ÇELİK YAPILAR 3. Hafta. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

Transkript

1 ÇELİK YAPILAR 3. Hafta Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli 1

2 Sayısal Örnek Yukarıdaki şekilde görülen çelik yapı elemanının bağlandığı perçinlerin üzerine gelen 17.1 ton luk yükü güvenle taşıyıp taşıyamayacağını bulunuz? Yukarıdaki çelik yapı elemanın çekmeye karşı makaslama ve ezilme tahkikini yapınız? Sorudaki tüm birimler mm cinsindedir. St 37- H yüklemesi τem=1.44 t/cm2, σem=2.88 t/cm2 2

3 Bulonlu (Cıvatalı) Bileşimler Bulon, altı köşeli başlığı olan ucunda spiral diş açılmış kısmı bulunan bir bileşim aracıdır. Bulonlar monte edilirken, montajı için açılmış oyuğa yerleştirildikten sonra diş açılmamış ucunun dışta kalan kısmına pul ya da diğer adıyla rondela yerleştirilerek sıkılan bağlantı elemanlarıdır. 3

4 Bulonlu (Cıvatalı) Bileşimler Bulonlu çelik eleman bağlantıları aşağıda gösterilmiştir. 4

5 Bulonlu Bileşimler Kaça Ayrılır? Bulonlar birleşimleri itibariyle montajları rahat olduğu için şantiyede en fazla tercih edilen bağlantı şekilleridir. Pahalı olduğu için atölye birleşimlerinde kullanılmaz. Geçici birleşimlerde ve yapılarda kullanılır. Herhangi bir birleşimin yapıdaki yeri ve birleşim çeşidi diğer elemanlarla birleştirilmeye uygun değilse. Eksenel çok büyük çekme kuvvetleri varsa, perçin yerine kullanılır. Şantiye birleşimlerinde kullanılır. Bulonlar önce 2 ye ayrılır. 1. Normal Bulonlar 2. Yüksek Mukavemetli Bulonlar 5

6 Bulon Çeşitleri Normal Bulonlar kendi aralarında ikiye ayrılır. Bunlar; 1. Kaba (Siyah) Bulonlar 2. Uygun (Parlak) Bulonlar Bu ayrım tamamen bulonların üretildiği çelik malzemesinin mukavemet sınıfından kaynaklı bir ayrımdır. Kaba bulonlar 4.6 veya 5.6 malzemesinden, uygun bulonlar ise tamamen 4.6 malzemesinden üretilirler. 4.6 dendiği zaman çelik malzemenin akma gerilmesinin yani σf nin 4*6=24 kg/mm2 olduğu anlaşılmalıdır. 5.6 dendiği zaman ise akma gerilmesinin yani σf nin 5*6=30 kg/mm2 olduğu anlaşılmalıdır. 6

7 Bulon Çeşitleri SORU: Kaba bulon ve uygun bulon ayrımı neden yapılır? CEVAP: Kaba bulonlarda diş açılmış kısmın dışında kalan kısım işlenmemiştir. Uygun bulonda ise bu kısım montajın yapılacağı kısma tam uyacak şekilde imal edilmiştir. Kaba bulonların gövde çapı, delik çapından 1 mm daha azdır; d1=d-1 Uygun bulonlarda ise d1=d dir. Bulonlar Avrupa da olduğu gibi ülkemizde de metrik sistem ile kullanılır ve çeşitleri için harflendirme kullanılır. Bulonun simgesi M dir. Çeşitleri ise M12, M14, M16 şeklinde kodlanarak yazılır. M harfinden sonraki sayı bulon çapını mm olarak gösterir. 7

8 1. Normal Bulonlar (Cıvatalar) Bulonların kuvvet aktarım yöntemleri perçinlerinkine benzer. Gövdede makaslamaya ve delik çevresinde ezilmeye karşı hesap ve tasarım yapılır. Bulonlarda kendi ekseni etrafında dönmesinden kaynaklı ve gövdede makaslamadan dolayı kopma durumları aşağıda gösterilmiştir. 8

9 1. Normal Bulonlar (Cıvatalar) Normal bulonlada dikkat edilmesi gereken birkaç durum söz konusudur. Bunlar; Diş açılmamış gövde kısmı uzunluğunun, birleştirilecek olan ya da birleştirilen elemanların toplam kalınlığından (s) birkaç mm fazla olmasıdır. Somunun altına yerleştirilen pul, bu fazlalığa rağmen sıkılabilmesini sağlar. HATIRLATMA Normal bulonlar ikiye ayrılır ve ayrıca bulon malzemeleri iki çeşit çelikten üretilir. Bunlar 4.6 ile 5.6 dır. 9

10 Kullanılan Standartlar Nedir? Kaba bulonlar için TS 80 ve DIN 7990 Uygun bulonlar için TS 80 ve DIN 7968 Pullar için yani rondelalar için TS 79-1 den TS a kadar Ayrıca pullar (rondelalar) için DIN 7989 standardı da kullanılabilir. Somunlar için TS 80 ve DIN 555 standartları kullanılır. 10

11 Bulonlar Projelerde Nasıl Gösterilir? 11

12 Bulonlarda Emniyet Gerilmeleri ve Yüklere İlişkin Hatırlatma Çelik yapılarda esas yükler; yapının kendi ağırlığı, servis yükleri ve kar yükü Çelik yapılarda ilave yükler; rüzgar, deprem, fren yükleri ve ısıl değişimler H (EI) Yüklemesi: Yapıya etki eden esas yüklerdir. HZ (EIY) Yüklemesi: Esas ve ilave yüklerin toplamıdır. 12

13 Yüksek Mukavemetli Bulonlar Bu çeşit bulonlara HV bulonlar da denilir. Bu bulonların standardı DIN ISO 898 dir. DIN ISO 898 e göre yüksek mukavemetli bulonlar 2 ye ayrılır. Bulon çeşidi 8.8 Bulon çeşidi 10.9 olanlar. Kullanılan standartlar; DIN 6914: 10.9 malzeme çeşidi için bulon DIN 6915: 10.9 malzeme çeşidi için somun DIN 6916: 10.9 malzeme çeşidi için pullar DIN 6917: 10.9 malzeme çeşidi için eğimli pullar I profilleri 13 için

14 Bulonlarda Mukavemet Sınıfı Değiştikçe Çelikteki Element Oranları Nasıl Değişir 14

15 Bulonlu Birleşimlerde Hesaplama Nasıl Yapılır? Bulon ile yapılacak tasarımlarda önce birleştirilecek elemanların et kalınlığına göre bulon çapı seçilmelidir. Eğer profiller birbirine birleştirilecekse, maksimum bulon çapı tablolara bakılarak seçilmelidir. 15

16 Bulonlu Birleşimlerde Hesaplama Nasıl Yapılır? 16

17 Bulonlarda Hangi Gerilmeler Dikkate Alınmalıdır? Bulonlarda gerilme tahkikleri yapılırken perçinlerle benzer şekilde aşağıdaki gerilmeler dikkate alınmalıdır. Delik çevresinde ezilme (basınç) gerilmesi, Bulon gövdesinde makaslama gerilmesi, Bulon eksenel çekmeden kaynaklı gerilme, 17

18 Bulonda Eksenel Çekme Oluşur mu? Bulonlarda aynı zamanda burkulmadan ve benzeri sebeplerden kaynaklı eksenel çekme oluşur. Bu durumun sonuçları aşağıdaki şekildeki gibidir. 18

19 Bulonlarda Hesaplamalar 19

20 Bulonlarda Hesaplamalar 20

21 Bulon ile ilgili Örnek 21

22 Kaynaklar Deren, H., Uzgider, E., Piroğlu, F., Çağlayan, Ö., (2012). Çelik Yapılar, Çağlayan Kitapevi Keyder, E., Vasti, T., (2010). Çelik Yapı Elemanları, Seçkin Yayıncılık ve Dağıtım. Ruhi, A. M., Günaydın, A., (2013). Çelik Yapılar, Birsen Yayınevi Özhendekçi, N., Çelik Yapılar Ders Notları, YTÜ 22