İnşaat Müh. Giriş. Konu: ÇELİK YAPILAR. İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 1

İnşaat Müh. Giriş Konu: ÇELİK YAPILAR İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 1

BALIKESİR Ü. MÜH. FAKÜLTESİ İnşaat Müh. Bölümü Çelik Yapı Dersleri Çelik Yapılar-I (Zorunlu ders, 3. sınıf I. Dönem) Çelik Yapılar-II (Seçmeli ders, 3. sınıf II. Dönem) Çelik Çatı Tasarımı (Seçmeli proje dersi, 4. sınıf 1. dönem) Çelik Yapılar Bitirme Çalışması (4. sınıf 2. dönem) İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 2

Günümüzdeki Yapı Malzemeleri ve Yapı Türleri Betonarme (Beton ve Çelik) Yapılar Çelik Yapılar Ahşap Yapılar Yığma yapılar (taş veya tuğla) Alüminyum yapılar (Türkiye de mevcut değil) Kompozit yapılar İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 3

Malzeme iç yapısı Mekanik olarak işlenebilen yani, dövülerek, preslenerek, haddeden geçirilerek şekil alabilen demir alaşımlarına çelik denir. Çelik alaşımları, demir dışında aşağıda aşağıdaki bilenleri içermektedir. Demir (Fe) Karbon (C) [% 0.16-0.20] Fosfor Kükürt Azot Silisyum Manganez Bakır Çeliğin mekanik özelliklerini belirleyici en önemli parametre içeriğindeki Karbon miktarıdır. Çelik içindeki Karbon arttıkça çeliğin mukavemeti ve sertliği artmaktadır. Ancak sertliğin artması sünekliğin azalması anlamına gelmektedir. Çelik cinsleri içindeki karbon miktarlarına göre sınıflandırılırlar. İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 4

Çeliğin mekanik özellikleri Çelik homojen ve izotrop (fiziksel ve mekanik özellikleri yükleme doğrultusuna bağlı olarak değişmeyen) bir yapı malzemesidir. Elastisite modülü : Kayma modülü : E =200 000 Mpa G=E/2(1+ ) = 76923 Mpa Poisson oranı : = 0.3 Isısal genleşme katsayısı : t = 12.10-6 İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 5

Çelik Çekme Deneyi Çelik bir numune aşağıda belirtilen çekme deneyine tabi tutulduğunda, aşağıdaki Gerilme-Şekildeğiştirme ( - ) grafiği elde edilir. L Deneyde hesaplananlar Gerilme Şekildeğiştirme P P P F L L L Boy uzaması gerçekleşir L =L -L F : En kesit alanı İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 6

İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 7

Çelik için Gerilme-Şekildeğiştirme ( - ) Bağıntısı İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 9

Çelik yapı elemanı Üretimi Thomas, Siemens-Martin, Bessemer vb. yöntemlerinden biri kullanılarak özel fırınlarda ham demirin arıtılıp, katkılanması sonucu sıvı haldeki çelik malzeme elde edilir. Sıvı (hamur) haldeki çelik malzemesi haddeleme olarak isimlendirilen sıcak şekillendirme işlemine tabi tutulur ve istenilen en kesit özelliklerine sahip elemanlar (hadde ürünleri) üretilir. İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 10

Plastik kıvamdaki çelik malzemenin Haddeleme işlemi İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 11

KÜTÜK İMALATI İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 13

I PROFİL İMALATI İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 14

BORU PROFİL İMALATI İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 15

LAMA VE LEVHA İMALATI İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 16

Profiller I profilleri Tipleri : (NPI, IPE, IPB, IPBv, IPEo, HE, HL, HD, HP, W, UB, UC vb.) Örnek gösterim: NPI 200, IPB 240, IPE 300 İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 17

[ profilleri Örnek gösterim: [ 20, [ 24 L profilleri (korniyerler) Örnek gösterim: L100.100.10, L120.80.5 İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 19

Lamalar (dikdörtgen enkesitli çubuklar) b : genişlik t : kalınlık İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 20

Levhalar t : kalınlık İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 21

Döküm Ürünleri Çelik font, Su Çeliği, Gri font (Mesnet parçaları,mafsal parçaları vb) Döküm ürünü özel mafsal İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 22

ÇELİK YAPILARDA BİRLEŞİM ARAÇLARI Farklı taşıyıcı elemanların (kolon-kiriş, kiriş-kiriş, alt başlık-üst başlık, dikme-alt başlık vb.) birbirine bağlanması Kolon kiriş birleşimi Kolon-temel birleşimleri İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 23

Eleman boyunun uzatılması Kolon-ekleri İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 24

Eleman enkesitinin arttırılması Enkesit büyütme (Petek kiriş) İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 25

ÇELİK YAPILARDA BİRLEŞİM ARAÇLARI Çelik yapılarda birleşim amacıyla üç araç kullanılmaktadır. Bulon (Civata) Kaynak Perçin Perçin montaj işçiliğinin çok zor olması nedeniyle günümüzde kullanılmamakta, bu birleşim aracı ile daha çok eski yapılarda karşılaşılmaktadır. İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 26

Bulon (Civata) Bulon, gövde, bulon başı, pul (rondela) ve somun bileşenlerinden oluşan çelik birleşim aracıdır. dişli gövde Bulon başı BULON Pul (rondela somun İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 27

Kaynak İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 28

İlk köprü 1778 de İngiltere de 31 m açıklıklı olarak font kullanılarak imal edilmiştir. İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 30

Türkiye de inşa edilen ilk çelik köprü 1974 de tamamlanan Boğaziçi köprüsüdür. İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 31

Montaj aşamasında olan bina tipi çelik yapı İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 32

Büyük açıklıklı çelik yapı İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 36

Erzincan Havalimanı İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 37

Montaj aşamasında olan çelik sanayi yapı İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 40

Montaj aşamasında olan çelik sanayi yapısı İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 41

Montaj aşamasında olan çelik sanayi yapısı İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 42

Montaj aşamasında olan çelik fabrika yapısı İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 43

Çelik levhalı döşeme sistemi Mukavemeti arttırılmış levha İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 44

Çelik Yapılarda Kolon temel birleşimleri İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 45

Montaj öncesi çelik kolonlar Çelik kolon-temel ankrajı İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 46

Çelik kolon montaj aşaması İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 49

ÇELİK YAPILARDA DÖŞEMELER İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 50

Kompozit döşeme sistemi beton döküm aşaması İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 51

Kompozit döşeme sistemi İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 52

Çelik levhalı döşeme sistemi İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 53

Çelik Yapıların Avantaj ve Dezavantajları Avantajları Çelik ürünleri üretiminin fabrikada yapılaması nedeniyle, belirli bir denetimden geçtiği düşünülerek malzeme güvenlik katsayısı küçük alınır. Mukavemeti diğer yapı malzemelerine göre çok yüksek olması sayesinde, eleman boyutları ve dolayısıyla yapı öz ağırlığını hafifletir. Elastisite modülünün büyük olması nedeniyle, eğilme rijitliğinin etkili olduğu elemanlarda ekonomik çözümler verir. Prefabrik olması nedeniyle, inşaat süresi hızlıdır ve hava koşullarından etkilenmez. Yapı elemanları kolay değiştirilebilir, takviye edilebilir ve gerektiğinde başka yerlerde kullanılabilir. İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 54

Dezavantajları Yanıcı olmamakla birlikte, ısı yükseldikçe mukavemetinde ve elastisite modülünde hızlı düşüşler meydana gelir. Su veya diğer kimyasal maddeler ile teması halinde paslanma (korozyon) olayını başlatır ve korozyon malzemenin mukavemetini azaltır. Bu nedenle, çelik yapılar periyodik olarak bakımdan geçirilmelidir. Ses ve ısı yalıtımı bakımından çok iyi bir iletken olması nedeniyle yalıtım önlemi alınmalıdır. İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 55

ÇELİK YAPILARDA KOROZYON Çelik yapı malzemelerinde herhangi bir önlem alınmadığı durumlarda, açık hava koşulları veya direkt su etkisi altında oluşan bir reaksiyon sonucu eleman yüzeylerinde oksit ve hidroksit özellikte bir tabaka oluşur, buna korozyon yada paslanma adı verilir. Bu olay sonucu elemanda kabuklanmalar, çatlamalar ve yarıklar oluşabilir. Bu kusurlar nedeniyle eleman taşıma kapasitesinde ve rijitliğinde önemli azalmalara yol açacağından korozyona karşı mutlaka önlem alınmalıdır. İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 56

ÇELİK YAPILARDA YANGIN ETKİSİ Çelik yapıların en büyük dezavantajlarından biri yüksek ısı (yangın) etkisi altında mekanik özelliklerinin hızla olumsuz yönde etkilemesidir. Sıcaklık artıkça çeliğin elastisite modülü ve akma mukavemeti önemli azalmalar gösterir. Sıcaklık 1000 o C ye ulaştığında ise akma dayanımı sıfıra yaklaşır, yani çeliğin taşıma kapasitesi tamamen sona erer. İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 57

Çelik kolon Metal kafes Metal pervaz Çelik kolon Alçı plaka Alç sıva İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 61

Betonarme döşeme Çelik kolon Alçı plaka Tavan taşıyıcısı Enine donatı Çelik kolon Beton Sprey boyalı yangın koruması Yalıtım Kolon kaplaması İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 62