ÇelĐk endÜstrĐyel yapi tasarimi

ĐSTANBUL TEKNĐK ÜNĐVERSĐTESĐ �� FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ

YÜKSEK LĐSANS TEZĐ Taner EMANET

Anabilim Dalı : ĐNŞAAT MÜHENDĐSLĐĞĐ

Programı : YAPI MÜHENDĐSLĐĞĐ

ŞUBAT 2010

ÇELĐK ENDÜSTRĐYEL YAPI TASARIMI

Tez Danışmanı : Yrd. Doç. Dr. Barlas Özden ÇAĞLAYAN

ŞUBAT 2010

ĐSTANBUL TEKNĐK ÜNĐVERSĐTESĐ �� FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ

YÜKSEK LĐSANS TEZĐ Taner EMANET

(501071110)

Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 05 Şubat 2010

Tezin Savunulduğu Tarih : 05 Şubat 2010

Tez Danışmanı : Yrd. Doç. Dr. B. Özden ÇAĞLAYAN (ĐTÜ)

Diğer Jüri Üyeleri : Doç. Dr. Filiz PĐROĞLU (ĐTÜ)

Yrd. Doç. Dr. Nilgün AKTAN (YTÜ)


iii

ÖNSÖZ

Sunulan bu tez çalışması, Kocaeli Gebze’de 1. derece deprem bölgesinde yapılacağı varsayılan; üzerinde her iki açıklıkta ikişer adet olma üzere toplamda dört adet taşıyıcı kreni bulunan çelik ağır sanayi yapısının “ĐMO-02, Çelik Yapılar, Emniyet Gerilmesi Esasına Göre Hesap ve Proje Esasları” standartlarına göre tasarımını, hesaplarını ve de imalat çizimlerini içermektedir.

Dünyada 1994 Northridge Depremi-America, 1995 Kobe Depremi–Japonya; Türkiye ‘de 1999 Gölcük Depremi ve Düzce Depremi gibi büyük depremler bizlere sismik aktivitesi yüksek olan yerlerde çelik yapıların önemini bir kez daha göstermiştir. Bu şekildeki büyük depremlerden sonra çelik yapıların deprem davranışları detaylı bir şekilde incelenerek, günümüzdeki en güncel tasarım kuralları oluşturulmuştur. Bu nedenle çelik yapılar, betonarme yapıların davranış belirsizliğine göre daha avantajlı bir durumdadır. Güvenlik unsurunun yanı sıra, ekonomiklik, estetiklik, pratik çözüm üretebilme, hızlı montaj, büyük açıklıkları geçebilme gibi daha birçok neden de çelik yapıları günümüzde vazgeçilmez kılmaktadır.

Ayrıca mekanik özellikleri de çelik malzemenin önemini de bizlere göstermektedir. Yüksek mukavemete sahip olma, büyük şekil değiştirme özelliği, yüksek elastisite modülü, daha az kesitle daha büyük yükler taşıyabilme, fabrika çıkışı nedeni ile yaklaşık olarak aynı kaliteye sahip standart malzeme elde edebilme gibi özellikler çelik malzemesini bizler için vazgeçilemez yapan özelliklerdir.

Endüstriyel yapılar için de çelik malzeme artık neredeyse akla gelen ilk malzemedir. Özellikle de bu tez çalışmasındaki gibi krenli yapılarda ve üzerinde sürekli hareketli makine vs bulunan yapılarda, sürekli ısı değişimine maruz kalan yapılarda vb endüstriyel yapılarında çelik malzeme yukarıda da bahsedilen özellikler nedeni ile en doğru çözüm imkanını bizlere sunmaktadır. Bu tez çalışması bütün bahsedilenlerin doğrultusunda çelik yapıların davranışının daha iyi kavranması ve yorumlanması amacı ile hazırlanmıştır.

Çalışmam süresince yardımını, bilgisini, ilgisini ve de kıymetli zamanını hiçbir zaman esirgemeyen danışmanım Đ.T.Ü. Ahşap ve Çelik Yapılar Kürsüsü öğretim üyesi Yrd. Doç. Dr. Barlas Özden ÇAĞLAYAN ’a; zorlandığım konularda her zaman gönül rahatlığı ile kendilerini soru yağmuruna tuttuğum meslektaşlarım Đnş. Yük. Müh. Erdem DEMĐRKIRAN ‘a, Đnş. Yük. Müh. Cihat ÇUKUR ‘a, Đnş. Yük. Müh. Tansu GÖKÇE ‘ye, Đnş. Müh. Fatih Güneş YILDIRIM ‘a, Đnş. Müh. Samet ŞĐRĐNAT ‘a ve maddi manevi desteklerini hissettirme konusunda cömert davranış göstermekten kaçınmayan ailem ile akrabalarıma teşekkürlerimi bir borç bilirim.

Şubat, 2010 Taner EMANET

Đnşaat Mühendisi

v

ĐÇĐNDEKĐLER

Sayfa

ÖNSÖZ .................................................................................................................. iii KISALTMALAR .................................................................................................. ix

ÇĐZELGE LĐSTESĐ .............................................................................................. xi ŞEKĐL LĐSTESĐ ................................................................................................. xiii SEMBOL LĐSTESĐ ............................................................................................... xv

ÖZET ................................................................................................................. xvii SUMMARY ..........................................................................................................xix

1. GĐRĐŞ ..................................................................................................................1

2. YÜK ANALĐZĐ ................................................................................................. 11

2.1 Sabit Yükler .................................................................................................. 11

2.2 Kaplama Yükleri ........................................................................................... 11

2.3 Kar Yükü ...................................................................................................... 11

2.4 Rüzgar Yükü ................................................................................................. 12

2.5 Kren Yükleri ................................................................................................. 12

2.6 Deprem Yükleri ............................................................................................. 12

2.7 Sıcaklık Yükü ................................................................................................ 16

3. HESAP ESASLARI .......................................................................................... 17

3.1 Malzeme Özellikleri ...................................................................................... 17

3.1.1 Mekanik özellikler .................................................................................. 17

3.1.2 Hesap yöntemi ........................................................................................ 17

3.2 Yük Kabulleri ve Yükleme Halleri ................................................................ 18

3.2.1 Gerilme ve stabilite tahkikleri ................................................................. 18

3.2.2 Yük grupları ........................................................................................... 18

3.3 Yükleme Durumları ....................................................................................... 18

3.3.1 Esas yükler ............................................................................................. 18

3.3.2 Đlave yükler ............................................................................................ 18

3.3.3 Esas yükleme (EY), (H) .......................................................................... 18

3.3.4 Esas ve ilave yükleme (EĐY), (HZ) ......................................................... 18

3.3.5 En elverişsiz durum yüklemesi ............................................................... 19

3.4 Boyutlandırmada Kullanılan Enkesit Alanları ................................................ 20

3.4.1 Kayıplı enkesitler ................................................................................... 20

3.4.2 Deformasyon hesabında enkesitler .......................................................... 20

3.4.3 Faydalı enkesit alanı ............................................................................... 20

3.4.4 Delik büyüklükleri .................................................................................. 20

3.4.5 Korniyerlerde (köşebentlerde) ve U profillerinde faydalı genişlik ........... 21

3.4.6 Enkesit alanı ( eF ) ................................................................................... 21

3.4.6.1 Bulonlu ve perçinli birleşimler……………………………………... 21

3.4.6.2 Kaynaklı birleşimler………………………………………………... 22

3.5 Stabilite ......................................................................................................... 23

3.6 Yerel Burkulma ............................................................................................. 23

vi

3.6.1 Çelik kesitlerin sınıflandırılması ............................................................. 23

3.7 Tahkikler ...................................................................................................... 23

3.7.1 Genel ..................................................................................................... 23

3.7.2 Yapılması gereken tahkikler ................................................................... 25

3.7.3 Genel gerilme tahkikleri ......................................................................... 25

3.7.4 Stabilite tahkikleri .................................................................................. 25

3.7.5 Devrilme tahkiki .................................................................................... 25

3.7.6 Deformasyon tahkikleri .......................................................................... 25

4. YAPI ELEMANLARININ BOYUTLANDIRILMASI ................................... 27

4.1 Aşıkların Boyutlandırılması .......................................................................... 27

4.1.1 Aşıkların hesabı için yük analizi ............................................................. 27

4.1.2 INP120 Đçin aşık hesabı .......................................................................... 27

4.2 Kuşakların Boyutlandırılması ........................................................................ 29

4.3 Kren Hesabı .................................................................................................. 30

4.3.1 Kren bilgileri .......................................................................................... 30

4.3.2 Kren ölü ağırlığı (yüksüz durumdaki ağırlık) .......................................... 31

4.3.3 Kren kirişi hesabı ................................................................................... 31

4.3.3.1 Kren fren kuvvetleri………………………………………………… 33

4.3.4 Kren kesiti hesabı ................................................................................... 33

4.4 Kolonların Boyutlandırılması ........................................................................ 36

4.4.1 HE650A Orta kolon hesabı .................................................................... 36

4.4.2 HE280A Örgü çerçeve kolonu hesabı ..................................................... 41

4.4.3 HE240A Çerçeve kolonu hesabı ............................................................. 46

4.4.4 HE300A Kren kolonu hesabı .................................................................. 49

4.4.5 2L60.6 Kolon örgü elemanı hesabı ......................................................... 51

4.4.6 2L80.8 Kolon örgü elemanı hesabı ......................................................... 52

4.5 Düşey Çapraz Elemanların Boyutlandırılması ............................................... 54

4.5.1 2UPN180 Düşey çapraz elemanı hesabı ................................................. 54




4.5.5 2L60.6 Düşey çapraz örgü elemanı hesabı .............................................. 60

4.6 Çatı Çaprazları ve Yatay Stabilite Elemanlarının Boyutlandırılması .............. 62

4.6.1 Boru 159x4 Çatı Çaprazı Hesabı ............................................................ 62

4.6.2 Boru 127x4 Fenerlik Çaprazı Hesabı ...................................................... 63

4.6.3 Boru 127x4 Yatay Stabilite Elemanı Hesabı ........................................... 65

4.7 Kafes Kiriş Elemanlarının Boyutlandırılması ................................................ 67

4.7.1 2UPN160/12 Kafes kiriş elemanının hesabı............................................ 67

4.7.2 2L60.6 Kafes Kiriş Örgü Elemanının Hesabı .......................................... 69

4.7.3 2UPN140/12 Kafes kiriş elemanının hesabı............................................ 70

4.8 Makas Elemanlarının Boyutlandırılması ........................................................ 72

4.8.1 2L.100.10 Alt Başlık elemanının hesabı ................................................. 72

4.8.2 2L120.12 Makas üst başlık elemanının hesabı ........................................ 73

4.8.3 2L60.6 Makas Örgü Elemanının Hesabı ................................................. 74

4.8.4 Makas Örgü Elemanının Hesabı ............................................................. 76

4.8.5 Çapraz elemanlara dikme olan aşıkların tahkiki ...................................... 77

5. DÜĞÜM NOKTASI HESAPLARI .................................................................. 81

5.1 Makas Bağlantı Hesabı ................................................................................. 81

5.1.1 Üstbaşlık elemanının bağlantı hesabı (2L120.12/10) .............................. 81

5.1.2 Diyagonel elemanın bağlantı hesabı (2L70.7/10) .................................... 82

vii

5.1.3 Diyagonel elemanın bağlantı hesabı (2L60.6/10) .................................... 83

5.1.4 Düğüm noktasını oluşturan gövde levhasının hesabı ............................... 83

5.1.5 Bulonların hesabı .................................................................................... 83

5.2 Ara Makas Bağlantı Hesabı ........................................................................... 85

5.3 Makas Alt Başlık Ek Hesabı .......................................................................... 87

5.4 Makas Kiriş Bağlantı Hesabı (2U160/12) ...................................................... 88

5.5 Makas Kiriş Bağlantı Hesabı (2U140/12) ...................................................... 91

5.6 Makas Kiriş Örgü Elemanı Bağlantı Hesabı ................................................... 93

5.7 Stabilite Elemanı Bağlantı Hesabı.................................................................. 94

5.8 Kren Örgü Profilleri Bağlantı Hesabı (2L60.6/10) ......................................... 95

5.9 Kren Örgü Profilleri Bağlantı Hesabı (2L80.8/10) ......................................... 97

5.10 Fenerlik Mesnet Bağlantı Hesabı ................................................................. 99

5.11 Çatı Çaprazı Bağlantı Hesabı ..................................................................... 101

5.12 Aşık Bağlantı ve Ek Hesabı ....................................................................... 103

5.12.1 Aşık bağlantı hesabı ........................................................................... 103

5.12.2 Aşık ek hesabı .................................................................................... 104

5.13 Deprem Çaprazı Bağlantı Hesabı (2U180,2U160) ..................................... 106

5.14 Deprem Çaprazı Bağlantı Hesabı (2U140) ................................................. 108

5.15 Eksantirik Çapraz Elemanda Hesap (2U180,2U160) .................................. 110

5.16 Eksantirik Çapraz Elemanda Bağlantı Hesabı (2U140) .............................. 111

5.17 Kren Kirişi Bağlantı Hesabı ....................................................................... 113

5.18 Kren Bağlantı Detayı Hesabı ..................................................................... 118

5.19 Ankraj Bağlantı Detayı Hesabı .................................................................. 120

5.20 HE240A Kolon Ayağı Bağlantı Hesabı ...................................................... 122



5.23 HE650A Kolon Ayağı Bağlantı Hesabı ..................................................... 132

6. SONUÇLAR .................................................................................................... 137

KAYNAKLAR .................................................................................................... 141

EKLER ................................................................................................................ 143

ÖZGEÇMĐŞ ........................................................................................................ 151

ix

KISALTMALAR

DBYYHY : Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik DIN : Alman Standartları SAP2000 : Yapı Analiz Programı St : Çelik TS : Türk Standartları CVN : Charpy-V-Notch (Çentik Testi) J : Joule EY : Esas Yükleme EIY : Esas ve Đlave Yükleme H : Esas Yükleme HZ : Esas ve Đlave Yükleme D : Ölü Yük SW : Kaplama Ağırlığı L : Hareketli Yük Lr : Çatılarda Hesaba Katılacak Hareketli Yükler ve Su Birikmesi ile Oluşan Etkiler T : Sıcaklık Değişimi ve Mesnet Çökmesi Nedeni ile Oluşan Etkiler, Krenlerde Fren ve Yanal Çarpma Kuvvetleri E : Deprem Yükü W : Rüzgar Yükü SNW : Kar Yükü DSNW : Kar Birikinti Yükü ĐMO : Đnşaat Mühendisleri Odası

xi

ÇĐZELGE LĐSTESĐ

Sayfa

Çizelge 2.1: Etkin yer ivmesi katsayıları ................................................................. 13

Çizelge 2.2: Yerel Zemin Sınıfı .............................................................................. 13

Çizelge 2.3: Bina Önem Katsayısı .......................................................................... 14

Çizelge 2.4: Hareketli yük katılım katsayısı ............................................................ 14

Çizelge 2.5: Çelik Taşıyıcı Sisteme Göre R Katsayıları .......................................... 15 Çizelge 3.1: Çelikler ve Mekanik Özellikleri .......................................................... 17

Çizelge 3.2: Kesitlerin genişlik/kalınlık oranları ..................................................... 24 Çizelge A.1: ĐMO-02, Tablo 7.8b ......................................................................... 145

Çizelge A.2: ĐMO-02, Tablo 7.9 ........................................................................... 145

Çizelge A.3: ĐMO-02, Tablo 7.10 ......................................................................... 146

Çizelge A.4: ĐMO-02, Tablo 7.10 ......................................................................... 147

Çizelge A.5: ĐMO-02, Tablo 7.18a ....................................................................... 147

Çizelge A.6: ĐMO-02, Tablo 7.18b ....................................................................... 148

Çizelge A.7: ĐMO-02, Tablo 7.18a ....................................................................... 148

xiii

ŞEKĐL LĐSTESĐ

Sayfa

Şekil 1.1: Yapının 3 Boyutlu SAP2000 Modeli .........................................................2

Şekil 1.2: Yapının 3 Boyutlu Görünüşünün Bir Bölümü ...........................................2

Şekil 1.3: Yapının Plan Görünüşü .............................................................................3

Şekil 1.4: Yapının Ön Kalkan Duvar Görünüşü (A-A Kesiti) ....................................4

Şekil 1.5: Yapının Makas Kesiti Görünüşü (B-B Kesiti) ...........................................5

Şekil 1.6: Yapının Ara Makas Kesiti Görünüşü (C-C Kesiti) ....................................5

Şekil 1.7: Yapıda Kren Kirişinin Tespiti ...................................................................6

Şekil 1.8: Yapının Yan Kalkan Duvar Görünüşü (D-D Kesiti) ..................................7

Şekil 1.9: Yapının Orta Aks Kesiti (E-E Kesiti) .......................................................7

Şekil 1.10: Yapının Kren Kirişi Kesiti (F-F Kesiti) ..................................................7 Şekil 2.1: Tasarım Đvme Spektrumu ........................................................................ 15 Şekil 4.1: Aşık Profili Kesiti ................................................................................... 27

Şekil 4.2: Kuşak Bağlantı Detayı ............................................................................ 29

Şekil 4.3: Kren Taşıma Kapasiteleri........................................................................ 30

Şekil 4.4: Kren Maksimum Yük Durumu................................................................ 31

Şekil 4.5: Kren Minimum Yük Durumu .................................................................. 31

Şekil 4.6: Kren Maksimum Yük Durumu Đçin Sap2000 Analiz Sonuçları ............... 32

Şekil 4.7: Kren Minimum Yük Durumu Đçin Sap2000 Analiz Sonuçları ................. 32

Şekil 4.8: Kren Kirişi Zayıf Ekseninde Çarpma Kuvvetlerinden Oluşan Momentler33

Şekil 4.9: Kren Kirişi ve Kren Rayı Özellikleri ....................................................... 33

Şekil 4.10: Kren Kirişinin Tutulu Olduğu Noktalar ................................................. 34

Şekil 4.11: Kren Yük Durumları ............................................................................. 36

Şekil 4.12: Kren Yük Kombinasyonu Örneği .......................................................... 36

Şekil 4.13: HE650A Orta Kolon Kesit Özellikleri ................................................... 36

Şekil 4.14: HE650A için ybi hesabı ......................................................................... 39

Şekil 4.15: HE280A Çerçeve Kolonu Kesit Özellikleri ........................................... 41

Şekil 4.16: HE280A Đçin ybi Hesabı ........................................................................ 43

Şekil 4.17: HE240A Çerçeve Kolon Kesit Özellikleri ............................................ 46

Şekil 4.18: HE240A Đçin ybi Hesabı ........................................................................ 47

Şekil 4.19: HE300A Kren Kolonu Kesit Özellikleri ................................................ 49

Şekil 4.20: 2L60.6 Kolon Örgü Elemanı Kesit Özellikleri ...................................... 51

Şekil 4.21: 2L80.0 Kolon Örgü Elemanı Kesit Özellikleri ...................................... 52

Şekil 4.22: 2UPN180 Düşey Çapraz Elemanı Kesit Özellikleri ............................... 54




Şekil 4.26: 2L60.6 Düşey Çapraz Örgü Elemanı Kesit Özellikleri .......................... 60

Şekil 4.27: Boru 159x4 Çatı Çaprazı Kesit Özellikleri ............................................ 62

Şekil 4.28: Boru 127x4 Fenerlik Çaprazı Kesit Özellikleri ...................................... 63

Şekil 4.29: Boru 127x4 Yatay Stabilite Elemanı Kesit Özellikleri ........................... 65

Şekil 4.30: 2UPN160/12 Makas Kiriş Elemanı Kesit Özellikleri ............................. 67

xiv

Şekil 4.31: 2L60.6 Kafes Kiriş Örgü Elemanı Kesit Özellikleri .............................. 69

Şekil 4.32: 2UPN140/12 Kafes Kiriş Elemanı Kesit Özellikleri .............................. 70

Şekil 4.33: 2L100.10 Makas Alt Başlık Elemanı Kesit Özellikleri .......................... 72

Şekil 4.34: 2L120.12 Makas Üst Başlık Elemanı Kesit Özellikleri ......................... 73

Şekil 4.35: 2L60.6 Makas Örgü Elemanı Kesit Özellikleri ..................................... 74

Şekil 4.36: 2L70.7 Makas Örgü Elemanı Kesit Özellikleri ..................................... 76

Şekil 4.37: IPN120+2U80 Takviyeli Aşık Kesit Özellikleri .................................... 77 Şekil 5.1: Makas Bağlantı Detayı ........................................................................... 81

Şekil 5.2: Ara Makas Birleşim Hesabı .................................................................... 85

Şekil 5.3: Makas Altbaşlık Ek Detayı ..................................................................... 87

Şekil 5.4: Makas Kiriş Bağlantı Detayı................................................................... 88

Şekil 5.5: Makas Kiriş Bağlantı Detayı................................................................... 91

Şekil 5.6: Makas Kiriş Örgü Bağlantı Detayı .......................................................... 93

Şekil 5.7: Stabilite Bağlantısı Detayı ...................................................................... 94

Şekil 5.8: Kren Örgü Profili Detayı ........................................................................ 95

Şekil 5.9: Kren Örgü Profili Detayı ........................................................................ 97

Şekil 5.10: Fenerlik Düğüm Noktası Detayı ........................................................... 99

Şekil 5.11: Çatı Çapraz Detayı ............................................................................. 101

Şekil 5.12: Aşık Bağlantı Detayı .......................................................................... 103

Şekil 5.13: Aşık Ek Hesabı ................................................................................... 104

Şekil 5.14: Deprem Çaprazı Detayı ...................................................................... 106

Şekil 5.15: Deprem Çaprazı Detayı ...................................................................... 108

Şekil 5.16: Eksantirik 2U180 Çapraz Elemanı Detayı ........................................... 110

Şekil 5.17: Eksantirik 2U140 Çapraz Elemanı Detayı ........................................... 111

Şekil 5.18: Kren Kirişi Bağlantı Detayı ................................................................ 113

Şekil 5.19: Kren Bağlantı Detayı .......................................................................... 118

Şekil 5.20: Ankraj Detayı ..................................................................................... 120

Şekil 5.21: HE240A Kolon Ayağı Detayı ............................................................. 122




xv

SEMBOL LĐSTESĐ

a : Kaynak dikişi hesap kalınlığı A : Enkesit alanı

fA : Kirişin flanş enkesit alanı

bA : Kirişin basınç başlığının alanı

gA

: Kirişin gövde alanı

kA : Kaynak alanı

sA : Yüksek mukavemetli bulonlarda dişdibi enkesit alanı

A(T) : Spektral ivme katsayısı b : Genişlik b/t : Başlık narinlik oranı

x yb ,b

: Zımbalama çevresinin “x” ve “y” doğrultusundaki boyutları

bC : Kiriş uç momentlerine bağlı olarak saptanan bir katsayı

mC : Eğilmeli burkulma hesabında uç momentini dikkate alan katsayı

d : Kirişin yüksekliği D : Dış çap

gD/t

: Boru elemanlarda kesit/narinlik oranı

d : Eğilme elemanlarında faydalı yükseklik

td : Basınç donatısı merkezinden ölçülen beton örtüsü e : Münferit basınç çubuğunun eksenleri arasındaki uzaklık E : Elastisite modülü

ÇelikE

: Çeliğin elastisite modülü

F : Enkesit alanı

dF : Bir diyagonel örgü çubuğunun kayıpsız enkesit alanı

f : Sehim G : Kayma modülü h : Eleman yüksekliği, kiriş toplam yüksekliği, kolonun eğilme düzlemindeki kesit boyutu, elemanın başlıkları arası mesafe H : Esas yükler (EY) HZ : Esas ve Đlave Yükler (EĐY) i : Eylemsizlik yarıçapı l : Mesnet yükleri arasındaki eleman uzunluğu I : Eylemsizlik momenti, bina önem katsayısı

cL : Basınç başlığının yanal burkulmasında sınır uzunluk değeri

k : Başlığın kenarından gövdenin kenarına olan uzaklık

bL : Basınca çalışan başlık elemanının yanal olarak tutulmuş uzunluğu

cL : Berkitme boyu katsayısı

M : Eğilme momenti

1 2M ,M : Kiriş uç momentleri

xvi

x yM ,M

: “x” ve “y” düzlemindeki moment

n : Hareketli yük katılım katsayısı N : Normal kuvvet

s1N : Tek tesirli bir bulonun makaslamaya göre taşıyabileceği kuvvet

s2N : Çift tesirli bir bulonun makaslamaya göre taşıyabileceği kuvvet

p : Hesaplanan beton basınç gerilmesi

P : Çubuk elemana etkiyen merkezi basınç kuvveti P : Eksenel kuvvet q : Eleman üzerindeki yayılı yük

aQ : Alan azaltma faktörü

sQ : Azaltma katsayısı

R : Taşıyıcı sistem davranış katsayısı

aR (T) : Deprem yükü azaltma katsayısı

s : Eleman boyu

ks : Basınç çubuğunun burkulma boyu

s : Profil gövde kalınlığı S(T) : Spektrum katsayısı

aeS (T) : Elastik spektral ivme

kxS : x-x eksenine dik burkulma boyu

kyS

: y-y eksenine dik burkulma boyu

xS : x eksenine göre statik moment

t : Et kalınlığı

bt : Başlık et kalınlığı

wt : Gövde et kalınlığı

T : Binanın doğal titreşim periyodu

A BT ,T : Spektrum karakteristik periyotları

r sT ,T : Binanın r ‘inci ve s ‘inci doğal titreşim periyotları

y : Kesit ağırlık merkezinin koordinatı

σ : Gerilme

emσ : Emniyet Gerilmesi zσ : Zemin emniyet katsayısı

aσ :Akma sınır gerilmesi

bσ : Basınç sınır gerilmesi

Bσ : Basınç başlığında en büyük eğilme gerilmesi

Kσ : Kopma gerilmesi

τ : Kesme (Makaslama) Gerilmesi

emτ : Kesme (Makaslama) Emniyet Gerilmesi

tV : Taban kesme kuvveti β : Burkulma boyu katsayısı

γ : Zımbalamada eğilme etkisini yansıtan katsayı

α : Kafes örgülü çok parçalı çubuk x-x : Çubuğun asal ekseni

xvii


ÖZET

Bu tez çalışması, Đstanbul Gebze bölgesinde yapılacağı varsayılan “Çelik Endüstriyel Yapı Tasarımı” ‘nı içermektedir. “ĐMO-02, Çelik Yapılar, Emniyet Gerilmesi Esasına Göre Hesap ve Proje Esasları” standartları ile birlikte mevcut olan yönetmelikler ve şartnamelere uygun olarak tasarlanan yapıda gerekli tahkikler yapıldıktan sonra montaja uygun çizimler elde edilmiştir.

Mevcut yapı planda 40,8x100 metre ölçülerinde olup toplamda 4080 m² ’lik bir alana oturmaktadır. ve en üst kotu 14,02 m ’dir. Đki eşit açıklıktan meydana gelen yapıda bir makas boyu 2,02 m, uzunluğu 20,4 m ‘dir. Her iki makasın üzerinde gün ışığından faydalanabilmek için kenarları ışığı geçirebilecek şekilde yerleştirilmiş fenerlikler bulunmaktadır. Yapının boyuna doğrultusu, 10m aralıklı kolonlardan oluşmaktadır. Bu kolonlar kren kirişi ile birlikte makasları da taşıdıklarından örgü kolon olarak teşkil edilmişlerdir. Bununla birlikte yine boyuna doğrultuda her 5m ‘de bir kolondan kolona tutulu örgü kirişe mesnetlenmiş ara makaslar da mevcuttur. Ara makaslar tamamen örgü kiriş tarafından taşınacak şekilde tasarlanmıştır ve her 5m ‘ de bir bulunan kolonlar cephe kaplamasının kuşaklara teşkil edilebilmesi içindir.

Yapıda her iki açıklıkta iki adet kren bulunmaktadır ve krenlerin taşıma kapasiteleri 10t ve 20t ‘ dur. Bu şekilde yapı toplamda dört adet taşıyıcı kren içermektedir. Kren bilgileri üretici firma olan ABUS ‘tan alınmıştır ve “ ZLK Double Girder Crane” grubu kullanılmıştır.

Mevcut yapıda kaplama malzemesi olarak üretici firma NUHPANEL ‘in ürünleri kullanılmıştır. Taşıma kapasitelerine göre tablolanan ürünlerden çatı kaplaması ve cephe kaplaması için malzeme olarak poliüretan dolgulu 0,5mm sac kalınlıklı sandavic paneller kullanılmıştır. Yapıya etkiyen rüzgar ve kar yükleri meteorolojik veriler kullanılarak son 30 yılın en büyük değerleri alınmıştır. Gebze bölgesi birinci derece deprem kuşağında olduğundan etkin ivme yer katsayısı 0,40 olarak alınmıştır ve zemin tipi Z3 ‘tür ve yatak katsayısı 30640 3kN/m ’tür.

Yapıda deprem kuvvetlerine karşı stabilite için merkezi düşey capraz elemanlar, rüzgar kuvvetlerine karşı stabilite için de makas düzleminde çapraz elemanlar kullanılmıştır. Ayrıca makaslar arası stabilite için de makaslar stabilite elemanları kullanılmıştır. Böylece yapının ani değişen yükler karşısında stabilite problemi ortadan kaldırılmaya çalışılmıştır.

Yapıda gerekli tahkiklerin yapılabilmesi için kulanılan kombinasyonlar “ĐMO – 02/2008 Çelik yapılarda emniyet gerilmesi esasına göre hesap ve proje esasları” şartnamesinden alınmıştır. Ayrıca birleşim bölgeleri de yine bu şartnamenin önerdiği kombinasyonlara göre kontrol edilmiştir.

Yapının analizi SAP2000 V14.1 ile yapılırken, ilgili imalat çizimleri Tekla Structure V14.1 ve Autocad 2008 programları ile yapılmıştır. Çizimler genel yerleşim planları, birleşim detayları ve kolon temel detayları olarak gruplandırılmıştır.

xix

INDUSTRIAL STEEL STRUCTURE DESIGN

SUMMARY

This study includes an industrial structure design which is assumed that will be constructed in Gebze of Istanbul. Blueprints of the structure are created after the structure designed and controlled according to “ĐMO-02, Çelik Yapılar, Emniyet Gerilmesi Esasına Göre Hesap ve Proje Esasları” standarts, valid regulations and requirements.

The construction has the measure of 40,8x100m and totally covers 4080m² on the area which has the 14,02m spot height. The structure occurs two main and equal bays and also one truss has the 2,02m wiegth and 20,4m length. There are two light holes at the top of the trusses which are made of translucent materials to take advantage of the sun light. Long side of the structure comprise columns that are placed periodic 10m. These type of columuns placed as steped column because they hold crane beam and truss together. However, the structure has other tpye of trusses whic are placed to steped beams (beams placed to steped columns) periodic 5m. These trusses is designed as they are holded only by the steped beams. Also there are placed columns that placed periodic 5m for only to be able to place facade lining to belts.

These structure has two cranes in every two bays and cranes have the capacity of 10t and 20t. By the way the structure has tottally four cranes on it. The informations about the cranes is taken from producer company “ABUS” and it is choosen the type of “ZLK Double Girder Crane”.

It is used as lining material at the structure which is taken from producer company “NUHPANEL”. These produtions are tabled and categorised for their capacity. It is used 0,5mm filled panels in the structure. The wind load and snow loads which are used in design are taken from the meteorological databases for last 30 years. Because Gebze is placed on first degree earthquake zone the ground acceleration factor is taken 0,40 and ground type is Z3. Also coefficient of subgrade reaction is 30640

3kN/m .

The structure has the vertical braces to support stability against the earth forces and has the braces on the truss plane to support the stability against the wind forces. Also stability connections between trusses are used to prevent local modes. By the way the stability problem is solved against saltatory loads.

At the structure some kind of load combinations are used to be able to do necessary controls which are taken from the requirements of “ĐMO – 02/2008 Calculations by Safety Factor and Project Standarts on Steel Structres”. Also some load combinations are used for connections at the structures to control by this requirements.

The analysis of the structure is done by SAP2000 v14.1 program and blueprints are created by Tekla v14.1 and Autocad 2008. Drawings are grouped as disposition plans, connection details and column foundation plan and detail.

1

1. GĐRĐŞ

Bu tez çalışması çelik endüstriyel yapı tasarımını içermektedir. Yapının günümüzde

geçerli olan yönetmeliklere uygun olarak tasarımı, boyutlandırılması, montaj

çizimleri ve genel görünüş çizimleri yapılmıştır.

Đstanbul Gebze sanayi bölgesinde yapılacağı varsayılarak hazırlanan bu çalışmada

bölgenin coğrafi konumu tasarım aşamasında dikkate alınmıştır. Bölgenin birinci

derece deprem bölgesi oluşu, bölgedeki yağış ve rüzgâr istatistiği gibi veriler bu

aşamada yol gösterici olmuştur. Fabrika gibi büyük yüzey alanlarına sahip yapılarda

rüzgâr ve kar yükü, depremin etkileri kadar önemli olmaktadırlar. Bu sebeple Gebze

bölgesinin son 30 yıllık rüzgâr ve yağış miktarları göz önünde bulundurularak

meteorolojik istatistiklerden yararlanılmış ve karalaştırılan dış yükler sisteme

uygulanmıştır. Yapıda gün ışığından da faydalanmak için mahyalarında teşkil edilen

fenerlikler ile iki makas arasında gün ışığı alan aydınlık bir alan yaratılmıştır (Bkz.

Şekil 1.5). Đki gözlü hal yapısının fenerleri arasında kalan çatısında kar birikimine

yol açacak bir hacim ortaya çıkmıştır. Bu yüzden, bu tür yapılarda önemli olan ve

birçok çelik hal binasının aniden göçmesine neden olan kar birikmesi de hesaplarda

göz önünde bulundurulmuştur.

Yapı Şekil 1.3 ‘deki planda da görüldüğü gibi 40,8x100m ebatlarında toplamda

4080m² alana oturan ağır sanayi yapısıdır. Şekil 1.3 ‘deki siyah noktalar kolonları,

kutu içine alınmış ve kesik çizgilerle işaretlenmiş yerler ise çapraz elemanların

bulunduğu yerleri göstermektedir. Zayıf olan zemin yapısı dikkate alınarak alt

kısımda mafsallı düzlem kafes kolonlar kullanılmıştır. Kren kirişi düzlem kafes

kolonun üzerine oturmaktadır. Bu kotun üstünde kolon süngü kolon şeklinde teşkil

edilmiştir (Bkz. Şekil 1.2, Şekil 1.6). Yapıda makas tipleri aynı olmasına rağmen

makaslar iki farklı şekilde mesnetlenmektedir. Düzlem kafes kolonlara oturan

makaslar, süngü kolon üst ucuna basit mesnetli olarak tespit edilmiştir. Ara makaslar

ise iki süngü kolon üst ucu arasındaki kafes düzlem kirişe basit mesnetli olarak tespit

edilmiştir. Ayrıca Şekil 1.2 ‘de görüldüğü gibi ara makasların altında makas

yüklerini taşımayan, oval delikli (slotlu) bağlantılar ile kafes düzlem kirişe

bağlanarak düşeyde serbest yatayda tutulu kolonlar kullanılmıştır.

2

Şekil 1. 1: Yapının 3 Boyutlu SAP2000 Modeli

Şekil 1. 2: Yapının 3 Boyutlu Görünüşünün Bir Bölümü

3

Şekil 1. 3: Yapının Plan Görünüşü

4

Şekil 1. 4: Yapının Ön Kalkan Duvar Görünüşü (A-A Kesiti)

Kaplama malzemesi olarak ani sıcaklık değişimini engelleyebilecek sandaviç

paneller kullanılmıştır. Sandaviç paneller için tasarımda “NUH PANEL” firmasının

ürettiği paneller kullanılmıştır. Kalkan duvarlar da bu panelleri düzlem olarak

tutabilecek şekilde tasarlanmışlardır. Çatı stabilitesini sağlamak için belirli düzende

çatı çaprazları kullanılmıştır. Yapının yatay yüklere göre stabilitesini sağlamak için

ise iki adet U profilin birbirilerine kutu gibi kaynaklanması ile oluşturulan yapma

çapraz elemanlar kullanılmıştır. Aşık aralıkları çatı düzleminde yatayda 1,708 m

olacak şekilde teşkil edilmişlerdir. Bu aşıklar iki ile üç aralıkta sürekli kiriş olarak

teşkil edilirken; zayıf yönde de ½ gergili olarak tespit edilmişlerdir. Bu şekilde zayıf

eksende aşıkların yük taşıma kapasiteleri arttırılmıştır.

Yapıda makasların alt başlıkların uçları eksenel kuvvet almayacak şekilde teşkil

edilmiştir. Sıfır çubuğu olarak adlandırılan bu durum yine oval delikli (slotlu)

bağlantılar ile teşkil edilmiştir. Makaslar arası stabilitenin sağlanabilmesi için düşey

stabilite bağlantısı kullanılmıştır. Bu elemanlar ile ayrıca alt başlığın makas düzlemiş

dışına burkulma boyu da azaltılmıştır. Çatı düzlemindeki çaprazlar, yan cephe

çaprazları ve makaslar arası düşey stabilite çaprazları ile birlikte yapının değişen

yatay ve düşey yüklere karşı stabil davranışı sağlanmıştır. Bir makas açıklığı 20,4m

‘dir. Kren kirişlerinin mesnetlendiği kolonlar yerden 7,5 m yüksekliğindedir ve

yapının en üst kotu 14,02m ‘dir. Kren yüklerinin etkisi, kar birikmesi ve her iki

açıklıktakı makasların bu kolona mesnetlenmesi nedeni ile en elverişsiz kolon kesiti

orta kolon olarak elde edilmiştir. ( Bkz. Şekil 1.6 )

5

Şekil 1. 5: Yapının Makas Kesiti Görünüşü (B-B Kesiti)

Şekil 1. 6: Yapının Ara Makas Kesiti Görünüşü (C-C Kesiti)

Şekil 1.7 ‘de yapının ara kesiti görünmektedir. Şekildeki kenar kolonlar düşeyde

makas yükünü ve ayrıca ara yatay kafes düzlem kirişin yükünü taşımamaktadır. 10 m

olan iki taşıyıcı kolon arasında kaplamayı taşıtmak zor olduğundan 5 m aralıklara

bölebilmek bu şekilde kolonlar yapıya yerleştirilmiştir. Yapının ortasında kolonlar 10

m de bir yerleştiğinden ara kesitlere denk gelen yerlerde kolon yoktur. Ara makaslar

ise yine taşıyıcı kolonlara mesnetli düzlem kafes kirişlere oturmaktadır. Yapının

taşıyıcı sistemi SAP2000 v14.1 programı ile modellenerek gerekli analizler

yapılmıştır. Yapı modeli sanal ortamda üç boyutlu olarak oluşturulmuştur. Ayrıca

modelde kolon, kiriş, diyagonel gibi elemanlar çubuk elemanlarla modellenmiştir.

Yapı öz ağırlığı program tarafından otomatik olarak alınmaktadır. Kar yükü ve

rüzgar yükü TS 498 ‘den alınarak modele yüklenmişlerdir.

6

Aşık profilleri hesaplanırken yönetmeliğin öngördüğü taşıma gücüne göre yeterli

kesit olan profil seçilmiştir ve bulunan kesit modelde kullanılmıştır. Ayrıca farklı

yüklerin aynı anda sisteme etkimesi durumu için yönetmeliğin öngördüğü yük

kombinasyonları kullanılarak bu yük grupları da sisteme yüklenerek en elverişsiz

kesitler elde edilmiştir.

Şekil 1. 7: Yapıda Kren Kirişinin Tespiti

Yapıda krenler 10 m açıklıklı basit kiriş olarak tasarlanmıştır. Şekil 1.4 ‘de

görüldüğü üzere krenler üst başlıkları yatayda 1 m aralıklar ile yanal olarak tutulu

hale getirilmiştir. Kren kirişi 10 m açıklığında olduğundan bu noktaların tutulu hale

getirilebilmeleri için kren alt başlığından gelen destekler kullanılmıştır (Bkz. Şekil

5.19). Bu şekilde boyuna fren kuvvetleri çapraz elemanlarla, yatay çarpma fren

kuvvetleri ise dikme durumundaki yatay kafes kiriş elemanları ile karşılanarak

kolonlara aktarılabilecektir. Bu şekilde fren kuvvetleri gibi deprem kuvvetleri de

güvenli bir şekilde mesnetlerinden kolonlara aktarılabilecektir.

Yapıda “ABUS” üretici firmasının ürettiği “ZLK Double Girder Crane” tipi krenler

kullanılmıştır. Bu tip krenler kren rayını çift taraflı tuttuğundan yatay çarpma kuvveti

esnasında her iki kolona da fren kuvvetleri etki etmektedir. Bu durum yüklerin

sisteme uygulanmasında önemli bir unsurdur.

7

Yapıda teşkil edilen düşey perdeler burkulma boyu küçük tutulacak şekilde

tasarlanmıştır. Çerçeve kolonları da boru profiller ile tutularak burkulma boyları

küçültülmüştür.

Ayrıca Şekil 1.9 ‘ da görüldüğü gibi orta kolonlar arasındaki düzlem kafes kiriş

elemanı ile orta kolonların zayıf yöndeki burkulma boyları tutularak yapının bu

yöndeki stabilitesi sağlanmıştır.

Şekil 1. 8: Yapının Yan Kalkan Duvar Görünüşü (D-D Kesiti)

Şekil 1. 9: Yapının Orta Aks Kesiti (E-E Kesiti)

Şekil 1. 10: Yapının Kren Kirişi Kesiti (F-F Kesiti)

Yapıya etkiyen deprem yüklerinin tespiti için “Deprem Bölgelerinde Yapılacak

Yapılar Hakkında Yönetmelik” in önerdiği yöntemler uygulanmıştır ve bulunan

kuvvetler sisteme yüklenmiştir. Yapının X yönünde etkiyen kuvvetler çerçevelerle, Y

yönünde etkiyen kuvvetler ise çapraz perdeler ile karşılanmıştır. Yapının deprem

hesabı yapılırken mod birleştirme yöntemi ve eşdeğer deprem yöntemine göre analiz

yapılmıştır ve daha elverişsiz sonuç verdiği için eşdeğer deprem yükünde bulunan

değerler boyutlandırmada dikkate alınmıştır.

8

Yapının boyutlandırılmasında ±20 derece düzgün sıcaklık değişimi de gözönüne

alınmıştır. Çelik malzemenin fiziksel özelliğinden dolayı ısıyı ve sıcaklığı hızlı

iletmesi, yapıda istenmeyen gerilmelere neden olmaktadır. Bu yüzden sıcaklık

yüklemeleri de bu gibi yapılarda dikkate alınması gereken önemli bir husustur. Yapı

elemanları boyutlandırılırken TS648, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar

Hakkında Yönetmelik 2007 ve ĐMO-02 Çelik Yapı Hesap Esaslar ile Đlgili

Yönetmelik ‘ten faydalanılmıştır. Kesit hesapları emniyet gerilmeleri yöntemine

göre hesaplandığından birleşim ve ekler dışında emniyet gerilmeleri için izin verilen

değerler %15, deprem durumunda ise en fazla %33 arttırılmıştır.

Birleşim aracı olarak kaynaklı ve bulonlu birleşimler kullanılmıştır. Kaynaklı

birleşimlerde, birleştirilen malzemeden daha düşük dayanıma sahip olmayan uygun

elektrodlar seçilmiştir. Deprem yükleri etkisindeki birleşimler için ise yönetmelik

gereği yüksek mukavemetli bulonlar olan ISO 8.8 ve 10.9 kalitesinde bulonlar

kullanılmıştır.

Bu yapının hesabında ĐMO-02,2008 kriterleri göz önünde bulundurulmuştur ve

buradaki kombinasyonlar kullanılmıştır. Bu kombinasyonlar ise şu şekildedir;

1) D ………………………………………………………(H)

2) D + L + (Lr veya S)………………………....…………(H)

3) D + L + (Lr veya S) + T……………………….............(HZ)

4) D + L + S + W/2……………………………………….(HZ)

5) D + L + S/2 + W……………………………………….(HZ)

6) 0,9 ± E/1,4……………………………………..............(HZ*)

7) D + L + S + E/1,4 ……………………………..............(HZ*)

8) D + (W veya E/1,4) ……………………………...........(HZ) veya (HZ*)

9) D + L + (W veya E/1,4)………….…………………….(HZ) veya (HZ*)

10) D + L + (W veya E/1,4) + T …………………..............(HZ) veya (HZ*)

ĐMO Standart 02.R-01/2008

D : Ölü yükler, kren yükü, makinaların kütle kuvvetleri

L : Hareketli yükler

Lr : Çatılarda hesaba katılacak hareketli yükler ve su birikmesi nedeni ile oluşan

etkiler

9

S : Kar yükü

W : Rüzgar yükü

E : Deprem yükü

T : Sıcaklık değişimi ve mesnet çökmesi nedeniyle oluşan etkiler, krenlerde fren ve

yanal çarpma kuvvetleri

Kesit hesapları emniyet gerilmeleri yöntemine göre hesaplandığından birleşim ve

ekler dışında emniyet gerilmeleri için izin verilen değerler %15, deprem durumunda

ise en fazla %33 arttırılmıştır.

Bu kombinasyonlara göre en elverişsiz kesitler bulunup bu kesitlerin üzerindeki

kuvvetleri emniyetli bir şekilde aktarıp aktaramadıkları irdelenmiştir. Ayrıca yapının

tasarımında sınır deplasman değerleri de göz önünde bulundurulmuştur.

Daha sonra ise birleşim hesapları yapılarak elemanlara ve eleman gruplarına gelen

yüklerin oluşturulan bağlantı detayları ile emniyetli bir şekilde aktarılması

sağlanmıştır. Bu birleşimler kaynaklı ve bulonlu birleşimler ile sağlanmıştır.

11

2. YÜK ANALĐZĐ

Sistemi oluşturan taşıyıcı elemanların ölü ağırlıkları (dead load) Sap2000 programı

tarafından kesitlerin birim metrede yayılı yükleri göz önünde bulundurularak

hesaplanmaktadır. Yapıda bulunan ve daha sonra yapıya dış yük olarak etki eden

kaplama yükü, rüzgar yükü, kar yükü, deprem yükü, kren kuvvetleri gibi yükler ise

modele dış yük olarak el ile girilmiştir.

2.1 Sabit Yükler

Sabit yükler zaman ile yapıdaki yükü değişmeyen yüklerdir ve TS498 ‘e göre

belirlenmiştir. Bu yük grubunun içinde eleman ağırlıkları (kolonlar, çapraz

elemanlar, aşıklar..) ile birlikte kaplama yüklerini ve fenerlik cam kısmının ağırlığını

da içerir.

2.2 Kaplama Yükleri

Çatı ve kaplama malzemesi olarak Nuh-Panel Poliüretan Dolgulu sac/sac sandaviç

paneller tercih edilmiştir (Kaynak: www.nuhpanel.com.tr). 0,5mm ve bir metrekare

sac levhanın birim ağırlığı yaklaşık 5 kg/m2’dir. Poliüretan dolgu malzemesinin ise

birim hacim ağırlığı 38-100 kg/m3’ tür. Güvenli bölgede kalabilmek için hesapta bu

değer 100 3kg/m olarak alınmıştır. En elverişsiz kar yüklemesi durumunda 1,708 m

aşık aralığında bu yükleri ve insan yükünü güvenli bir şekilde taşıyabilecek şekilde

tablodan seçilen kaplamanın toplam birim ağırlığı ise hesaplandığında 16 kg/m2

değeri elde edilir. Fenerlikteki camın birim metrekare ağırlığı da 30 kg/m2 ’dir.

2.3 Kar Yükü

Kar yükü mevcut yapının yapılacağı bölgede meteoroloji arşivinden son 30 yıla ait

yağış verileri alınarak sisteme yüklenmiştir. (Kaynak: www.dmi.gov.tr) Bu bilgilere

göre 25.02.1983 tarihinde 74 cm yüksekliğinde yağan kar sisteme etkitilen kar

yükünü hesaplamamızda yardımcı olmuştur. Bu bilgiye göre ; karın biri hacim

12

yoğunluğu 150 3kg/m olduğundan kar yükü; 0,75×150= 112,5 2kg/m olarak

alınmıştır ve sisteme dış yük olarak girilmiştir. Elde edilen bu değer TS498 ‘in

öngördüğü değerden daha elverişsizdir.

2.4 Rüzgar Yükü

Rüzgar yükü de meteorolojik verilere dayanılarak elde edilmek istenmiştir. En hızlı

rüzgar 13.04.1985 tarihinde 112,7 km/h ‘tir ve bu değer 31,31 m/s ‘ye eşittir. Rüzgar

yükü 2

1600

vq = ile hesaplandığında bulunan değer

2231,31

0,61 /1600

q kN m= =

olmaktadır. Fakat TS498 ‘in 9-20 m yüksekliğindeki yapılar için önerdiği 0,8 2kN/m

değeri daha elverişsiz olduğundan ve de yapımızın yüksekliği 14,02 m olduğundan

bu değer rüzgar yükü olarak kullanılmıştır. Yine yönetmeliğe göre rüzgarın esme

yönü rüzgar yükünde etkili olduğundan ( basınç veya çekme yükü) sistemde +x, -y,

+y, -y yönünde rüzgar yüklemeleri yapılarak bu yüklemeler ilgili kombinasyonlarda

kullanılmıştır ve en elverişsiz durum elde edilmeye çalışılmıştır.

2.5 Kren Yükleri

Yapıda bir gözde 10 t ve 20 t olmak üzere iki, iki gözde toplamda dört adet kren

mevcuttur. Kren tipleri ABUS firmasının ürettiği ZLK Double Girder Cranes olarak

seçilmiştir.

10 t taşıma kapasiteli kren için:

R=2900 mm (Đki kren rayı arası mesafe), Rmax = 64,5 kN, Rmin = 15,7 kN


R=2900 mm (Đki kren rayı arası mesafe), Rmax = 123 kN, Rmin = 26,1 kN

2.6 Deprem Yükleri

Deprem yükü Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik

Bölüm-2 ‘ ye uygun olarak hesaplanmıştır. Sistem için gerekli olan deprem hesap

parametrileri bu bölümden alınmıştır. Yapının deprem hesabı hem mod birleştirme

hem de eşdeğer deprem yükü için analiz programında yaptırılmıştır. Mod birleştirme

yöntemi ile bulunan değerler eşdeğer deprem yöntemi ile bulunan değerlerin belirli

13

katından daha az çıktığı için uygun katsayılar ile çarpılarak sistemin deprem hesabı

mod birleştirme yöntemine göre yapılmıştır.

Elastik Đvme Spektrumu’nun ordinatı olan Elastik Spektral ivme, Sae(T), Spektral

Đvme Katsayısı ile yercekimi ivmesi “g” ’nin carpımına karşı gelmektedir.

0A(T)=A .I.S(T) (2.1)

aeS (T)=A(T).g (2.2)

Etkin yer ivmesi katsayısı adını alan 0A için değerler aşağıdaki tablodan alınmıştır.

Çizelge 2. 1: Etkin yer ivmesi katsayıları

Deprem Bölgesi 0A

1 0,40 2 0,30 3 0,20 4 0,10

S(T) değeri yerel zemin koşullarına ve bina doğal periyodu T’ye bağlı olarak

hesaplanacaktır.

AS(T)=1+1,5.T/T A(0 T T )≤ ≤ (2.3a)

S(T)=2,5 A A(T T T )≤ ≤ (2.3b)

0,8BS(T)=2,5.(T /T) B(T>T ) (2.3c)

Çizelge 2. 2: Yerel Zemin Sınıfı

Yerel Zemin Sınıfı AT (sn) BT (sn)

Z1 0,10 0,30 Z2 0,15 0,40 Z3 0,15 0,60 Z4 0,20 0,90

Yapı birinci derece deprem bölgesinde olduğundan 0A =0,40 olarak alınmıştır. Bina

önem katsayısı tabloya göre endüstri yapıları için I=1 olarak alınmıştır. Binanın

deprem hesabında kullanılacak olan hareketli yük katılım katsayısı aşağıdaki

çizelgeye göre n=0,30 olarak alınmıştır.Yapının sondaj bilgileri bölgede yapılan

sondajdan alınmıştır. Bu bilgilere göre Zemin sınıfı Z3 tür. Bu zemin sınıfına karşılık

gelen zemin periyotları da çizelgede verildiği üzere AT =0,15sn ve BT =0,60 ’dir.

14

Çizelge 2. 3: Bina Önem Katsayısı

Binanın Kullanım Amacı veya Türü

Bina Önem Katsayısı (I)

1. Deprem sonrası kullanımı gereken binalar ve tehlikeli madde içeren binalar: a) Deprem sonrasında hemen kullanılması gerekli binalar (Hastaneler, dispanserler, sağlık ocakları, itfaiye bina ve tesisleri, PTT ve diğer haberleşme tesisleri, ulaşım istasyonları ve terminalleri,enerji üretim ve dağıtım tesisleri; vilayet, kaymakamlık ve belediye yönetim binaları, ilk yardım ve afet planlama istasyonları) b) Toksik, patlayıcı, parlayıcı, vb özellikleri olan maddelerin bulunduğu veya depolandığı binalar

1,5

2. Đnsanların uzun sureli ve yoğun olarak bulunduğu ve değerli eşyanın saklandığı binalar: a) Okullar, diğer eğitim bina ve tesisleri, yurt ve yatakhaneler, askeri kışlalar, cezaevleri, vb. b) Müzeler

1,4

3.Đnsanların kısa sureli ve yoğun olarak bulunduğu binalar: Spor tesisleri, sinema, tiyatro ve konser salonları, vb.

1,2 4. Diğer binalar Yukarıdaki tanımlara girmeyen diğer binalar (Konutlar, işyerleri, oteller, bina türü endüstri yapıları, vb)

1,0

Çizelge 2. 4: Hareketli yük katılım katsayısı

Binanın Kullanım Amacı n Depo, antrepo, vb. 0,80

Okul, oğrenci yurdu, spor tesisi, sinema, tiyatro, konser salonu, garaj,lokanta, mağaza, vb.

0,60

Konut, isyeri, otel, hastane, vb. 0,30

Şekil 2.1 ‘deki tasarım ivme spektrumundan doğrusal elastik davranış göz önüne

alınarak bulunan elastik deprem yükü deprem yükü azaltma katsayısına ( aR )

bölünerek azaltılacaktır. Denklem 2.4a ve 2.4b ‘deki R değeri taşayıcı sistem

davranış katsayısıdır ve sistem için seçilen katsayı her iki yön için de R=4 ‘ tür.

Böylece sistem simetrik düzeyi normal sistem olarak çözülmüştür.

15

Şekil 2. 1: Tasarım Đvme Spektrumu

a AR (T)=1,5+(R-1,5).T/T A(0 T T )≤ ≤ (2.4a)

aR (T)=R A(T>T ) (2.4b)

Çizelge 2. 5: Çelik Taşıyıcı Sisteme Göre R Katsayıları

BĐNA TAŞIYICI SĐSTEMĐ

Süneklik Düzeyi Normal

Sistemler

Süneklik Düzeyi Yüksek

Sistemler

ÇELĐK BĐNALAR (3.1) Deprem yüklerinin tamamının çerçevelerle taşındığı binalar..................................................................................…. (3.2) Deprem yüklerinin tamamının, üstteki bağlantıları mafsallı olan kolonlar tarafından taşındığı tek katlı binalar.... (3.3) Deprem yüklerinin tamamının çaprazlı perdeler veya yerinde dökme betonarme perdeler tarafından taşındığı binalar (a) Çaprazların merkezi olması durumu.................................. (b) Çaprazların dışmerkez olması durumu..........................… (c) Betonarme perdelerin kullanılması durumu....................... (3.4) Deprem yüklerinin çerçeveler ile birlikte çaprazlı çelik perdeler veya yerinde dökme betonarme perdeler tarafından birlikte taşındığı binalar (a) Çaprazların merkezi olması durumu.................................. (b) Çaprazların dışmerkez olması durumu.............................. (c) Betonarme perdelerin kullanılması durumu.......................

5 -

4 - 4

5 - 4

8

4

5 7 6

6 8 7

16

DBYYHY ‘in verdiği yük ve zemin parametrilerine göre yapı 3 boyutlu olarak

Sap2000 V14.1 de modellenerek deprem hesabı yaptırılmıştır. Yatay deprem

yüklerine göre hesap yönetmeliğin ikinci bölümünün öngördüğü şekilde mod

katkılarının birleştirilmesi esasına uygun olarak tam karesel birleştirme yöntemi ile

birleştirilmiştir.

DBYYHY Bölüm 2’ ye göre binaya etkiyen toplam deprem yükü, kat kesme kuvveti,

iç kuvvet bileşenleri, yerdeğiştirme ve göreli kat ötelemesi gibi büyüklüklerin her

biri için ayrı ayrı uygulanmak üzere, her titreşim modu için hesaplanan ve eş zamanlı

olmayan maksimum katkıların istatistiksel olarak birleştirilmesi için uygulanacak

kurallar bir sonraki sayfada verilmiştir.

• s rT T< olmak üzere, göz önüne alınan herhangi iki titreşim moduna ait doğal

periyotların daima / 0,80s rT T < koşulunu sağlaması durumunda, maksimum

mod katkılarının birleştirilmesi için Karelerin Toplamının Karekökü Kuralı

Uygulanabilir.

•Yukarıda belirtilen koşulun sağlanamaması durumunda, maksimum mod

katkılarının birleştirilmesi için Tam Karesel Birleştirme (CQC) Kuralı

uygulanacaktır. Bu kuralın uygulanmasında kullanılacak çapraz korelasyon

katsayılarının hesabında, modal sönüm oranları bütün titreşim modları için

%5 olarak alınacaktır.

Ayrıca Yönetmelik Bölüm 2 ‘ye göre göz önüne alınan deprem doğrultusunda mod

birleştirme yöntemine göre birleştirilerek elde edilen bina toplam depram yükü

tBV ’nin, eşdeğer deprem yükü yönteminde hesaplanan bina toplam deprem yükü tV ’

ye oranı ( .tB tV Vβ< ) 0,80β = ’den küçük olması durumunda (A1, B2 ve B3

düzensizliklerinden birinin bulunmaması durumu) mod birleştirme yöntemine göre

bulunan tüm iç kuvvet ve yerdeğiştirme büyüklükleri ( . / ).D t tB BB V V Bβ= oranında

büyütülmüştür.

2.7 Sıcaklık Yükü

Yapı sistemine +20 ve -20 derece aralığında toplam 40 derecelik ısı farkı

uygulanmıştır.

17

3. HESAP ESASLARI

3.1 Malzeme Özellikleri

3.1.1 Mekanik özellikler

Tasarımda kullanılmış olan yapı çelikleri için hesaplarda göz önüne alınacak

mekanik özellikleri aşağıdaki çizelgede verilmiştir.

Çizelge 3. 1: Çelikler ve Mekanik Özellikleri

Ayrıca başlıklarının et kalınlığı en az 40 mm olan hadde profillerinde, kalınlığı en az

50 mm olan levhalar ve bu levhalar ile imal edilen yapma profillerde, ASTM A 673

uyarınca yapılacak olan testlerde belirlenen Charpy-V-Notch (CVN) dayanımı

(çentik dayanımı) değeri 21,8° ’de 27Nm (=27 Joule) olduğu kabul edilmiştir.

3.1.2 Hesap yöntemi

Bu yapı sisteminde, lineer elastik malzeme kabulü ile emniyet gerilmesi hesabı

kullanılmıştır. Yapı analiz hesapları için gerekli tasarım kuralları ve detaylar aşağıda

sıralanan şartname ve yönetmeliklere uygun olarak yapılmıştır.

1-TS 498- Yapı elemanlarının boyutlandırılmasında alınacak hesap değerleri 2-TS 648- Çelik yapıların hesap ve yapım kuralları 3-TS 3357- Çelik yapılarda kaynaklı birleşimlerin hesap ve yapım kuralları 4-ĐMO- 01/2008 Çelik yapılarda kaynaklı birleşimler 5-ĐMO- 02/2008 Çelik yapılarda emniyet gerilmesi esasına göre hesap ve proje

esasları

18

3.2 Yük Kabulleri ve Yükleme Halleri

3.2.1 Gerilme ve stabilite tahkikleri

Gerilme ve Stabilite tahkikleri için boyutlandırmada göz önüne alınan yükler TS

498 ‘den alınmıştır.

3.2.2 Yük grupları

Bir yapıya etki eden yükler esas yükler ve ilave yükler olarak ikiye ayrılır.

3.3 Yükleme Durumları

3.3.1 Esas yükler

Esas yükler; öz yükleri, faydalı ve hareketli yükleri, kar yüklerini (rüzgarsız) ,

makinaların kütle kuvvetlerini kapsar. Yapıya etkiyen esas yükler aşağıda

tanımlanmıştır.

D: Yapının kendi ağırlığı ve kaplama ağırlığı

S: Kar yükü

3.3.2 Đlave yükler

Đlave yükler; rüzgar etkisini, deprem etkisini, krenlerde fren kuvvetlerini ve yanal

çarpma kuvvetlerini kapsar. Yapıya etkiyen ilave yükler aşağıda verilmiştir.

W: Rüzgar yükü

E: Deprem yükü

T: Sıcaklık yükü, krenlerde fren ve yanal çarpma kuvvetleri

K: Kren fren yükü

3.3.3 Esas yükleme (EY), (H)

Esas yükleme (EY), sadece esas yükleme durumudur.

3.3.4 Esas ve ilave yükleme (EĐY), (HZ)

Esas ve Đlave yükleme (EĐY), esas yükler ile birlikte ilave yüklerin de olduğu

durumdur.

19

3.3.5 En elverişsiz durum yüklemesi

Boyutlandırma ve kesit tahkikleri için; bir arada etkime olasılıkları bulunan yük

durumları göz önünde tutulur. Bu yapıda “ĐMO Standart – 02.R-01/2008 “Çelik

Yapılar Emniyet Gerilmesi Esasına Göre Hesap ve Proje Esasları” tarafından

önerilen aşağıdaki yük kombinasyonları kullanılmıştır.

a) D (H)

b) D + L + ( Lr veya S ) (H)

c) D + L + ( Lr veya S ) + T (HZ)

d) D + L + S + W/2 (HZ)

e) D + L + S/2 + W (H)

f) 0,9D ± E/1,4 (HZ)*

g) D + L + S + E/1,4 (HZ)*

h) D + ( W veya E/1,4 ) (HZ) veya (HZ)*

i) D + L + ( W veya E/1,4 ) (HZ) veya (HZ)*

j) D + L + ( W veya E/1,4 ) + T (HZ) veya (HZ)*

Bu yük kombinasyonlarında kullanılan ifadelerin anlamı aşaığda görülmektedir:

D: Ölü yükler, kren yükü ve makinaların kütle kuvvetleri

L: Hareketli yükler

Lr: Çatılarda hesaba katılacak hareketli yükler ve su birikmesi ile oluşan etkiler

S: Kar yükü

W: Rüzgar yükü

E: Deprem yükü

T: Sıcaklık değişimi ve mesnet çökmesi nedeni ile oluşan etkiler, krenlerde fren ve

yanal çarpma kuvvetleri

NOT: (HZ) Halinde kombinasyonda deprem yükü yoktur. (H) ile ilgili emniyet

gerilmeleri 1,15 ile büyütülecektir.

(HZ)* Halinde kombinasyonda deprem yükü vardır. Emniyet gerilmeleri 1,33

ile büyütülecektir.

20

3.4 Boyutlandırmada Kullanılan Enkesit Alanları

3.4.1 Kayıplı enkesitler

Enkesitlerinde bulon delikleri veya kesim kayıplarının söz konusu olduğu çubuklarda

daima kayıpsız (net) enkesitinin ağırlık ekseni göz önüne alınmıştır.

3.4.2 Deformasyon hesabında enkesitler

Deformasyon hesabında enkesit değerleri, delik veya kesit kaybı göz önüne

alınmaksızın dikkat alınır.

3.4.3 Faydalı enkesit alanı

Faydalı (net, kayıplı) enkesit alanı Fn, dolu (brüt, kayıpsız) enkesit alanından en

elverişsiz faydalı genişlil yırtılma çizgisi üzerinde yer alan delik alanlarının veya

kesim nedeniyle oluşan kayıp alanlarının çıkarılması ile elde edilmiştir.

Eğer bulon delikleri bir diagonal üzerinde veya şaşırtmalı olarak yerleştirilmişlerse

bu durumda faydalı genişlik, toplam genişlikten öngörülen yırtılma çizgisi üzerinde

yer alan bütün delik çaplarının toplamı çıkarılmak ve bunun yarısına her diyagonal

aralık için aşağıdaki miktar eklenerek saptanmıştır:

2ss=

4.g∆ (3.1)

Burada,

s∆ : Đlave edilecek genişlik (cm)

S: Birbirini izleyen iki delik arasındaki kuvvet doğrultusundaki uzaklık (cm)

g: Birbirini izleyen iki delik arasındaki kuvvete dik doğrultudaki uzaklık (cm)

Faydalı (net, kayıplı) enkesit alanı nF , elde edilen “faydalı genişlik (yırtılma çizgisi)”

ile ortalama et kalınlığı çarpılarak hesaplanır.

Bulon ve perçin delikleri dikkate alınarak hesaplanan faydalı genişlik, hiçbir

durumda toplam genişliğin %85 ‘inden fazla olamaz.

3.4.4 Delik büyüklükleri

Faydalı enkesit alanı ve faydalı genişlik hesaplarında perçin veya bulon (cıvata)

delikleri çapları, deliklerin anma (nominal) çapları 1,5mm artırılarak bulunmalıdır.

21

3.4.5 Korniyerlerde (köşebentlerde) ve U profillerinde faydalı genişlik

Köşebentlerde (korniyerlerde) brüt genişlik, kol uzunluklarının toplamından

korniyerlerde et kalınlığı ve U profillerde ise, başlık et kalınlıkları çıkarılarak elde

edilir.

Korniyerlerin karşılıklı kollarındaki delikler arasında korniyerin iç yüzeylerinden

ölçülen enlemesine mesafe, dış yüzeyden ölçülen aynı mesafeden korniyer et

kalınlığı çıkarılarak hesaplanır.

3.4.6 Enkesit alanı ( eF )

Etkili Faydal Eğer bir çekme çubuğu tarafından taşınan çekme kuvveti diğer bir

elemana veya bir düğüm noktasına, kesitini oluşturan dikdörtgen elemanların her

birinden birleşim elemanlarıyla aktarılıyorsa, bu takdirde eF etkili faydalı enkesit

alanı, nF faydalı enkesit alanı’na eşit alınır.

Eğer çekme kuvveti, çekme çubuğunun enkesitini oluşturan dikdörtgen elemanların

bazılarıyla bulon veya perçinler kullanılarak aktarılıyorsa, bu takdirde etkili faydalı

enkesit alanı eF aşağıdaki ifadeyle hesaplanır.

e nF =U×F (3.2)

Burada ” nF ” faydalı enkesit alanı, “U” azaltma faktörü’dür.

Eğer çekme kuvveti, kaynaklı olarak çekme çubuğu kesitini oluşturan dikdörtgen

elemanların bazıları ile aktarılıyorsa, etkili faydalı enkesit alanı eF ;

e gF =U×F (3.3)

Đfadesiyle hesaplanacaktır. Burada gF kesitin kayıpsız enkesit alanı’dır.

3.4.6.1 Bulonlu ve perçinli birleşimler

Eğer test sonuçlarına dayanarak veya diğer geçerli kriterlerle daha büyük değerlere

karar verilmemişse, U azalma faktörü için aşağıda verilen değerler kullanılır:

22

a) Başlık genişliği profil yüksekliğinin 2/3’ünden daha az olmayan dar veya

geniş başlıklı I profiller ve bunlardan kesilerek oluşturulan T kesitler için,

birleşimin başlık elemanına yapılmış olması halinde ve bulonlu veya perçinli

birleşimin kuvvet doğrultusunda her bir sırada en az 3 (üç) adet birleşim aracı

içermesi koşuluyla, U azaltma faktörü için aşağıdaki değer kullanılır:

U=0,90 (3.4)

b) Madde a ’da verilen koşullara uymayan dar veya geniş başlıklı I profiller,

bunlardan kesilerek oluşturulan T kesitler ve yapma profiller dahil olmak

üzere, diğer bütün kesitler için. Bulonlu veya perçinli birleşimlerin kuvvet

doğrultusunda her bir sırada en az 3 (üç) adet birleşim aracı içermesi

koşuluyla, U azaltma faktörü için aşağıdaki değer kullanılır:

U=0,85 (3.5)

c) Kuvvet doğrultusunda her bir sırada sadece 2(iki) adet birleşim aracı içeren

bulonlu veya perçinli birleşimli bütün kesitler için U azaltma faktörü

aşağıdaki gibi alınır:

U=0,75 (3.6)

3.4.6.2 Kaynaklı birleşimler

Eğer çekme kuvveti kuvvet doğrultusuna dik kaynaklarla, dar veya geniş başlıklı I

profiller ve bunlardan kesilerek oluşturularak T kesitleri oluşturan dikdörtgen

elemanların bazılarına aktarılıyorsa, bu durumda eF etkili faydalı enkesit alanı direkt

olarak yük aktarmak üzere, kaynaklı dikdörtgen enkesit elemanlarının alanlarının

toplamına eşit alınacaktır (U: 1,0).

Eğer çekme kuvveti dikdörtgen enkesitli bir çekme çubuğuna kuvvet doğrultusuna

paralel iki kenarında yer alan boyuna doğrultudaki kaynaklarla aktarılıyorsa,

kaynakların uzunluğu “( l )” çekme çubuğu genişliğinden (w) daha küçük

olmayacaktır.

eF etkili faydalı enkesit alanı değerlerini hesaplamak için e gF =U×F ifadesinde

kullanılacak U azaltma faktörü değerleri, test sonuçlarına veya etkili kriterlere

dayanılarak daha büyüğüne karar verilemiyorsa, “w” dikdörtgen enkesitli çekme

çubuğunun eni (boyuna kaynak dikişleri arasındaki uzaklık) ve “ l ” kaynak boyu

olmak üzere, aşağıdaki gibi alınacaktır:

23

3.5 Stabilite

Yapının tümsel stabilitesi ve her bir basınç çubuğunun stabilitesi

sağlanmalıdır.Yapının deforme olmuş hali üzerinde oluşan ikinci mertebe yüklerin

etkisi göz önünde tutulmalıdır.

3.6 Yerel Burkulma

3.6.1 Çelik kesitlerin sınıflandırılması

Çelik kesitler “kompakt kesitler” ve “kompakt olmayan kesitler” olarak ikiye

ayrılırlar.

Bir kesitin kompakt olarak nitelendirilebilmesi için, başlık elemanları gövde

levhasına veya levhalarına sürekli olarak birleştirilmiş olması ve bunların basınca

çalışanlarının (genişlik/ kalınlık) oranlarının “Tablo 3.2de” verilen sınır (genişlik/

kalınlık oranlarını aşmaması gerekir.

Kompakt olarak nitelendirilmeyen çelik kesitler, eğer basınç elemanlarının (genişlik/

kalınlık) oranları “Tablo 3.2de” kompakt olmayanlar için verilmiş olan sınır

değerleri aşmıyorlarsa, “kompakt olmayan kesitler” olarak sınıflandırılırlar.

Eğer herhangi bir basınç elemanının (genişlik/ kalınlık) oranı bu son sınır değerleri

aşarsa, bu kesit bir “narin elemanlı kesit” olarak sınıflandırılır.

3.7 Tahkikler

3.7.1 Genel

Genel olarak gerilmeler ve mesnet reaksiyonları her yükleme için ayrı ayrı

belirlenmelidir.

Böylece elde edilebilen değerlerin en elverişsiz olası bileşik etkileri, birbirilerine

eklenip toplanarak hesaplanır.

Enkesitler boyutlandırıldıktan sonra, en çok etkilenen kesitlerde gerilmelerin

oluşturuldukları en büyük değerler saptanır ve emniyet gerilmesi ile karşılaştırılır.

Bu tahkikler EY ve EĐY yükleme durumları için ayrı ayrı yapılmalıdır.

24

Çizelge 3. 2: Kesitlerin genişlik/kalınlık oranları

Burada,

bσ :Eğilme emniyet gerilmesi 2kN/cm

aσ :Akma sınır gerilmesi 2kN/cm

abσ :Başlık malzemesinin akma sınır gerilmesi 2kN/cm

ebσ :Sadece basınç kuvveti etkimesi halinde hesaplanan gerilme 2kN/cm

D: Dış çap

t: Kalınlık

:g

t Gövde et kalınlığı

25

h/t>70 olması halinde c 0,46

4,05k =

(h/t) (3.7)

Aksi halde ck = 1,0

3.7.2 Yapılması gereken tahkikler

Yapılması gerekli tahkikler aşağıda gösterilmiştir:

- Gerilme tahkikleri

- Stabilite Tahkikleri

- Devrilme Tahkikleri

- Deformasyon Takikleri

Bu tahkikler imalat, nakliye, montej ve işletme durumlarında yapılmalıdır.

3.7.3 Genel gerilme tahkikleri

Genel gerilme tahkikleri tablo 3.2 de tanımlanan boyutlandırmaya esas alınan

Enkesit değerleri ile EY (esas yükleme) ve EĐY (esas ve ilave yükleme) yükleme

halleri için ayrı ayrı yapılır.

Hareketli yükler için bu tahkiklerde titreşim katsayısı da göz önünde tutulmalıdır.

3.7.4 Stabilite tahkikleri

Stabilite tahkikleri “burkulma”, “buruşma” ve “yanal burkulma” tahkiklerini

kapsar.

3.7.5 Devrilme tahkiki

Devrilme Tahkikinde her bir yapı kısmının devrilme emniyet katsayısı en az 2

olmalıdır. Bazı özel hallerde bu katsayı 1,5 alınabilir. Mesnetlerde kalkmaya karşı

emniyet katsayısı, örneğin sürekli kirişlerde en az 1,3 olmalıdır. Yapının tümünün

devrilme emniyet katsayısı en az 1,5 olmalıdır.

3.7.6 Deformasyon tahkikleri

Kullanma amacı ve konstruktif bakımdan gereken hallerde deformasyonlar

irdelenecek ve sınırlandırılacaktır. Öz yüklerden ileri gelen deformasyonlar, “ters

sehim” verilerek giderilebilir. Açıklığı 5,0 m ‘den fazla olan kiriş aşıkların sehimleri

açıklığın 1/300 ‘ünden, konsol kirişlerin ucundaki sehim ise konsol uzunluğunun

1/250 ‘sinden fazla olmamalıdır.

27

4. YAPI ELEMANLARININ BOYUTLANDIRILMASI

4.1 Aşıkların Boyutlandırılması

4.1.1 Aşıkların hesabı için yük analizi

Dead : Ölü ağırlığı SAP2000 programı otomatik olarak hesaplamaktadır. Kaplama Yükü : 0,16 kN/m² Kar Yükü : 1,125 kN/m² Rüzgar Yükü : 0,8 kN/m² Sıcaklık Yükü : ± 20° Aşık + Gergi Yükü : 0,10 kN/m² Cam Yükü : 0,30 kN/m²

4.1.2 INP120 Đçin aşık hesabı

Şekil 4. 1: Aşık Profili Kesiti

Rüzgar yükü : α=5,71° için 1,2×sin5,71°-0,4 = -0,28 kN/m olduğundan

azaltıcı etkidedir.

Kar Yükü : 1,125×1,708 = 1,923 kN/m

Kaplama Yükü : 0,16×1,708 = 0,273 kN/m

Aşık + Gergi : 0,10×1,708 = 0,171 kN/m

Toplam Yük ( Tq ) : 1,923 + 0,273 + 0,171 = 2,367 kN/m

28

x Tq =q ×cosα (4.1)

y Tq =q ×sinα (4.2)

Xq = Tq ×cosα = 2,367×cos5,71° = 2,355 kN/m

Yq = Tq ×sinα = 2,367×sin5,71° = 0,236 kN/m

2q LM=

11

× (4.3)

2 2X

X

q ×L 2,355×5M = = =5,352

11 11kNm

2 2Y

Y

q ×L 0,236×5M = = =0,536

11 11 kNm

INP120 için Wx = 54,70 cm³, Wy = 7,41 cm³ olduğundan;

yX

x y

MMσ= + 14

W W≤ kN/cm² olmalıdır. (4.4)

535,2 53,6σ= + =17,02

54,70 7,41 kN/cm² > 14 kN/cm² olduğundan

aşık ½ gergili yapılacaktır.

2 2Y

Y

q ×(L/2) 0,236×(5/2)M = = =0,134

11 11kNm

535,2 13,4σ= + =11,59

54,70 7,41 kN/cm² < 14 kN/cm² olduğundan kesit yeterlidir.

Aşık tipi INP120 ½ gergili olarak belirlenmiştir.

29

4.2 Kuşakların Boyutlandırılması

Şekil 4. 2: Kuşak Bağlantı Detayı

2kq =0,26 kN/m

2rq =0,64 kN/m

Burada kq kaplama yükü, rq rüzgar yüküdür. Kuşak aralığı düşeyde 1,5 m olarak

teşkil edilecektir. Yatay aralık ise iki kolon aralığı olan 5 m ‘dir. Buna göre ;

xq =0,64.1,5=0,96 kN/m

yq =0,26.1,5=0,39 kN/m olarak elde edilir.

Kesitin zayıf ve kuvvetli eksenlerinde oluşan eğilme momentleri;

2

x

0,96.5M = =3 kNm=300 kNcm

8

2

y

0,39.2,5M = =0,3047 kNm=30,47 kNcm

8 olarak elde edilir.

y 2xem

x y

MMσ= + σ =14 kN/cm

W W≤ olmak üzere,

2 2em

300 30,47σ= + =10,87 kN/cm σ =14 kN/cm

41,2 8,49≤

olduğundan UNP120 kuşak profili olarak yeterlidir.

30

4.3 Kren Hesabı

Şekil 4. 3: Kren Taşıma Kapasiteleri

Yapıda bir gözde 10 t ve 20 t olmak üzere iki, iki gözde toplamda dört adet kren

mevcuttur. Kren tipleri ABUS firmasının ürettiği ZLK Double Girder Cranes olarak

seçilmiştir. Bir gözdeki iki kren birbirilerine en fazla 180 cm yaklaşabilmektedir.

Kren köprüsü açıklığı S = 18 m ‘dir. Kren kirişi mesafesi 10 m ‘ dir ve bu kirişler

basit mesnetli olarak teşkil edilmiştir.

4.3.1 Kren bilgileri


R=2900 mm (Đki kren rayı arası mesafe), Rmax = 64,5 kN, Rmin = 15,7 kN


R=2900 mm (Đki kren rayı arası mesafe), Rmax = 123 kN, Rmin = 26,1 kN

Maksimum yük durumları için elde edilen kren mesnet reaksiyonları SAP2000

programında hareketli yük olarak (moving load) kren kirişi üzerinde gezdirilerek en

elverişsiz kren kirişi reaksiyonları elde edilecektir. Bu şekilde bulunan moment,

kesme kuvveti, mesnet reaksiyonları kren kirişinin ve de kolona oturan kren kirişinin

mesnet tasarımında önemli rol oynayacaktır. Bir sonraki sayfada kren kirişindeki

maksimum yük durumu ile minimum yük durumu şekillerle gösterilmiştir.

31

Şekil 4. 4: Kren Maksimum Yük Durumu

Şekil 4. 5: Kren Minimum Yük Durumu

4.3.2 Kren ölü ağırlığı (yüksüz durumdaki ağırlık)


64,5×2 + 15,7×2 = 160,4 kN (Tablodan alınan değerlere göre yüklü haldeki durum)

160,4 – 100 = 60,4 kN (Yüksüz durumdaki kren köprüsü ağırlığı)

60,4 / 2 = 30,2 kN (Bir düğüm noktasına düşen yük)


123,5×2 +26,1×2 =298,2 kN (Tablodan alınan değerlere göre yüklü haldeki durum)

298,2 – 200 = 98,2 kN (Yüksüz durumdaki kren köprüsü ağırlığı)

98,2 / 2 = 49,1 kN (Bir düğüm noktasına düşen yük)

4.3.3 Kren kirişi hesabı

Kren kirişi boyu 10 m ‘ dir.

Kren Grubu II ( DIN120 - Tablo 1 )

ψ Denk katsayısı Grup II için 1,4 ‘tür. ( DIN120 - Tablo 5 )

ϕ Vurma katsayısı 1 m/sn v 1,5 m/sn≤ ≤ için 1,1 ‘ dir. ( DIN120 - Tablo 5 )

32

Şekil 4. 6: Kren Maksimum Yük Durumu Đçin Sap2000 Analiz Sonuçları

Şekil 4. 7: Kren Minimum Yük Durumu Đçin Sap2000 Analiz Sonuçları

33

Seçilen profil HE800A ‘dır. Model SAP2000 ortamında hazırlanıp kren yükleri

modele “Moving Load” olarak etkitilmiştir. Moment ve mesnet reaksiyonları

1,1G+1,4W ‘den elde edilmiştir. Sehim kontrolü ise max

Lf

800≤ olacak sekilde G+W

kombinasyonundan sağlanmıştır.

4.3.3.1 Kren fren kuvvetleri

Boyuna fren kuvveti

10 t taşıma kapasiteli kren için: 64,5× 2 + 15,7 ×2 = 160,4 kN →160,4 / 2 =80,2 kN

20 t taşıma kapasiteli kren için: 123,5× 2 +26,1 ×2 =298,2 kN →292,8 / 2 =149,1 kN

TOPLAM →80,2 + 149,1 = 229,3 kN

Boyuna fren kuvveti : W

7 olduğundan;

229,332,76

7= kN‘dur. (4.5)

Çarpma kuvveti

Çarpma kuvveti : W

10 olduğundan;

229,322,93

10= kN’ dur. (4.6)

Not: 10 m ‘lik Kren kirişi zayıf eksende üst başlığından her 1 m ‘ de bir tutuludur.

Şekil 4. 8: Kren Kirişi Zayıf Ekseninde Çarpma Kuvvetlerinden Oluşan Momentler

4.3.4 Kren kesiti hesabı

Şekil 4. 9: Kren Kirişi ve Kren Rayı Özellikleri

34

yb

ci

40≥ (4.7)

Kren kirişi boyutlandırılırken yb

ci

40≥ olması durumunda kirişte yanal burkulma

tahkiki gerekmez.

Burada ybi basınç başlığı ve gövdenin basınç bölgesinin 1/3 ‘ünden oluşan kesitin,

gövde düzlemi içinde kalan kesit asal eksenine göre hesaplanmış atalet yarıçapı; c ise

zayıf eksende kren kirişinin tutulu olduğu mesafedir.

Buna göre ybi hesabı aşağıda yapılmıştır. ybi hesabında A55 kren rayı hesaba

katılmamıştır. Çünkü bu ray kren kirişine sürekli olarak kaynaklı teşkil edilmemiştir.

Ii=

A (4.8)

3 3' 2 2x

30.2,8 1,5.12,23I = +2,8.30.38,1 + +1,5.12,23.31,985

12 12

'xI =54,88+121935,24+228,66+18767,67

' 4xI =140986,45 cm

'x

yb

I 140986,45i = = =22,20 cm

A 286 elde edilir.

Şekil 4. 10: Kren Kirişinin Tutulu Olduğu Noktalar

35

c 100= =2,5 cm

40 40 olduğundan yb

ci

40≥ koşulu sağlanmıştır ve kren kirişi için yanal

burkulma tahkikine gerek yoktur. C mesafesi uzerinde yürüme yolu olacağından bu

yürüme yolunu korniyerler ile taşıtabilmek için bir metre mesafe seçilmiştir.

Kren hesabı Sap2000 programı ile kren kirişi tanımlanıp üzerindeki yük moving load

olarak tanımlanmıştır ve kesit tesirleri bu şekilde elde edilmiştir.

Kren kirişine sadece düşey yönde maksimum yükleme yapıldığında kiriş ortasında

Mx=803,66 kNm ‘lik bir açıklık momenti oluşmaktadır ve bu H yüklemesidir. HZ

yüklemesinde ise kuvvetli yönde aynı moment elde edilirken zayıf yönde My=5,03

kNm’ lik bir moment elde edilir. Bu sırada Kren kirişine gelen maksimum basınç

kuvveti ise P=32,76 kN’luk bir kuvvet etki etmektedir.

Sl=

i → kx

kx

S 1000l = = =30,67

ix 32,6 ise w=1,17 elde edilir. (4.9)

Kren kirişleri;

(H) Durumunda; xem

x

Mσ= σ

W≤ (4.10)

(HZ) Durumunda; yxem

x y

MMPσ=w. +0,9. +0,9. σ

A W W≤ olmalıdır. (4.11)

2 2em

80366σ= =10,46 kN/cm σ =16 kN/cm

7680≤

2em

32,76 80366 503σ=1,17. +0,9. +0,9. =10,88 kN/cm σ 16 kN/cm

286 7680 843≤ elde edilir.

Kren Kirişinin Maksimum Yük altında deplasmanı 0,96 cm’ dir. Kren kirişinin

güvenli bir şekilde çalışabilmesi için gerekli olan maksimum deplasman sınırı L

800’

dür. Buna göre 1000

1,25800

= cm olduğundan 1,25>0,96 cm ‘dir ve kren kirişi

deplasman bakımından da yeterlidir.

36

Şekil 4. 11: Kren Yük Durumları

Şekil 4. 12: Kren Yük Kombinasyonu Örneği

4.4 Kolonların Boyutlandırılması

4.4.1 HE650A Orta kolon hesabı

Şekil 4. 13: HE650A Orta Kolon Kesit Özellikleri

37

DBYBHY TABLO 4.3 ‘e göre süneklik düzeyi normal sistemler için;

s

a

Eb5,0.

2t σ≤ olmalıdır. (Tablo 4.3 – Enkesit Koşulları) (4.12)

b 300= =5,769

2t 2×26 ≤ s

a

E 210005,0× =5× =138,169

σ 27,5 Koşul sağlanmaktadır.

ĐMO-02-Tablo 3.2b ‘ye göre basınç başlığında kompaktlık tahkiki;

b=300/2=150 , t=26 olmak üzere ,

b 150= =5,769

t 26≤

a

54 54= =10,297

σ 27,5 olduğundan kesit kompakttır. (4.13)

Eksenel Basınç Kuvveti ile Momentin Aynı Anda Etkimesi Hali (ĐMO-02, 4.5)

my byeb mx bx

bem eb ebBx' By'

ex ey

C ×σσ C ×σ+ + 1,0

σ σ σ1- ×σ 1- ×σσ σ

≤

(ĐMO-02, 4.125) denklemi ve (4.14)

byeb bx

a Bx By

σσ σ+ + 1,0

0,6.σ σ σ≤ (ĐMO-02, 4.16) formülleri sağlanmalıdır. (4.15)

Eğer eb

bem

σ0,15

σ≤ (ĐMO-02, 4.127) formülleri sağlanırsa ; (4.16)

byeb bx

bem Bx By

σσ σ+ + 1,0

σ σ σ≤ (ĐMO-02, 4.128) formülü kullanılır. (4.17)

Formüldeki Đfadelerin Anlamları ve Değerleri

• ebσ , Eksenel basınç kuvvetine göre hesaplanan gerilme,

2eb

P 140,018σ = = =0,579 kN/cm

A 242 (4.18)

38

• bemσ , Sadece eksenel basınç kuvveti etkimesi halinde burkulma emniyet

gerilmesi,

ĐMO-02, 4.2.2.2 Kompakt ve Kompakt Olmayan Kesitli ve Merkezi Basınç Kuvveti

Etkisindeki Basınç Çubuklarında Gerilme Tahkiki;

kxx

x

S 260λ = = =9,665<20

i 26,9 , ky

y

y

S 730λ = = =104,73

i 6,97 olduğundan λ=104,73

2

p

a

2×π ×Eλ =

σ (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2×π ×21000λ = =122,774

27,5 (4.19)

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →

(ĐMO-02, 4.17c) (4.20)

olduğundan,

3104,73 104,73

n=1,5+1,2× -0,2× =2,399122,774 122,774

elde edilir.

Eğer

2

a

p

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n

≤ → (ĐMO-02, 4.13) olduğundan, (4.21)

2

2bem

1 104,731- × ×27,5

2 122,774σ = =7,27 kN/cm

2,399

elde edilir.

2bemσ =7,27 kN/cm

eb

bem

σ 0,579= =0,0796 0,15

σ 7,27≤ (ĐMO-02, 4.127) sağlandığından,

byeb bx

bem Bx By

σσ σ+ + 1,0

σ σ σ≤ (ĐMO-02, 4.128) için kontrol yapılır.

• Bσ , Sadece eğilme momenti etkimesi halinde eğilme-basınç emniyet gerilmesi,

Bxσ hesabı;

39

bL , Basınca çalışan başlık elemanının yanal olarak tutulmuş uzunluğu olmak

üzere,

bL =730 cm ’dir ve bu değer ĐMO-02, 4.53c,d ‘de verilen cL değerlerinden en

küçüğünü aşmamalıdır.

bc

a

63×bL =

σ ve c

b a

13790L =

(d/A ) σ× (ĐMO-02, 4.53c,d) ‘dir. (4.22)

Burada bb kirişin cinsinden başlık genişliği , d kirişin yüksekliği olup cm

boyutundadırlar. bA ise kirişin başlık enkesit alanı olup 2cm boyutundadır.

c

63×30L = =360,408

27,5 ve c

13790L = =611,147

((64/(2,6×30))×27,5) olarak hesaplanmıştır.

Koşul sağlanamadığı için ĐMO-02, 4.3.1.3 Kompakt ve kompakt olmayan kesitli,

basınç başlığı cL ’den daha büyük uzunlukta yanal harekete karşı tutulmamış durum

için hesap yapılır.

Şekil 4. 14: HE650A için ybi hesabı

l basınç başlığının burulmaya karşı tutulduğu kesitler arası mesafenin cm cinsinden

degeri ve yb

i basınç başlığı ile gövdenin basınca çalışan kısmının 1/3 ‘ünden oluşan

kesitin, gövde düzlemi içinde kalan kesit eksenine göre hesaplanmış atalet yarıçapı

olmak üzere,

yb

l 1150= =38,448

i 29,91olarak elde edilir.

b

a

70327×C

σ, b

a

351633×C

σ olmak üzere; (4.23)

40

Eksenel basınç ve eğilme halinde Bxσ ve Byσ hesabında bC =1,0 alınır. (ĐMO-02,

4.48b)

b

a

70327×C 70327×1= =50,570

σ 27,5 , b

a

351633×C 351633×1= =113,078

σ 27,5

olduğundan

ybl/i değeri (ĐMO-02, 4.63b) koşulunu sağlamadığından ( narinlik istenilen aralıkta

olmadığından)

ĐMO-02, 4.67b ‘deki formül ile herhangi bir ybl/i değeri için Bσ hesaplanır.

bBx a

b

8274×Cσ = 0,6×σ

l×d/A≤ (ĐMO-02, 4.67b) (4.24)

2 2Bx a

8274 1σ = =13,814 kN/cm 0,6 σ =0,6 27,5=16,5 kN/cm

730 64/(2,6 30)

×≤ × ×

× × elde

edilir.

2Bxσ =13,814 kN/cm

By aσ =0,75 σ× (ĐMO-02, 4.69) olmak üzere, (4.25)

2Byσ =0,75 27,5=20,625 kN/cm× olarak elde edilir.

• bσ , eğilme momentine göre hesaplanan eğilme-basınç gerilmesi,

2xbx

x

M 68240,616σ = = =12,475 kN/cm

W 5470

y 2by

y

M 47,593σ = = =0,061 kN/cm

W 782

Sonuç:

byeb bx

bem Bx By

σσ σ+ + 1,0

σ σ σ≤ (ĐMO-02, 4.128) için kontrol yapılır.

0,579 12,475 0,061+ + =0,0786+0,903+0,003=0,985 1,0

7,27 13,814 20,625≤ olduğundan HE650A

yeterlidir.

41

Kesme Kuvveti Kontrolü;

ih =588 ve gt =13,5 olmak üzere i gh /t =588/13,5=43,56 değeri elde edilir.

a316/ σ =60,259

i g a em ah /t 316/ σ τ =0,4 σ≤ → × (ĐMO-02, 4.76b, 4.77) (4.26)

maxV = 306,47 kN ise;

2 2V 306,47τ= = =1,266 kN/cm 0,4 27,5=11 kN/cm

A 242≤ × kesit yeterlidir.

4.4.2 HE280A Örgü çerçeve kolonu hesabı

Şekil 4. 15: HE280A Çerçeve Kolonu Kesit Özellikleri


s

a

Eb5,0

2t σ×≺ olmalıdır. (Tablo 4.3 – Enkesit Koşulları)

b 280= =10,769

2t 2×13 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =138,169

σ 27,5× Koşul sağlanmaktadır.


b=280/2=140 , t=13 olmak üzere ,

b 140= =10,769

t 13≥

a

54 54= =10,297

σ 27,5 olduğundan kesit kompakt değildir.


my byeb mx bx

bem eb ebBx' By'

ex ey

C σσ C σ+ + 1,0

σ σ σ1- σ 1- σσ σ

× ×≤

× ×

(ĐMO-02, 4.125) formülü ve

42

byeb bx

a Bx By

σσ σ+ + 1,0

0,6 σ σ σ≤

× (ĐMO-02, 4.16) formülleri sağlanmalıdır.

Eğer eb

bem

σ0,15

σ≤ (ĐMO-02, 4.127) formülleri sağlanırsa ;

byeb bx

bem Bx By

σσ σ+ + 1,0

σ σ σ≤ (ĐMO-02, 4.128) formülü kullanılır.



2eb

P 229,937σ = = =2,363 kN/cm

A 97,3


gerilmesi,

-ĐMO-02, 4.2.2.2 Kompakt ve Kompakt Olmayan Kesitli ve Merkezi Basınç Kuvveti

Etkisindeki Basınç Çubuklarında Gerilme Tahkiki

kxx

x

S 260λ = = =21,845

i 11,9 , ky

y

y

S 340λ = = =48,571

i 7 olduğundan λ=48,571

2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =122,774

27,5

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →

(ĐMO-02, 4.17c) olduğundan,

348,571 48,571

n=1,5+1,2× -0,2× =1,962122,774 122,774

elde edilir.

Eğer

2

a

p

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n

≤ → (ĐMO-02, 4.13) olduğundan,

43

2

2bem

1 48,5711- × ×27,4

2 122,774σ = =12,919 kN/cm

1,962

elde edilir.

2bemσ =12,919 kN/cm

eb

bem

σ 2,363= =0,18 0,15

σ 12,919≥ (ĐMO-02, 4.127) sağlamadığından,

(ĐMO-02, 4.125) formülü ve(ĐMO-02, 4.16) formülleri sağlanmalıdır.

• mx myC =C =0,85 Yanal hareketi serbest çerçeve kolonlarda. (ĐMO-02, 4.131a)



üzere,



bc

a

63 bL =

σ

× ve c

b a

13790L =

(d/A ) σ× (ĐMO-02, 4.53c,d) ‘dir. Burada bb kirişin cinsinden

başlık genişliği , d kirişin yüksekliği olup cm boyutundadırlar. bA ise kirişin başlık

enkesit alanı olup 2cm boyutundadır.

c

63 28L = =336,381

27,5

× ve c

13790L = =676,035

(27/(1,3 28)) 27,5× × olarak hesaplanmıştır.




Şekil 4. 16: HE280A Đçin ybi Hesabı

44


değeri ve

ybi basınç başlığı ile gövdenin basınca çalışan kısmının 1/3 ‘ünden oluşan kesitin,

gövde düzlemi içinde kalan kesit eksenine göre hesaplanmış atalet yarıçapı olmak

üzere,

yb

l 1150= =90,837



4.48b)

b

a

70327 C 70327 1= =50,570

σ 27,5

× × , b

a

351633 C 351633 1= =113,078

σ 27,5

× ×

olduğundan

/yb

l i değeri (ĐMO-02, 4.63b) koşulunu sağlamaktadır.

b b

a yb a

70327 C 351633 Cl

σ i σ

× ×≤ ≤ (ĐMO-02, 4.63b) sağlandığından,

2a yb

B a a

b

σ (l/i )2σ = - σ 0,6 σ

3 1054898 C

×× ≤ ×

× (ĐMO-02, 4.64b) formülü kullanılmıştır.

22 2

Bx a

2 27,5 (90,837)σ = - 27,5=12,417 kN/cm 0,6 σ =0,6 27,5=16,5 kN/cm

3 1054898 1

×× ≤ × ×

×

By aσ =0,75 σ× (ĐMO-02, 4.69) olmak üzere; 2Byσ =0,75 27,5=20,625 kN/cm× olarak

elde edilir.


2xbx

x

M 548,066σ = = =0,542 kN/cm

W 1010

y 2by

y

M 3683,635σ = = =10,834 kN/cm

W 340

45

•2

'e 2

b b

1 π Eσ =

2,5 (K s /i )

××

× şeklinde hesaplanan gerilmedir.

2' 2ex 2

1 π Eσ = =173,73 kN/cm

2,5 (21,845)

×× ve

2' 2ey 2

1 π Eσ = =35,14 kN/cm

2,5 (48,571)

×× ’dir

Sonuç:

my byeb mx bx

bem eb ebBx' By'

ex ey

C σσ C σ+ + 1,0


× ×≤

× ×

(ĐMO-02, 4.125) formülü

ve byeb bx

a Bx By

σσ σ+ + 1,0

0,6 σ σ σ≤

≤ (ĐMO-02, 4.16) formülleri sağlanmalıdır.

2,363 0,85 0,542 0,85 10,834+ + =0,183+0,038+0,479=0,70 1,0

2,363 2,36312,9191- 12,417 1- 20,625

173,73 35,14

× × ≤ × ×

2,363 0,542 10,834+ + =0,143+0,044+0,525=0,712 1,0

16,5 12,417 20,625≤

olduğundan kesit yeterlidir.


ih =244 ve gt =8 olmak üzere i gh /t =244/8=30,5 değeri elde edilir.

a316/ σ =60,259

i g a em ah /t 316/ σ τ =0,4 σ≤ → × (ĐMO-02, 4.76b, 4.77)


2 2V 222,266τ= = =2,284 kN/cm 0,4 27,5=11 kN/cm

A 97,3≤ × kesit yeterlidir.

46

4.4.3 HE240A Çerçeve kolonu hesabı

Şekil 4. 17: HE240A Çerçeve Kolon Kesit Özellikleri


s

a

Eb5,0×

2t σ≤ olmalıdır. (Tablo 4.3 – Enkesit Koşulları)

b 240= =10

2t 2×12 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =138,169



b=240/2=120 , t=12 olmak üzere ,

b 120= =10

t 12≤

a

54 54= =10,297

σ 27,5 olduğundan kesit kompakttır.

Eksenel Basınç Kuvveti ile Momentin Aynı Anda Etkimesi Hali (ĐMO-02, 4.5);

my byeb mx bx

bem eb ebBx' By'

ex ey

C σσ C σ+ + 1,0


× ×≤

× ×

(ĐMO-02, 4.125) denklemi ve

byeb bx

a Bx By

σσ σ+ + 1,0

0,6 σ σ σ≤


Eğer eb

bem

σ0,15


byeb bx

bem Bx By

σσ σ+ + 1,0


47

Formüldeki Đfadelerin Anlamları ve Değerleri;


2eb

P 0σ = = =0 kN/cm

A 76,8 olduğundan dolayı eb

bem

σ=0 0,15

σ≤ olur ;

bu yüzden bybx

Bx By

σσ+ 1,0

σ σ≤ formülü ile kesit tahkiki hesaplanacaktır.



üzere,



bc

a

63 bL =

σ

× ve c

b a

13790L =




c

63 24L = =288,327

27,5

× ve c

13790L = =627,908

(23/(1,2 24)) 27,5× × olarak hesaplanmıştır.




Şekil 4. 18: HE240A Đçin ybi Hesabı

48


değeri ve ybi basınç başlığı ile gövdenin basınca çalışan kısmının 1/3 ‘ünden oluşan

kesitin, gövde düzlemi içinde kalan kesit eksenine göre hesaplanmış atalet yarıçapı

olmak üzere;

yb

l 1050= =97,765



4.48b)

b

a

70327 C 70327 1= =50,570

σ 27,5

× × , b

a

351633 C 351633 1= =113,078

σ 27,5

× ×

olduğundan

ybl/i değeri (ĐMO-02, 4.63b) koşulunu sağlamaktadır.

b b

a yb a

70327 C 351633 Cl

σ i σ


2a yb

B a a

b

σ (l/i )2σ = - σ 0,6 σ

3 1054898 C

×× ≤ ×


22 2

Bx a

2 27,5 (97,765)σ = - 27,5=11,481 kN/cm 0,6 σ =0,6 27,5=16,5 kN/cm

3 1054898 1

×× ≤ × ×

×

By aσ =0,75 σ× (ĐMO-02, 4.69) olmak üzere,

2Byσ =0,75 27,5=20,625 kN/cm× olarak elde edilir.


2xbx

x

M 118,915σ = = =0,176 kN/cm

W 675

y 2by

y

M 3879,856σ = = =16,796 kN/cm

W 231

49

Sonuç;

bybx

Bx By

σσ+ 1,0

σ σ≤ olduğundan

0,176 16,796+ =0,015+0,814=0,829 1,0

11,481 20,625≤ kesit

yeterlidir.


ih =206 ve gt =7,5 olmak üzere i gh /t =206/7,5=27,467 değeri elde edilir.

a316/ σ =60,259 ise i g a em ah /t 316/ σ τ =0,4 σ≤ → × (ĐMO-02, 4.76b, 4.77)


2 2V 170,343τ = = =2,218 kN/cm 0,4 27,5=11 kN/cm

A 76,8≤ × kesit yeterlidir.

4.4.4 HE300A Kren kolonu hesabı

Şekil 4. 19: HE300A Kren Kolonu Kesit Özellikleri


s

a

Eb5,0

2t σ≤ × olmalıdır. (Tablo 4.3 – Enkesit Koşulları)

b 300= =10,714

2t 2×26 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =138,169



b=300/2=150 , t=14 olmak üzere ,

b 150= =10,714

t 14≥

a

54 54= =10,297

σ 27,5 olduğundan kesit kompakt değildir.

50

Basınç elemanları için ĐMO-02, 4.2.2.2 kompakt ve kompakt olmayan kesitli ve

merkezi basınç kuvveti etkisindeki basınç çubuklarında gerilme tahkiki esas alınarak

gerekli kontroller yapılacaktır.

be bem

Pσ = σ

F≤ (ĐMO-02, 4.12)

kxx

x

S 750λ = = =59,055

i 12,7 , ky

y

y

S 83,33λ = = =11,126


2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =122,774

27,5

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →

(ĐMO-02, 4.17c) olduğundan;

3

59,055 59,055n=1,5+1,2× -0,2× =2,055

122,774 122,774

elde edilir.

Eğer

2

a

p

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n


2

2bem

1 59,0551- × ×27,4

2 122,774σ = =11,834 kN/cm

2,055

elde edilir.


Sonuç;

be bem

Pσ = σ

F≤ olduğuna göre 2

be bem

962,199σ = =8,515 σ =11,834 kN/cm

113≤ kesit

yeterlidir.

51

4.4.5 2L60.6 Kolon örgü elemanı hesabı

Şekil 4. 20: 2L60.6 Kolon Örgü Elemanı Kesit Özellikleri


s

w a

Eh5,0

t σ≤ × olmalıdır. (Tablo 4.3 – Enkesit Koşulları)

w

h 60= =10

t 6 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =138,169



b=60 , t=6 olmak üzere , b 60

= =10t 6

≤a c

79 79= =16,12

σ /k 24/1 olduğundan kesit

kompakt değildir. Ayrıca b/t=10<70 olduğundan ck =1 alınmıştır.




be bem

Pσ = σ

F≤ (ĐMO-02, 4.12)

kxx y

x

S 146,097λ =λ = = =63,798


2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

52

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →


3

63,798 63,798n=1,5+1,2× -0,2× =2,060

131,422 131,422

elde edilir.

Eğer

2

a

p

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n


2

2bem

1 63,7981- × ×24

2 131,422σ = =10,278 kN/cm

2,060

elde edilir.


Sonuç;

be bem

Pσ = σ


be bem

126,565σ = =9,158 σ =10,278 kN/cm

13,82≤ kesit

yeterlidir.

4.4.6 2L80.8 Kolon örgü elemanı hesabı

Şekil 4. 21: 2L80.0 Kolon Örgü Elemanı Kesit Özellikleri


s

w a

Eh5,0


w

h 80= =10

t 8 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =138,169


53



= =10t 8

≤a c

79 79= =16,12






be bem

Pσ = σ

F≤ (ĐMO-02, 4.12)

kxx y

x

S 146,097λ =λ = = =39,22


2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →


3

39,22 39,22n=1,5+1,2× -0,2× =1,852

131,422 131,422

elde edilir.

Eğer

2

ap

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n


2

2bem

1 39,221- × ×24

2 131,422σ = =12,382 kN/cm

1,852

elde edilir.


Sonuç:

be bem

Pσ = σ


be bem

299,691σ = =12,182 σ =12,382 kN/cm

24,6≤ kesit

yeterlidir.

54

4.5 Düşey Çapraz Elemanların Boyutlandırılması

4.5.1 2UPN180 Düşey çapraz elemanı hesabı

Şekil 4. 22: 2UPN180 Düşey Çapraz Elemanı Kesit Özellikleri


s

a

Eb5,0


b 140= =12,727

t 11 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =147,9

σ 24× Koşul sağlanmaktadır.


b=140 , t=11 olmak üzere ,

b 140= =12,727

t 11≥

a

54 54= =11,023

σ 24 olduğundan kesit kompakt değildir.




be bem

Pσ = σ

F≤ (ĐMO-02, 4.12)

kxx

x

S 604,649λ = = =86,688

i 6,975 , ky

y

y

S 201,550λ = = =37,672


Ayrıca DBYYHY 4.6.1.2 uyarınca yatay ve düşey çapraz elemanların narinliği

s a)4,0 (E /σ× değerinden küçük olacaktır. Buna göre;

s a)4,0 (E /σ =4 (21000/24)=118,322× × ≥ λ=86,688 olduğundan kesit uygundur.

55

2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →


3

86,688 86,688n=1,5+1,2× -0,2× =2,234

131,422 131,422

elde edilir.

Eğer

2

a

p

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n

≤ → (ĐMO-02, 4.13)

olduğundan,

2

2bem

1 86,6881- × ×24

2 131,422σ = =8,405 kN/cm

2,234

elde edilir.

2bemσ =8,405 kN/cm

Sonuç;

be bem

Pσ = σ

F≤ olduğuna göre 2 2

be bem

420,155σ = =7,492 kN/cm σ =8,405 kN/cm

56,08≤

kesit yeterlidir.




s

a

Eb5,0


b 130= =12,38

t 10,5 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =147,9


56



b 130= =12,38

t 10,5≥

a

54 54= =11,023





be bem

Pσ = σ

F≤ (ĐMO-02, 4.12)

kxx

x

S 604,649λ = = =97,194

i 6,221 , ky

y

y

S 201,550λ = = =40,932

i 4,924

olduğundan λ=97,194




2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →


397,194 97,194

n=1,5+1,2× -0,2× =2,307131,422 131,422

elde edilir.

Eğer

2

a

p

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n


2

2bem

1 97,1941- × ×24

2 131,422σ = =7,558 kN/cm

2,307

elde edilir.

57

2bemσ =7,558 kN/cm

Sonuç;

be bem

Pσ = σ


be bem

257,643σ = =5,35 σ =7,558 kN/cm

48,15≤ kesit

yeterlidir.




s

a

Eb5,0


b 120= =12

t 10 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =147,9




b 120= =12

t 10≥

a

54 54= =11,023





be bem

Pσ = σ

F≤ (ĐMO-02, 4.12)

kxx

x

S 604,649λ = = =110,742

i 5,46 , ky

y

y

S 201,550λ = = =44,828

i 4,496

olduğundan λ=110,742

58


)4,0 ( /s a

E σ× değerinden küçük olacaktır. Buna göre;


2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →


3

110,742 110,742n=1,5+1,2× -0,2× =2,392

131,422 131,422

elde edilir.

Eğer

2

a

p

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n


2

2bem

1 110,7421- × ×24

2 131,422σ = =6,471 kN/cm

2,392

elde edilir.

2bemσ =6,471 kN/cm

Sonuç;

be bem

Pσ = σ


be bem

190,227σ = =4,662 σ =6,471 kN/cm

40,8≤ kesit

yeterlidir.



59


s

a

Eb5,0


b 140= =12,727

t 11 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =147,9




b 140= =12,727

t 11≥

a

54 54= =11,023





be bem

Pσ = σ

F≤ (ĐMO-02, 4.12)

kxx

x

S 604,649λ = = =86,688

i 6,975 , ky

y

y

S 604,649λ = = =113,019





2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →


3

86,688 86,688n=1,5+1,2× -0,2× =2,234

131,422 131,422

elde edilir.

60

Eğer

2

ap

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n

≤ → (ĐMO-02, 4.13)

olduğundan,

2

2bem

1 86,6881- × ×24

2 131,422σ = =8,405 kN/cm

2,234

elde edilir.

2bemσ =8,405 kN/cm

Sonuç;

be bem

Pσ = σ


be bem

228,466σ = =4,073 σ =8,405 kN/cm

56,08≤ kesit

yeterlidir.

4.5.5 2L60.6 Düşey çapraz örgü elemanı hesabı

Şekil 4. 26: 2L60.6 Düşey Çapraz Örgü Elemanı Kesit Özellikleri


s

w a

Eh5,0


w

h 60= =10

t 6 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =138,169




= =10t 6

≤a c

79 79= =16,12



61




kxx y

x

S 156,7λ =λ = = =68,428


2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →


3

68,428 68,428n=1,5+1,2× -0,2× =2,070

131,422 131,422

elde edilir.

Eğer

2

ap

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n


2

2bem

1 68,4281- × ×24

2 131,422σ = =10,071 kN/cm

2,060

elde edilir.


Sonuç;

be bem

Pσ = σ


be bem

27,008σ = =1,954 kN/cm σ =10,071 kN/cm

13,82≤

kesit yeterlidir.

62

4.6 Çatı Çaprazları ve Yatay Stabilite Elemanlarının Boyutlandırılması

4.6.1 Boru 159x4 Çatı Çaprazı Hesabı

Şekil 4. 27: Boru 159x4 Çatı Çaprazı Kesit Özellikleri


s

a

ED0,08


D 159= =39,75

t 4 ≤ s

a

E 210000,08 =0,08 =70

σ 27,5× × Koşul sağlanmaktadır.


D=159 , t=4 olmak üzere , D 159

= =39,75t 4

≤a

2275 2275= =94,792

σ 24 olduğundan

kesit kompaktTIR.




be bem

Pσ = σ

F≤ (ĐMO-02, 4.12)

kxx y

x

S 605,604λ =λ = = =110,471




63


2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →


3110,471 110,471

n=1,5+1,2× -0,2× =2,39131,422 131,422

elde edilir.

Eğer

2

a

p

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n


2

2bem

1 110,4711- × ×24

2 131,422σ = =6,494 kN/cm

2,39

elde edilir.

2bemσ =6,494 kN/cm

Sonuç;

be bem

Pσ = σ


be bem

96,062σ = =4,932 σ =6,494 kN/cm

19,478≤ kesit

yeterlidir.

4.6.2 Boru 127x4 Fenerlik Çaprazı Hesabı

Şekil 4. 28: Boru 127x4 Fenerlik Çaprazı Kesit Özellikleri

64


s

a

ED0,08


D 127= =31,75

t 4 ≤ s

a

E 210000,08 =0,08 =70




= =31,75t 4

≤a

2275 2275= =94,792

σ 24 olduğundan

kesit kompakttır.




be bem

Pσ = σ

F≤ (ĐMO-02, 4.12)

kxx y

x

S 522,015λ =λ = = =118

i 4,4 olduğundan λ=118


)4,0 ( /s a

E σ× değerinden küçük olacaktır. Buna göre;

s a)4,0 (E /σ =4 (21000/24)=118,322× × ≥ 118λ = olduğundan kesit uygundur.

2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →


3

118 118n=1,5+1,2× -0,2× =2,433

131,422 131,422

elde edilir.

65

Eğer

2

ap

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n


2

2bem

1 1181- × ×24

2 131,422σ = =5,89 kN/cm

2,39

elde edilir.

2bemσ =5,89 kN/cm

Sonuç;

be bem

Pσ = σ


be bem

13,902σ = =0,899 σ =5,89 kN/cm

15,457≤ kesit

yeterlidir.

4.6.3 Boru 127x4 Yatay Stabilite Elemanı Hesabı

Şekil 4. 29: Boru 127x4 Yatay Stabilite Elemanı Kesit Özellikleri


s

a

ED0,08


D 127= =31,75

t 4 ≤ s

a

E 210000,08 =0,08 =70




= =31,75t 4

≤a

2275 2275= =94,792

σ 24 olduğundan

kesit kompakttır.

66




be bem

Pσ = σ

F≤ (ĐMO-02, 4.12)

kxx y

x

S 500λ =λ = = =113,636





2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →


3

113,636 113,636n=1,5+1,2× -0,2× =2,41

131,422 131,422

elde edilir.

Eğer

2

ap

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n


2

2bem

1 113,6361- × ×24

2 131,422σ = =6,236 kN/cm

2,41

elde edilir.

2bemσ =6,236 kN/cm

Sonuç;

be bem

Pσ = σ


be bem

72,768σ = =4,708 σ =6,236 kN/cm

15,457≤ kesit

yeterlidir.

67

4.7 Kafes Kiriş Elemanlarının Boyutlandırılması

4.7.1 2UPN160/12 Kafes kiriş elemanının hesabı

Şekil 4. 30: 2UPN160/12 Makas Kiriş Elemanı Kesit Özellikleri


s

a

Eb5,0


b 142= =13,524

t 10,5 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =147,9



b=142 , t=10,5 olmak üzere ,

b 142= =13,524

t 10,5≥

a

54 54= =11,023


Çekmeye Göre Tahkik;

Çekme emniyet gerilmesi kayıpsız enkesit alanında en fazla çem aσ 0,6 σ≤ × kadar

olabilir.(ĐMO-02, 4.1)

Buna göre;

2 2ç a

P 221,677σ = = =4,618 kN/cm 0,6 σ =0,6.24=14,4 kN/cm

A 48≤ × olduğundan kesit

çekmeye göre yeterlidir.

Basınca göre tahkik;




68

be bem

Pσ = σ

F≤ (ĐMO-02, 4.12)

kxx

x

S 100λ = = =16,077

i 6,22 , ky

y

y

S 500λ = = =94,241


2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →


394,241 94,241

n=1,5+1,2× -0,2× =2,287131,422 131,422

elde edilir.

Eğer

2

a

p

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n


2

2bem

1 94,2411- × ×24

2 131,422σ = =7,796 kN/cm

2,287

elde edilir.

2bemσ =7,796 kN/cm

Ayrıca xλ 100≤ ise 11

1

Sλ = 50

i≤ (ĐMO-02, 4.32a) olacak şekilde örgü aralığı

belirlenir.Buna göre;

1

30λ = =16,48 50

1,82≤ olduğundan, bir eleman 2 noktasından bağlanır.

Sonuç;

be bem

Pσ = σ


be bem

199,514σ = =4,157 kN/cm σ =7,796 kN/cm

48≤

kesit yeterlidir.

69

4.7.2 2L60.6 Kafes Kiriş Örgü Elemanının Hesabı

Şekil 4. 31: 2L60.6 Kafes Kiriş Örgü Elemanı Kesit Özellikleri


s

w a

Eh5,0


w

h 60= =10

t 6 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =138,169




= =10t 6

≤a c

79 79= =16,12






be bem

Pσ = σ

F≤ (ĐMO-02, 4.12)

kxx y

x

S 100λ =λ = = =43,668


2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →


70

343,668 43,668

n=1,5+1,2× -0,2× =1,877131,422 131,422

elde edilir.

Eğer

2

ap

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n


2

2bem

1 43,6681- × ×24

2 131,422σ = =12,081 kN/cm

1,877

elde edilir.


Sonuç;

be bem

Pσ = σ


be bem

100,249σ = =7,253 kN/cm σ =12,081 kN/cm

13,82≤

kesit yeterlidir.

Ayrıca xλ 100≤ ise 11

1

Sλ = 50

i≤ (ĐMO-02, 4.32a) olacak şekilde örgü aralığı

belirlenir.Buna göre;

1

30λ = =16,48 50

1,82≤ olduğundan, bir eleman 2 noktasından bağlanır.

4.7.3 2UPN140/12 Kafes kiriş elemanının hesabı

Şekil 4. 32: 2UPN140/12 Kafes Kiriş Elemanı Kesit Özellikleri

71


s

a

Eb5,0


b 132= =13,2

t 10 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =147,9




b 132= =13,2

t 10≥

a

54 54= =11,023





be bem

Pσ = σ

F≤ (ĐMO-02, 4.12)

kxx

x

S 100λ = = =18,32

i 5,46 , ky

y

y

S 1000λ = = =198,02


2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

Eğer pλ λ≥ ise 2

bem 2

2 π Eσ =

5 λ

×× (ĐMO-02, 4.14) olduğundan,

22

bem 2

2 π 21000σ = =2,114 kN/cm

5 198,02

××

2bemσ =2,114 kN/cm

Sonuç;

be bem

Pσ = σ


be bem

77,830σ = =1,908 kN/cm σ =2,114 kN/cm

40,8≤

kesit yeterlidir.

72

4.8 Makas Elemanlarının Boyutlandırılması

4.8.1 2L.100.10 Alt Başlık elemanının hesabı

Şekil 4. 33: 2L100.10 Makas Alt Başlık Elemanı Kesit Özellikleri


s

w a

Eh5,0


w

h 100= =10

t 10 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =138,169




= =10t 10

≤a c

79 79= =16,12

σ /k 24/1 olduğundan

kesit kompakt değildir. Ayrıca b/t=10<70 olduğundan ck =1 alınmıştır.

kxx

x

S 170λ = = =55,92

i 3,04 , ky

y

y

S 510λ = = =113,33 250

i 4,5≤ Narinlik sınır koşulu

sağlandı.

Çekme emniyet gerilmesi çemσ kayıpsız enkesit alanında en fazla çem aσ 0,6 σ≤ ×

olmalıdır.(ĐMO-02, 4.1)

Sonuç;

ç çem

Pσ = σ

F≤ olduğuna göre

2 2ç çem

377,053σ = =9,84 kN/cm σ =0,6 24=14,4 kN/cm

38,31≤ × kesit yeterlidir.

73

4.8.2 2L120.12 Makas üst başlık elemanının hesabı

Şekil 4. 34: 2L120.12 Makas Üst Başlık Elemanı Kesit Özellikleri


s

w a

Eh5,0


w

h 120= =10

t 12 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =138,169




= =10t 12

≤a c

79 79= =16,12

σ /k 24/1 olduğundan

kesit kompakt değildir. Ayrıca b/t=10<70 olduğundan ck =1 alınmıştır.




be bem

Pσ = σ

F≤ (ĐMO-02, 4.12)

kxx

x

S 170,8λ = = =46,794

i 3,65 , ky

y

y

S 170,8λ = = =31,99


2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →


74

3

46,794 46,794n=1,5+1,2× -0,2× =1,918

131,422 131,422

elde edilir.

Eğer

2

ap

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n


2

2bem

1 46,7941- × ×24

2 131,422σ = =11,72 kN/cm

1,918

elde edilir.

2bemσ =11,72 kN/cm

Sonuç;

be bem

Pσ = σ


be bem

328,818σ = =5,70 kN/cm σ =11,72 kN/cm

55,08≤

kesit yeterlidir.

4.8.3 2L60.6 Makas Örgü Elemanının Hesabı

Şekil 4. 35: 2L60.6 Makas Örgü Elemanı Kesit Özellikleri


s

w a

Eh5,0


w

h 60= =10

t 6 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =138,169


75



= =10t 6

≤a c

79 79= =16,12






be bem

Pσ = σ

F≤ (ĐMO-02, 4.12)

kxx

x

S 239λ = = =131,319

i 1,82 , ky

y

y

S 239λ = = =84,154


2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →


3

131,319 131,319n=1,5+1,2× -0,2× =2,499

131,422 131,422

elde edilir.

Eğer

2

ap

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n


2

2bem

1 131,3191- × ×24

2 131,422σ = =4,809 kN/cm

2,499

elde edilir.

2bemσ =4,809 kN/cm

Sonuç;

be bem

Pσ = σ


be bem

43,77σ = =3,163 kN/cm σ =4,809 kN/cm

13,84≤ kesit

yeterlidir.

76

4.8.4 Makas Örgü Elemanının Hesabı

Şekil 4. 36: 2L70.7 Makas Örgü Elemanı Kesit Özellikleri


s

w a

Eh5,0


w

h 70= =10

t 7 ≤ s

a

E 210005,0 =5× =138,169




= =10t 7

≤a c

79 79= =16,12



kxx

x

S 216,46λ = = =102,103

i 2,12 , ky

y

y

S 216,46λ = = =66,40 250

i 3,26≤ Narinlik sınır koşulu

sağlandı.

Çekme emniyet gerilmesi çemσ kayıpsız enkesit alanında en fazla çem aσ 0,6.σ≤

olmalıdır.

(ĐMO-02, 4.1)

Sonuç;

ç çem

Pσ = σ


ç çem

133,2σ = =7,09 kN/cm σ =0,6.24=14,4 kN/cm

18,79≤

kesit yeterlidir.

77

4.8.5 Çapraz elemanlara dikme olan aşıkların tahkiki

Şekil 4. 37: IPN120+2U80 Takviyeli Aşık Kesit Özellikleri


s

a

Eb5,0


b 58= =3,766

2t 2 7,7× ≤ s

a

E 210005,0 =5× =147,902



b=58/2=29 , t=7,7 olmak üzere ,

b 29= =3,766

t 7,7≤

a

54 54= =10,297

σ 27,5 olduğundan kesit kompakttır.


my byeb mx bx

bem eb ebBx' By'

ex ey

C σσ C σ+ + 1,0


× ×≤

× ×

(ĐMO-02, 4.125) formülü ve

byeb bx

a Bx By

σσ σ+ + 1,0

0,6 σ σ σ≤


Eğer eb

bem

σ0,15


byeb bx

bem Bx By

σσ σ+ + 1,0


78



2eb

P 43,839σ = = =1,206 kN/cm

A 36,347


gerilmesi,

-ĐMO-02, 4.2.2.2 Kompakt ve Kompakt Olmayan Kesitli ve Merkezi Basınç Kuvveti

Etkisindeki Basınç Çubuklarında Gerilme Tahkiki

kxx

x

S 500λ = = =129,232

i 3,869 , ky

y

y

S 250λ = = =126,326


2

p

a

2 π Eλ =

σ

× × (ĐMO-02, 4.18a) ise

2

p

2 π 21000λ = =131,422

24

× ×

Eğer

3

p

p p

λ λ20 λ λ ise n=1,5+1,2× -0,2×

λ λ

≤ ≤ →


3

129,232 129,232n=1,5+1,2× -0,2× =2,487

122,774 122,774

elde edilir.

Eğer

2

ap

p bem

1 λ1- × ×σ

2 λλ λ ise; σ =

n

≤ → (ĐMO-02, 4.13) olduğunda

2

2bem

1 129,2321- × ×27,4

2 131,422σ = =4,98 kN/cm

2,487

elde edilir.

2bemσ =4,98 kN/cm

eb

bem

σ 1,206= =0,242 0,15

σ 4,98≥ (ĐMO-02, 4.127) sağlamadığından,

(ĐMO-02, 4.125) formülü ve(ĐMO-02, 4.16) formülleri sağlanmalıdır.

79

• mx myC =C =1 (ĐMO-02, 4.132)


Bxσ hesabı;


üzere,



bc

a

63 bL =

σ

× ve c

b a

13790L =




c

63 5,8L = =74,586

24

× ve c

13790L = =213,84

(12/(0,77 5,8)) 24× × olarak hesaplanmıştır.





degeri ve

ybi basınç başlığı ile gövdenin basınca çalışan kısmının 1/3 ‘ünden oluşan kesitin,

gövde düzlemi içinde kalan kesit eksenine göre hesaplanmış atalet yarıçapı olmak

üzere,

ybi =4,731 cm

yb

l 500= =105,685


bC =1,75 alınır. (ĐMO-02, 4.68a)

b

a

70327 C 70327 1= =54,132

σ 24

× × , b

a

351633 C 351633 1= =121,043

σ 24

× ×

olduğundan

80

b b

a yb a

70327 C 351633 Cl

σ i σ


2a yb

B a a

b

σ (l/i )2σ = - σ 0,6 σ

3 1054898 C

×× ≤ ×


22 2

Bx a

2 24 (105,685)σ = - 24=12,515 kN/cm 0,6 σ =0,6 24=14,4 kN/cm

3 1054898 1,75

×× ≤ × ×

×

By aσ =0,75 σ× (ĐMO-02, 4.69) olmak üzere; 2Byσ =0,75 24=18 kN/cm× olarak elde

edilir.


2xbx

x

M 535,2σ = = =5,899 kN/cm

W 90,716

y 2by

y

M 13,4σ = = =0,447 kN/cm

W 29,949

•2

'e 2

b b

1 π Eσ =

2,5 (K s /i )

××

× şeklinde hesaplanan gerilmedir.

2' 2ex 2

1 π Eσ = =4,868 kN/cm

2,5 (129,232)

×× ve

2' 2ey 2

1 π Eσ = =5,094 kN/cm

2,5 (5,094)

×× ’dir

Sonuç;

my byeb mx bx

bem eb ebBx' By'

ex ey

C σσ C σ+ + 1,0


× ×≤

× ×

(ĐMO-02, 4.125) formülü

ve byeb bx

a Bx By

σσ σ+ + 1,0

0,6 σ σ σ≤


1,206 1 5,899 1 0,447+ + =0,242+0,627+0,033=0,902 1,0

1,206 1,2064,981- 12,515 1- 18

4,868 5,094

× × ≤ × ×

1,206 5,899 0,447+ + =0,242+0,471+0,0248=0,74 1,0

4,98 12,515 18≤

olduğundan kesit yeterlidir.

81

5. DÜĞÜM NOKTASI HESAPLARI

5.1 Makas Bağlantı Hesabı

Şekil 5. 1: Makas Bağlantı Detayı

5.1.1 Üstbaşlık elemanının bağlantı hesabı (2L120.12/10)

P=328,82 kN

Kaynak kalınlığı min3 a 0,7 t≤ ≤ × olduğundan; 0,7× 10=7 mm maksimum kaynak

kalınlığıdır.

a= 4 mm olarak alınmıştır.

Kaynak sınıfı olarak E7018 seçilmiştir. Bu kaynak sınıfının akma mukavemeti

2240 N/mm , çekme mukavemeti 2415 N/mm ’ dir. Kaynak emniyet gerilmesi,

çekme mukavemetinin %30 ‘u olarak alınabilir. Buna göre;

( 2415 N/mm = 241,5 kN/cm ) kaynak emniyet gerilmesi,

emτ =41,5x0,30=12,45 2/kN cm olarak alınabilir. Fakat Türkiye ‘deki kaynak işçiliği

de gözönünde bulundurularak yaygın olarak kullanılan bir değer olarak kaynak

emniyet gerilmesi birleşim hesaplarında 2emτ =11 kN/cm olarak alınmıştır. Bundan

82

sonraki bölümlerde aksi belirtilmedikçe kaynak emniyet gerilmesi

2emτ =11 kN/cm olarak kullanılacaktır.

em

Pτ

a.l≤

∑ (5.1)

l=l'-2 a× (5.2)

em

Pτ

a.l≤

∑ ve l=l'-2 a× olmak üzere profil için gerekli kaynak uzunluğu

hesaplanmıştır.

Bir profile düşen yük miktarı 1

P 328,82P = = =164,41 kN

2 2 ‘dur. Buna göre

164,4111 l=18,68 cm

2.0,4.l≤ → ve l'=l+2 a=18,68+2 0,4=19,48 cm 20 cm× × ≅ ’dir.

Yapıda üst başlık 25 cm boyunca 4 mm kalınlığında köşe kaynak boyuna sahiptir ve

bu değer yeterlidir.

5.1.2 Diyagonel elemanın bağlantı hesabı (2L70.7/10)

P= 133,2 kN

Bir profile düşen kuvvet 1

P 133,2P = = =66,6 kN

2 2 ‘dur.

min3 a 0,7×t≤ ≤ (5.3)

Kaynak kalınlığı min3 a 0,7×t≤ ≤ olduğundan; 0,7× 7=4,9 mm maksimum kaynak

kalınlığıdır.


66,611 l=7,57 cm

2.0,4.l≤ → ve l'=l+2 a=7,57+2 0,4=8,37 cm 9 cm× × ≅

Yapıda Diyagonel eleman 15 cm boyunca 4 mm kalınlığında köşe kaynak boyuna

sahiptir ve bu değer yeterlidir.

83

5.1.3 Diyagonel elemanın bağlantı hesabı (2L60.6/10)

P= 43,77 kN

Bir profile düşen kuvvet 1

P 43,77P = = =21,89 kN

2 2 ‘dur.

Kaynak kalınlığı min3 a 0,7×t≤ ≤ olduğundan; 0,7× 6=4,2 mm maksimum kaynak

kalınlığıdır.


21,8911 l=2,49 cm

2 0,4 l≤ →

× × ve l'=l+2 a=2,49+2 0,4=3,29 cm 4 cm× × ≅



5.1.4 Düğüm noktasını oluşturan gövde levhasının hesabı

Şekilde de görüldüğü gibi düğüm noktası t=10 mm ‘lik levhanın t=12 mm ‘lik

levhaya kaynaklanması ile oluşturulmuştur.

P= 303,369 kN


kalınlığıdır.


303,36911 l=19,70 cm

2 0,7 l≤ →

× ×ve l'=l+2 a=19,70+2 0,7=21,10 cm 22 cm× × →



5.1.5 Bulonların hesabı

Yapıda Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik ve ĐMO-02 ‘

de belirtildiği şekilde birleşimlerde yüksek mukavemetli bulonlar kullanılmıştır.

Yapıdaki birleşimler için 8.8 kalitesinde yüksek mukavemetli bulonlar kullanılmıştır.

Bundan sonraki birleşim hesaplarında da kullanılacak olan bulonlar aksi

belirtilmedikçe bu kalitededir. Birleşim tipi olarak ĐMO-02 7.3.3 ‘de belirtilen

tiplerden “SL” tipi birleşim ( Yüksek mukavemetli bulonlarla teşgil edilen, delik çapı

84

“d” ve bulon gövde çapı “ gd ” olmak üzere gd-d =1 mm olan bulonların kullanıldığı

kaymaya ve delik çevresinde ezilmeye çalışan birleşimler)kullanılmıştır. Ayrıca

bütün düğüm noktalarında bulonlu birleşimlerde tolerans 1 mm olarak alınmıştır.

Şekildeki düğüm noktasındaki bulonlar ĐMO-02 7.3.5.2.2 ‘ de belirtildiği üzere “

Bulon Ekseni Doğrultusunda ve Bulon Eksenine Dik Doğrultuda Aynı Anda Etkiyen

Kuvvetlerin Aktarılması “ Esasına göre hesaplanmıştır. Plansız şekilde

öngerilmelendirilen yüksek mukavemetli bulonlar için ĐMO-20 Tablo 7.18.b ‘den

alınan değerler hesaplamada kullanılmıştır.

Birleşimde 6 adet 8.8 kalitesinde M20 bulonu kullanılmıştır.

P= 303,369 kN

ĐMO-02 Tablo 7.18.b ‘ye göre 1 adet M20 8.8 kalitesinde bulonun ekseni

doğrultusunda emniyetle aktarabileceği kuvvet “EĐY” durumu için 71,3 kN ‘dur.

(Satır 3 , Sütun 4)

6 adet bulon için 6× 71,3=427,8 kN > 303,369 kN olduğundan bulonlar çekme

bakımından yeterlidir.

V= 147,40 kN

IMI-02 Tablo 7.10 ‘ da belirtildiği gibi 8.8 kalitesindeki bulonların SL tipi

birleşiminde 1 adet M20 bulonunun emniyetle aktarabileceği kesme kuvveti “EĐY”

durumu için 65,94 kN ‘dur.

(Satır 3, Sütun 4 )

6 adet bulon için 6× 65,94=395,64 kN > 147,40 kN olduğundan bulon kesmeye karşı

emniyetlidir.

Levhada ezilme tahkiki;

l l,em

Nσ = σ

min t d≤

×∑ (5.4)

lσ değeri ĐMO-02 Tablo 7.11 ‘ e göre St37 çelik cinsi için “EĐY” durumunda SL

birleşimi için 32 2kN/cm ’dir. (Satır 1 , Sütun 3)

85

Buna göre St37 kalitesindeki t=12 mm kalınlıklı levhada ezilme tahkiki;

Bir bulona düşen kuvvet 1,b

P 147,40P = = =24,57 kN

6 6

2 2l l,em

24,57σ = =9,75 kN/cm σ =32 kN/cm

1,2 2,1≤

× olduğundan levha ezilmeye karşı

yeterlidir.

5.2 Ara Makas Bağlantı Hesabı

Şekil 5. 2: Ara Makas Birleşim Hesabı

Bu birleşim makas düğüm birleşimi ile aynıdır. Yalnız bu düğüm noktası örgü kirişe

mesnetlenmiştir. Kolona menseli makas birleşiminden farklı bulon çapı

kullanılmıştır. Bu sebepten dolayı bu düğüm noktasında bulonlar ile örgü kirişe

bağlayan kaynak tahkiki yapılacaktır.

P= 303,369 kN

T=12 mm ‘ lik levha şekilde görüldüğü gibi 2UPN160/12 profiline kaynaklar ile

birleştirilip berkitmeler ile de destek sağlanmıştır.

-2UPN160/12 profiline kaynaklı t=12 mm kalınlıklı levhalarda tahkik;

Kaynak kalınlığı min3 a 0,7 t≤ ≤ × olduğundan; 0,7× 7,5=5,25 mm maksimum kaynak

kalınlığıdır.


86

Kaynak alanı: A= 2×0,5× (18-2×0,5)+8×0,7× (5,5-2×0,7) = 39,96 2cm ‘dir.

em

Pτ

a l≤

×∑ olduğundan 2 2

em

303,369=7,59 kN/cm τ =11 kN/cm

39,96≤ ‘dir.

A= 4× 0,7× (13,4-2× 0,7)= 33,6 2cm ‘dir. 2 2em

303,369=9,03 kN/cm τ =11 kN/cm

33,6≤

-Bulon hesabı;

P= 303,369 kN (Birleşimde 4 adet 8.8 kalitesinde M22 bulonu kullanılmıştır.)

ĐMO-02 Tablo 7.18.b ‘ye göre 1 adet M22 8.8 kalitesinde bulonun ekseni

doğrultusunda emniyetle aktarabileceği kuvvet “EĐY” durumu için 88,2 kN ‘dur.

(Satır 4 , Sütun 4)

4 adet bulon için 4× 88,2= 352,8 kN > 303,369 kN olduğundan bulonlar çekme

bakımından yeterlidir.

V= 147,40 kN

IMI-02 Tablo 7.10‘da belirtildiği gibi 8.8 kalitesindeki bulonların SL tipi

birleşiminde 1 adet M22 bulonunun emniyetle aktarabileceği kesme kuvveti “EĐY”

durumu için 79,80 kN ‘dur.(Satır 4, Sütun 4 )

4 adet bulon için 4× 79,80=319,2 kN > 147,40 kN olduğundan bulon kesmeye karşı

emniyetlidir.


l l,em

Nσ = σ

min t d≤

×∑




1,b

P 147,40P = = =36,85 kN

4 4

2 2l l,em

36,85σ = =13,35 kN/cm σ =32 kN/cm

1,2 2,3≤


yeterlidir.

87

5.3 Makas Alt Başlık Ek Hesabı

Şekil 5. 3: Makas Altbaşlık Ek Detayı

P= 377,943 kN

Ek alanı Mevcut alandan büyük olmalıdır. 2L100 profilinin alanı 38,31 2cm ’dir. Ekin

toplam alanı;

13,82 + 11× 1 + 15× 1 = 39,82 2cm ‘dir. Ekin toplam alanı profil alanından fazladır.

Kuvvetin ek parçaları üzerinde dağıtılması ile gerekli kaynak kontrolleri yapılacaktır.

Kaynak kalınlığı min3 a 0,7≤ ≤ × olduğundan; 0,7× 6=4,2 mm maksimum kaynak

kalınlığıdır.


-10.110 ‘luk parçaya düşen kuvvet : 11

P=377,943 =104,404 kN39,82

×

em

Pτ

a l≤

×∑ ve l=l'-2 a× olmak üzere profil için gerekli kaynak uzunluğu

hesaplanmıştır.

104,40411 l=5,93 cm

4 0,4 l≤ →

× ×ve l'=l+2 a=5,93+2 0,4=6,73 cm 7 cm× × ≅

-10.150 ‘lik parçaya düşen kuvvet : 15

P=377,943 =142,37 kN39,82

×

em

Pτ

a l≤


hesaplanmıştır.

88

142,3711 l=16,18 cm

2 0,4 l≤ →

× ×ve l'=l+2 a=16,18+2 0,4=16,98 cm 17 cm× × ≅

-2L60.6 Profiline düşen kuvvet: 13,82

P=377,943 =131,17 kN39,82

×

em

Pτ

a l≤


hesaplanmıştır.

131,1711 l=7,45cm

4 0,4 l≤ →

× ×ve l'=l+2 a=7,45+2 0,4=8,25 cm 9 cm× × ≅

Yukarıda bulunan gerekli uzunluklar doğrultusunda alt levha uzunluğu 20 cm olacak

şekilde diğer levhalar uzatılarak emniyetli birleşim sağlanmıştır. Bu şekilde TS3357

‘nin önerdiği;

15a l 100a≤ ≤ şartı da sağlanmış olur. (5.5)

5.4 Makas Kiriş Bağlantı Hesabı (2U160/12)

Şekil 5. 4: Makas Kiriş Bağlantı Detayı

P= 333,486 kN

V= 21,637 kN

-Profilde Kaynak Hesabı

Bir adet Profile düşen kuvvet 1

P 333,486P = = =166,743 kN

2 2’dur.

89

-Profilleri birbirine bağlayan levhada kaynak tahkiki;

Kaynak kalınlığı min3 a 0,7 t≤ ≤ × olduğundan; 0,7× 10,5=7,35 mm maksimum

kaynak kalınlığıdır.


em

Pτ

a l≤


hesaplanmıştır.

166,74311 l=15,16 cm

2 0,5 l≤ →

× × ve l'=l+2 a=15,46+2 0,5=16,15 cm 17 cm× × ≅ ’dir.

Yapıda mevcut olan kaynak uzunluğu 17 cm olduğundan yeterlidir.

-Bağlantı levhasında kaynak hesabı;

Bir adet levhaya düşen kuvvet 1,l

P 333,486P = = =166,743 kN

2 2’dur.

em

Pτ

a l≤


hesaplanmıştır.

166,74311 l=12,63 cm

1,2 l≤ →

× küt kaynak gereklidir. Yapıda yaklaşık olarak 25 cm

‘dir ve yeterlidir.

Eksantiriklikten doğan moment: M=21,657× 8,7 = 188,416 kNcm

Kaynak atalet momenti;

34

k

1,2 25I =2 =3125 cm

12

×× → 3

k

3125W = =250 cm

12,5

2 2k em

188,416σ = =0,753 kN/cm τ =11 kN/cm

250≤

-Bulon Hesabı;


P= 333,486 kN

90

ĐMO-02 Tablo 7.10 ‘a göre 1 adet M20 8.8 kalitesinde bulonun, bulon eksenine dik

doğrultuda makaslama yüzeyinden emniyetle aktarabileceği kuvvet için emniyet

gerilmesi “EĐY” durumu için SL tipi birleşimlerde 21 2kN/cm ‘dir.

1 adet bulonun emniyetle aktarabileceği kesme kuvveti

2

SL SL,em

π dN =τ n

4

×× × olduğundan;

SLN =21 2 3,14=131,88 kN× × ’dur. Buna göre 4 adet M20 bulonu;

4× 131,88=527,52 kN > 333,486 kN olduğundan bulon kesmeye karşı emniyetlidir.

-Levhada ezilme tahkiki;

l l,em

Nσ = σ

min t d≤

×∑


birleşimi için

32 2kN/cm ’dir. (Satır 1 , Sütun 3)


1,b

P 333,486P = = =83,37 kN

4 4 Bir adet bulona düşen kuvvettir.

2 2l l,em

83,38σ = =33,08 kN/cm σ =32 kN/cm

1,2 2,1≤


yetersizdir.

Burada üç şekilde çözüm üretilebilir. Birinci çözümde levha genişliği arttırılabilir,

ikinci çözümde bulonlara öngerilme verilerek levha emniyet gerilmesi arttırılabilir ve

üçüncü çözümde ise bulon sayısı arttırılabilir. Bu projede makas bağlantılarında

bulonlara öngerilme verilmesi esasına göre çözüm üretilmiştir. Buna göre ĐMO-02

Tablo 7.11 satır 2, sütun 3 ‘ e göre St37 cinsi çelik için ezilme emniyet gerilmesi SL

tipi birleşimlerde “EĐY” yüklemesi için l,emσ =43 kN olarak alınmıştır. Bu durumda

bulonlara aynı tabloda satır 2, sütun 1’ de belirtilen v0,5.P öngerilme kuvveti

uygulanacaktır. vP öngerilme kuvveti ise ĐMO-02 Tablo 7.20 ‘de 8.8 kalitede M20

bulonu için 112 kN olarak uygulanacaktır.

91

Buna göre öngerilme kuvveti v0,5 P× =0,5× 112 = 56 kN ‘dur. Belirlenen bu çözüm

yöntemine göre ;

2 2l l,em

83,38σ = =33,08 kN/cm σ =43 kN/cm

1,2 2,1≤

× olduğundan kesit ezilmeye karşı

emniyetlidir.

5.5 Makas Kiriş Bağlantı Hesabı (2U140/12)

Şekil 5. 5: Makas Kiriş Bağlantı Detayı

P= 77,83 kN



P 77,83P = = =38,92 kN

2 2’dur.

-Profilleri birbirine bağlayan levhada kaynak tahkiki;


kalınlığıdır.


em

Pτ

a l≤


hesaplanmıştır.

38,9211 l=3,54 cm

2 0,5 l≤ →

× × ve l'=l+2 a=3,54+2 0,5=4,54 cm 5 cm× × → ’dir.


-Bağlantı levhasında kaynak hesabı;

92

Bir adet levhaya düşen kuvvet 1,l

P 77,83P = = =38,92 kN

2 2’dur.

em

Pτ

a l≤


hesaplanmıştır.

38,9211 l=2,93 cm

1,2 l≤ →

× küt kaynak gereklidir. Yapıda yaklaşık olarak 12 cm ‘dir

ve yeterlidir.

-Bulon Hesabı;


P= 77,83 kN




1 adet M12 bulonunun emniyetle aktarabileceği kesme kuvveti

2

SL SL,em

π dN =τ n

4


SLN =21 2 1,13=47,46 kN× × ’dur. Buna göre 2 adet M12 bulonu;



l l,em

Nσ = σ

min t d≤

×∑




1,b

P 77,83P = = =38,92 kN

2 2 Bir adet bulona düşen kuvvettir.

93

2 2l l,em

38,92σ = =24,95 kN/cm σ =32 kN/cm

1,2 1,3≤


yeterlidir.

5.6 Makas Kiriş Örgü Elemanı Bağlantı Hesabı

Şekil 5. 6: Makas Kiriş Örgü Bağlantı Detayı

P=161,329 kN



P 161,329P = = =80,66 kN

2 2’dur.

Kaynak kalınlığı min3 a 0,7 t≤ ≤ × olduğundan; 0,7× 6=4,2 mm maksimum kaynak

kalınlığıdır.


em

Pτ

a l≤


hesaplanmıştır.

80,6611 l=9,17 cm

2 0,4 l≤ →

× × ve l'=l+2 a=9,17+2 0,4=9,97 cm 10 cm× × → ’dir.


94

5.7 Stabilite Elemanı Bağlantı Hesabı

Şekil 5. 7: Stabilite Bağlantısı Detayı

P= 73,469 kN

Bulon Hesabı;

1 adet M12 8.8 kalitesindeki bulonun emniyetle aktarabileceği kesme kuvveti ĐMO-

02 Tablo 7.10 ‘ a göre “EĐY” durumu için 23,73 kN ‘dur. Bu bağlantıda bulonlar çift

levha arasında olduğundan kesme kuvvetine karşı 2 kesitte zorlanma olur. Buna göre

23,73×4=94,92 kN ‘ dur ve 94,92 > 73,469 olduğundan bağlantı kesmeye karşı

güvenlidir.

Levhada Ezilme Tahkiki;

Bir adet levhaya düşen kuvvet;

1,l

73,469P = =36,73 kN

2 olarak elde edilir.


birleşimi için



Buna göre 2 2l l,em

36,73σ = =28,26 kN/cm σ =32 kN/cm

1 1,3≤

× olduğundan levha ezilmeye

karşı yeterlidir.

95

Kaynak Hesabı,


em

Pτ

a l≤


hesaplanmıştır.

73,46911 l=4,17 cm

4 0,4 l≤ →

× × ve l'=l+2 a=4,17+2 0,4=4,97 cm 5 cm× × ≅ ’dir.

Bağlantıda minimum uzunluk 15 cm olduğundan yeterlidir.

5.8 Kren Örgü Profilleri Bağlantı Hesabı (2L60.6/10)

Şekil 5. 8: Kren Örgü Profili Detayı

P=126,661 kN

-Levhada Kaynak Tahkiki;

Kaynak kalınlığı min3 a 0,7 t≤ ≤ × olduğundan; 0,7×10=7 mm maksimum kaynak

kalınlığıdır.


96

em

Pτ

a l≤


hesaplanmıştır.

126,66111 l=11,51 cm

2 0,5 l≤ →

× × ve l'=l+2 a=11,51+2 0,5=12,51 cm 13 cm× × → bir

profil için gerekli kaynak alanıdır ve yeterlidir. ( Yapıda tekil çubuklarda levha

yüksekliği 13 cm ‘dir. Şekildeki gibi birkaç çubuğun birleşiminden oluşan

birleşimlerde de yaklaşık 60 cm kaynak boyu vardır ve bu değer 3*13=39 cm ‘den

yeteri kadar büyüktür.)

-Bulon Hesabı;


P= 126,661 kN

1

P 126,661P = = =63,33 kN

2 2 Bir profile düşen kuvvettir.





2

SL SL,em

π dN =τ n

4


SLN =21 2,01=42,21 kN× ’dur. Buna göre 2 adet M16 bulonu;



l l,em

Nσ = σ

min t d≤

×∑


birleşimi için



97

1

P 126,661P = = =63,33 kN


1 bulona düşen kuvvet : 11,b

P 63,33P = = =31,67 kN

2 2

2 2l l,em

31,67σ = =18,63 kN/cm σ =32 kN/cm

1 1,7≤


yeterlidir.

5.9 Kren Örgü Profilleri Bağlantı Hesabı (2L80.8/10)

Şekil 5. 9: Kren Örgü Profili Detayı

P=303,522 kN


Kaynak kalınlığı min3 a 0,7 t≤ ≤ × olduğundan; 0,7×10=7 mm maksimum kaynak

kalınlığıdır.


98

em

Pτ

a l≤


hesaplanmıştır.

303,52211 l=19,71 cm

2 0,7 l≤ →

× × ve l'=l+2 a=19,71+2 0,7=21,11 cm 22 cm× × ≅ bir

profil için gerekli kaynak alanıdır ve yeterlidir. ( Yapıda tekil çubuklarda levha

yüksekliği 25 cm ‘dir. Şekildeki gibi birkaç çubuğun birleşiminden oluşan

birleşimlerde de yaklaşık 68 cm kaynak boyu vardır ve bu değer kuvvetlerin

bileşenleri toplamının sahip olması gereken kaynak boyundan yeteri kadar büyüktür.)

-Bulon Hesabı;


P= 303,522 kN

1

P 303,522P = = =151,761 kN






2

SL SL,em

π dN =τ n

4



3× 65,94=197,82 kN >151,761 kN olduğundan bulon kesmeye karşı emniyetlidir.


l l,em

Nσ = σ

min t d≤

×∑


birleşimi için


99


1

P 303,522P = = =151,761 kN


1 bulona düşen kuvvet : 1,b

P 151,761P = = =50,587 kN

2 3

2 2l l,em

50,587σ = =24,09 kN/cm σ =32 kN/cm

1 2,1≤


yeterlidir.

5.10 Fenerlik Mesnet Bağlantı Hesabı

Şekil 5. 10: Fenerlik Düğüm Noktası Detayı

P=20,821 kN

V=5,637 kN

-Profili Taban Levhasına Bağlayan Kaynakların Tahkiki;

Kaynak kalınlığı min3 a 0,7 t≤ ≤ × olduğundan; 0,7×6,3=4,41 mm maksimum kaynak

kalınlığıdır.


100

em

Pτ

a l≤


hesaplanmıştır.

20,82111 l=2,37 cm

2 0,4 l≤ →

× × Kaynak alanı gerekir. Profil çepeçevre levhaya

kaynaklandığından kaynak yeterlidir.

-Bulon Hesabı;


V=20,21 kN (Kesme kuvveti çok ufak olduğundan basınç kuvvetine göre tahkik

edilmiştir.)





2

SL SL,em

π dN =τ n

4



2× 23,73=47,46 kN >20,21 kN olduğundan bulon kesmeye karşı emniyetlidir.


l l,em

Nσ = σ

min t d≤

×∑


birleşimi için



1,b

P 20,21P = = =10,105 kN

2 2 Bir bulona düşen kuvvettir.

101

2 2l l,em

10,105σ = =6,48 kN/cm σ =32 kN/cm

1,2 1,3≤


yeterlidir.

5.11 Çatı Çaprazı Bağlantı Hesabı

Şekil 5. 11: Çatı Çapraz Detayı

P= 96,221 kN


kalınlığıdır.


-Bağlantı Levhasında Kaynak Tahkiki;

em

Pτ

a l≤

×∑ ve l=l'-2 a× olmak üzere levha için gerekli kaynak uzunluğu

hesaplanmıştır.

96,22111 l=8,75 cm

2 0,5 l≤ →

× × ve l'=l+2 a=8,75+2 0,5=9,75 cm 10 cm× × ≅

Yapıda levha kaynak uzunlukları 10 cm ‘den uzun olduğu için kaynak uzunluğu

yeterlidir.

102

-Bulon Hesabı;


1,b

P 96,221P = = =32,07 kN


2 2em

32,07τ= =10,214 kN/cm τ =21 kN/cm

3,14≤ bulon kesme bakımından emniyetlidir.

Boru profilin ucundaki levha ile bağlantı levhasındaki Eksantiriklikten dolayı

moment oluşur. Bu momente göre de gerilme tahkiki yaptıktan sonra kesme

gerilmesi ve eğilme gerilmesi için kıyaslama gerilmesine göre de tahkik yapmak

gerekir.

Eksantiriklikten dolayı oluşan moment;

M = 32,07×0,6 = 19,246 kNcm (Bulonun ortasındaki kesitte oluşan eğilme

momenti)

4 4 4bulon

1 1I = π d = π 1 =0,785 cm

4 4× × × ×

3bulonbulon

bulon

I 0,785W = = =0,785 cm

y 1

2bulon

M 19,243σ = = =24,51 kN/cm

W 0,785

v aσ =0,75 σ×

8.8 kalitede bulonun akma mukavemeti;

aσ = 0,8× 80 = 64 2/kg mm = 64 2kN/cm

v aσ =0,75 σ×

2vσ =0,75 64=48 kN/cm×

2 2vσ = σ +τ = 2 224,51 +10,214 =26,56 2kN/cm 248 kN/cm≤

103

-Levhada Ezilme Tahkiki;

l l,em

Nσ = σ

min t d≤

×∑


birleşimi için



1,b

P 96,221P = = =32,07 kN


2 2l l,em

32,07σ = =12,98 kN/cm σ =32 kN/cm

1,2 2,1≤


yeterlidir.

5.12 Aşık Bağlantı ve Ek Hesabı

5.12.1 Aşık bağlantı hesabı

Şekil 5. 12: Aşık Bağlantı Detayı

xq =2,355 kN/m → x

q L 2,355 5Q = = =5,89 kN

2 2

× ×

yq =0,236 kN/m y

q L 0,236 5Q = = =0,59 kN

2 2

× ×→

104

yQ kuvveti yeterince ufak olduğundan M12 yeterlidir.

-Levhada Kesme ve Eğilmeye Göre Tahkik;

L= 60 mm


kalınlığıdır.


em

Pτ

a l≤

×∑ olduğundan, 2 2

em

5,89=1,47 kN/cm τ =11 kN/cm

2 0,4 5≤

× × kaynak

yeterlidir.

M = 12

5,892

× =35,34 kNcm

34 3

k k

0,4 5 8,33I =2. =8,33 cm W = =3,33 cm

12 2,5

×→

2 2k em

35,34σ = =10,61 kN/cm τ =11 kN/cm

3,33≤

2 2 2 2 2 2vσ = σ +τ = 10,61 +1,47 =10,71 kN/cm 11 kN/cm≤

5.12.2 Aşık ek hesabı

Şekil 5. 13: Aşık Ek Hesabı

max M = 535,2 kNcm

max V = 11,78 kN (max V durumu için de M12 bağlantı bulonu yeterlidir. )

s = 5,1 mm

2l c− = 92 mm

105

Aşık ek hesabında gövde küt kaynak ile birbirine kaynaklanmıştır. Küt kaynakla

birleştirilen profillerin çekme başlığı ayrıca ek levhası ile birleştirilmiştir. Böylece

küt eklerde TS3357 ‘nin önerdiği emniyet gerilmesinin yarısı ile hesap yapma

zorunluluğu ortadan kalkmıştır. Bu durumda çekme başlığı kuvvetinin tamamının ek

levha ile aktarıldığı kabul edilir.

-Kaynakta Kesme Kuvvetine Göre Tahkik;

2 2k k,em

11,78τ = =2,51 kN/cm τ =11 kN/cm

0,51 9,2≤

×

-Kaynakta Eğilme Momentine Göre Tahkik

3 32 4

k

0,51 9,2 5,8 0,77I = +2 +2 5,8 0,77 (6+0,77/2) =397,67 cm

12 12

× ×× × × ×

3kk

k

I 397,67W = = =62,28 cm

y 6

2 2k k,em

M 535,2σ = = =8,59 kN/cm τ =11 kN/cm

W 62,28≤

2 2 2 2 2 2vσ = σ +τ = 8,59 +2,51 =8,95 kN/cm 11 kN/cm≤

-Ek Levhasında Kaynak Tahkiki;

başlık

profil

M 535,2Z= F = 5,8 0,77=43,70 kN

W 54,7× × × ( Başlıklara düşen kuvvet )


kalınlığıdır.


em

Pτ

a l≤

×∑ ve l=l'-2 a× olmak üzere levha için gerekli kaynak uzunluğu

hesaplanmıştır.

43,7011 l=3,97 cm

2 0,5 l≤ →

× × ve l'=l+2 a=3,97+2 0,5=4,97 cm 5 cm× × ≅

Yapıda levha kaynak uzunlukları 7,5 cm olduğu için kaynak uzunluğu yeterlidir.

106

-Ek Levhasında Ezilme Tahkiki;

başlık

profil

M 535,2Z= F = 5,8 0,77=43,70 kN

W 54,7× × × ( Başlıklara düşen kuvvet )

2 243,70σ= =8,74 kN/cm 14 kN/cm

0,5 10≤

×

olduğundan kesit yeterlidir. (100.10 Ek levhası)

5.13 Deprem Çaprazı Bağlantı Hesabı (2U180,2U160)

Şekil 5. 14: Deprem Çaprazı Detayı

basınçP =420,155 kN

çekmeP =383,588 kN

-Bağlantı Levhasında Ezilme Tahkiki

em

Pσ= σ

A≤

2 2em

420,155σ= =0,60 kN/cm σ =14 kN/cm

25.28≤ Levha ezilmeye göre emniyetlidir.



kalınlığıdır.

107


2UPN160 Profilinin çevresi 2UPN180 profilinin çevresinden daha az olduğundan;

em

Pτ

a l≤

×∑ olduğundan,

2 2em

420,155=7,25 kN/cm τ =11 kN/cm

2 (16-2 0,5)+2 (13-2 0,5)≤

× × × × çepeçevre kaynak

yeterlidir. Ayrıca küt kaynak yapılabilir. Küt kaynak durumu için de kesit yeterlidir.

-Bulonların Tahkiki;

4 adet 10.9 kalitesinde M20 bulonu çekme kuvvetine göre boyutlandırılmıştır.

1,b

P 383,588P = = =95,897 kN


ĐMO-02, Tablo 7.18.a ‘ya göre 1 adet 10.9 kalitesinde bulonun ekseni doğrultusunda

taşıyabileceği çekme kuvveti 100,5 kN’dur.

100,5 kN > 95,897 kN olduğundan kesit yeterlidir.

Ayrıca 4× 100,5 = 402 kN > 383,588 kN ‘dur.

-Kolon Gövdesine Bağlı Profilde Tahkik;

Bir eleman için gerekli kaynak alanı;


kalınlığıdır.


Çapraz bağlantı tipinde en olumsuz kuvvetler 3 tane profilin bir düğüm noktasında

birleştiği düğüm noktalarıdır. Bu şekildeki bağlantılarda toplam kuvvet diğer

kuvvetlerin de bileşenlerine ayrılması ile elde edilir. Çapraz elemanlar arasındaki açı

34,216 derecedir. Buna göre;

3 elemana da en elverişsiz yükleme geleceği düşüncesi ile toplam kuvvet;

0toplamP =420,155+2 420,155 cos34,216 =1115,027 kN× × olarak elde edilir.

108

-Kuvvetleri ek profile aktaran kaynak dikişlerinde tahkik;

2kaynakA =12 0,5 (27-2 0,5)=156 cm× × ×

2 2em

1115,027=7,15 kN/cm τ =11 kN/cm

156≤ olduğundan kuvveti ek profilden

berkitmelere aktaran kaynaklar yeterlidir.

-Kuvveti Ek Profilden Kolon Gövdesine Aktaran Kaynaklarda Tahkik;

2kaynakA =12 0,5 (10-2 0,5)+2 0,5 (66-2 0,5)+12 0,5 (6-2 0,5)=149 cm× × × × × × × × ×

2 2em

1115,027=7,48 kN/cm τ =11 kN/cm

149≤ olduğundan kuvveti kolon gövdesine

berkitmeler ile aktaran kaynaklar yeterlidir.

Bu şekilde düğüm noktasındaki bütün elemanlar ile kuvvet kolona aktarılabilmiştir.

5.14 Deprem Çaprazı Bağlantı Hesabı (2U140)

Şekil 5. 15: Deprem Çaprazı Detayı

basınç P =190,227 kN

çekmeP =172,755 kN

109

-Bağlantı Levhasında Ezilme Tahkiki

em

Pσ= σ

A≤

2 2em

190,227σ= =0,35 kN/cm σ =14 kN/cm

25 22≤

× Levha ezilmeye göre emniyetlidir.


Kaynak kalınlığı min3 a 0,7 t≤ ≤ × olduğundan; 0,7×7=4,9 mm maksimum kaynak

kalınlığıdır.


2UPN140 Profilinin çevresi;

em

Pτ

a l≤

×∑olduğundan,

2 2em

190,227=3,90 kN/cm τ =11 kN/cm

2 (14-2 0,4)+2 (12-2 0,4)≤

× × × × çepeçevre kaynak

yeterlidir. Ayrıca küt kaynak yapılabilir. Küt kaynak durumu için de kesit yeterlidir.

-Bulonların Tahkiki;

4 adet 10.9 kalitesinde M16 bulonu çekme kuvvetine göre boyutlandırılmıştır.

1,b

P 172,755P = = =43,19 kN


ĐMO-02, Tablo 7.18.a ‘ya göre 1 adet 10.9 kalitesinde M16 bulonunun ekseni

doğrultusunda taşıyabileceği çekme kuvveti 64,5 kN’dur.

64,5 kN > 43,19 kN olduğundan kesit yeterlidir.

Ayrıca 4× 64,5 =258 kN >172,755 kN ‘dur.

110

5.15 Eksantirik Çapraz Elemanda Hesap (2U180,2U160)

Şekil 5. 16: Eksantirik 2U180 Çapraz Elemanı Detayı

Çapraz elemanların yeterlilikleri önceki bölümlerde hesaplanmıştır. Bu hesap

kısmında temel detayı nedeni ile 10 cm yukarı kaldırılan çapraz elemanlarda

eksantiriklikten dolayı oluşan eğilme momentine göre kaynak ve profil tahkik

edilmiştir. Hesaplarda çepeçevre kaynak yeterli olmadığından kaynaklar küt kaynak

olarak hesaplanmıştır. Bu noktadan sonra bütün çapraz detayların profil

bağlantılarının küt kaynak olmasına karar verilmiştir.

UNP180 Profilinin gövde kalınlığı: 8 mm

UNP180 Profilinin başlık kalınlığı: 11 mm, (eğimden dolayı 13 mm)

Detayda UNP180 Profilinin eğimden dolayı artmış olan gövde uzunluğu: 189 mm

P=420,155 kN

Bu bilgilere göre küt kaynağın atalet momenti;

3 32 4

kaynak

0,8 18,9 14 1,3 18,9 1,3I =2 +2 +2 14 1,3 ( + ) = 4618,46 cm

12 12 2 2

× ×× × × × ×

3kaynak

4618,46W = =429,62 cm

18,9( +1,3)

2

111

Eksantiriklikten oluşan eğilme momenti;

M= 420,155× 10 =4201,55 kNcm

2 2em

4201,55σ= =9,78 kN/cm σ =24 kN/cm

429,62≤ olduğundan;

2 2k em

420,155τ = =6,30 kN/cm σ =24 kN/cm

2 18,9 0,8+2 1,3 14≤

× × × ×

2 2 2 2 2 2v emσ = σ +τ = 9,78 +6,30 =11,63 kN/cm σ =24 kN/cm≤

-HEA300 Kolonunda Eğilme Tahkiki;

3HEA300W =1260 cm

2 2em

4201,55σ= =3,33 kN/cm σ =24 kN/cm

1260≤ olduğundan kolon yeterlidir.

5.16 Eksantirik Çapraz Elemanda Bağlantı Hesabı (2U140)

Şekil 5. 17: Eksantirik 2U140 Çapraz Elemanı Detayı

Çapraz elemanların yeterlilikleri önceki bölümlerde hesaplanmıştır. Bu hesap

kısmında temel detayı nedeni ile 10 cm yukarı kaldırılan çapraz elemanlarda

eksantiriklikten dolayı oluşan eğilme momentine göre kaynak ve profil tahkik

112

edilmiştir. Hesaplarda çepeçevre kaynak yeterli olmadığından kaynaklar küt kaynak

olarak hesaplanmıştır. Bu noktadan sonra bütün çapraz detayların profil

bağlantılarının küt kaynak olmasına karar verilmiştir.

UNP180 Profilinin gövde kalınlığı: 7 mm

UNP180 Profilinin başlık kalınlığı: 10 mm

Detayda UNP180 Profilinin eğimden dolayı artmış olan gövde uzunluğu: 143 mm

P=190,227 kN

Bu bilgilere göre küt kaynağın atalet momenti;

3 32 4

kaynak

0,7 14,3 12 1 14,3 1I =2 +2 +2 12 1 ( + ) = 1747,70 cm

12 12 2 2

× ×× × × × ×

3kaynak

1747,70W = =214,44 cm

14,3( +1)

2

Eksantiriklikten oluşan eğilme momenti;

M= 190,227×10 =1902,27 kNcm

2 2em

1902,27σ= =8,87 kN/cm σ =24 kN/cm

214,44≤ olduğundan;

2 2k em

190,227τ = =4,32 kN/cm σ =24 kN/cm

2 14,3 0,7+2 1 12≤

× × × ×

2 2 2 2 2 2v emσ = σ +τ = 8,87 +4,32 =9,87 kN/cm σ =24 kN/cm≤

-HEA300 Kolonunda Eğilme Tahkiki;

3HEA300W =1260 cm

2 2em

1902,27σ= =1,509 kN/cm σ =24 kN/cm

1260≤ olduğundan kolon yeterlidir.

113

5.17 Kren Kirişi Bağlantı Hesabı

Şekil 5. 18: Kren Kirişi Bağlantı Detayı

R= 443,80 kN

Kren mesnet levhası 400x400 mm ebatlarında teşkil edilmiştir. HEA300 profiline

oturmaktadır.

-Levha Kalınlık Hesabı;

B=D=400 mm

Pp=

A (Mesnet levhasındaki gerilme)

P=2 R× (Bir mesnete iki kren kirişi oturuyor.)

Taban levhası kalınlığı hesaplanırken kullanılacak parametriler olmak üzere;

1m= (D-0,95 h)

2× ve

1n= (B-0,80 b)

2× olarak hesaplanır.

Burada B levha genişliği, D levha yüksekliği, h profil yüksekliği, b profil

genişliğidir.

Buna göre;

1 1m= (D-0,95 h)= (40-0,95 29)=6,225

2 2× ×

1 1n= (B-0,80 b)= (40-0,80 30)=8,00

2 2× ×

114

-Taban Levhası Kalınlığı Hesabı;

em

3 pt m

σ

×≥ × veya

em

3 pt n

σ

×≥ × değerlerinden büyük olanı olarak belirlenir.

Burada emσ levhanın emniyet gerilmesidir. Kren mesneti levhası St37 kalitesinde

olduğundan

emσ =14 2kN/cm ’dir.

Verilenler doğrultusunda;

2P 2 443,80p= = =0,555 kN/cm

A 40 40

×

×

em

3 p 3 0,555t m =6,225 =2,15 cm

σ 14

× ×≥ × ×

em

3 p 3 0,555t n =8 =2,76 cm

σ 14

× ×≥ × ×

Mesnet levhası kalınlığı t=30 mm olarak hesaplanmıştır.

P = 887,6 kN

Boyuna fren kuvveti = 32,76 kN

Yatay çarpma kuvveti = 18,21 kN

-Merkezi Basınç Elemanının Tahkiki;

Merkezi basınç elemanın ebatları; 80 mm genişlik, 200 mm uzunluk, 50 mm

yükseklik ve r=200 mm dairesel yüzey.

Çelikten yapılan merkezi basınç elemanlarında tahkik;

2T

P Eσ =0,418 65 kN/cm

l r

×× ≤

× şartını sağlamalıdır. Burada P basınç elemanına

düşen yüktür, E ise Elastisite modülüdür. Buna göre;

2 2T

443,80 21000σ =0,418 =63,80 kN/cm 65 kN/cm

20 20

×× ≤

×

olduğundan merkezi basınç elemanı yeterlidir.

115

-Tırnak Parçalarının Tahkiki;

Merkezi basınç elemanın hareketi 25.25.100 ebatlarında tırnak parçaları ile

sınırlandırılmıştır.

Tırnak parçaları merkezi basınç elemanından gelen fren ve çarpma kuvvetlerini

emniyetli bir şekilde kolona aktarabilmelidir. Buna göre;


kalınlığıdır.


Tırnak parçası üç tarafından kaynaklanmıştır. Buna göre kaynak alanı;

2kA =2 0,5 (2,5-2 0,5)+0,5 (10-2 0,5)=6 cm× × × × × olarak elde edilir.

2 2em

32,76τ= =5,46 kN/cm τ =11 kN/cm

6≤ olduğundan kaynak yeterlidir.

2,5M=32,76× =40,95 kNcm

2

33

k

0,5×(10-2×0,5)W = =30,375 cm

12

2 2M 40,95σ= = =1,348 kN/cm 16 kN/cm

W 30,375≤ olduğundan kaynak yeterlidir.

-Kolon Ucunda Gerilme Tahkiki;

Merkezilik parçası elemanının temas yüzeyinden 45 derece açı ile temas gerilmesi

oluşur.

Kolon berkitme levhaları ile desteklenmiştir. Temas gerilmesinin oluştuğu alan

hesaplanmıştır. Bu alan hesaplanırken temas noktasından 45 derece açı ile çizgiler

çekilip arada kalan kolon gövde et kalınlığı ile berkitme elemanların alanı toplanarak

elde edilir.

2f=6 0,85+2 20 1,5=65,1 cm× × ×

2em

Pσ= σ =16 kN/cm

f≤ olmalıdır. Buna Göre;

2 2em

P 443,80σ= = =6,82 kN/cm σ =16 kN/cm

f 65,1≤

116

-Kren Kirişinin Gövdesinde Buruşma Tahkiki;

Kren kirişinin üzerindeki hareketli yükler nedeni ile gövdede oluşabilecek buruşmayı

engellemek amacı ile birer metre aralıklı, 15 mm gövde kalınlıklı levhalar gövdeye

kaynaklanarak takviye yapılmıştır.

M= 803,66 kNm

V= 377,64 kN

Başlık elemanlardaki ezilme gerilmeleri ile kesitteki kayma gerilmeleri

hesaplanmıştır.

2V 377,67τ= = =1,321 kN/cm

A 285,8

Başlık elemanlara düşen kuvvetler M

z=±h

ile hesaplanır.Buna göre;

80366z=± =±2771,24 kN

29 olarak hesaplanır.

Başlık elemanlardaki eğilme gerilmesi ise başlık

zσ=

b.t olarak hesaplanır. Buna göre;

22771,24σ= =32,99 kN/cm

30.2,8 olarak bulunur.

Đdeal buruşma gerilmesinin mevcut buruşma gerilmesi ile kıyaslanması ile kontrol

yapılır. Bunun için;

1,Ki eσ =k σ× ve 1,Ki eτ =k σ× gerilmeleri hesaplanır.

Burada k yükleme hali, istinat şartları ve kenar oranı α=a/b ile alakalı bir buruşma

sayısıdır.

“a” uzunluğu enleme takviye levhaları arasındaki uzunluktur ve sistemde bu uzunluk

100 cm ‘dir. “b” uzunluğu ise takviye levhasının yüksekliğidir ve kiriş

yüksekliğinden başlık kalınlıkları toplamı çıkarılarak elde edilir. Sistemde b

uzunluğu 79-2× 2,8 =73,4 cm ‘dir. eσ ise referans gerilmedir ve 2 2

e 2 2

π E tσ =

12 b (1-µ )

× ×

× ×

şeklinde hesaplanır. Bu denklemde “E” Elastisite modülü ve “µ ”poisson oranıdır.

117

Verilenlere göre;

α=a/b=100/73,4=1,362 olarak hesaplanır.

2

1

σψ= =-1σ

k değeri “σ” gerilmeleri için;

2

1

σψ= =-1σ

ve 2

α3

≥ şartları sağlandığından k=23,9 olarak alınır.

k değeri “ τ ” gerilmeleri için;

α 1≥ şartı sağlandığında 2

4k=5,34+

α olarak hesaplanır.

2 2

4 4k=5,34+ =5,34+ =7,495

α 1,361

2 2 2 22

e 2 2 2 2

π E t π 21000 1,5σ = = =7,927 kN/cm

12 b (1-µ ) 12 73,4 (1-0,3 )

× × × ×

× × × × olarak elde edilir.

21,Ki eσ =k σ =23,9 7,927=189,45 kN/cm× ×

21,Ki eτ =k σ =7,495 7,927=59,413 kN/cm× ×

Đdeal kıyaslama gerilmesi aşağıdaki şekilde hesaplanır;

2 21

VKĐ 2 2

1 1

1Ki 1Ki Ki

σ +3×τσ =

σ σ1+ψ 3-ψ τ× + × +

4 σ 4 σ τ

Buna göre;

2 22

VKĐ 2 2

32,99 +3×1,321σ = =188,375 kN/cm

3-(-1) 32,99 1,321× +

4 189,45 59,413

Buruşma emniyeti aşağıdaki gibi hesaplanır;

VKB 2 2

1

συ =

σ +3×τ

118

Buna göre 2VKB 2 2 2 2

1

σ 182,105υ = = =5,506 kN/cm

σ +3×τ 32,99 +3×1,321

2VKĐσ =3750 kg/cm olduğunda

2

B

VKĐ

3750υ 1,25 0,9+0,1×

σ

≥

olmalıdır.

23750

1,25 0,9+0,1× =1,1318237,5

olduğundan;

5,506 > 1,13 olduğundan kren kirişi buruşmaya karşı emniyetlidir.

5.18 Kren Bağlantı Detayı Hesabı

Şekil 5. 19: Kren Bağlantı Detayı

Kren bağlantı elemanlarına gelen maksimum yük;

P= 15,933 kN ‘dur.

-2L60.6 Elemanında Tahkik;

Bulonların tahkiki;

1 adet M12 8.8 kalitesindeki bulonun emniyetle aktarabileceği kesme kuvveti

ĐMO-02 Tablo 7.10 ‘ a göre “EĐY” durumu için 23,73 kN ‘dur. Buna göre 2

adet M12 bulonu kesme kuvvetine karşı yeterlidir.

119


l l,em

Nσ = σ

min t d≤

×∑


birleşimi için



1,b

P 15,933P = = =7,97 kN


2 2l l,em

7,97σ = =7,66 kN/cm σ =32 kN/cm

0,8 1,3≤


yeterlidir.

Kaynak Tahkiki;


kalınlığıdır.


em

Pτ

a l≤


hesaplanmıştır.

15,93311 l=1,81 cm

2 0,4 l≤ →

× × ve l'=l+2 a=1,81+2 0,4=2,61 cm 3 cm× × ≅ ’dir.

Minimum köşe kaynağı uzunluğu 50 mm olduğundan kaynak yeterlidir. Ayrıca

minimum küt kaynak uzunluğu 60 mm olduğundan ve kaynak kalınlığı 8mm

olduğundan yine yeterlidir.

-UPN160 Elemanında Tahkik;

Bu elemanda da 4 adet M12 8.8 kalitesinde bulon bulunduğundan yukarıdaki hesaba

göre yeterlidir.

120

5.19 Ankraj Bağlantı Detayı Hesabı

Şekil 5. 20: Ankraj Detayı

Ankraj hesabında şekildeki detay için iki kısım kontrol yapılır. Birinci kısımda

verilen çekme kuvvetine uygun bulon çapı belirlenir. Bulon sınıfına ait emniyet ile

aktarılabilecek çekme kuvveti; bulon çapına göre belirlenen dişdibi enkesit alanı

( sA ) ile çarpılarak bir bulonun emniyetle aktarabileceği maksimum çekme kuvveti

belirlenir. Taban levhası hesaplarında 5.6 kalitesinde bulon kullanılmıştır ve bu

sınıfın emniyet gerilmesi değeri 2z,emσ =15 kN/cm ’dir. (ĐMO-02, Tablo 7.8.b)

Buna göre bulon çaplarına göre bir adet bulonun emniyet ile taşıyabileceği çekme

kuvveti belirlenir. Aşağıda çeşitli çaplar için maksimum çekme değerleri

hesaplanmıştır.

M24 ( sA =3,53 2cm ) →15.3,53 = 52,95 kN

M30 ( sA =5,61 2cm ) →15.5,61 = 84,15 kN

M36 ( sA =8,53 2cm ) →15.8,53 = 127,95 kN

121

Đkinci kısım hesapta bulonun emniyetle taşıyabileceği çekme kuvvetini emniyetli bir

şekilde zemine aktarabilmek için belirlenen geometriye göre gerekli hesaplar yapılır.

Bu hesaplarda betonun basınç emniyet gerilmesi ( 2emp =0,85 kN/cm ) ve aderans

emniyet gerilmesi ( 2a,emτ =0,04 kN/cm ) ile temel için kullanılacak betonun ve temel

bağlantı detayının yeterliliği kontrol edilir.

Bu Ankraj düzeninde basınç ile aktarılabilecek kuvvet;

2 22

1 em

π×D π×dZ = 2×G - - ×ρ

4 4

olarak hesaplanır.

Aderans ile aktarılabilecek kuvvet ise;

[ ]2 a,emZ = D N+d (C-N-F) π τ× × × × olarak hesaplanır.

Ankraj düzeninin emniyet ile aktarabileceği kuvvet ise;

1 2Z=Z +Z olarak hesaplanır.

Bu projede Ankraj detayı şu şekilde belirlenmiştir;

N = 300 mm

D = 76 mm

F = 15 mm

C =570 mm

G = 100 mm

d = 24, 30 ve 36 olmak üzere 3 farklı çapta 5.6 kalite ankraj bulonu kullanılmıştır.

Aşağıda M36 bulonu için kuvvet hesabı yapılmıştır. M24 ve M30 bulonuna göre

hesap daha elverişli sonuç verdiğinden sınır değer olarak M36 bulonu için bulunan

değer kullanılmıştır.

2 22

1

π 7,6 π 3,6Z = 2 10 - - 0,85=122,79 kN

4 4

× ×× ×

[ ]2Z = 7,6 30+3,6 (57-30-1,5) π 0,04=40,18 kN× × × ×

1 2Z=Z +Z = 122,79 + 40,18 = 162,97 kN

122

5.20 HE240A Kolon Ayağı Bağlantı Hesabı

Şekil 5. 21: HE240A Kolon Ayağı Detayı

çekmeP = 126,347 kN

basınçP = 218,477 kN

V = 15,62 kN


B=D=450 mm

Pp=



1m= (D-0,95 h)

2× ve

1n= (B-0,80 b)



genişliğidir.

Buna göre;

1 1m= (D-0,95 h)= (45-0,95 23)=11,575

2 2× ×

1 1n= (B-0,80 b)= (45-0,80 24)=12,9

2 2× ×

123


em

3 pt m

σ

×≥ × veya

em

3 pt n

σ


Burada emσ levhanın emniyet gerilmesidir. Mesnet levhası St52 kalitesinde

olduğundan

emσ =21,6 2kN/cm ’dir.


2P 218,477p= = =0,108 kN/cm

A 45 45×

em

3 p 3 0,108t m =11,575 =1,418 cm

σ 21,6

× ×≥ × ×

em

3 p 3 0,108t n =12,9 =1,580 cm

σ 21,6

× ×≥ × ×


-Profil Gövdesinde Kaynak Tahkiki;

Gövde uzunluğu: 23-2×1,2=20,6 cm

2gA =20,6×0,75=15,45 cm

2toplamA =76,8 cm

gövde

15,45P =218,427. =43,918 kN

76,80


kalınlığıdır.


em

Pτ

a l≤


em

49,918=3,24 kN/cm τ =11 kN/cm

2×0,5×(16,4-2×0,5)≤

çepeçevre kaynak yeterlidir.

124

-Başlık Kaynağı Tahkiki;

Kaynak kalınlığı min3 a 0,7 t≤ ≤ × olduğundan; 0,7×12=8,4 mm maksimum kaynak

kalınlığıdır.


2bA =24×1,2=28,8 cm

başlık

28,8P =218,427. =81,867 kN

76,8

( ) ( ) 2kA = 24-2×0,5 + 17,4-4×0,5 ×0,5=19,2 cm

em

Pτ

a l≤


em

81,867=4,26 kN/cm τ =11 kN/cm

19,2≤ çepeçevre

kaynak yeterlidir.

-Kayma Elemanı Tahkiki;

Kesme karşılamak amacı ile taban levhasının altına 20 cm uzunluğunda kolon profili

ile aynı profil kaynaklanmıştır. Hesaplarda 5 cm çimentolu kısmın uzunluğu

düşülecektir.

' 2em

k g

Vρ = p 0,85 kN/cm

b×(h -t )≤ =

' 2 2em

15,16ρ = 0,042 kN/cm p 0,85 kN/cm

24×(20-5)= ≤ =

2 2k g'

(h -t ) (20-5)M=ρ .b. =0,042× =4,74 kNcm

2 2

em

Mσ = σ

W≤ → 2 2

em

4,74σ = =0,007 kN/cm σ =16 kN/cm

675≤


34

k

2×0,5×16,4I = =367,58

12cm

3kk

k

I 367,58W = = =44,83 cm

16,4W

2

125

kk,em

k

Mσ = σ

Wk ≤ → 2 2k,em

4,74σ = =0,106 kN/cm σ =11 kN/cm

44,82k ≤

2kaynakA =0,5.2.16,4=16,4 cm

2 2k k,em

15,62τ = =0,95 kN/cm σ =11 kN/cm

16,4≤

2 2 2 2 2 2v k,emσ = σ +τ = 0,106 +0,95 =0,96 kN/cm σ =11 kN/cm≤

-Ankraj Tahkiki;

5.6 kalitesinde bulonun emniyetle aktarabileceği çekme kuvveti “EĐY” yüklemesi

için 15 2kN/cm ’dir.

1 adet 5.6 kalitesinde M24 ankraj bulonunun emniyetle aktarabileceği kuvvet dişdibi

alanına göre;

15 ×3,53 =52,95 kN olarak elde edilir.

Kolon ayağına gelen maksimum çekme kuvveti 465,522 kN olduğuna göre;

4 adet M24 bulonu →4×52,95 =211,8 kN > 126,347 kN olduğundan yeterlidir.





V=302,931 kN

126


B=D=550 mm

Pp=


Pp=



1m= (D-0,95 h)

2× ve

1n= (B-0,80 b)



genişliğidir.

Buna göre;

1 1m= (D-0,95 h)= (55-0,95 27)=14,675

2 2× ×

1 1n= (B-0,80 b)= (55-0,80 28)=16,3

2 2× ×


em

3 pt m

σ

×≥ × veya

em

3 pt n

σ



olduğundan



2P 553,572p= = =0,183 kN/cm

A 55 55×

em

3 p 3 0,183t m =14,675 =2,34 cm

σ 21,6

× ×≥ × ×

em

3 p 3 0,183t n =16,3 =2,60 cm

σ 21,6

× ×≥ × ×




2gA =24,4×0,8=19,52 cm

127

2toplamA =97,26 cm

gövde

19,52P =553,572. =111,101 kN

97,26


kalınlığıdır.


em

Pτ

a l≤


em

111,101=5,97 kN/cm τ =11 kN/cm

2×0,5×(19,6-2×0,5)≤




kalınlığıdır.


2bA =28×1,3=36,4 cm

başlık

36,4P =553,572. =207,177 kN

97,26

( ) ( ) 2kA = 28-2×0,5 + 20,6-4×0,5 ×0,5=22,8 cm

em

Pτ

a l≤


em

207,177=9,087 kN/cm τ =11 kN/cm

22,8≤ çepeçevre

kaynak yeterlidir.




düşülecektir.

' 2em

k g

Vρ = p 0,85 kN/cm

b×(h -t )≤ =

' 2 2em

302,931ρ = 0,721 kN/cm p 0,85 kN/cm

28×(20-5)= ≤ =

128

2 2k g'

(h -t ) (20-5)M=ρ .b. =0,721× =2271,15 kNcm

2 2

em

Mσ = σ

W≤ → 2 2

em

2271,15σ = =2,24 kN/cm σ =16 kN/cm

1013≤


23 3

k

2×0,5×18,6 27×0,5 27 0,5I = +2× +2×27× +

12 12 2 2

4kI =8939,682 cm

3kk

k

I 8939,682W = = =650,159 cm

27W+0,5

2

kk,em

k

Mσ = σ

Wk ≤ → 2 2k,em

2271,15σ = =3,74 kN/cm σ =11 kN/cm

650,159k ≤

2kaynakA =27×2×0,5+2×18,6×0,5=45,6 cm

2 2k k,em

302,931τ = =6,643 kN/cm σ =11 kN/cm

45,6≤


-Ankraj Tahkiki;




alanına göre;



6 adet M30 bulonu→6×84,15 = 504,9 kN > 465,522 kN olduğundan yeterlidir.

129





V = 225,55 kN


B=D=650 mm

Pp=


Pp=



1m= (D-0,95 h)

2× ve

1n= (B-0,80 b)



genişliğidir.

Buna göre;

1 1m= (D-0,95 h)= (65-0,95 29)=18,725

2 2× ×

1 1n= (B-0,80 b)= (65-0,80 30)=20,5

2 2× ×

130


em

3 pt m

σ

×≥ × veya

em

3 pt n

σ



olduğundan



2P 1037, 20p= = =0,245 kN/cm

A 65 65×

em

3 p 3 0,245t m =18,725 =3,45 cm

σ 21,6

× ×≥ × ×

em

3 p 3 0,108t n =20,5 =3,78 cm

σ 21,6

× ×≥ × ×




2gA =26,2×0,85=22,27 cm

2toplamA =113 cm

gövde

22,77P =1037,20. =209 kN

113


kalınlığıdır.


em

Pτ

a l≤


em

209=10,55 kN/cm τ =11 kN/cm

2×0,5×(20,8-2×0,5)≤




kalınlığıdır.

131


2bA =30×1,4=40,2 cm

başlık

40,2P =1037,20. =368,986 kN

113

( ) ( ) 2kA = 30-2×0,7 + 25,9-4×0,7 ×0,7=36,19 cm

em

Pτ

a l≤


em

368,986=10,20 kN/cm τ =11 kN/cm

36,19≤ çepeçevre

kaynak yeterlidir.




düşülecektir.

' 2em

k g

Vρ = p 0,85 kN/cm

b×(h -t )≤ =

' 2 2em

225,55ρ = 0,501 kN/cm p 0,85 kN/cm

30×(20-5)= ≤ =

2 2k g'

(h -t ) (20-5)M=ρ .b. =0,501× =56,36 kNcm

2 2

em

Mσ = σ

W≤ → 2 2

em

56,36σ = =0,045 kN/cm σ =16 kN/cm

1260≤


34

k

2×0,5×20,8I = 750

12cm=

3kk

k

I 750W = = =72,12 cm

20,8W

2

kk,em

k

Mσ = σ

Wk ≤ → 2 2k,em

56,36σ = =0,781 kN/cm σ =11 kN/cm

72,12k ≤

2kaynakA =20,8×2×0,5=20,8 cm

132

2 2k k,em

225,55τ = =10,84 kN/cm σ =11 kN/cm

20,8≤


-Ankraj Tahkiki;




alanına göre;



8 adet M36 bulonu→8×127,95 = 1023,6 kN > 864,999 kN olduğundan yeterlidir.



çekmeP = 0 kN


V= 214,802 kN


B=400 mm

D=700 mm

133

Pp=


Pp=



1m= (D-0,95 h)

2× ve

1n= (B-0,80 b)



genişliğidir.

Buna göre;

1 1m= (D-0,95 h)= (70-0,95 64)=4,6

2 2× ×

1 1n= (B-0,80 b)= (40-0,80 30)=8

2 2× ×


em

3 pt m

σ

×≥ × veya

em

3 pt n

σ



olduğundan



2P 749,158p= = =0,268 kN/cm

A 70 40×

em

3 p 3 0,268t m =4,6 =0,887 cm

σ 21,6

× ×≥ × ×

em

3 p 3 0,268t n =8 =1,54 cm

σ 21,6

× ×≥ × ×




2gA =58,8×1,35=79,38 cm

2toplamA =242 cm

134

gövde

79,38P =749,158. =246,14 kN

242

Kaynak kalınlığı min3 a 0,7 t≤ ≤ × olduğundan; 0,7× 13,5=9,45 mm maksimum

kaynak kalınlığıdır.


em

Pτ

a l≤


em

246,14=5,04 kN/cm τ =11 kN/cm

2 0,5 (53,4-2 0,5)≤

× × ×




kalınlığıdır.


2bA =30×2,6=78 cm

başlık

78P =749,158. =241,86 kN

242

( ) ( ) 2kA = 30-2×0,5 + 24,4-4×0,5 ×0,5=25,7 cm

em

Pτ

a l≤


em

241,86=9,41 kN/cm τ =11 kN/cm

25,7≤ çepeçevre

kaynak yeterlidir.


Kesme karşılamak amacı ile taban levhasının altına 20 cm uzunluğunda HEA300

profili kaynaklanmıştır. Hesaplarda 5 cm çimentolu kısmın uzunluğu düşülecektir.

' 2em

k g

Vρ = p 0,85 kN/cm

b×(h -t )≤ =

' 2 2em

214,802ρ = 0, 477 kN/cm p 0,85 kN/cm

30×(20-5)= ≤ =

2 2k g'

(h -t ) (20-5)M=ρ .b. =0,477× =53,70 kNcm

2 2

em

Mσ = σ

W≤ → 2 2

em

53,70σ = =0,043 kN/cm σ =16 kN/cm

1260≤

135


34

k

2×0,5×53,5I = 12760,86

12cm=

3kk

k

I 12760,86W = = =477,04 cm

53,5W

2

kk,em

k

Mσ = σ

Wk ≤ → 2 2k,em

53,70σ = =0,113 kN/cm σ =11 kN/cm

477,04k ≤

2kaynakA =2×0,5×(53,5-2 0,5)=52,5 cm×

2 2k k,em

214,803τ = =4,09 kN/cm σ =11 kN/cm

52,5≤


-Ankraj Tahkiki;




alanına göre;


Kolon ayağında çekme kuvveti yoktur. Yine de 2 adet 5.6 kalitede M24 ankraj

bulonu kullanılmıştır.

137

6. SONUÇLAR

Bu çalışmada ağır sanayi yapısı yatay ve düşey yükler altında mevcut olan

yönetmelikler ile birlikte “ĐMO-02, Emniyet Gerilmesi Esasına Göre Hesap ve Proje

Esasları” standartlarına göre boyutlandırılarak gerekli hesaplar yapılmıştır. Yapı bir

yönde süneklik düzeyi normal çerçevelerden, diğer yönde sünekli düzeyi normal

çapraz elemanlardan oluşmaktadır. Bu tür yapılar geniş yüzey alanlarına sahip

oldukları için rüzgar yükleri de en az deprem yükleri kadar önemli olmaktadır. Bu

sebeple gerekli rüzgar yükleri TS498 şartnamesinin öngördüğü şekilde ve yapının

yüksekliğine bağlı olarak, rüzgarın esme yönü de gözönüne alınarak sisteme etkime

noktalarından yüklenmiştir. Yapının deprem hesabı için mod birleştirme yöntemi

kullanılmıştır. Mod birleştirme yöntemi ile bulunan taban kesme kuvveti, Deprem

Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik gereği eşdeğer deprem yükü

ile bulunan taban kesme kuvveti ile kıyaslanarak gerekli katsayılarla büyütülmüştür.

Yeniden arttırılmış katsayılar ile mod birleştirme yöntemine göre bir deprem hesabı

yapılmıştır ve bu deprem kuvvetlerinin yapıya etkidiği varsayılmıştır.

Bu çalışmada yapıyı zorlayıcı unsurlar tasarımda önemli rol almaktadır. Rüzgar

yükü, deprem yükü gibi genel zorlayıcı unsurların yanında, yapının birinci deprem

bölgesinde oluşu, zeminin sağlam bir zemin olmayışı gibi etkenler ile birlikte

bölgenin hava koşulları da dikkate alındığında bir çok elverişsiz etken bir araya

gelmiştir. Örneğin TS498 gereği bu tür yapıya normal koşullarda 50 cm kar

yüksekliğine denk gelen 20,75 kN/m kar yükü etkimesi gerekirken bölgenin son 30

yıllık yağış miktarları meteorolojik arşivlerden incelenmiştir ve bu zaman dilimi

içinde 74 cm kar yüksekliğine ulaşıldığı görülmüştür. Bu kar yüksekliğine göre de

yapıya 21,125 kN/m kar yükü etkitilmiştir. Ayrıca yapının iki açıklığında bulunan 1,5

m ‘lik fenerlikler dolayısı ile de oldukça yüksek bir kar birikintisi oluşmaktadır. Bu

kar birikintisi dolayısı ile yapının orta aksında oldukça fazla kar yükü oluşmaktadır.

Bu yapının tasarım aşamasında sıcaklık değişimi de önemli bir yük olarak karşımıza

çıkmıştır. Normalde böyle bir yapının yapılabileceği bir mevsime göre tasarım

yapılarak sıcaklık etkisi bir miktar düşük tutulabilirdi. Fakat bu yapının yılın

138

herhangi bir zamanında yapılabilmesini sağlamak amacı ile toplam sıcaklık değişimi

020± olarak toplamda 040 ’lik sıcaklık farkı sisteme etkitilmiştir. Özellikle de

depremli kombinasyonlarda sıcaklık değişimi etkisi çapraz elemanlarda çok büyük

gerilmelere neden olmuştur. Çapraz elemanlardaki büyük gerilmeler de bu kesitlerin

büyümesine neden olmuştur.

Yapıda rüzgar yükü, deprem yükü, kar yükü gibi dış yüklerin yanında yapının

geometrisi de zorlayıcı bir unsur olarak karşımıza çıkmaktadır. Ana taşıyıcı

kolonların 10 m ara ile yerleştirilmesi ve kren kirişlerinin bu 10 m aralık ile basit

mesnet olarak teşkili kren kirişinin büyük kesitli olarak tasarlanmasına sebep

olmuştur. Bununla birlikte makasların 5 m aralıkla teşkil edilmesi her 10 m de bir ara

makas teşkilini beraberinde getirmiştir. Bu durumda ana taşıyıcı kolonlara makas

kirişler düzenlenerek ara makaslar bu makas kirişlere mesnetlendirilmiştir. Kar

yükündeki elverişsiz yükleme, kar birikintisi ve de iki ara makasın tam orta aksta bir

örgü makas kirişe oturması ve bu makas kirişlerin de orta kolonlara oturması nedeni

ile en büyük kesitli kolonlar orta akstaki kolonlar olmuştur. Ayrıca ana taşıyıcı

kolonların 10 m ‘de bir teşkili ile çapraz elemanların boyları da oldukça uzun

olduğundan narinlik sorunu ortaya çıkmıştır ve çapraz elemanlar da kendi içlerinde

örülerek zayıf yönde tutulmaları sağlanmıştır ve narinlikleri azaltılarak yeterli hale

getirilmişlerdir.

Yapıda kolonlar örgü kolon olarak teşkil edilmişlerdir. Örgü kolon teşkili bulonlu

bağlantılar ile sağlanmıştır. Bu tasarımda şantiyede kaynak yapılması gerekmedikçe

en aza indirilmeye çalışılmıştır ve bu sebeple bağlantıların hemen hemen hepsi

bulonlu olarak teşkil edilmiştir. Örgü kolonların bulonlu birleşim ile örgü kolon

haline getirilmesinin şantiyede kaynak yapmayı engellemesinin ötesinde bir yararı da

kolonların nakliyesi sırasında kolaylık sağlamasıdır. Örgü kolonların imalattan

kaynaklı olarak getirilmesine karar verilseydi 120 cm aralıklı örgü kolonların taban

levhaları da birlikte teşkil edildiğinde oldukça nakliyeye elverişsiz parçalar elde

edilebilirdi. Bu şekilde hem şantiye kaynağı engellenmiştir hem de her kolon kendi

taban levhasında oturacağından nakliye açısından uygun bir tasarım olmuştur. Ayrıca

her kolon basit mesnetli olarak kendi taban levhasına oturduğundan taban levhasında

moment oluşumu engellenmiştir ve de zeminde ekstra zorlanmalar ile gerilmeler

engellenmiştir.

139

Yapıda stabilite problemlerini ortadan kaldırmak için çatıda rüzgar çaprazları

düşeyde ise deprem çaprazları kullanılmıştır. Ayrıca makaslar arasındaki stabiliteyi

de sağlamak amacı ile makaslar arası stabilite bağlantıları kullanılmıştır. Ara

makasların depmaslanlarını sınırlandırmak amacı ile rüzgar çaprazları makasların

arasına da yerleştirilmiştir. Fenerlikler de rüzgar çaprazları ile aynı düzende çapraz

elemanlar ile bağlanmıştır. Bu şekilde çatı düzleminin rijit diyaframa yakın bir

hareket yapması sağlanmıştır.

Kaynak sınıfı olarak E7018 seçilmiştir. Bu kaynak sınıfının akma mukavemeti

2240 N/mm , çekme mukavemeti 2415 N/mm ’ dir. Kaynak emniyet gerilmesi,

çekme mukavemetinin %30 ‘u olarak alınabilir. Buna göre

( 2415 N/mm = 241,5 kN/cm ) kaynak emniyet gerilmesi, emτ =41,5x0,30=12,45

2kN/cm olarak alınabilir. Fakat Türkiye ‘deki kaynak işçiliği de gözönünde

bulundurularak yaygın olarak kullanılan bir değer olarak kaynak emniyet gerilmesi

birleşim hesaplarında 2emτ =11 kN/cm olarak alınmıştır.

Yukarıda anlatılan bütün koşullar eşliğinde yapı sistemi oluşturulup lineer elastik

hesap yapılarak gerekli olan kesitler belirlenmiştir ve bu kesitler uygun bağlantı

araçları ile birbirilerine bağlanmışlardır. Sonuç olarak yapının bütün detayları ile

birlikte çelik kısmının birim metrekare ağırlığı 148 kg olarak elde edilmiştir. Ayrıca

yapıda toplamda 604651kg çelik kullanılmıştır.

141

KAYNAKLAR

[1] Uzgider ve diğerleri, 2005. ĐMO-02, Çelik Yapılar, Emniyet Gerilmesi Esasına Göre Hesap ve Proje Esasları, ĐMO Đstanbul Harbiye Şubesi, Đstanbul

[2] Uzgider ve diğerleri, 2005. Çelik Yapılarda Kaynaklı Birleşim Hesap, Yapım ve Muayene Kuralları , ĐMO Đstanbul Harbiye Şubesi, Đstanbul

[3] TS498, 1997. Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Hesap Değerleri , Türk Standartları Enstitüsü, Ankara

[4] TS648, 1980. Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara

[5] Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, 2007 , Türk Standartları Enstitüsü, Ankara

[6] TS-3357, 1979. Çelik Yapılarda Kaynaklı Birleşimlerin Hesap ve Yapım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara

[7] DEREN ve diğerleri, 2008. Çelik Yapılar, Đstanbul Teknik Üniversitesi, Đstanbul

[8] Uzgider ve diğerleri, 2002. Kafes Kiriş Çerçeveli Endüstri ve Hal Yapıları, ĐMO Đstanbul Harbiye Şubesi, Đstanbul

[9] Uzgider ve diğerleri, Çelik Yapılar, 2008, ĐMO Đstanbul Kurs Notları

[10] ÖZTÜRK, 2002. Çelik Yapılar Kısa Bilgi ve Problemler,Yıldız Teknik Üniversitesi, Đstanbul

[11] ARDA, 1978. Çelik Çatı ve Binalarda Rüzgar Karşıt-Düzenleri ve Stabilite Bağlantıları, Sakarya Devlet Mühendislik-Mimarlık Akademisi Yayınları

[12] Odabaşı, 1997. Ahşap ve Çelik Yapı Elemanları, Đstanbul

[13] DIN 4100, Deutch Institute of Norme

[14] Sap2000 Analysis Reference Manual, 1998. Computers snd Structures Inc. Berkeley, California

143

EKLER

Ek A.1: Kullanılan Tablolar

Ek A.2: Genel Yerleşim Planları

145

EK A.1

Hesaplarda Kullanılan Tablolar

Çizelge A. 1: ĐMO-02, Tablo 7.8b

Çizelge A. 2: ĐMO-02, Tablo 7.9

146


147


Çizelge A. 5: ĐMO-02, Tablo 7.18a

148

Çizelge A. 6: ĐMO-02, Tablo 7.18b

Çizelge A. 7: ĐMO-02, Tablo 7.18a

149

EK A.2

Genel yerleşim planları tezin sonunda verilmiştir.

151

ÖZGEÇMĐŞ

Ad Soyad: Taner EMANET

Doğum Yeri ve Tarihi: ZONGULDAK 04.05.1984

Adres: ĐSTANBUL

Lisans Üniversite: YILDIZ TEKNĐK ÜNĐVERSĐTESĐ

152

EK A.2

ÇĐZELGE EK 2.1

ÇĐZELGE EK 2.2

153

ÇĐZELGE EK 2.3

ÇĐZELGE EK 2.4

154

ÇĐZELGE EK 2.5

ÇĐZELGE EK 2.6

ÇĐZELGE EK 2.7

155

ÇĐZELGE EK 2.8

ÇĐZELGE EK 2.9

156

ÇĐZELGE EK 2.10

ÇelĐk endÜstrĐyel yapi tasarimi

Documents