UZAYSAL VE DOLU GÖVDELİ AŞIKLARIN ÇELİK ÇATI AĞIRLIĞINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

UZAYSAL VE DOLU GÖVDELİ AŞIKLARIN ÇELİK ÇATI AĞIRLIĞINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ Mutlu SEÇER* ve Özgür BOZDAĞ* *Dokuz Eylül Üniv., Müh. Fak., İnşaat Müh. Böl., İzmir ÖZET Bu çalışmada, ülkemizde çelik hal ve sanayi yapılarında kullanılan dolu gövdeli ve uzaysal aşık sistemlerinin ağırlık açısından incelenmesi amaçlanmıştır. Dört farklı makas tipi, üç farklı makaslar arası mesafe ve iki farklı makas uzunluğu dikkate alınarak analziler yapılmıştır. Dolu gövdeli ve uzaysal aşık ile çözülmüş sistemlerin aşık ağırlıkları ile toplam ağırlık değerleri karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar tablolar ve grafikler halinde sunulmuştur. Anahtar Kelimeler:,, Ağırlık Analizi ABSTRACT In this study, conventional purlins and space purlins which are used in steel hall and industrial structures in our country are investigated by using the weight analysis. Four different truss types, three different truss distances and two different truss lengths are used in the analysis. Conventional purlins and space purlins are compared by using the ratio of purlin weights and overall weights. The results are given in graphics and tables respectively. Keywords: Purlin, Space Purlin, Weight Analysis 1. GİRİŞ Çelik çatılar, büyük hacimlere sahip sanayi yapıları, fabrikalar, spor tesisleri ve ticaret merkezleri gibi yapılarının örtülmesinde sıkça kullanılmaktadır. Bu tip çatılar çelik malzemenin getirdiği ekonomi ve emniyet sayesinde geniş alanları sorunsuz olarak kapatılabilmekte, aynı zamanda estetik bir görünüm sağlamaktadır. Çelik çatı konstrüksiyonu çatı örtüsü, aşık ve makas gibi taşıyıcı olan kısımlardan oluşur. Çelik çatı konstrüksiyonun belirlenmesinde makas tipinin seçimi önemlidir. Ayrıca aşıklar

çatı yükünü makaslara aktaran elemanlar olduğundan eleman seçimlerine dikkat edilmelidir. Aşık aralıkları ise kullanılan çatı kaplama örtüsüne göre tesbit edilir. Ayrıca, kaplama türünün ve aşık tipinin seçiminde de yapının kullanım amacı, ışıklandırma, ısı izolasyonu, havalandırma ve benzeri etkiler dikkate alınmalıdır. Çatı maliyetini arttıran en önemli unsur kullanılan makas sayısıdır. Makas sayısının artması birim maliyeti arttırmaktadır. Bu sebeple az sayıda makasla büyük açıklıkları geçmek ekonomi sağlar. Makas sayısını azaltmak için makaslar arası mesafeyi arttırmak gereklidir. Bu amaçla uzaysal aşıklar kullanılabilir. Ancak kısa açıklıklarda dolu gövdeli aşık kullanmak yerine uzaysal aşık kullanılması işçilik giderleri dikkate alındığında maliyetin artmasına sebep olabilir. Yapılan çalışmada, farklı makas uzunlukları ve farklı makas aralıkları için tek açıklıklı bir endüstri yapısının çatısı dört farklı tip çatı makası ile tasarlanmıştır. Her çatı sisteminde dolu gövdeli ve uzaysal aşık kullanılarak çatılar tasarlanmış ve kullanılacak çelik malzeme miktarları hesaplanmıştır. Çelik çatı sistemlerinin tasarlanması aşamasında ÇelikPro2005 yazılımı kullanılmıştır [1-2]. Elde edilen sonuçlar tablo ve grafikler halinde sunulmuştur. 2. ÇALIŞMA YÖNTEMİ Çalışmada; tek açıklıklı, 15 m. ve 20 m. makas boyları için dört farklı makas tipi incelenmiştir. Makaslar arası mesafe 6 m., 9 m. ve 12 m. olarak seçilmiştir. İncelenen her makas tipi ve açıklık için dolu gövdeli ve uzaysal aşıklar kullanılarak hesaplar yapılmıştır. Ayrıca, incelenen makas tiplerinde üst başlık düğüm noktaları ara mesafesi kullanılacak kaplama cinsi dikkate alınarak eşit olarak bölünmüştür. Birleşimler kaynaklı birleşim olarak seçilmiş ve tüm makaslar TS 498 ve TS 648 e uygun olarak ÇelikPro2005 ile tasarlanmıştır [3-4]. İncelenen makas tipleri Şekil 1. de gösterilmiştir. (a) Tip I (b) Tip II (c) Tip III (d) Tip IV Şekil 1. İncelenen Çelik Makas Tipleri Tasarım sırasında seçilen elemanların gelen yükleri emniyetle taşıyabilecek en küçük boyutlarda olmasına dikkat edilmiştir. Uzaysal veya dolu gövdeli aşık seçilmesi durumu için kullanılan aşık malzemesi miktarı ve toplam çatı malzemesi miktarı buna göre hesaplanmıştır. Dolu gövdeli ve uzaysal aşıklar ile oluşturulan çatı sisteminde toplam çatı uzunluğu tüm makaslar için sabit bir değer olan 72 m. seçilmiştir. Makaslar arası mesafenin değişimine göre makas sayısı belirlenmiştir. Şekil 2. de dolu gövdeli aşıklar kullanılarak elde edilen çatı sisteminin perspektif görünüşü verilmiştir. Seçilen dolu

gövdeli aşıklarda sistem tek gergili ve her üç arada bir rüzgar bağlantısı olacak şekilde tasarlanmıştır. Şekil 2. ve Makas Sistemi Uzaysal aşıkların hesaplarında üst ve alt başlık kesitleri kutu profil olarak seçilmiştir. Diyagonal örgü elemanı olarak ise boru profil kullanılmıştır. Uzaysal aşık açılımı örneği Şekil 3. de gösterilmiştir. Şekil 3. Açılımı 3. BULGULAR Çalışmada, dolu gövdeli aşıklar ile uzaysal aşıkların kullanıldığı çatı sistemleri karşılaştırılmıştır. Her bir makas üzerine gelen yüklere göre ayrı ayrı tasarlanmıştır. Bu sebeple her bir makasın ağırlığı birbirinden faklıdır. Çizelge 1. de her bir makasın seçilen açıklık, makaslar arası mesafe ve kullanılan aşık tipine bağlı olarak metrekare ağırlığı değerleri gösterilmiştir.

Çizelge 1. İncelenen Makas Tiplerinin Metrekare Ağırlığı Makas Boyu (m) Makaslar Arası Mesafe (m) Dolu Gövdeli Aşık (kg/m 2 ) Tip 1 Tip 2 Tip 3 Uzaysal Aşık (kg/m 2 ) Dolu Gövdeli Aşık (kg/m 2 ) Uzaysal Aşık (kg/m 2 ) Dolu Gövdeli Aşık (kg/m 2 ) Uzaysal Aşık (kg/m 2 ) Dolu Gövdeli Aşık (kg/m 2 ) Uzaysal Aşık (kg/m 2 ) 15 6 21.9 16.6 22.3 14.7 20.8 10.2 20.9 12.6 15 9 31.6 16.7 32.0 17.0 31.8 10.4 32.1 12.0 15 12 44.6 16.9 44.9 18.5 47.6 10.6 47.3 14.5 20 6 25.0 15.5 25.4 18.6 22.6 13.5 22.1 11.9 20 9 33.0 17.3 33.9 19.4 34.2 16.9 32.7 17.7 20 12 49.1 21.9 46.0 19.5 48.2 18.3 47.6 18.8 Tip 4 Çatı ağırlığı; makas, aşık ağırlıklarının toplamı olarak düşünülmüştür. Çalışmada aşık ağırlığının toplam çatı ağırlığına etkisini görebilmek için aşık ağırlığının toplam çatı aralığına oranı Şekil 4-11 de grafikler halinde sunulmuştur. Toplam Aşık Ağırlığı/Toplam Çatı Ağırlığı Şekil 4. 15 m. Makas Açıklığı için Tip 1 Makası Toplam Aşık Ağırlığı/Toplam Makas Ağırlığı Oranının ye göre Değişimi

Toplam Aşık Ağırlığı/Toplam Çatı Ağırlığı Şekil 5. 20 m. Makas Açıklığı için Tip 1 Makası Toplam Aşık Ağırlığı/Toplam Makas Ağırlığı Oranının ye göre Değişimi Toplam Aşık Ağırlığı/Toplam Çatı Ağırlığı Şekil 6. 15 m. Makas Açıklığı için Tip 2 Makası Toplam Aşık Ağırlığı/Toplam Makas Ağırlığı Oranının ye göre Değişimi

Toplam Aşık Ağırlığı/Toplam Çatı Ağırlığı Şekil 11. 20 m. Makas Açıklığı için Tip 4 Makası Toplam Aşık Ağırlığı/Toplam Makas Ağırlığı Oranının ye göre Değişimi 4. SONUÇ Bu çalışmada, dolu gövdeli ve uzaysal aşıkların kullanıldığı çatı sistemleri incelenmiştir. Aynı makas açıklığı ve aynı makas boyu değerleri için dolu gövdeli aşık kullanılması durumunda çatıların metrekare ağırlıklarının fazla değişmediği görülmüştür. Farklı makaslar arası mesafeler için uzaysal aşık kullanılması durumunda çatı ağırlığının dolu gövdeli aşık kullanılması durumuna kıyasla daha az olduğu gözlenmiştir. Uzaysal aşık kullanılması durumunda, uzaysal aşıkların toplam çatı ağırlığındaki oranı dolu gövdeli aşık kullanılması durumuna göre daha az olduğu görülmüştür. Çatı ağırlığı uzaysal aşık kullanıldığı durumlarda daha az olmasına rağmen uzaysal aşıkların yapım maliyeti dolu gövdeli aşıklara göre daha fazla olduğu için aşık tipi seçiminde işçilik maliyetleri de dikkate alınarak aşık seçimleri yapılmalıdır. Teşekkür Bu çalışmada ÇelikPro2005 yazılımı kullanılmıştır. Programın yapımında emeği geçenlere teşekkür ederiz. KAYNAKÇA [1] Ö. Bozdağ, M. Seçer ve M. Kapar, 2005, Tek Katlı Çelik Endüstri Yapılarının Düzlemsel Tasarım ve Analiz Yazılımı: ÇelikPro2005, Çelik Yapılar Sempozyumu, Ankara. [2] www.teknommuhendislik.com (ÇelikPro2005, Kullanma Kılavuzu) [3] TS 498: Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri [4] TS 648: Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları