 ve St5 malzemelerinin kaynaksız durumda mukavemet değerleri değişiktir. akat kaynaklı durumda Tablo 13 ile verilen değerler bu üç malzeme için geçerlidir. Sürekli dinamik emniyetli gerilme değerleri sınır değerler oranı "" ya bağımlı olarak hesaplanır. Çentik grubu K0 ve K1 kaynaksız malzeme için, diğer değerler kaynaklı konstrüksiyon için geçerlidir. Dalgalı zorlama eksi tarafta 1 < 1 < 0 için sürekli dinamik emniyetli gerilme: Çekme mukavemet değeri Basma mukavemet değeri 5 DçEM1 W DbEM1 W _00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

15 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t 15 Tam dalgalı zorlama 0 = 0 için sürekli dinamik emniyetli gerilmesi: Çekme ve Basma mukavemet değeri: 5 DEM0 W 1, 66 W 6 3 Dç(0)EM R m Dç(0)EM D(-1)EM D(-1)EM max max S or max min Db(0)EM D(-1)EM S max max Rm Db(0)EM Şekil 10, σ D(-1)EM değerleri ile σ D(κ)EM değerleri arasındaki bağlantı diyagramı Dalgalı zorlama artı tarafta 0 < < 1 için sürekli dinamik emniyetli gerilme: Çekme mukavemet değeri DçEM DçEM0 DçEM ,75 R m 7 Basma mukavemet değeri DbEM 1, DçEM 8 Statik değişmeyen zorlama 3 = +1 için sürekli dinamik emniyetli gerilme: 0,75 R 9 DbEM 1 m DçEM kg/cm Devamlı çekme emniyetli mukavemet değeri, indeksine göre DbEM kg/cm Devamlı basma emniyetli mukavemet değeri, indeksine göre W kg/cm Yükleme durumu ve çentik grubuna bağlı değişken mukavemet değeri 1 Sınır değerler oranı, indeksine göre R m kg/cm Malzemenin kopma mukavemet değeri Böylelikle hesap konusu kirişteki çentik etkisi ve kirişteki dalgalı gerilme, sınır değerler oranı 'ya göre sürekli dinamik emniyet gerilmeleri belirlenmiş olur. Gerilme karşılaştırmaları çekme değerleri ile yapılır. Çünkü uygulamada görüldüğü gibi, çatlaklar sonucu kopma çekme tarafından başlar. 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

16 16 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t Kaldırma yükü katsayısı " K " Kaldırma yükü katsayısı " K " kaldırma sınıfı ve kaldırma hızına bağlı olarak Tablo 14 ile belirlenir. Tablo 14 Kaldırma yükü katsayısı " K " Kaldırma yükü katsayısı ψ K, Kaldırma hızı v K m/dak olarak Kaldırma sınıfı H1 H H3 H4 v K 90 m/dak 1,1 + 0,00. v K 1, + 0,0044. v K 1,3 + 0,0066. v K 1,4 + 0,0088. v K v K > 90 m/dak 1,3 1,6 1,9, 1.8. Kirişin öz ağırlık katsayısı " K " Kirişin öz ağırlık katsayısı " K " vincin hareket hızına bağlı olarak Tablo 15 ile belirlenir. Tablo 15, Öz ağırlık katsayısı " K " Hareket hızı v V m/dak olarak Yürüyüş darbeli, ray engebeli veya araları boşluklu ise Hareket yolu Yürüyüş darbesiz, ray düzgün, ray araları kaynatılmış ve işlenmiş ise Öz ağırlık katsayısı v V 60 v V 90 1,1 60 < v V < v V 300 1, 00 v V 300 v V 1, Yükleme grubu katsayısı "k B " Tablo 16, Yükleme grubu katsayısı "k B " Yüklenme grubu B1 B B3 B4 B5 B6 k B -katsayısı 1,00 1,0 1,05 1,08 1, ,14 1, ,0 1.9 Rüzgar kuvveti Rüzgar basıncı Vincin işletme anındaki rüzgar basıncının hesabını basitleştirmek için bazı kabuller yapılır. Rüzgar hızını sabit ve herhangi bir yönden yatay olarak estiğini kabul edelim. Bu kabullere göre rüzgar basıncı şu büyüklükte olur: q 0, Rü v Rü q Rü N/m Rüzgarın dinamik özgül basıncı v Rü m/s Rüzgarın kabul edilen hesapsal hızı Rüzgarın işletmedeki hesapsal dinamik basıncı, tahmini olarak Tablo 17 ile bulunur. Tablo 17, Rüzgarın işletmedeki hesapsal dinamik basıncı q Rü Vinç tipi Çok hafif rüzgar etkisinde çalışan vinçler. Montaj vinçleri v. b. Dinamik basınç Rüzgar hızı q Rü N/m v Rü m/s v Rü km/h K Açık sahada çalışan normal vinçler Çok kuvvetli rüzgar etkisinde çalışan vinçler. * * Burada rüzgar hakkında tam bilgi alınarak hesapların yapılması önerilir. Zaten bu tablodaki değerler 10 ile hesaplanmıştır. 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

17 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t Taşınan yükün rüzgar kuvveti Konstrüksiyonun yanısıra taşınacak yükün de rüzgar etkisinde kaldığı dikkate alınarak rüzgar kuvveti bulunup hesaplara dahil edilmelidir. Taşınan yükün rüzgar kuvveti. RüY,5 A q 11 RüY N/m Rüzgarın yükte oluşturduğu kuvvet A Y m Yükün rüzgara karşı alanı. Genel olarak bir tona 0,5 m alınır q Rü N/m Rüzgarın dinamik özgül basıncı Bu hesaplar, eğer vinç yük nakli veya yükleme-boşaltma tesisi için sürekli çalışmak üzere özel olarak imal edilecekse yapılır. Normal çalışan vinçlerde bu kuvvet dikkate alınmaz. Çünkü kuvvetli rüzgar altında genelde vinç çalıştırılmaz. Rüzgar kuvvetinin işletmenin durduğu zamanlardaki(paydoslarda) etkisi için, vincin bulunduğu yerdeki rüzgar ve vincin konumu hakkında detaylı bilgi edinip hesapları buna göre yapmak en doğru yoldur. Özellikle geceleri (işletme paydos ettiğinde) rüzgar (fırtına) etkisine karşı vincin raylar üzerinde sabit kalması sağlanmalıdır. Vincin yerden yüksekliği de rüzgardan oluşan kuvvetlere etki eden faktörlerden biridir. Rüzgarın hızı vincin yerden yüksekliğine göre değişir. Bu değer değişikliği Tablo 18 ile görülür. Tablo 18, Molalarda rüzgarın, vincin yerden yüksekliğine göre hesapsal dinamik basıncı " q Rü " Y Vincin yerden yüksekliği Rüzgar basınçı Rüzgar hızı m q Rü N/m v Rü m/s v Rü km/h < Rüzgar kuvvetinin hesabı Açık sahada çalışan vinçlerde rüzgar kuvveti şu şekilde hesaplanır: Rü Rü Rü A q k 1 Rü N Rüzgar kuvveti A m Parçanın rüzgardan etkilenen cephe alanı q Rü N/m Rüzgarın dinamik özgül basıncı k Rü [] Rüzgar için şekil faktörü Sistemin toplam rüzgar kuvveti, o sistemi oluşturan parçaların rüzgar kuvvetlerinin toplamına eşittir. Sistemin mukavemet ve denge hesapları, toplam rüzgar kuvveti de hesaba katılarak yapılmalıdır. Yukarıdaki 1 ifadede q Rü nün deşeri 10 ile bulunur. A ve k Rü değerleri ise aşağıdaki açıklamalara göre şu şekilde hesaplanır. Rüzgar için şekil faktörü k Rü, aerodinamik narinlik derecesi ile parçanın şekline bağlıdır. Bundan dolayı sistemin toplam rüzgar kuvveti doğrudan hesaplanamaz. Parçaların tek tek aerodinamik narinlik derecesi ve parçanın şekli için rüzgar kuvvetleri hesaplanır. Sonra gerekli olan rüzgar kuvvetleri toplanarak hesaplar yapılır. Rü Rüzgar b b b D d Şekil 11, Profillerin aerodinamik narinlik derecesi Şekil 11 ile görülen aerodinamik narinlik derecesi A = /b veya A = /D ile hesaplanır. 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

18 18 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t 1 B b1 b b Yüzey oranı: Şekil 1, Kafes konstrüksiyonun aerodinamik narinlik derecesi Şekil 1 ile görülen yüzey oranı, parçaların toplam hakiki alanı/sistemin sınır alanı = ( i x b i ) / (.B) şeklinde tanımlanır. Kafes konstrüksiyonda tek tek parçaların boyu parçaların teorik eksenlerinin kesişme noktalarının uzaklığıdır. Aşağıda tablolarda Tablo 19 ve Tablo 0 ile verilen değerler tecrübelere dayanan temel (ana) büyüklüklerdir. Özel hallerde rüzgar tünelinde yapılan deneyler sonucu elde edilen değerler daha sağlıklıdır. Rüzgar için şekil faktörü, parçaların veya sistemin aerodinamik narinlik derecesine bağlı olarak seçilir. Tablo 19, Tek parçalar için rüzgar şekil faktörü "k Rü " Tanımlama Aerodinamik narinlik derecesi /b veya /D * > 50 Standart profiller (haddelenmiş) 1,15 1,15 1,30 1,40 1,45 1,50 1,60 Köşeli profiller Kare, 356 mm kadar 1,40 1,45 1,50 1,55 1,55 1,55 1,60 Dörtköşe, <54x457 mm 1,05 1,05 1,0 1,30 1,40 1,50 1,60 arklı kesitte parçalar 1,30 1,35 1,60 1,65 1,70 1,80 1,80 Yuvarlak profiller Kutu profiller, Kare >356 mm Dörtköşe, >54x457 mm D. v Rü < 6 m /s 0,60 0,70 0,80 0,85 0,90 0,90 0,90 D. v Rü 6 m /s 0,60 0,65 0,70 0,70 0,75 0,80 0,80 b/d 1,55 1,75 1,40,10,0 b/d 1 1,40 1,55 1,75 1,85 1,90 Rüzgar b b/d 0,5 1,00 1,0 1,30 1,35 1,40 d b/d 0,5 0,80 0,90 0,90 1,00 1,00 * Aerodinamik narinlik derecesi profiller için Şekil 11, kafes kirişler için Şekil 1 ve yan yana veya arka arkaya gelen profiller için Şekil 13 ve kafes kirişler için Şekil 14 ile verilen ölçülere göre belirlenir. 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

19 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t Tablo 0, Çeşitli sistemler için rüzgar şekil faktörü "k Rü " Tanımlama k Rü Rüzgar etkisindeki yüzey düz profiller 1,70 Tek kafes profil Yuvarlak D. v Rü < 6 m /s 1,10 profiller D. v Rü 6 m /s 0,80 Makina, operatör vb. kabinler Dörtköşe kapalı kutu gibi yerde veya sabit asılı 1,10 19 R üzgar R ü zg ar b b a d a Şekil 13, Aerodinamik narinlik derecesi için profillerin mesafe orantıları d Rüzgar Rüzgar B B a Şekil 14, Aerodinamik narinlik derecesi için kafes konstrüksiyonun mesafe orantıları Uzaklık oranı Şekil 13 ve Şekil 14 ile uzaklık oranı = a/b veya a/b büyüklüğündedir. Burada a değeri en kısa mesafe değeri olarak kabul edilir Kesit oranı Kutu profillerde kesit oranı, Rüzgara karşı profil genişliği / Rüzgara paralel profil derinliği = b/d Rüzgar yönüne dik arka arkaya duran yüzeyler Rüzgar yönüne dik arka arkaya duran yüzeylerde rüzgar kuvvetini hesaplamak için gerekli kapatma faktörü yı Tablo 1 ile uzaklık ve yüzey oranlarına bağlı olarak bulabiliriz. Tablo 1, Kapatma faktörü "" Uzaklık oranı Yüzey oranı ( i x b i ) / (.B) a/b veya a/b 0,1 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,5 0,75 0,40 0,3 0,1 0,15 0,10 1,0 0,9 0,75 0,59 0,43 0,5 0,10,0 0,95 0,80 0,63 0,50 0,33 0,0 4,0 1,00 0,88 0,76 0,66 0,55 0,45 5,0 1,00 0,95 0,88 0,81 0,75 0,68 6,0 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 Rüzgar yönüne dik arka arkaya aynı aralıkla sıralanmış parçaların hepsi arkasındaki parçanın etki alanını biraz kapatacaktır. Bu kapatma etkisi 9. parçaya kadar gittikçe küçülür, fakat 9. aralıktan sonra kapatma faktörü sabit kalır Rüzgar kuvvetinin hesaplanması 1 inci parça için 1 A qrü k Rü nci parça için A qrü k Rü n ninci parça için (n = 3 den 8 e kadar) (n1).a.q. k.a n Rü Rü 8 9 A qrü k 9 uncu ve daha sonraki parçalar için Rü 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

20 0 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t Böylece toplam kuvvet: 9 a kadar parçalı sistemde: top 3 n A qrü krü n 1 Rü top A qrü k Rü A qrü k Rü dan fazla parçalı sistemde: 1... n 9 top top A qrü k Rü n Rü top N Toplam rüzgar kuvveti A m Parçanın rüzgardan etkilenen cephe alanı q Rü N/m Rüzgarın dinamik özgül basıncı k Rü [] Rüzgar için şekil faktörü [] Kapatma faktörü Kapatma faktörü n nin değeri 0,1 den küçük alınmaz. n nin değeri 0,1 den küçük bulunsa bile 0,1 olarak değerlendirilir Kafes kontrüksiyon kuleler Kafes kontrüksiyon kulelerde rüzgar tarafının yüzey alanı aşağıdaki şekil faktörüyle k Şe büyültülür: Kule düz yüzeyli profillerden ise : Kule yuvarlak profillerden ise : D. v Rü < 6 m /s k Şe = 1,7.(1+) k Şe = 1,1.(1+) D. v Rü 6 m /s k Şe = 1,4 Kapatma faktörü Tablo 1 ile bulunur. Kare kesitli kulenin max rüzgar kuvveti, eğer rüzgar köşegen yönünde eserse oluşur. Bu durumda pratikte, normal bir yüze etki eden kuvvetin 1, misli alınarak hesap yapılır Rüzgar yönüne eğik olan yüzeyler Tek tek parçalar veya çerçeveler Eğer rüzgar yüzeylere açısı eğikliğinde esiyorsa (derece olarak 90 alınır); A q k sin 15 Eg Kafes kiriş veya kafes kuleler Eğer rüzgar yüzeylere açısı eğikliğinde esiyorsa ( 90 alınır); Rü A q Rü k K Eg Rü Rü 16 Düzeltme faktörü K K ,7 A / A iz Eg N Eğik yüzeydeki rüzgar kuvveti A m Parçanın rüzgardan etkilenen cephe alanı q Rü N/m Rüzgarın dinamik özgül basıncı k Rü [] Rüzgar için şekil faktörü K [] Düzeltme faktörü iz m Parçanın rüzgara dik izdüşüm alanı Düzeltme faktörü K nin sınır değeri vardır. K 0,35 den küçük ve 1,0 den büyük olamaz. Eğer hesaplarda K < 0,35 bulunduysa K = 0,35 veya K > 1,0 bulunmuşsa K = 1,0 alınır. 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

21 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t 1 Özet.1 Kirişte gerilmeler Tablo, Normal gerilme hesabı Gerekli sehim Tekerlek kuvvetleri Gerekli eylemsizlik momenti Gerekli alt kuşak kalınlığı Hesaplanan sehim Kirişin ağırlığından oluşan gerilme Arabanın toplam ağırlığından oluşan gerilme Yükün ağırlığından oluşan gerilme Atalet kuvvetlerinden oluşan gerilme I f yger hes Araba kasılmasından oluşan gerilme Kirişteki normal eğilme gerilmei Max ve min normal eğilme üst alt gerilmesi e Monoray kiriş Çift kiriş f ger K / kf f ger K / kf İki Tekerlek TD 0,5 K Y K C A TD K TA 3 K K 48 E f ger TA I yger Bir Tekerlek TD 0,5 K Y K A TD (K 48 E f ger TA ) 3 5 t TD ger EM TD K TA 3 K K TA TD K TA f hes 3 48 E I 48E I 1 y K q K 8 W y K 1 y K K q K q 8 W A A K TA 16 K Wy y K P K K K K TA 3 K Wy Y Y 3 K TA 16 K Wy 3 K TA 3 K Wy 4 0 K K K C A 4 W K K P K z Wz TD TA 0,05 TA 5 5 (A Y ) 5 Wz Wz,075 K q K A 0,075 q q üst kb 1 K e 1 min 1 Kirişte x-yönünde (boyuna) gerilme x alt Ekx Kirişte y-yönünde (enine) gerilme y Eky Ek ve Kayma gerilmesi hesabı Tablo 3 ve Tablo 4 de görülmektedir. TA TA max kb 1 K min Kayma gerilmesi K Y kb A X S4 0, YSR 1 max 4 t XS XS4 YS1 YS3 h 1 Toplam karşılaştırma gerilmesi karalt x karüst y üst x y 3 3 max max kar max 3 max Karşılaştırma gerilmesi karalt veya karüst değerlerinden hangisi büyükse karşılaşma gerilmei için alınır. 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

22 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t Tablo 3, Monoray kirişte ek gerilme hesabı Paralel kuşaklı profil IPB ve Kutu kiriş c c c c y1 x0 x1 c y0 0,05 0,58 0,148 e,3 1,49 1,390 e x 0,73 1,58,910 e,11 1,977 0,0076 e 10,108 7,408 10,108 e (3,015) ( 18,33 ) ( 6,0) (6,53 ) ( 1,364 ) c c x0 c x1 x c c y0 y1 Eğik kuşaklı profil NPI 0,981 1,479 1,10 e 1,810 1,150 1,060 e 1,990,810 0,840 e 1,096 1,095 0,19 e 3,965 4,835 3,965 e (1,3 ) ( 7,700) ( 4,690) ( 6,0) (,675 ) c y 0 c y 0 x-yönünde (boyuna) gerilmeler x0 x1 c x0 c x1 max t0 max t1 y-yönünde (enine) gerilmeler y0 y1 c y0 c y1 max t0 max t1 max x cx y cy 0 t max t Ekx 0, 75 xi Eky 0, 75 yi Tablo 4, Kayma gerilmesi hesabı Monoray kiriş Çift kiriş Torsiyon gerilmesi t 4 DT m h A Or 1 Kuş t (y4 0, z5) (A Y ) 4 t (y y ) (z z ) Kesme gerilmesi Or A TD Dik A TD Dik k Y kb A 4 t h Toplam kayma gerilmesi Kayma gerilmesi max top Or t top t k 1 m1 TD Y kb A y 4 0, z5 1 max ADik hor A 4 t Kuş (y y4) (z1 z3) h 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

23 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t 3. DIN 'e göre buruşma hesabı özet Tablo 5, DIN 'e göre buruşma hesabı özeti 1 Kenarlar oranı ai / bi Bölgede max basma ve min gerilme max ve min 3 Sınır değerler oranı min / max 4 Euler gerilmei 5*) 1 Normal gerilme buruşma faktörü e E 1 (1 ) t b 1 k 4 (Sabit) E=10000.MPa = 0,3 ise t e b Kenarlar oranı 1 Kenarlar oranı < 1 k 8,4 1,1 k 7,636 6, k 3, 9 1 k 5,97 1 k 1 1 k Kayma gerilmei 4 5,34 6 k 5,34 buruşma faktörü k 4 7 İdeal normal buruşma gerilmei Pi k e 8 İdeal kayma buruşma gerilmei Pi k e 9 Düzeltilmiş akma mukavemeti R R /1, 1 10 Normal gerilme için narinlik derecesi 11 Kayma gerilmei için narinlik derecesi 1 Bölge düzeltme faktörü eh P P e R Bölge ve toplam plaka c 1,5 0,5 1, 5 Bölge parçası c 1,5 0,1 1, 5 13 Normal gerilme düzeltme faktörü Her tarafı bağlantılı 1 0, c 1 P P 14 Kayma gerilmei düzeltme faktörü Her tarafı bağlantılı 0, Normal gerilme üs katsayısı 16 Kayma gerilmei üs katsayısı 17 Aynı anda normal ve kayma gerilmei ile zorlanmada kontrol *) 1 Gölgeli kısım 1-8 arası DIN 4114 dede aynıdır. e 1 1 e 3 1 P R max eh eh Pi R Pi 4 eh e 3 3 R,1 1,1 1 e 3 max eh 1 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

24 4 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t.3 DIN 4114'e göre buruşma hesabı özet Tablo 6, DIN 4114'e göre buruşma hesabı özeti 1 Kenarlar oranı ai / bi Bölgede max basma ve min gerilme max ve min 3 Sınır değerler oranı min / max 4 Euler gerilmei E t E=10000.MPa e t 1 (1 ) b = 0,3 ise e b Kenarlar oranı 1 Kenarlar oranı < 1 1 k 4 (Sabit) 1 k 5*) 1 8,4 Normal gerilme 1 0 k 1,1 k 1,1 buruşma faktörü 1,1 0 1 k 7,636 6, k 3, 9 1 k 5, Kayma gerilmei 4 k 5,34 buruşma faktörü k 4 7 İdeal buruşma normal gerilmesi Ki k e 8 İdeal buruşma kayma gerilmesi Ki k e 5,34 9 Bölgenin karşılaştırma gerilmesi kar max 3 max 10 kar Yan plaka bölgelerinde ideal VKi buruşma gerilmei; 1 max 3 max 1 < +1 4 Ki 4 Ki 11 kar Üst kuşakta ideal buruşma gerilmei; VKi = +1 max max max Ki Ki Ki 1 Gerçek buruşma gerilmei σ VK bkz Tablo 7 13 Hesapsal emniyet katsayısı S VK Hes 14 Takviyesiz tam plaka (Yan veya üst) S Bger 1,71 0, Takviyelerle ayrılmış bölgeler (Yan veya üst) 1,50 0,075 1 S Bger S 16 Kontrol S Hes EHes 1 SBger *) 1 Gölgeli kısım 1-8 arası DIN ün aynı hesaplanır veya hesaplanmış değerler alınır. kar max Ki 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

25 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t Tablo 7, İdeal buruşma karşılaştırma gerilmelerine göre gerçek buruşma gerilmeleri (DIN 4114 B 1, sayfa 18, Tablo 7 den aktarma) σ VKi σ VK MPa MPa St 37 St 5-3 σ VKi σ VK MPa MPa St 37 St 5-3 < 157 σ VKi σ VKi σ VKi σ VKi σ VKi σ VKi σ VKi σ VKi σ VKi σ VKi σ VKi σ VKi Ters sehim Monoray kiriş Çift kiriş Yan boşluk değeri CA 0,5 ( ) 0,5 ( ) K TA CA K TA Kirişin ağırlık sehimi f Ki 5 4 K 384 E q dyn K I y f Ki 4 K 5 (q 384 E K dyn q I SP y ) Arabanın ağırlık sehimi f A C A dyn K CA ( E I y CA ) f A A (3 96 E CA K dyn 4 I y CA ) Yükün ağırlık sehimi f Y Y (3 48 E CA K dyn 4 I y CA ) f Y Y (3 96 E CA K dyn 4 I y CA ) Toplam sehim f top fki fa fy ftop fki fa fy Ters sehim f Ters fki fa 0,5 fy fters fki fa 0,5 fy 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

26 t 6 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t.5 Yorulma Çelik konstrüksiyonda yorulmayı oluşturan etkenler: Gerilme farkı = max - min, Yükleme sayısı N, Kesitin veya detayın geometrisi (çentikler, ) Malzemenin özellikleri, Çevre etkileri, Vincin ve vinç yollarının yorulma hesabı için şu etkenler dikkate alınır: Vincin kaldırma şekli, Vincin yürüyüş hızları ve dinamik etkiler için gerekli faktörler, Vincin yükleme grubu B, bak Tablo 8 ve Tablo 9 Vincin kaldırma sınıfı H, bak Tablo 8 ve Tablo 9 Vinç kirişinde bir araba ve vinç yolunda bir vinç varsa hesaplar aşağıda verildiği gibi yapılır. Eğer birden fazla iseler gerekli standartlara bakınız..5.1 Yorulma kontrolü 1; Taşıma emniyeti Önce kontrüksiyonun şekli ele alınır ve buna göre yorulma kontrolü yapılır: R h f b P br 50 mm b T b R 50 mm h h R t 3 45 t w tw a s t 4 tw Şekil 15, I-Profilli konstrüksiyon Şekil 16, Kutu kiriş konstrüksiyon Taşıma emniyeti için konstrüksiyon, malzeme ve kabul edilen sistemin emniyetli tekerlek kuvveti " TekEM " ile max Tekerlek kuvveti " Tekmax " karşılaştırılır. Bkz 18 Sistem I-Profilli konstrüksiyonda profilin üst flanşı, kutu kiriş konstrüksiyondada üst plakanın çıkmasının ray ortasına göre simetrisi ile ray olarak kabul edilir. Buna taşıyıcı plaka diyelim. Yan plaka veya dikmenin kalınlığınada dikme kalınlığı diyelim. Tekerlek kuvveti etkisindeki boy " tw " Tek max TekEM 18 TekEM DzEMKx tw tdi 19 Tekmax N max Tekerlek kuvveti, vinç veya araba TekEM N Emniyetli tekerlek kuvveti DzEMKx MPa Çentik grubu K ya göre emniyetli değişken çekme mukavemeti tw mm Tekerlek kuvveti etkisindeki boy t Di mm Dikmenin kalınlığı h t 50 tw R f, 3 0 tw mm Tekerlek kuvveti etkisindeki boy h R mm Rayın yüksekliği (aşınmış hali) t f,3 mm Profilde flanş kalınlığı, kutu kirişte üst plaka kalınlığı 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

27 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t 7.5. Yorulma kontrolü ; Stabilite kriteri Önce kontrüksiyonun şekli ele alınır ve yorulma kontrolü yapılır: h R b T üst t3 R bt a s üst y4 t f h e rip y t w y h y4 z S y4 alt max Şekil 17, I-Profilli konstrüksiyon h to t1 h t S t 4 b T y4 h a alt max Şekil 18, Kutu kiriş konstrüksiyon Stabilite kriterini hesaplamak için konstrüksiyon, malzeme ve kabul edilen sistemin stabilite için emniyetli tekerlek kuvveti " TEMS " ile max Tekerlek kuvveti " Tekmax " karşılaştırılır. Bkz 1 Tek max TEMS 1 e 1 e Taşıyıcı plakanın narinliği " 1 " 1 E h dyn TP TEMS 0,5 tdi Re M1 Re tdi Tekmax N max Tekerlek kuvveti, vinç veya araba TEMS N Stabilite için emniyetli tekerlek kuvveti t Di mm Dikmenin kalınlığı (t Di =t w =t 4 ) R e MPa Malzemenin akma mukavemeti E dyn MPa Malzemenin elastiklik modülü h TP mm Taşıyıcı plakanın yüksekliği (h TP =t f =t 3 ) M1 1 Genel emniyet faktörü M1 = 1, Taşıyıcı plakanın narinliği 1 Tek taraflı yükleme için dikmenin narinliği 3 1 Kuvvetin etki boyu narinliği 4 1 Boyuna basma gerilmesi narinliği b 4 T 1 1, htp b T mm Taşıyıcı plakanın genişliği h TP mm Taşıyıcı plakanın yüksekliği Taşıyıcı plakanın narinliği " 1 " in değeri 1,5 den büyük olamaz. Sonuç 1,5 den büyük çıkarsa değer 1,5 olarak alınır. Tek taraflı yükleme için dikmenin narinliği " " Tek taraflı yükleme için dikmenin narinliği " " nin değeri 1,0 den küçük olamaz. Sonuç 1,0 den küçük çıkarsa değer 1,0 olarak alınır. 60 t Di 1,0 4 hdi htp t Di mm Dikmenin kalınlığı (t Di =t w =t 4 ) h Di mm Dikmenin yüksekliği (h Di =h IP =h ) h TP mm Taşıyıcı plakanın yüksekliği 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

28 8 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t Kuvvetin etki boyu narinliği " 3 " Kuvvetin etki boyu narinliği " 3 " ün değeri 1,5 dan büyük olamaz. Sonuç 1,5 dan büyük çıkarsa değer 1,5 olarak alınır. Boyuna basma gerilmesi narinliği " 4 " 1 tw 3 1,5 5 h h Di 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017 TP tw mm Tekerlek kuvveti etkisindeki boy h Di mm Dikmenin yüksekliği (h Di =h IP =h ) h TP mm Taşıyıcı plakanın yüksekliği Boyuna basma gerilmesi narinliği " 4 " ün değeri 1,0 den büyük olamaz. Sonuç 1,0 den büyük çıkarsa değer 1,0 olarak alınır. 4 M1 3 1,5 1,0 Re 6 4 MPa Tekerlek kuvveti etkisi boyunda boyuna basma gerilmesi M1 1 Genel emniyet faktörü M1 = 1,05 R e MPa Malzemenin akma mukavemeti Tekerlek kuvveti etkisi boyunda boyuna toplam basma gerilmesi " 4 " 4 ( y4 Nd) 7 y4 MPa Tekerlek kuvveti etkisi boyunda boyuna basma gerilmesi Nd MPa Tekerlek kuvveti etkisi boyunda normal basma gerilmesi Tekerlek kuvveti etkisi boyunda boyuna basma gerilmesi " y4 " Hesap kesitinin nötr eksene mesafesi "h y4 " hy4 y4 max 8 e1 max MPa Sistemin max gerilmesi ( alt ) h y4 mm Hesap kesitinin nötr eksene mesafesi e 1 mm Max gerilme kesitinin nötr eksene mesafesi (e 1 veya z S ) hy4 e hr htp as 9 e mm h y4 yönünde max ölçü h R mm Rayın yüksekliği h TP mm Taşıyıcı plakanın yüksekliği a S mm Kaynak yüksekliği veya profil radyusu Tekerlek kuvveti etkisi boyunda normal basma gerilmesi " Nd " Sistemin alanı "A Nd " 0, Tek max Nd 30 ANd Tekmax N max Tekerlek kuvveti, vinç veya araba A Nd mm Sistemin alanı ANd AR bt htp tdi hdi 31 A R mm Rayın alanı b T mm Taşıyıcı plakanın genişliği h TP mm Taşıyıcı plakanın yüksekliği t Di mm Dikmenin kalınlığı (t Di =t w =t 4 ) h Di mm Dikmenin yüksekliği (h Di =h IP =h )

29 Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t Yorulma kontrolü 3; Tekerlek kuvveti etkisindeki kesitte yorulma Önce kontrüksiyonun şekli ele alınır ve yorulma kontrolü yapılır: h R b b T R b b T R t f h R t 3 RIPE t w z tw a s t 4 z tw Şekil 19, I-Profilli konstrüksiyon Şekil 0, Kutu kiriş konstrüksiyon Tekerlek kuvveti etkisindeki kesitte yorulma kontrolü hesaplanan eşdeğer değişik gerilim farkı ile emniyetli gerilim farkı karşılaştırılır. Bkz 3 3E 3EM 3 3E MPa Tekerlek kuvveti etkisi kesitindeki eşdeğer gerilim farkı 3EM MPa Tekerlek kuvveti etkisi kesitindeki emniyetli gerilim farkı Tekerlek kuvveti etkisi boyunda eşdeğer gerilim farkı " 3E " Tekerlek kuvveti etkisi boyunda gerilim farkı " 3 ".5.4 Eşdeğer gerilmeler farkı faktörü " E " 3E E MPa Tekerlek kuvveti etkisi kesitindeki gerilim farkı 1 Global işletme faktörü Tek max 3 34 tw tdi Tekmax N max Tekerlek kuvveti, vinç veya araba tw mm Tekerlek kuvveti etkisindeki boy t Di mm Dikmenin kalınlığı (t Di =t w =t 4 ) Eşdeğer gerilmeler farkı faktörü " E " formül 35 ile bulunur. 1 1 Zorlama sıklığı faktörü 3 1 Kullanma ömrü faktörü 4 1 Vinç sayısı faktörü E Kullanma ömrü faktörü normal gezer köprü vinçleri için 3 = 1,0 değeri kabul edilir. Vinç yolundaki vinç sayısına göre faktör, bir vinç için 4 = 1,0 değeri kabul edilir. Zorlama sıklığı faktörü " 1 " Vinç yollarında yorulma kontrolü 16'000 den fazla değişken zorlamanın olduğu işletmelerde yapılır. Buda 16'000 den fazla yük kaldırmadır. Diğer taraftan kaldırılan yük daima vincin kapasitesi olan tam yük değildir. Mukavemet hesapları hem maksimum yük hemde en kötü şartlar ile yapılır. Yorulma kontrolünü yaparken vincin yüklenme ve çalışma etkilerini dikkate alınır ve bunu sağlamak içinde hesapta " Zorlama sıklığı faktörü 1 " kullanılır. Zorlama sıklığı faktörü " 1 " aşağıda Tablo 8 den Tablo 33 e kadar tablolardan seçilir. 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017

30 30 Tablo 8, Yorulma hesabında yüklenme sınıfı Yüklenme Sınıfı S 0 (H1) S 1 (H) S (H3) S 3 (H4) Tanımlama Ç e l i k K o n s t r ü k s i y o n a G i r i ş + Ö z e t Uzun çalışma molası veren, çalıştığında çok küçük yüklerle çalışan, çok ender olarak maksimum yükle çalışan vinçler. Örneğin: Santral veya türbin dairesi vinçleri vb. Kısa molalarla çalışan, fakat ortalama kapasitesinin yani maksimum yükün 1/3 cıvarında yük taşıyan, çok ender olarak maksimum yükle çalışan vinçler. Örneğin: Depo, atölye vinçleri, hurda deposu kancalı vinçleri, liman vinçleri vb. Oldukça sık çalışan ve kapasitesinin yani maksimum yükün 1/3 ile /3 ü cıvarında yük taşıyan ve maksimum yükle oldukça sık çalışan vinçler. Örneğin: Depo, atölye, hurda deposu vinçleri, liman ve dökümhane vinçleri vb. Devamlı maksimum veya maksimum yüke yakın yükle çalışan vinçler. Örneğin: Kepçeli, potalı veya magnetli hurda deposu, liman ve dökümhane vinçleri vb. Aşağıda Tablo 9 ile yorulma hesabında yükleme grubu önerileri verilmiştir. Genelde vinç veya elemanlarının yükleme grubu bilinir. Buradaki veriler genel öneridir. Konstrüktör duruma göre buradaki önerilerin altında veya üstünde değer seçmekte serbesttir. Bu veriler reçete değildir. Duruma göre seçim yapılır. Tablo 9, Yorulma hesabında yükleme grubu "C i "önerileri yükleme grubu Yüklenme şekli Vincin düşünülen ömür boyu yüklenme sayısı C1 (B1) Uzun molalı, arada sırada gayrı muntazam çalışan, sık ve uzun molalı vinçler 1, < C1 6, C (B) 6, < C 1, Normal molalı, muntazam çalışan vinçler C3 (B) 1, < C3, C4 (B3) Muntazam devamlı işletme ve tek vardiya çalışan, < C4 1, C5 (B4) vinçler 1, < C5, C6 (B5) Muntazam devamlı işletme ve bir vardiyadan, < C6 3, C7 (B6) fazla çalışan vinçler C7 > 3, Zorlama sıklığı faktörü " 1 " yüklenme sınıfı "S i " ve yükleme grubu "Ci" ile Tablo Tablo 33 tablolarından okunur. Tablo 30, Yüklenme Sınıfı "S 0 " için zorlama sıklığı faktörü " 1 " önerileri C1 C C3 C4 C5 C6 C7 Vi / Yü 0,5 0,14 0,18 0,4 0,30 0,37 0,45 0,56 Vi / Yü 1,0 0,16 0,1 0,7 0,35 0,4 0,5 0,64 Vi / Yü 1,5 0,17 0,3 0,30 0,38 0,46 0,56 0,70 Vi / Yü,0 0,18 0,5 0,3 0,40 0,50 0,60 0,74 Tablo 31, Yüklenme Sınıfı "S 1 " için zorlama sıklığı faktörü " 1 " önerileri C1 C C3 C4 C5 C6 C7 Vi / Yü 0,5 0,16 0,1 0,6 0,3 0,40 0,50 0,61 Vi / Yü 1,0 0,19 0,4 0,30 0,37 0,45 0,56 0,69 Vi / Yü 1,5 0,1 0,6 0,3 0,40 0,49 0,61 0,74 Vi / Yü,0 0, 0,7 0,34 0,4 0,5 0,64 0,79 Tablo 3, Yüklenme Sınıfı "S " için zorlama sıklığı faktörü " 1 " önerileri C1 C C3 C4 C5 C6 C7 Vi / Yü 0,5 0,19 0,3 0,9 0,36 0,45 0,57 0,7 Vi / Yü 1,0 0,0 0,5 0,31 0,38 0,48 0,60 0,76 Vi / Yü 1,5 0,1 0,6 0,3 0,40 0,51 0,63 0,80 Vi / Yü,0 0, 0,7 0,34 0,4 0,54 0,67 0,84 41_00_cel_kons_giris+ozet.doc 8. Haziran 017