ÇELİK İ YAPILAR Yrd. Doç. Dr. Yavuz Selim TAMA PAÜ Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü 1 KONU BAŞLIKLARI 1. GENEL 2. ÇELİK BİRLEŞİM ARAÇLARI 3. ÇEKME ÇUBUKLARI 4. BASINÇ ÇUBUKLARI 5. ENLEME BAĞLANTILARININ HESABI 6. 7. KİRİŞLER EĞİLMELİ İ BASINÇ ÇUBUKLARI 8. KOLON AYAKLARI 2 1
Çelik Yapı Nedir? 1.GİRİŞ Esas taşıyıcı sistemi çelik elemanlardan teşkil edilen yapılara Çelik Yapılar denilir. Çelik yüksek yapılar, Çelik köprüler, Çelik sanayi ve endüstri yapıları, Çelik çatılar (Düzlem ve uzay çatılar), Depolar, Uçak ve Helikopter hangarları, Katlı çelik otopark yapıları Gibi. 3 Çelik yapı uygulaması 4 2
Çelik yapı uygulaması 5 6 3
Homojen bir malzemedir. Çeliğin Avantajları Üretimi belirli bir denetim altında yapılar. Yüksek Mukavemetlidir. Çekme ve Basınç mukavemetleri eşittir. Elastiklik Modülü çok yüksektir, (E=2.100.000 kg/cm 2 ). Eğilme rijitliğinin i etkin olduğu ğ yerlerde uygun ve ekonomik sonuçlar verir. 7 İmalat süreci ve montajı hava şartlarından etkilenmez (Atölyede kaynaklı-şantiyede civatalı birleşimler). Az bir kayıpla söküp başka bir yerde tekrar kullanma imkanı vardır. İmalat ve montaj aşamasında oluşan kusurları tespit etmek ve gerekli iyileştirmeleri yapmak kolaydır. Deprem ve benzeri doğal etkilere karşı güçlendirmeleri kolaydır. İskele kurmaya gerek olmadan rahatlıkla montajı gerçekleştirilebilir. 8 4
Geri dönüşümü olan bir malzemedir. Herhangi bir nedenle ömrünü tamamlamış veya kullanım dışı kalmış çelik bir yapıdaki çelik malzeme haddehanelerde tekrar işlenerek yeniden üretime sokulabilmektedir. bl k 9 Günümüzde bir çelik konstrüksiyon; mümkün olduğunca büyük parçalar halinde, kaynaklı birleşimler yapmak suretiyle, atölye ortamında hazırlanmalı ve şantiyede cıvatalı olarak montaj edilmelidir. Özellikle deprem riski yüksek olan bölgelerde, çelik yapı elemanlarının birleşimleri mümkün olduğunca Atölyede kaynaklı-şantiyede civatalı olarak düzenlenmelidir. 10 5
Çeliğin Sakıncalı Yönleri Yanıcı olmamakla birlikte, ısı yükseldikçe mukavemetinde ve elastiklik modülünde d hızlı düşüşler görülür. İyi bir ısı ileticisi olduğundan, ısı nedeniyle mukavemeti zayıflayan bölge hızla yayılır. 11 Yapısal çelikler için yüksek sıcaklıklarda azaltma katsayıları 12 6
Çelik Yapılarda Yangın Davranışı 13 Şubat 1991 de Philadelphia/ Pennsylvania da 38 katlı One Meridian Plaz binasında çıkan bir yangın. Yangın 18 saat sonra söndürülebildi. Bina göçmeden ayakta kaldı. 14 7
Mayıs 1988 de, Los Angeles da Interstate Bank binasında çıkan bir yangında 62 katlı yapının 15 katı zarar gördü. Yangın 4 saat devam etti fakat bina göçmeden ayakta kalabildi. 15 Ekim 2004- Caracas/Venezuela 56 katlı ofis binası 17 saat yangına maruz kaldı Yangın 26 kata yayıldı Bazı katlar üst üste çöktü Fakat bina ayakta kalmayı başarabildi 16 8
Şubat 2005 Madrid/İspanya 32 katlı Windsor binası 2 Gün boyunca yangına maruz kaldı Yangın tüm binaya yayıldı Bina ayakta kalmayı başarabildi 17 Dünya Ticaret Merkezi (11 Eylül 2001) 18 9
Yangın ve Çelik Yapı 19 20 10
Yangın sonrası akma sonucu çelik kolonda oluşan yerel burkulma 21 22 11
Uzay çatı sistem çubuklarında burkulma 23 24 12
Korozyona karşı çok hassastır. Önlem alınmadığı taktirde, atmosfer etkilerine ve rutubete karşı dayanımı zordur. Çeliğin Korozyon Döngüsü (The Corrosion Cycle of steel, www.asminternational.org ) 25 Çelik yapı ve korozyon Figure 5. Corrosion damages in Steel Bridge (www.rollanet.org ) 26 13
Çelik yapı ve korozyon Figure 4. Corrosion damages in Steel Structural members (www.galvanizeit.org) 27 Corroded Bridge supports (www.roemermanonrecord.com) 28 14
Figure 6. Silver Bridge Collapsed, December 15, 1967 (Resulted in loss of 46 lives and cost millions of dollars) (www.freewebs.com) 29 Sphere tank collapsed due to severe corrosion on the support. 30 15
Figure 8. The Lance Mitan Bridge collapsed due to severe corrosion on the suspension cables, http://www.tobago.org 31 2. MALZEME OLARAK ÇELİK Ağırlığının % 95 i Fe- demirden oluşan, mekanik Çelik Sınıfı %C olarak işlenebilen (dövülerek, preslenerek, haddeden geçirilerek şekil alabilen) demir alaşımlarına Çelik denir. Çelik bünyesinde belli oranlarda C-Karbon bulundurur. St 37-2 0,17 St 37-3 0,17 St 44-2 0,21 St 44-3 0,20 St 52-3 0,20 St 50-2 0,30 St 60-2 0,40 St 70-2 0,50 32 16
Çelik Alaşım Elementleri Çeliğin özelliğini değiştirmek için bilerek çelik cevherine katılan elementlere Alaşım Elementleri denilir. Üretilmek istenen çelik kalitesine i göre, çelik içersine i ilave edile alaşım elementleri; 1. C-Carbon 7. Mn-Mangan 2. Si-Silisyum 8. Cu-Bakır 3. Cr-Crom Crom 9. Ni-Nikel Nikel 4. Mo-Molibden 10. Al-Aluminyum 5. V-Vanadyum 11. Tungusten 6. Bor 12. Cb-Columbiyum 33 Neden Alaşım Elementleri Konulur? Çeliğin sünekliğini düşürmeden, çekme dayanımını arttırmak için, Çeliğin tokluğunu (darbelere karşı dayanım) iyileştirmek için, Çeliğin sertleşme kabiliyetini iyileştirmek için, Yüksek sıcaklık dayanımını arttırmak için, Korozyon dayanımını iyileştirmek için, Aşınma ş dayanımını iyileştirmek ş için, Tane yapısını inceltmek için 34 17
Çelik Kalıntı Elementleri Çelik içersinde bulunması istenmediği halde çevreden gelen veya üretimi esnasında giren elementlere ise Kalıntı Elementleri denilir. Çelik içersinden bulunması istenmeyen başlıca Kalıntı elementleri; 1. P-Fosfor, 2. S-Kükürt, 3. O-Oksijen, 4. N-Azot 5. H-Hidrojen 35 3. ÇELİĞİN ÜRETİMİ Çeliğin üretiminde iki çeşit döküm yöntemi kullanılır. Bunlar; 1. Kalıplara Döküm 2. Sürekli Döküm 36 18
Kalıplara Döküme Çelik eriyiği, kalıplara yukarıdan akıtılmak sureti ile dökülür. Kullanılan kalıplar ya dikdörtgen ya da kare şeklindedir. Akışkan haldeki çelik her bir kalıba yukarıdan, kalıbı tamamen dolduracak şekilde dökülür. 37 Eriyik haldeki çelik 38 19
Çelik eriyiğinin kalıba dökümü 39 Çelik eriyiğinin kalıba dökümü 40 20
Kalıplardan çıkartılan çelik kütükler 41 Sürekli Döküm Sıvı haldeki çelik eriyiğinin sürekli bir şekilde dökülmesidir. Sıvı haldeki çelik sürekli bir şekilde aşağıya doğru kalıplara dökülmeye devam edilir. Üretim sonunda elde edilen çelik kütükleri, ısmarlanan uzunluklara bağlı olarak ileride haddelenmek üzere sınıflandırılır. 42 21
Sürekli dökümden çıkan kütükler 43 Çelik hadde ürünleri Haddelenmiş çelik ürünleri; Yarı Mamuller ve Tam Mamuller Olarak iki gruba ayrılmıştır. Yarı Mamullerin, tam mamullerden farkı; yarı mamullere bir ön şekil verilmiş olmasıdır. Bu nedenle yarı mamuller henüz tam mamul haline gelmemiştir. Yarı mamul bir ürünün, tam mamul haline gelmesi için; ürünün haddeleme, çekiçle dövme, presleme ve benzeri işlemlerden geçmesi gerekir. 44 22
Yarı Mamul Ürünler 1. Slab Kalınlığı t=50-250 mm, genişliği ise 600-1500 mm arasında değişir. 2. Kütük Kesit ölçüleri Min. 50*50 mm, Maks. 200*200 mm, uzunlukları ise 6,12 ve 18 m şeklinde değişmektedir 3. Blum Kesit ölçüleri, genellikle 200x200 mm, 260x260 mm, 260x340 mm, 265x335 mm, uzunluk ise maksimum 12 m dir. 45 Çelik Slablar 46 23
Çelik kütükler 47 Tam Mamul Ürünler Çelik hadde ürünleri; 1. PROFİLLER Ι-Profilleri (ΙPN, ΙPE, HE, HL,HD,HP,W, profilleri) [-Profilleri, L-Profilleri (Eşit kollu ve farklı kollu köşebentler) T-Profilleri Z-Profilleri Boru profilleri (Daire, Dikdörtgen ve Kare en kesitli) Ray profilleri, Özel profiller (özel amaçlar için üretilir) 48 24
2. LAMALAR a. Dar Lamalar (b=10-150 mm, t=5-60 mm) b. Geniş Lamalar (b=151-1250 mm, t=5-60 mm) c. İnce Lamalar (b=12-630 mm, t=0,1-5 mm) 3. LEVHALAR a. İnce Levhalar, (t 2,75 mm, b* L=530*760,,1250*2500 mm) b. Orta Levhalar, (3 t 4,75 mm, b 2500 mm ve L 7000 mm olabilir) c. Kaba Levhalar, (t 5 mm, b 3600 mm, L 8000 mm olabilir) 49 Levhalar 50 25
Çelik saçların istenilen boylarda kesilerek paketlenmesi 51 Profillerin Gösterilişi Profiller, profil tipini belirten işaretin yanına, profil numarasını (profil kesit yüksekliğini) gösteren sayılar yazılarak ifade edilir. ΙPN240, ΙPE 320, HE 160 A,HE 240 B, [PN260, Τ70, Ζ140 Korniyerler de, L işaretinin yanına kol genişlikleri ve kol kalınlığı mm cinsinden yazılır. L120.120.10, L120.90.8 Lamalarda işaretin yanına genişlik ve kalınlığı yazılarak gösterilir. 250.6 Levhalarda ise, ya bütün boyutları veya sadece kalınlıkları mm cinsinden yazılır. Lev.10.1500.6500 veya Lev.10 52 26
Çelik Levhalar 53 Çelik Yapı Sıcak Hadde Profilleri IPN IPE HE HD HP 54 27
Eşit Kollu Farklı Kollu 55 UPN UAP 56 28
4. ÇELİKLERİN SINIFLANDIRILMASI Çelikler; A. Kimyasal birleşimlerine göre, B. Kalitelerine göre, C. Kullanım alanlarına göre, D. Mamul şekillerine göre Olmak üzere dört farklı şekilde sınıflandırılırlar. 57 Kimyasal Birleşimlerine Göre Alaşımsız Çelikleri: Çelik içersindeki alaşım elementleri ve katışkılar, karbon hariç, Çizelge de verilen sınırların altında kalırsa bu çeliklere Alaşımsız Çelikler denilir. Alaşımlı Çelikler: Alaşım elementleri toplamı (C hariç) % 5 den küçük ük ise Az Alaşımlı l Çelikler, % 5 den büyük ük ise Alaşımlı l Çelikler olarak adlandırılır. 58 29
Kalitelerine Göre 1. Temel Çelikler: Bu çeliklerden, mukavemet değeri ve süneklilik özellikleri dışında başka bir özellik aranmaz. 2. Kalite Çelikleri: Bu çeliklerde, yerine göre mukavemet değerleri ve süneklilik özellikleri dikkate alınarak veya alınmadan, kaynak yapılabilme, gevrek kırılmaya duyarsızlık, derin çekilebilme gibi özellikler de aranır. 3. Soy Çelikler: Bu çeliklerin iç yapısında ki metalik olmayan kalıntılar en aza indirilmiştir. P ve S oranları % 0,035 in altındadır. Isıl işleme uygundur. 59 Kullanım Alanlarına Göre 1. Yapı Çelikleri: Tüm makine, inşaat, gemi vb yapıların gövdeveelemanlarının ve elemanlarının üretiminde kullanılan çeliklerdir. Bunlar; 2. Takım Çelikleri: Makinelerin kesme, bükme vb işlemlerini yapan elemanlarının yapımında kullanılan çeliklerdir. 60 30
Mamul Şekillerine Göre 1. Yassı Çelikler: Genişliği kalınlığına oranla çok büyük olan, dikdörtgen kesitli çelik ürünleridir. 2. Uzun Çelikler: Uzunluğu boyunca kesiti aynı kalan, çubuk, tel, köşebent, lama, boru ve kutu profil gibi çeliklerdir. 3. Kısa Çelikler: Dövme, dökme ve sinter yöntemi ile üretilmiş çeliklerdir. 61 5. GENEL YAPI ÇELİKLERİ Genel Yapı Çelikleri, alaşımsız çeliklerdir. Genellikle, sıcak şekillendirilmiş, bazen de soğuk çekilmiş şekilde, yuvarlak, yassı mamul, sac ve profiller olarak, temel çelik veya kalite çeliği olarak üretilirler. Dünyada kullanılan çeliklerin yaklaşık % 95 i bu çeliklerdir. Bu çelikler Rm-Çekme Dayanımı değerlerinde göre sınıflandırılırlar. 62 31
Genel yapı çeliklerinin gösteriminde; DIN Standardında temel sembol St dir. Bu sembolden sonra gelen rakam Rm-Minimum Çekme Dayanımı değerini gösterir. St 37, St 44, St 52,.. EN Standardında ise, sembol olarak S ve E harfleri kullanılır. Bu harflerden sonra gelen rakam ise Re-Minimum Akma Sınırı değerini verir ve birimi N/mm2 dir. S235, S275, S355,. TSE Standardında ise, St sembolü yerine Fe kullanılmaktadır. Fe sembolünden sonra gelen rakam Rm-Minimum Çekme Dayanımı değerini göstermektedir. Fe 37, Fe 44, Fe 52, 63 DIN standardına göre gösterimde; Çekme dayanımını gösteren rakamdan sonra gelen rakamlar çeliğin kalite gruplarını göstermektedir. Fakat birinci kalite çelikler için St 33 (Fe 33) çeliğinde olduğu gibi -1 rakamı konulmaz. Bu rakamların anlamları: St 37, St 37-2, St 37-3 -1: Bunlar süneklilik ve şekillendirme özellikleri en zayıf olan çeliklerdir. Bu çelikler Temel Çelikler sınıfına girer. -2: Bu kalite grubundaki çeliklerde Temel Çelikler dendir. Süneklik ve şekillendirme özellikleri -1. kalite çeliklerine göre daha iyidir. -3: Bu gruptaki çelikler, kaliteli çelikler sınıfına girerler. Darbe özellikleri iyidir. İnce taneli bir yapıya sahiptir. İnce taneli yapı çeliğin dayanım değerlerini iyileştirir. 64 32
Çelik yapılarda en yaygın kullanılan çelikler: St 33 (Fe 33), St 37 (Fe 37), St 44 (Fe 44) ve St 52 (Fe) çelikleri olup, bu çelikler kaynaklanabilir çeliklerdir. St 50 (Fe 50), St 60 (Fe 60) ve St 70 (Fe 70) çelikleri ise genellikle makine imalatında kullanılır ve kaynak yapılırken mutlaka ön ısıtma yapılmalıdır. 65 TS 648/Aralık 1980- Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları şartnamesinde Genel Yapı Çelikleri en küçük çekme dayanım değerlerine göre aşağıdaki şekilde sıralanmıştır: 66 33
6. YAPISAL ÇELİKLERİN MUKAVEMET ÖZELLİKLERİ Çelik yapılarda kullanılan yapısal çeliklerin statik yükler ve çekme kuvvetleri altındaki dayanımını tanımlamak için malzemenin; Akma Sınırı, Çekme Mukavemeti ve Sertlik Özelliklerinden faydalanılır. Çelik malzemenin Akma Sınırı ve Çekme Mukavemeti değerleri Çekme Deneyi ile tespit edilir. 67 Normal yapı çeliklerinde Gerilme-Şekil değiştirme eğrisi 68 34
7. ÇELİK YAPILARDA BOYUTLANDIRMANIN TEMEL İLKELERİ Yapıların ve taşıyıcı sistem elemanlarının hizmet süresi içinde, kendilerinden beklenen fonksiyonu gösterebilmeleri için yeterli Mukavemet ve Rijitliğe sahip olmaları gerekir. 69 Bir yapının tasarımında; 1. Yapının amacına uygun olması, 2. Ekonomik olması, 3. Estetik olması, 4. Taşıyıcı sistemin gerekli dayanıma sahip olması Amaçlanır. 70 35
Tasarım Adımları; 1. Taşıyıcı sistemin tipi belirlenir, 2. Yapının taşıyıcı sistem elemanlarının geometrik ölçüleri belirlenir, 3. Yapıya etkiyen yükler ve bu yüklerin büyüklükleri belirlenir, 4. Taşıyıcı sistem malzemesi seçilir (St 37, St 44, St 52, ), seçilen malzemelerin mekanik özellikleri belirlenir, 5. Taşıyıcı sistem modelleri oluşturulur, 6. Analizler yapılır, (üç boyutlu statik, dinamik,..) 7. Ön boyutlandırma yapılır, (taşıyıcı sistem elemanlarında kesit tayini yapılır), 8. Sistemin dizayn sonuçları değerlendirilir, 9. Yetersiz kesitler yeniden boyutlandırılır, 10. Sonuç (İmalat çizimleri hazırlanır) 71 Boyutlandırma sırasında yapılara, servis yüklerini taşıyabilmeleri için gerekenin üstünde bir miktar Rezerv Mukavemet sağlanmalıdır. Yani, yapı ve taşıyıcı sistem elemanları Aşırı Yüklemelere karşı yeterli dayanıma sahip olmalıdır. 72 36
Bir yapıda aşırı yükleme hali aşağıdaki durumlarda oluşabilir; 1. Yapının amacı dışında kullanılmasından, 2. Yapıya etki eden yüklerin doğru tahmin edilememesi, 3. Yapının analizinde yapılan aşırı basitleştirmelerden, 4. İnşa yöntemlerinde, tasarım aşamasında dikkate alınmayan sapmaların olması, 5. Taşıyıcı eleman boyutlarında, kabuledilebilir değerlerin üzerinde bir sapma (artış) olmasından, 6. Malzeme ve birleşim elemanlarının dayanım değerlerinde meydana gelen sapmalar, (gerçek dayanım değerlerinin tasarım değerlerinden daha küçük olması) Gibi nedenlerden oluşabilir. 73 7.1. Tasarım Yöntemleri Günümüzde başlıca iki farklı tasarım yöntemi vardır; 1. Emniyet Gerilmeleriyle Tasarım, (ASD- Allowable Stress Design), 2. Sınır Durumlara Göre Tasarım, (LSD-Limit State Design) 74 37
Emniyet Gerilmeleriyle Tasarım, (ASD-Allowable Stress Design) 1. Geleneksel bir boyutlandırma yöntemidir, 2. Emniyet koşullarını sağlayan işletme yükleri esasına dayanır, 3. Yüklerden dolayı elemanlarda oluşan gerilme değerleri Elastik bölgededir, 4. Emniyet gerilmesi, malzemenin sınır gerilme değerini belirli bir katsayıya bölerek elde edilir ve tüm yükler için aynı emniyet katsayısı kullanılır, Bu katsayı çekme çubukları ve eğilme elemanları için 1,67 dir, 5. Emniyet gerilmesi yöntemi, elastik bölgede yapılan bir hesaptır, 6. Göçmenin hiç olmayacağı varsayımına asay agöeyap göre yapılan a bir tasarımdır, 7. Kesitte oluşan gerilmeler elastik sınırlar içersinde kaldığı için ekonomiden bir miktar taviz verilmiş olunur, 75 8. Tasarım, eleman kesitinin tarafsız eksene en uzak noktasının akma dayanımına ulaştığı kabulüne göre yapılır, bu nedenle malzemenin Akma dayanımı güvenlik katsayısına bölünerek Emniyet Gerilmesi değeri elde edilir ve kesitte gerilme kontrolü bu gerilme değerine göre yapılır. σ σ em em M σ = W σ a = ; n = 1,67 n = 0,6 σ max x profil a σ ç em 76 38
77 9. Bu yöntemde, tasarımda kullanılacak olan tüm yükleme kombinasyonlarında yük çarpanı 1,0 alınır. DL DL + LL DL +/- WL DL +/- EL DL + LL +/- EL DL :Sabit Yük (Dead Load) LL :Hareketli Yük (Live Load) WL : Rüzgar Yükü (Wind Load) EL : Deprem Yükü (Earthquake Load) 78 39
Bu yöntemde, en olumsuz yükleme durumunun Rüzgarın veya Depremin etkidiği durumda ortaya çıkması halinde, eleman tasarımında emniyet gerilmelerinin % 33 arttırılması öngörülmektedir. 79 Sınır Durumlara Göre Tasarım, (LSD-Limit State Design) Sınır durum; yapının kendisinden beklenilen fonksiyonları yerine getirememesi durumudur. 1. Taşıma Sınır Durumu, (Ultimate Limit State), 2. Kullanma Sınır Durumu, (Servicebility Limit State) 80 40
1. Taşıma Sınır Durumları; Denge, Akma, Kopma, Büyük şekil değiştirmeler, Burkulma, Yerel Burkulma, Çarpılma, Yorulma, Devrilme, Maksimum sünek dayanım (Plastik dayanım), Kayma Olarak yazılır. 81 2. Kullanma Sınır Durumları; Sehim, Titreşim, Kalıcı şekil değiştirmeler, Çatlaklar Olarak yazılır. 82 41
Sınır duruma göre tasarımda, yapıya etki eden yükler ve yapının dayanımı dikkate alınacak değişkenlerdir. Bu tasarımda temel yaklaşım, kabul edilebilir bir güvenlik düzeyi için, yapının göçme olasılığının yeterli ölçüde az olmasıdır. 83 84 42
Günümüzde Çelik yapıların Sınır Duruma Göre tasarımında en yaygın Yük dayanım Katsayılarıyla tasarım (Load and Factor Design-LRFD) yöntemi kullanılmaktadır. 85 2.1. Yük dayanım Katsayılarıyla tasarım (Load and Factor Design- LRFD) Bu yöntemde, yapının tasarımı arttırılmış ş yüklere göre yapılır, Yapının dayanımı en azından arttırılmış yükleri karşılamalıdır, Ayrıca, yapı elemanlarının tasarımında, elemanın çalışma şekline göre φ-dayanım Azaltma katsayıları kullanılmaktadır. 86 43
Yük kombinasyonları; 1,4 DL 1,2 DL + 1,6 LL 0,9 DL +/-1,3 WL 1,2 DL +/- 1,3 WL 1,2 WL + 0,5 LL +/- 1,3 LL 0,9 DL +/-1,0 EL 1,2 DL +/- 1,0 EL 1,2 DL + 0,5 LL +/- 1,0 EL DL LL WL EL :Sabit Yük (Dead Load) :Hareketli Yük (Live Load) : Rüzgar Yükü (Wind Load) : Deprem Yükü (Earthquake Load) 87 φ-dayanım Azaltma Çekme çubuklarında φ t =0,90 (Akmada) φ t =0,75 (Kopmada) Basınç çubuklarında φ c =0,85 Kirişlerde φ b =0,90 Birleşim araçlarında φ =0,75 (Çekme) φ =0,65 (kayma) 88 44
7.2. Çelik Emniyet Gerilmeleri Akma sınırına kadar yüklenmiş çelikte büyük deformasyonlar meydana gelir. Dolayısı ile yapıların bu sınıra kadar yüklenmesi düşünülemez ve müsaade edilemez. Bu bakımdan çelikte meydana gelecek maksimum gerilmenin, çeliğin akma sınırının yeterince altında tutulması gerekir. Bu değer akma gerilmesinin bir katsayıya bölünmesi ile elde edilen Emniyet Gerilmesi olmaktadır. 89 Çekme Emniyet Gerilmesi, faydalı en kesitte en fazla; σ çem 0,6 σ a ;( σ a = Re ) kadar olmalıdır. Ayrıca bu değer çekme dayanımının yarısını aşmamalıdır, (TS 648/Aralık 1980-B.3.1.1). σ çem 0,5 σ d ; ( σ d = Rm ) 90 45
TS 648 Çizelge 11 de Verilen Yapı Çelikleri İçin Emniyet Gerilmeleri (H Yüklemesi) 91 7.3. Yükleme Şekilleri Çelik yapıların hesabında kullanılan yükler iki gruba ayrılır; 1. Esas Yükler (H) 2. İlave Yükler (Z) 92 46
Esas Yükler (H Yüklemesi) 1. Yüksek Yapılarda (Hal ve Endüstri yapıları ve çelik karkas yapılar); Öz Yük, Faydalı Yük, Kar Yükü, Kren Yükü, Makinelerin Kütle Kuvvetleri (Ağırlıkları) 2. Köprülerde; Öz Yük, Katar Yükü veya Trafik Yükü, Merkez Kaç Kuvveti (Demiryolu Köprülerinde) 93 İlave Yükler (Z) 1. Yüksek Yapılarda (Hal ve Endüstri yapıları ve çelik karkas yapılar); Rüzgar Yükü, Krenlerde firen kuvveti, Isı değişimi ğ sonucu oluşan kuvvetler, Montaj yükleri Deprem yükü 2. Köprülerde; Rüzgar Yükü, Kar Yükü, Isı Etkisi, Ekii Mesnetlerin sürtünme kuvvetleri Yan çarpma kuvveti, Montaj yükleri Deprem yükü 94 47
Bir çelik yapının hesabı, aşağıda verilen iki farklı yükleme durumu için ayrı ayrı yapılır. En olumsuz yükleme değerleri için ise kesit tasarımı yapılır. Bunlar; 1. Sadece Esas yükler alınır. Bu duruma, H Yüklemesi denilir. 2. Esas yüklerle birlikte İlave yüklerde alınır. Bu duruma ise HZ Yüklemesi 95 Çelik Yapıların ve Birleşimlerinin Tasarımı İle İlgili Standartlar Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik-2007 TS 498- Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri TS 648- Çelik Yapıların Hesap Ve Yapım Kuralları TS 4561- Çelik Yapıların Plastik Teoriye Göre Hesap Kuralları TS 11372- Çelik Yapıların- Soğukta Şekil Verilmiş Profillerle Oluşturulan- Hesap Kuralları TS 3357- Çelik Yapılarda Kaynaklı Birleşimlerin Hesap ve Yapım Kuralları TS 2162- Alaşımsız Yapı Çeliklerinden İmal Edilen Sıcak Hadde Mamulleri-Teknik teslim Şartları 96 48