cy-ii ders-6.ppt [uyumluluk modu]w3.balikesir.edu.tr/~kturker/download/cy-ii_ders-6.pdf ·...

13/03/2018

1BAÜ. MÜH. FAK. İNŞAAT MÜH. BL. ÇELİK YAPILAR-II DERS NOTLARI 6. HAFTA Yrd.Doç.Dr. Kaan TÜRKER

1ÇELİK YAPILAR –II

Aşağıda bir kolon-temel birleşimine ait detayresmi verilmiştir. Yükleme kombinasyonlarındanbirine ait kolon alt ucu gerekli dayanımları Mu =310kNm Pu=1120 kN Vu=165 kN olarak eldeedilmiştir. Taban levhası boyutlarını kontrolediniz.

UYGULAMA

Taban levhası çelik sınıfı : S355

Temel betonu sınıfı: C30

Dolgu harcı karakteristik dayanımı : 40 Mpa

HE-B 320 özellikleri yanda verilmiştir.

Temel boyutları : 650*650 mm


Taban levhası normal kuvvet ve moment etkisinde olduğu için eksantirik yükleme altıdadır. Bunedenle betondaki gerilme dağılımının belirlenmesi için öncelikle ektantirisite kontrolyapılmalıdır.

taban levhasında büyük eksantirisite durumu mevcuttur. Bu durumda taban levhası çekmeankrajı ile temele bağlanmalı ve beton gerilme dağılımında ankrajın taşıdığı çekme kuvveti degözönüne alınmalıdır.

13/03/2018



� beton basınç gerilmesinin en fazla tasarımezilme gerilmesine eşit olması (fp=φc*Fp) ve

Mevcut taban levhasının yeterli olması için,

� ankraj bölgesinde çekme gerilmesioluşmaması gerekmektedir. Yani “A”uzunluğunun N’ uzunluğunu aşmamasıgerekmektedir.


A uzunluğu, Ankraj çubuğunun bulunduğunoktaya (z) göre moment denge denklemiyazılarak bulunabilir.

A=0.94m plaka dışına çıktığından ve çekme ankrajını da içerdiğinden kullanılamaz(geometrik olarak anlamsız sonuçtur).

13/03/2018



Not:

� Taban levhası boyutları yetersiz olduğunda basınç dağılımı bütün levhayı kaplar budurumda levha boyutlarından N büyütülerek hesaplar tekrarlanır. Uygun gerilme dağılımı eldeedilinceye kadar devam edilir.

�Tüm yükleme kombinasyonları için levha boyutlarının kontrol edilmesi ve yeterli olduğunungösterilmesi gereklidir.


Ankraj çubuklarına etkiyen T çekmekuvveti düşey denge denklemindenbulunabilir.

Çekmeye maruz

bulonlar

13/03/2018



Taban levhasının kalınlığı akma limitdurumundan yararlanarak kontrol edilir. Bununiçin levhada oluşan maksimum eğilmemomentinin belirlenmesi gerekir.

Lehadaki en büyük eğilme momentleri yine kolon başıklarının ve gövdesinin dışında kalankonsollarda oluşur. Ancak momentin doğrultusu nedeniyle başlıklar tarafındaki konsollardadaha büyük eğilme oluşur.

Eksenel yüklü elemandan farklı olarak levha çekme ankrajlarının ve beton basınç gerilmelerininsebep eğilme momentlerinin ayrı ayrı belirlenmesi gerekir.


Beton basınç gerilmelerinin sebep olduğu konsol momentinin belirlenmesi

13/03/2018



Beton basınç gerilmelerinin sebep olduğu konsol momentinin belirlenmesi

Ankraj kuvvetlerinin levhada uyguladığı eğilmeiçin etkin genişliğin yandaki gibi olduğu kabuledilebilir.

Buna göre etkin uzunluk için;

�Ankraj çubuğu merkezinden 45 lik açılarla ikidoğru çizilir.

�Bu doğruların başlık ortasından geçen kritikkesiti kesim noktaları arasındaki uzunlukbelirlenir.

Etkin uzunluk

Ankrak kuvveti için konsol

boyu


Not:

Taban levhası kalınlığı azaltılmak istenirse boyutları gövdeye paralel nervürler atılabilir. Budurumda levha eğilme momentlerinin belirlenmesi için plak moment katsayıları kullanılabilir.

13/03/2018



ANKRAJ ÇUBUKLARININ (BULONLARININ) TASARIMI

Ankraj çubukları olarak hadde ürünü olan daire enkesitli miller kullanılır. Farklı çaplardaüretilen millerden gerekli uzunluklarda kesilerek, bir ucuna diş açılır. Bu dişli kısım tabanlevhasının üstünden somun ile sıkılmasına olanak verir.

Bazı durumlarda alt uca da bir ankraj somunu (bazen de plaka) yerleştirilir. Bununla betonamekanik olarak kenetlenme sağlanır. Mekanik ankraj için aşağıda gösterildiği gibi L tipi veyaJ tipi ankrajlarda kullanılabilmektedir.


Bu tip ankrajların dışında kaynaklı ankrajlar ve sonradan yerleştirilen (dübelli, epoksili bv.)ankrajlarda kullanılabilmektedir (ACI 318-11, 2011) . Ancak bunlara ait hesap esasları vekancalı (L tipi , J tipi ) ankrajlar bu ders kapsamı dışındadır.

Plakalı ankraj çubuğu

13/03/2018



� Montaj ankrajları, çelik yapının montajı esnasında kolona etkiye yüklerin sebep olduğumomentleri karşılamak amacıyla uygulanır. Montaj tamamlandıktan sonra görevleri sonaerer. Bu ankrajlara etkiyen çekme kuvvetleri genellikle küçüktür. Bu nedenle hesapyapılmadan minimum ankraj koşulları uygulanabilir. Ancak büyük enkesitli ve yüksekkolonlarda montaj esnasında önemli momentler oluşabilir, bu nedenle bu momentlerinyaklaşık olarak öngörülmesi ve gerekli ankrajların hesapla bulunması gerekmektedir.

Ankraj çubukları kullanım amacına bağlı olarak çekme ankrajları ve montaj ankrajları olmaküzere iki gruba ayrılır.

Çelik tasarım yönetmeliğine göre (ÇYHTYY-2016) montajankrajı çubuklarının çapı en az 20 mm olmalı ve etkin gömmederinliği (hef) en az 300 mm olmalıdır.

� Çekme ankrajları, büyük eksantrisiteye sahip kolonlarda ve eksenel çekmeye maruzkolonlar kullanılır. Bu ankrajların boyutları (çapı, etkin gömme derinliği vb) mutlaka enelverişsiz moment değerleri gözönüne alınarak hesapla belirlenmelidir.

Çelik tasarım yönetmeliğine göre (ÇYHTYY-2016) çekme ankrajıçubuklarının çapı en az 22 mm olmalı ve etkin gömme derinliği hef

≥ 15*d olmalıdır. (d : ankraj çubuğu çapı)


Ayrıca tüm ankrajlar aşağıdaki koşullar sağlanmadır.

�Bir taban levhası için en az 4 ankraj çubuğu kullanılmalıdır. Yeterliliği hesapla gösterilmekkoşuyla küçük eksenel yük taşıyan taban levhalarında 2 bulon kullanılabilir,

�Ankraj bulonlarının beton kenar yüzeyine uzaklığı en az 6*d olmalıdır.

6*d

6*d

13/03/2018



Çekme ankrajları ile istenirse taban levhasına etkiyen kesme kuvvetleri de karşılanabilir. Kesmeetkileri ayrıca sürtünme kuvveti ile veya taban levhası altına yerleştirilen kayma kaması ile dekarşılanabilir.

Bu ders kapsamında salt çekme etkisindeki ankrajların tasarımı anlatılmıştır.

Çekme ankrajları ile kesme kuvveti (yatay mesnet tepkisi) aktarımı


Çekme ankrajlarının tasarımı

Çekme ankrajlarının tasarımında, konstrüktif kurallara uyulduğunda aşağıda gösterilen üç farklılimit durum gerçekleşebilmektedir (ACI 318-11, 2011).

1-) Ankraj çubuğu kopması (dişli kısımdan kopma)

2-) Ankrajın betondan sıyrılması (Çubuk kafası çapında betonun ayrılması)

3-) Blok beton kırılması ( konik olarak çubuk kafasının üstündeki betonun kopması)

Ankraj çubuğu için yukarıda belirtilen her bir limit duruma ait tasarım dayanımları belirlenir vegerekli dayanımın bu tasarım değerlerinden küçük olması sağlanır.

13/03/2018



Eğer konstrüktif kurallara uyulmaz ise başka bazı limit durumlar da oluşabilmektedir.

Örneğin “Ankraj bulonlarının beton kenar yüzeyine uzaklığı < 6*d olması halinde aşağıdagösterilen “yan yüz betonu blok kopması” limit durumu oluşabilmekte ve bunun da kontroledilmesi gerekmektedir.


13/03/2018




Çekme etkisindeki bulon grubu için blok beton kırılması karakteristik dayanımı: Ncbg

13/03/2018




Blok beton kırılmasının engellenmesinde çelik donatı kullanımı

Ankraj donatısı

Ankraj donatısı

A-A KESİTİ

Blok beton kopması sınır durumu kontrolü sadece beton gözönüne alınarak yapılmıştır. Bu sınırduruma ait kapasitenin çok düşük olması durumunda aşağıda gösterildiği gibi donatı takviyesiyapılarak kapasite arttırılır. Gerekli donatı için ankraj kuvvetleri esas alınır.

13/03/2018



KAYNAKLAR

ACI Committee 318. Building Code Requirements for Structural Concrete: (ACI 318-11) ; and Commentary (ACI 318R-11). Farmington Hills, Mich: American Concrete Institute, 2011.

Steel Design Guide Seriesi –I Column Base Plates, American Institute of Steel Construction, 2003.

Steel Design Guide Seriesi –I Base Plate and Anchor Rod Design, Second Edition, American Institute of Steel Construction, 2006.

Engineering Monograph No:27, Moments and Reactions for rectangular plates, W.T. Moody, 1990.

Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Kuralları” , Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, (2016).

Steel Design, W. T. Sequi, United Kingdom: Cengage Learning, Fourth Edition, (2007).

cy-ii ders-6.ppt [uyumluluk modu]w3.balikesir.edu.tr/~kturker/download/cy-ii_ders-6.pdf ·...

Documents