Çelİk yapi kaynakli baĞlantilarinin ec3' e … Çelik yapı.....pdf · kaynak kongresİ ix....

14
KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ BİLDİRİLER KİTABI 277 ÇELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3' E GÖRE TASARIM VE ANALİZ YÖNTEMİ Ahmet ATAK 1 , Aydın ŞIK 2 1 Yük. Mak. Müh. Serhat Mah. 1284 Sk. No:34/7, Yenimahalle/ANKARA Tel: 0534 656 41 51 - e-posta: [email protected] 2 Doç. Dr., Gazi Üniversitesi Mimarlık Fak. End. Ürünleri Tasarımı Böl., Maltepe/ANKARA Tel: 0532 676 40 28- e-posta: [email protected] ÖZET Haziran 2012’den itibaren Eurocode 3 (EC3) Avrupa Topluluğu ülkelerde kullanılmaya başlandı. Daha önce farklı ülkelerde farklı yöntemlerle (DIN 18800) hesaplanmaktaydı. Türkiye ise; TS EN 1993-1-1-Aralık 2005-“Çelik Yapıların Tasarımı” ve TS EN 1993-1-8+AC- Aralık 2005-“Genel Kurallar-Birleşim Yerlerinin Tasarımı” adlı standart ile buna katılmıştır. EC3; çelik yapıların tasarım, üretim kalitesi, montaj ve hesaplama yöntemleri gibi kapsamlı bir şekilde konuyu ele almaktadır. Kaynaklı bağlantı tasarım esasları ve hesaplama yöntemleri EC3’ün 8. bölümünde (EN 1993-1-8 “Çelik Yapıların Tasarımı: Birleşim Yerlerinin Tasarımı”) yer almakta ve bir takım yenilikler içermektedir. Bu çalışmada genel olarak çelik yapı kaynak bağlantıları EC3’e göre tasarım ve analiz yöntemi, standartta 5. grupta atıf yapılan kaynak sarf malzemeleri, kaynak geometrisi, ölçüleri ve sınır dayanım kuvvetlerinin hesaplama yöntemleri üzerinde durulmuştur. En fazla kullanım alanı bulunan köşe kaynak çeşidinde, örneklemelerle uygulanması öngörülen hesaplama ve ölçülendirme yöntemleri, standartın Türkiye’de kullanımına yardımcı olmak amacıyla araştırılmıştır. Anahtar kelimeler: Kaynak tasarımı, Kaynak analizi, Kaynak hesabı, Eurocode 3. ABSTRACT Eurocode 3 (EC3) was introduced in the European Community countries of June 2012. Previously the weld connection of steel structure was calculated with different methods (DIN 18800) in different countries. With TS EN 1993-1-1-December 2005-“design of steel structures,” and TS EN 1993-1- 8+AC - December 2005-“General Rules-design of joints named” has Turkey joined to it. EC3; include the design of steel structures, production, quality, installation and calculation methods. Welded connection design principles and calculation methods, which is our topic EC3-8 (EN 1993-1- 8 “design of steel structures: design of joints”) is located, includes some innovative methods. In this study, it is resourced the methods of weld design and analysis of steel structure connections according to EC3. The 5. group referenced in welding consumables, welding geometry, dimensions and boundary methods for the calculation of the resistance forces are emphasized. The most used weld type is filet weld. The methods of calculation and dimensioning of this welding type were investigated and there are given examples for the implementation of this standart in order to assist the use in Turkey. Key words: Weld design, Weld analysis, Weld calculation, Eurocode 3.

Upload: truongquynh

Post on 30-Aug-2018

243 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ÇELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3' E … Çelik Yapı.....pdf · kaynak kongresİ ix. ulusal kongre ve sergİsİ bİldİrİler kİtabi 277 Çelİk yapi kaynakli baĞlantilarinin

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

277

CcedilELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3 E GOumlRE

TASARIM VE ANALİZ YOumlNTEMİ

Ahmet ATAK

1 Aydın ŞIK

2

1Yuumlk Mak Muumlh Serhat Mah 1284 Sk No347 YenimahalleANKARA

Tel 0534 656 41 51 - e-posta aatak62gmailcom 2Doccedil Dr Gazi Uumlniversitesi Mimarlık Fak End Uumlruumlnleri Tasarımı Boumll MaltepeANKARA

Tel 0532 676 40 28- e-posta aydins024gmailcom

OumlZET

Haziran 2012rsquoden itibaren Eurocode 3 (EC3) Avrupa Topluluğu uumllkelerde kullanılmaya başlandı

Daha oumlnce farklı uumllkelerde farklı youmlntemlerle (DIN 18800) hesaplanmaktaydı Tuumlrkiye ise TS EN

1993-1-1-Aralık 2005-ldquoCcedilelik Yapıların Tasarımırdquo ve TS EN 1993-1-8+AC- Aralık 2005-ldquoGenel

Kurallar-Birleşim Yerlerinin Tasarımırdquo adlı standart ile buna katılmıştır EC3 ccedilelik yapıların

tasarım uumlretim kalitesi montaj ve hesaplama youmlntemleri gibi kapsamlı bir şekilde konuyu ele

almaktadır Kaynaklı bağlantı tasarım esasları ve hesaplama youmlntemleri EC3rsquouumln 8 boumlluumlmuumlnde (EN

1993-1-8 ldquoCcedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim Yerlerinin Tasarımırdquo) yer almakta ve bir takım

yenilikler iccedilermektedir Bu ccedilalışmada genel olarak ccedilelik yapı kaynak bağlantıları EC3rsquoe goumlre tasarım

ve analiz youmlntemi standartta 5 grupta atıf yapılan kaynak sarf malzemeleri kaynak geometrisi

oumllccediluumlleri ve sınır dayanım kuvvetlerinin hesaplama youmlntemleri uumlzerinde durulmuştur En fazla kullanım

alanı bulunan koumlşe kaynak ccedileşidinde oumlrneklemelerle uygulanması oumlngoumlruumllen hesaplama ve

oumllccediluumllendirme youmlntemleri standartın Tuumlrkiyersquode kullanımına yardımcı olmak amacıyla araştırılmıştır

Anahtar kelimeler Kaynak tasarımı Kaynak analizi Kaynak hesabı Eurocode 3

ABSTRACT

Eurocode 3 (EC3) was introduced in the European Community countries of June 2012 Previously

the weld connection of steel structure was calculated with different methods (DIN 18800) in different

countries With TS EN 1993-1-1-December 2005-ldquodesign of steel structuresrdquo and TS EN 1993-1-

8+AC - December 2005-ldquoGeneral Rules-design of joints namedrdquo has Turkey joined to it EC3

include the design of steel structures production quality installation and calculation methods

Welded connection design principles and calculation methods which is our topic EC3-8 (EN 1993-1-

8 ldquodesign of steel structures design of jointsrdquo) is located includes some innovative methods In this

study it is resourced the methods of weld design and analysis of steel structure connections according

to EC3 The 5 group referenced in welding consumables welding geometry dimensions and

boundary methods for the calculation of the resistance forces are emphasized The most used weld

type is filet weld The methods of calculation and dimensioning of this welding type were investigated

and there are given examples for the implementation of this standart in order to assist the use in

Turkey

Key words Weld design Weld analysis Weld calculation Eurocode 3

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

278

1 GİRİŞ

EN 1993-1-8rsquodeki tespit ve kurallar malzeme olarak EN 1993-1-1 ile belirlenen

kaynaklanabilen yapı ccedilelikleri iccedilin geccedilerlidir [1 2] Malzeme kalınlığına goumlre geccedilerli olan

farklı standartlar Tablo 1rsquode verilmiştir

Tablo 1 Malzeme kalınlığına bağlı geccedilerli olan standartlar

Malzeme kalınlığı Geccedilerli olan standart

ge4 mm EN 1993-1-8

lt4 mm EN 1993-1-3

Kutu Profil ge 25 mm EN 1993-1-7

Kaynak bağlantısı EN 1993-1-8 ile oumllccediluumllendiriliyorsa o zaman atıf grubu 7 olan ccedilelik yapı

imalat ve uygulaması ile ilgili EN 1090-2 standardı dikkate alınmalıdır [3] EN 1090-2

EXC1 ile EXC4 arasındaki uygulama sınıflarına bağlı olarak imalat sınırları oumlrneğin kaynak

kalitesi tahripsiz kaynak testi toleranslar kaynakccedilı yeterliliği vb iccedilermektedir Temelde

EN 1993-1-8rsquodeki Boumlluumlm 41 formuumll (3)rsquoe goumlre ccedileliklerde ergitmeli kaynakların standart dışı

sapmalarının kabul edilebilirliği (kaynak kalitesi) eğer başka tuumlrluuml tanımlanmamışsa

EN 25817rsquodeki kalite sınıfı ldquoCrdquo olarak belirlenmiştir [4] Her ne olursa olsun EN 1090-2rsquode

Boumlluumlm 76rsquodaki kaynak uygulama sınıfları (EXC) dikkate alınmalıdır Gerekli goumlruumllduumlğuumlnde

belirli zaman aralıklarıyla kaynak kontroluuml EN 1993-1-8rsquodeki atıf grubu 7 ile yapılmalıdır

Yorulmaya maruz kalan kaynak bağlantıları ek olarak EN 1993-1-9rsquodaki kalite

gereksinimlerini karşılamalıdır [5]

EN 1993-1-8rsquodeki Boumlluumlm 42 formuumll (2)rsquoye goumlre kaynak sarf malzemeleri iccedilin oldukccedila

oumlnemli bir ifade yer almaktadır ldquoKaynak iccedilin belirlenen akma gerilimi kopma gerilimi

kopma akması ve minimum kırılma enerjisi normalde kullanılan kaynak yapılacak

malzemenin bu oumlzellikleriyle en azından eşit olmak zorundadırrdquo Kaynaklanan malzemelerin

ldquokırılganlığırdquo ve ldquokatman-ayrılmasınardquo karşı emniyetli olduğu EN 1993-1-10 ile

ispatlanmalıdır [6]

2 KAYNAK SARF MALZEMELERİ

Kaynaklı bağlantılar EN 1993-1-8rsquode Boumlluumlm 4rsquote ele alınmıştır Kaynak sarf malzemeleri ve

kaynak youmlntemi iccedilin EN 1993-1-8rsquoin Boumlluumlm 125rsquote atıf grubu 5 ile verilen standartlar

geccedilerlidir

Kaynak iccedilin belirlenen akma gerilimi kopma gerilimi kopma akması ve minimum kırılma

enerjisi normalde kullanılan kaynak yapılacak malzemenin bu oumlzelliklerine eşit veya

uumlzerinde olması zorunludur (EN 1993-1-842(2))

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

279

3 KAYNAKLI BAĞLANTILAR

Kaynaklı bağlantıların geometrisi oumllccediluumlleri ve sınır taşıma kuvvetleri EN 1993-1-8 Boumlluumlm

43- 48 arasında işlenmiştir Buradaki kurallar aşağıdaki kaynak ccedileşitleri iccedilin belirtilmiştir

Koumlşe kaynağı

Bindirme kaynağı

Alın kaynak

Dolgu kaynağı

4 KOumlŞE KAYNAĞI

41 Koumlşe Kaynağıyla İlgili Tanımlamalar

411 Etkin Dikiş Kalınlığı ldquoardquo [EN 1993-1-8452]

Koumlşe kaynağının hesaba katılan dikiş kalınlığı teorik koumlk noktasından kaynağın iccedilinde kalan

en buumlyuumlk uumlccedilgenin karşı kenarına olan dikey uzunluğuna eşittir ve ldquoardquo ile goumlsterilir

Şekil 1 Koumlşe kaynaklarında etkin dikiş kalınlığı ldquoardquo

Şekil 1rsquode derin kaynak dibinin hesaplarda kullanılabilmesi iccedilin kaynağın EN ISO 15614-

1 ile metot testinden geccedilmesi goumlsterilmiştir [7] Oumlrnek olarak otomasyonlu derin kaynak

oumllccedilme sistemiyle gerccedilekleştirilmiş olabilir

412 Minimum ve Maksimum Dikiş Kalınlığı ldquoardquo

Minimum dikiş kalınlığı EN 1993-1-8rsquodeki Boumlluumlm 452 (2)rsquoye goumlre en az 3 mm olmalıdır

Ayrıca Almanyarsquonın Ulusal Standart ekinde (DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010) kaynak

yapılacak malzemelerin maksimum kalınlığına (makt) bağlı olarak minimum dikiş kalınlığı

ldquoardquo aşağıdaki formuumllle goumlsterilmiştir [8]

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

280

a ge makt05

-05 mm (1)

Standartlarda bulunmamasına rağmen kaynak yapılacak malzemenin tamamen kaynak

anında yanmaması iccedilin maksimum dikiş kalınlığı minimum parccedila kalınlığına (mint)

aşağıdaki formuumllle sınırlandırılması oumlnerilmektedir

a le mint 07 (2)

413 Dikiş Accedilısı ldquoαrdquo

Şekil 2 Koumlşe kaynaklarında dikiş accedilısı 60deg ile 120deg arası sınırlandırması

Kaynak yapılacak parccedilaların aralarındaki dikiş accedilısı 60o ile 120

oarası EC3ndash8rsquodeki formuumll

(2) ve (3) ile sınırlandırılmıştır Dikiş accedilısı 60oden kuumlccediluumlk olması durumunda yeterli derecede

kaynak dibi oluşmamaktadır (Şekil 2) Boumlyle durumlarda kaynak testleri yapılması oumlnerilir

Dikiş accedilısı 120orsquoden buumlyuumlk olması durumunda ldquoardquo kenarı ccedilok kuumlccediluumllduumlğuumlnden kaynak

ekonomik olmaktan ccedilıkar Boumlyle durumlarda kaynak testleri veya alın kaynak dikişi

yapılması oumlnerilir

414 Aralıklı Koumlşe Kaynakları [EN 1993-1-84322]

Eğer kaynak yapılacak malzemelerde korozyon tehlikesi bulunmuyorsa aralıklı koumlşe

kaynakları uygulanabilir Uccedillardaki dikişin uzunluğu ldquoLwerdquo en az parccedila genişliğinin 70rsquoi

kadar olmalıdır Aralıklı yapılan diğer kaynak dikiş uzunlukları (Lw) kesme kuvvetine goumlre

uygun hesaplanarak oumllccediluumllendirilmelidir (Şekil 3)

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

281

Şekil 3 Aralıklı koumlşe kaynakları [1]

Uccedil kaynak Lwe ge 075b ve Lwe ge 075b1 (3)

Ccedilekmeye maruz kalan kaynak L1 le 16t ve L1 le 16t1 ve 200 mm (4)

Basınccedil ve kesmeye karşı L2 le 12t ve L2 le 12t1 ve L2 le b14 ve 200 mm (5)

415 Dikiş Uzunlukları [EN 1993-1-8451]

Koumlşe kaynakları kaynak yapılacak malzemelerin sonuna kadar ve muumlmkuumlnse minimum

kaynak kenar oumllccediluumllerinin 2 katı kadar uccedil kısmında dolandırılarak kaynatılmalıdır Bu

durumda hesaba katılan koumlşe kaynağı uzunluğu (Lw) azaltılmadan hesaba katılır Ayrıca

kaynak kalınlığı dikiş boyunca değişmiyorsa koumlşe kaynağı uzunluğu tamamen hesaba katılır

Kaynak dikişi uzunlukları 30 mmrsquoden ve dikiş kalınlığının 6 katından kuumlccediluumlk olan kaynak

uzunlukları hesaba katılmaz

Lw ge 30 mm veya Lw ge 6a (6)

42 Koumlşe Kaynaklarının Taşıma Emniyeti Tahkiki

Koumlşe kaynağı taşıma tahkiki iki youmlntemle yapılabilir Bunlar

a) Youmlne bağlı tahkik youmlntemi

b) Basitleştirilmiş tahkik youmlntemidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

282

421 Youmlne Bağlı Tahkik Youmlntemi [EN 1993-1-84532]

Klasik olarak kaynak yuumlklenmeleri kaynakta oluşan gerilimlerin hesaplanmasıyla

belirlenmektedir Şekil 4rsquote kopma durumları iki taraflı T-kaynak bağlantısında

goumlsterilmektedir

Şekil 4 Hesap kesitlerindeki gerilmeler [9]

Uygulanan kuvvetler (F) ile aşağıdaki uumlccedil kopma-kırılma

1) 1-1 kesitinde oluşan σ gerilimi nedeniyle

2) 2-2 kesitinde oluşan τ gerilimi nedeniyle

3) 3-3 kesitinde oluşan σ ve τ gerilimleri nedeniyle oluşur

EC3rsquoten oumlnce uygulanan taşıma tahkiklerinde 1-1 ve 2-2 kesitlerinde oluşan gerilimler

dikkate alınırken EC3 ile 3-3 kesitindeki gerilimler ile bu işlem yapılmaktadır [EC3-8

4532]

422 Bir Koumlşe Kaynağında Oluşabilecek Gerilim Ccedileşitleri

Kaynağa etki eden normal (N) ve kesme kuvvetleri (Vll ve V) kaynak hesaplama kesitinde

hesaba katılan kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı dağılmış olarak kabul edilir Normal

gerilim σ kaynak tahkikinde dikkate alınmamaktadır Toplamda oluşabilecek gerilim tuumlrleri

aşağıdakilerdir

σ Kaynak youmlnuumlne dik olan normal gerilim

σ Kaynak youmlnuumlne paralel olan normal gerilim

τ Kaynak youmlnuumlne dik olan kesme gerilimi (Kaynak kesitinde)

τ Kaynak youmlnuumlne dik olan kesme gerilimi (Kaynak kesitinde)

Etki kuvvetleri ve kaynak kesiti [9] Kaynak kesitindeki gerilimler [9]

Şekil 5 Bir koumlşe kaynağındaki kaynak gerilimleri

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

283

Şekil 5rsquote verildiği gibi EC3rsquote gerilimler eğimli kesitte dikkate alınmaktadır EC3rsquoten oumlnce

bağlantı kesitlerinde hesaplanmaktaydı (DIN 18800)

423 Hesaba Katılan Koumlşe Kaynağı Kesit Alanı (Aw)

Hesaba katılan koumlşe kaynağı kesit alanı dikiş dibinde noktasal odaklanmış olarak

kabullenilmektedir ve aşağıdaki gibi hesaplanmaktadır

Aw = Σ aleff (7)

424 Koumlşe Kaynağı İccedilin Youmlne Bağlı Youmlntemle Taşıma Emniyeti Tahkiki

Koumlşe kaynağına uumlccedil youmlnde kuvvetler etki etmektedir Bu kuvvetler ayrı ayrı kaynak kesitine

dik ve paralel bileşenlerine ayrılmaktadır Bileşke kuvvetler kaynak kesitinde Şekil 5rsquote

goumlsterildiği gibi gerilim bileşenlerini oluşturmaktadır Sonuccedilta taşıma emniyeti tahkikinde bu

gerilim bileşenleri bir karşılaştırma formuumlluumlnde birleştirilerek [EN 1993-1-841] muumlsaade

edilen sınır gerilimiyle karşılaştırılmak suretiyle tahkiki yapılmaktadır

Tablo 2 Malzemeye goumlre korelasyon faktoumlruuml [EN 1993-1-82005 (E)]

Standart and steel grade Correlation factor βw

EN 10025 EN 10210 EN 10219

S 235 S 235 W

S 235 H S 235 H 08

S 275 S 275 NNL S 275 MML

S 275 H S 275 NHNLH

S 275 H S 275 NHNLH S 275 MHMLH

085

S 355 S 355 NNL S 335 MML

S 355 W

S 355 H S 355 NHNLH

S 355 H S 355 NHNLH S 355 MHMLH

09

S 420 NNL S 420 MML

S 420 MHMLH 10

S 420 NNL S 460 MML

S 460 QQLQLI S 460 NHNLH

S 460 NHNLH S 460 MH7MLH

10

[σ 2 + 3(τ

2 + τ

2)]

05 le fu (βwγM2) ve σ le 09fu γM2 (8)

fu Kaynaklanan parccedilaların minimum ccedilekme gerilimi

βw Malzemeye bağlı korelasyon (ilgileşim) faktoumlruuml (Tablo 2)

γM2 = 125 Kısmi emniyet sayısı

Formuumll 8 ile kaynaklı bağlantıya 3 boyutta etki eden her bir kuvvet iccedilin tahkiki nasıl

hesaplanacağı aşağıda accedilıklanmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

284

a) N normal kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden N normal kuvveti Şekil 6rsquoda goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

Şekil 6 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden normal-kuvvet N ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 6rsquoda goumlsterilen N etki kuvveti ile iccedil bileşke kuvvetlerinin oluşturduğu statik denge

aşağıdaki eşit ccedilekme ve kesme gerilimlerinde ifadesini bulur

σ = N (205

Aw) ve τ = N (205

Aw) (9)

Accedilıklama Ccedilekme ve kesme geriliminin eşit olması gerilimin kaynak istikametine goumlre

değişmeyeceği varsayımından ileri gelmektedir Ancak aşağıda goumlruumllduumlğuuml gibi kesme

gerilimi karşılaştırmaya karekoumlk iccedilersinde 3 faktoumlruumlyle değerlendirmeye girmektedir

(9)(8) σ Ed = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05N Aw le σ Rd = fu (βwγM2)

ise σ Ed = 205

N Aw le σ Rd = fu (βwγM2) (10a)

ve σ = N (205

Aw) le 09fu γM2 (10b)

σ Ed Tasarım karşılaştırma gerilimi

σ Rd Tasarım sınır gerilimi

b) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvveti Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

285

Şekil 7 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 7rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

σ = V (205

Aw) ve τ = V (205

Aw) (11)

(11)(8) σEd = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

ise σEd = 205

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (12a)

ve σ = V (205

Aw) le 09fu γM2 (12b)

c) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvvetiyle oluşan gerilimler Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi

iccedil gerilimlerle statik denge oluşturmaktadırlar

Şekil 8 Kaynak youmlnuumlne paralel youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

286

Şekil 8rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

τ = V Aw (13)

(13)(8) σEd = (3τ2 )

05 = 3

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

σEd = 305

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (14)

d) Kaynak dikişine birden fazla youmlnde kuvvet etki etmesi Karşılaştırma gerilim tahkiki iccedilin formuumll (8)rsquoi kullanırken dikkat edilmesi gereken hususlar

- Farklı etki kuvvetinden aynı tuumlr gerilimin (Nlsquoden σ ve Vrsquoden σ gibi) vektoumlriyel bir

buumlyuumlkluumlk olduğundan youmlnuumlne bağlı olarak (toplanması yada ccedilıkarılması) toplamın karesi

alınması gerekmektedir

- Birbirine dik oluşan aynı tuumlr gerilimler (τ ile τ gibi) bileşke kuvvet hesaplanırken

kareleri alınıp oumlyle toplanmalıdırlar

425 Koumlşe Kaynağı İccedilin Basitleştirilmiş Taşıma Emniyeti Tahkiki

Bir koumlşe kaynağında kaynak youmlnuumlnde her noktasındaki tuumlm kaynak kesitine etki eden kaynak

uzunluğuna bağlı birim kuvvetlerin bileşke kuvveti FwEd aşağıda verilen formuumlldeki şartı

sağlıyorsa taşıma emniyeti tahkiki yapılmış sayılır [EN 1993-1-3-842 43 44]

FwEd le FwRd (15)

Farklı youmlnlerde oluşan gerilimler kaynak dibine etki eden kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı

aşağıdaki kuvvetler şeklinde tasavvur edilebilir Bu youmlnlere bağımlı kuvvetlerin oluşturduğu

bileşke kuvvet ise

FwEd = (FEdσ 2 + FEdτ

2 + FEdτ

2)

05 (16)

FwRd = fua (305

βwγM2) (17)

FwEd Tasarım karşılaştırma etki kuvveti

FwRd Tasarım sınır karşılaştırma kuvveti

FEdσ Tasarım etki kuvvetinin kesite dik normal bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlne dik kesme bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlndeki kesme bileşkesi

43 Koumlşe Kaynağı Tahkikine Oumlrnekler

Oumlrnek 1

Şekil 9rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile kaynakta oluşan

gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

287

Şekil 9 Kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

a) Youmlne bağlı youmlntem

(9)rsquoa goumlre σ = τ = N (205

Aw)

= 120kN (205

205cm10cm2) = 85 kNcm

2

(13)rsquoe goumlre τ = V Aw

= 120 kN (205cm10cm2) = 120 kNcm

2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

(852 + 3(85

2+120

2))

05 le 36kNcm

2 (08125)

269 kNcm2 le 36 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0936 kNcm2125

85 kNcm2 le 259 kNcm

2 tahkik yeterlidir

b) Basitleştirilmiş youmlntem

c)

(15-18)rsquoe goumlre FwEd le FwRd

(Fwσ2 + Fwτ

2 + Fwτ

2)

05 le fua (3

05βwγM2)

2[N (2205

lw)]2 + (V (2lw))

2

05 le fua (3

05βwγM2)

2[120kN(2205

10cm)]2+(100kN(210cm))

2

05 le 36kNcm

205cm (3

0508125)

218 + 2505

kNcm le 18 305

kNcm

78 kNcm le 104 kNcm tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

288

Oumlrnek 2

Şekil 10rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine eksantrik uygulanan kuvvet ile kaynakta

oluşan gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

Şekil 10 Kaynak dibine eksantrik yuumlklenmeye tabi tutulan koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

N = Fcos30deg = 200kN0866 = 173 kN

V = Fsin30deg = 20005 = 100 kN

M = Ne = Fecos30deg = 200kN05cm0866 = 866 kNcm

σ = N (205

Aw) plusmn M (205

Ww)

= 173kN(205

205cm20cm) plusmn 866kNcm (205

(205cm2026) cm

2)

= +70 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = σ = +153 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = V Aw

= 100kN (205cm20cm2)

= 5 kNcm2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

( 1532 + 3(70

2 + 5

2) )

05 le 51kNcm

2 (09125)

216 kNcm2 le 453 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0951kNcm2 125

153 kNcm2 le 367 kNcm

2 tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

289

5 SONUCcedil

EN 1993-1-3-8 (EC3-8) standardı ccedilelik yapı bağlantılarında kaynaklı bağlantılarının hesap

youmlntemlerinde klasik youmlntemden farklı olarak testlere dayalı farklı bir youmlntem geliştirmiştir

Bu youmlntem buumltuumln Avrupa uumllkeleri tarafından kabul goumlrmuumlş ve artık kullanımı zorunlu hale

gelmiştir

Zorunlu olarak 2012rsquode uygulamaya başlanan EC3 hesap youmlntemi kullanımında oumlnemli

youmlntem ve kurallar bulunmaktadır Bu standart sadece ccedilelik yapı alanında değil başka taşıyıcı

sistemlere de etki edebilmektedir Bu ccedilalışma kapsamında EC3-8rsquode bulunan kaynaklı

bağlantılarının tahkikinde bir oumln ccedilalışma olarak hazırlanmıştır Burada buumltuumln kaynak

ccedileşitlerinin incelenmesi muumlmkuumln olamamıştır Kaynaklı birleştirmelerde en ccedilok kullanılan

koumlşe kaynağı detaylı bir şekilde anlatılmıştır Yapılan oumlrneklerle de konu daha anlaşılır hale

getirilmeye ccedilalışılmış ve diğer kaynak ccedileşitleri de prensip olarak benzerlik goumlstermekle

beraber hesaplama youmlnteminde daha ileri duumlzeydeki bilgilere ilgili standartlara bakılması

oumlnerilir

6 KAYNAKCcedilA

1 EN 1993-1-8 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin tasarımı

2 EN 1993-1-1 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Genel kurallar ve bina kuralları

3 EN 1090-2 Yapı Tasarım Esasları

4 EN 25817 Ccedileliklerde ark kaynaklı birleştirmeler-Kusurlar iccedilin kalite seviyeleri kılavuzu

5 EN 1993-1-9 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Ccedilelik yapıların yorulma dayanımı

6 EN 1993-1-10 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Malzeme tokluğu ve liflere dik youmlndeki

oumlzellikleri iccedilin ccedilelik seccedilimi

7 EN ISO 15614-1 Metalik malzemeler iccedilin kaynak proseduumlrlerinin şartnamesi ve

vasıflandırılması

8 DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin

tasarımı Ulusal Ek Almanya

9 STRACKE M (2008) Schweissverbindungen nach EN 1993-1-8 EC3-

Seminerunterlagen Dortmund

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

290

Page 2: ÇELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3' E … Çelik Yapı.....pdf · kaynak kongresİ ix. ulusal kongre ve sergİsİ bİldİrİler kİtabi 277 Çelİk yapi kaynakli baĞlantilarinin

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

278

1 GİRİŞ

EN 1993-1-8rsquodeki tespit ve kurallar malzeme olarak EN 1993-1-1 ile belirlenen

kaynaklanabilen yapı ccedilelikleri iccedilin geccedilerlidir [1 2] Malzeme kalınlığına goumlre geccedilerli olan

farklı standartlar Tablo 1rsquode verilmiştir

Tablo 1 Malzeme kalınlığına bağlı geccedilerli olan standartlar

Malzeme kalınlığı Geccedilerli olan standart

ge4 mm EN 1993-1-8

lt4 mm EN 1993-1-3

Kutu Profil ge 25 mm EN 1993-1-7

Kaynak bağlantısı EN 1993-1-8 ile oumllccediluumllendiriliyorsa o zaman atıf grubu 7 olan ccedilelik yapı

imalat ve uygulaması ile ilgili EN 1090-2 standardı dikkate alınmalıdır [3] EN 1090-2

EXC1 ile EXC4 arasındaki uygulama sınıflarına bağlı olarak imalat sınırları oumlrneğin kaynak

kalitesi tahripsiz kaynak testi toleranslar kaynakccedilı yeterliliği vb iccedilermektedir Temelde

EN 1993-1-8rsquodeki Boumlluumlm 41 formuumll (3)rsquoe goumlre ccedileliklerde ergitmeli kaynakların standart dışı

sapmalarının kabul edilebilirliği (kaynak kalitesi) eğer başka tuumlrluuml tanımlanmamışsa

EN 25817rsquodeki kalite sınıfı ldquoCrdquo olarak belirlenmiştir [4] Her ne olursa olsun EN 1090-2rsquode

Boumlluumlm 76rsquodaki kaynak uygulama sınıfları (EXC) dikkate alınmalıdır Gerekli goumlruumllduumlğuumlnde

belirli zaman aralıklarıyla kaynak kontroluuml EN 1993-1-8rsquodeki atıf grubu 7 ile yapılmalıdır

Yorulmaya maruz kalan kaynak bağlantıları ek olarak EN 1993-1-9rsquodaki kalite

gereksinimlerini karşılamalıdır [5]

EN 1993-1-8rsquodeki Boumlluumlm 42 formuumll (2)rsquoye goumlre kaynak sarf malzemeleri iccedilin oldukccedila

oumlnemli bir ifade yer almaktadır ldquoKaynak iccedilin belirlenen akma gerilimi kopma gerilimi

kopma akması ve minimum kırılma enerjisi normalde kullanılan kaynak yapılacak

malzemenin bu oumlzellikleriyle en azından eşit olmak zorundadırrdquo Kaynaklanan malzemelerin

ldquokırılganlığırdquo ve ldquokatman-ayrılmasınardquo karşı emniyetli olduğu EN 1993-1-10 ile

ispatlanmalıdır [6]

2 KAYNAK SARF MALZEMELERİ

Kaynaklı bağlantılar EN 1993-1-8rsquode Boumlluumlm 4rsquote ele alınmıştır Kaynak sarf malzemeleri ve

kaynak youmlntemi iccedilin EN 1993-1-8rsquoin Boumlluumlm 125rsquote atıf grubu 5 ile verilen standartlar

geccedilerlidir

Kaynak iccedilin belirlenen akma gerilimi kopma gerilimi kopma akması ve minimum kırılma

enerjisi normalde kullanılan kaynak yapılacak malzemenin bu oumlzelliklerine eşit veya

uumlzerinde olması zorunludur (EN 1993-1-842(2))

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

279

3 KAYNAKLI BAĞLANTILAR

Kaynaklı bağlantıların geometrisi oumllccediluumlleri ve sınır taşıma kuvvetleri EN 1993-1-8 Boumlluumlm

43- 48 arasında işlenmiştir Buradaki kurallar aşağıdaki kaynak ccedileşitleri iccedilin belirtilmiştir

Koumlşe kaynağı

Bindirme kaynağı

Alın kaynak

Dolgu kaynağı

4 KOumlŞE KAYNAĞI

41 Koumlşe Kaynağıyla İlgili Tanımlamalar

411 Etkin Dikiş Kalınlığı ldquoardquo [EN 1993-1-8452]

Koumlşe kaynağının hesaba katılan dikiş kalınlığı teorik koumlk noktasından kaynağın iccedilinde kalan

en buumlyuumlk uumlccedilgenin karşı kenarına olan dikey uzunluğuna eşittir ve ldquoardquo ile goumlsterilir

Şekil 1 Koumlşe kaynaklarında etkin dikiş kalınlığı ldquoardquo

Şekil 1rsquode derin kaynak dibinin hesaplarda kullanılabilmesi iccedilin kaynağın EN ISO 15614-

1 ile metot testinden geccedilmesi goumlsterilmiştir [7] Oumlrnek olarak otomasyonlu derin kaynak

oumllccedilme sistemiyle gerccedilekleştirilmiş olabilir

412 Minimum ve Maksimum Dikiş Kalınlığı ldquoardquo

Minimum dikiş kalınlığı EN 1993-1-8rsquodeki Boumlluumlm 452 (2)rsquoye goumlre en az 3 mm olmalıdır

Ayrıca Almanyarsquonın Ulusal Standart ekinde (DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010) kaynak

yapılacak malzemelerin maksimum kalınlığına (makt) bağlı olarak minimum dikiş kalınlığı

ldquoardquo aşağıdaki formuumllle goumlsterilmiştir [8]

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

280

a ge makt05

-05 mm (1)

Standartlarda bulunmamasına rağmen kaynak yapılacak malzemenin tamamen kaynak

anında yanmaması iccedilin maksimum dikiş kalınlığı minimum parccedila kalınlığına (mint)

aşağıdaki formuumllle sınırlandırılması oumlnerilmektedir

a le mint 07 (2)

413 Dikiş Accedilısı ldquoαrdquo

Şekil 2 Koumlşe kaynaklarında dikiş accedilısı 60deg ile 120deg arası sınırlandırması

Kaynak yapılacak parccedilaların aralarındaki dikiş accedilısı 60o ile 120

oarası EC3ndash8rsquodeki formuumll

(2) ve (3) ile sınırlandırılmıştır Dikiş accedilısı 60oden kuumlccediluumlk olması durumunda yeterli derecede

kaynak dibi oluşmamaktadır (Şekil 2) Boumlyle durumlarda kaynak testleri yapılması oumlnerilir

Dikiş accedilısı 120orsquoden buumlyuumlk olması durumunda ldquoardquo kenarı ccedilok kuumlccediluumllduumlğuumlnden kaynak

ekonomik olmaktan ccedilıkar Boumlyle durumlarda kaynak testleri veya alın kaynak dikişi

yapılması oumlnerilir

414 Aralıklı Koumlşe Kaynakları [EN 1993-1-84322]

Eğer kaynak yapılacak malzemelerde korozyon tehlikesi bulunmuyorsa aralıklı koumlşe

kaynakları uygulanabilir Uccedillardaki dikişin uzunluğu ldquoLwerdquo en az parccedila genişliğinin 70rsquoi

kadar olmalıdır Aralıklı yapılan diğer kaynak dikiş uzunlukları (Lw) kesme kuvvetine goumlre

uygun hesaplanarak oumllccediluumllendirilmelidir (Şekil 3)

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

281

Şekil 3 Aralıklı koumlşe kaynakları [1]

Uccedil kaynak Lwe ge 075b ve Lwe ge 075b1 (3)

Ccedilekmeye maruz kalan kaynak L1 le 16t ve L1 le 16t1 ve 200 mm (4)

Basınccedil ve kesmeye karşı L2 le 12t ve L2 le 12t1 ve L2 le b14 ve 200 mm (5)

415 Dikiş Uzunlukları [EN 1993-1-8451]

Koumlşe kaynakları kaynak yapılacak malzemelerin sonuna kadar ve muumlmkuumlnse minimum

kaynak kenar oumllccediluumllerinin 2 katı kadar uccedil kısmında dolandırılarak kaynatılmalıdır Bu

durumda hesaba katılan koumlşe kaynağı uzunluğu (Lw) azaltılmadan hesaba katılır Ayrıca

kaynak kalınlığı dikiş boyunca değişmiyorsa koumlşe kaynağı uzunluğu tamamen hesaba katılır

Kaynak dikişi uzunlukları 30 mmrsquoden ve dikiş kalınlığının 6 katından kuumlccediluumlk olan kaynak

uzunlukları hesaba katılmaz

Lw ge 30 mm veya Lw ge 6a (6)

42 Koumlşe Kaynaklarının Taşıma Emniyeti Tahkiki

Koumlşe kaynağı taşıma tahkiki iki youmlntemle yapılabilir Bunlar

a) Youmlne bağlı tahkik youmlntemi

b) Basitleştirilmiş tahkik youmlntemidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

282

421 Youmlne Bağlı Tahkik Youmlntemi [EN 1993-1-84532]

Klasik olarak kaynak yuumlklenmeleri kaynakta oluşan gerilimlerin hesaplanmasıyla

belirlenmektedir Şekil 4rsquote kopma durumları iki taraflı T-kaynak bağlantısında

goumlsterilmektedir

Şekil 4 Hesap kesitlerindeki gerilmeler [9]

Uygulanan kuvvetler (F) ile aşağıdaki uumlccedil kopma-kırılma

1) 1-1 kesitinde oluşan σ gerilimi nedeniyle

2) 2-2 kesitinde oluşan τ gerilimi nedeniyle

3) 3-3 kesitinde oluşan σ ve τ gerilimleri nedeniyle oluşur

EC3rsquoten oumlnce uygulanan taşıma tahkiklerinde 1-1 ve 2-2 kesitlerinde oluşan gerilimler

dikkate alınırken EC3 ile 3-3 kesitindeki gerilimler ile bu işlem yapılmaktadır [EC3-8

4532]

422 Bir Koumlşe Kaynağında Oluşabilecek Gerilim Ccedileşitleri

Kaynağa etki eden normal (N) ve kesme kuvvetleri (Vll ve V) kaynak hesaplama kesitinde

hesaba katılan kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı dağılmış olarak kabul edilir Normal

gerilim σ kaynak tahkikinde dikkate alınmamaktadır Toplamda oluşabilecek gerilim tuumlrleri

aşağıdakilerdir

σ Kaynak youmlnuumlne dik olan normal gerilim

σ Kaynak youmlnuumlne paralel olan normal gerilim

τ Kaynak youmlnuumlne dik olan kesme gerilimi (Kaynak kesitinde)

τ Kaynak youmlnuumlne dik olan kesme gerilimi (Kaynak kesitinde)

Etki kuvvetleri ve kaynak kesiti [9] Kaynak kesitindeki gerilimler [9]

Şekil 5 Bir koumlşe kaynağındaki kaynak gerilimleri

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

283

Şekil 5rsquote verildiği gibi EC3rsquote gerilimler eğimli kesitte dikkate alınmaktadır EC3rsquoten oumlnce

bağlantı kesitlerinde hesaplanmaktaydı (DIN 18800)

423 Hesaba Katılan Koumlşe Kaynağı Kesit Alanı (Aw)

Hesaba katılan koumlşe kaynağı kesit alanı dikiş dibinde noktasal odaklanmış olarak

kabullenilmektedir ve aşağıdaki gibi hesaplanmaktadır

Aw = Σ aleff (7)

424 Koumlşe Kaynağı İccedilin Youmlne Bağlı Youmlntemle Taşıma Emniyeti Tahkiki

Koumlşe kaynağına uumlccedil youmlnde kuvvetler etki etmektedir Bu kuvvetler ayrı ayrı kaynak kesitine

dik ve paralel bileşenlerine ayrılmaktadır Bileşke kuvvetler kaynak kesitinde Şekil 5rsquote

goumlsterildiği gibi gerilim bileşenlerini oluşturmaktadır Sonuccedilta taşıma emniyeti tahkikinde bu

gerilim bileşenleri bir karşılaştırma formuumlluumlnde birleştirilerek [EN 1993-1-841] muumlsaade

edilen sınır gerilimiyle karşılaştırılmak suretiyle tahkiki yapılmaktadır

Tablo 2 Malzemeye goumlre korelasyon faktoumlruuml [EN 1993-1-82005 (E)]

Standart and steel grade Correlation factor βw

EN 10025 EN 10210 EN 10219

S 235 S 235 W

S 235 H S 235 H 08

S 275 S 275 NNL S 275 MML

S 275 H S 275 NHNLH

S 275 H S 275 NHNLH S 275 MHMLH

085

S 355 S 355 NNL S 335 MML

S 355 W

S 355 H S 355 NHNLH

S 355 H S 355 NHNLH S 355 MHMLH

09

S 420 NNL S 420 MML

S 420 MHMLH 10

S 420 NNL S 460 MML

S 460 QQLQLI S 460 NHNLH

S 460 NHNLH S 460 MH7MLH

10

[σ 2 + 3(τ

2 + τ

2)]

05 le fu (βwγM2) ve σ le 09fu γM2 (8)

fu Kaynaklanan parccedilaların minimum ccedilekme gerilimi

βw Malzemeye bağlı korelasyon (ilgileşim) faktoumlruuml (Tablo 2)

γM2 = 125 Kısmi emniyet sayısı

Formuumll 8 ile kaynaklı bağlantıya 3 boyutta etki eden her bir kuvvet iccedilin tahkiki nasıl

hesaplanacağı aşağıda accedilıklanmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

284

a) N normal kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden N normal kuvveti Şekil 6rsquoda goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

Şekil 6 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden normal-kuvvet N ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 6rsquoda goumlsterilen N etki kuvveti ile iccedil bileşke kuvvetlerinin oluşturduğu statik denge

aşağıdaki eşit ccedilekme ve kesme gerilimlerinde ifadesini bulur

σ = N (205

Aw) ve τ = N (205

Aw) (9)

Accedilıklama Ccedilekme ve kesme geriliminin eşit olması gerilimin kaynak istikametine goumlre

değişmeyeceği varsayımından ileri gelmektedir Ancak aşağıda goumlruumllduumlğuuml gibi kesme

gerilimi karşılaştırmaya karekoumlk iccedilersinde 3 faktoumlruumlyle değerlendirmeye girmektedir

(9)(8) σ Ed = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05N Aw le σ Rd = fu (βwγM2)

ise σ Ed = 205

N Aw le σ Rd = fu (βwγM2) (10a)

ve σ = N (205

Aw) le 09fu γM2 (10b)

σ Ed Tasarım karşılaştırma gerilimi

σ Rd Tasarım sınır gerilimi

b) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvveti Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

285

Şekil 7 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 7rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

σ = V (205

Aw) ve τ = V (205

Aw) (11)

(11)(8) σEd = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

ise σEd = 205

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (12a)

ve σ = V (205

Aw) le 09fu γM2 (12b)

c) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvvetiyle oluşan gerilimler Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi

iccedil gerilimlerle statik denge oluşturmaktadırlar

Şekil 8 Kaynak youmlnuumlne paralel youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

286

Şekil 8rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

τ = V Aw (13)

(13)(8) σEd = (3τ2 )

05 = 3

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

σEd = 305

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (14)

d) Kaynak dikişine birden fazla youmlnde kuvvet etki etmesi Karşılaştırma gerilim tahkiki iccedilin formuumll (8)rsquoi kullanırken dikkat edilmesi gereken hususlar

- Farklı etki kuvvetinden aynı tuumlr gerilimin (Nlsquoden σ ve Vrsquoden σ gibi) vektoumlriyel bir

buumlyuumlkluumlk olduğundan youmlnuumlne bağlı olarak (toplanması yada ccedilıkarılması) toplamın karesi

alınması gerekmektedir

- Birbirine dik oluşan aynı tuumlr gerilimler (τ ile τ gibi) bileşke kuvvet hesaplanırken

kareleri alınıp oumlyle toplanmalıdırlar

425 Koumlşe Kaynağı İccedilin Basitleştirilmiş Taşıma Emniyeti Tahkiki

Bir koumlşe kaynağında kaynak youmlnuumlnde her noktasındaki tuumlm kaynak kesitine etki eden kaynak

uzunluğuna bağlı birim kuvvetlerin bileşke kuvveti FwEd aşağıda verilen formuumlldeki şartı

sağlıyorsa taşıma emniyeti tahkiki yapılmış sayılır [EN 1993-1-3-842 43 44]

FwEd le FwRd (15)

Farklı youmlnlerde oluşan gerilimler kaynak dibine etki eden kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı

aşağıdaki kuvvetler şeklinde tasavvur edilebilir Bu youmlnlere bağımlı kuvvetlerin oluşturduğu

bileşke kuvvet ise

FwEd = (FEdσ 2 + FEdτ

2 + FEdτ

2)

05 (16)

FwRd = fua (305

βwγM2) (17)

FwEd Tasarım karşılaştırma etki kuvveti

FwRd Tasarım sınır karşılaştırma kuvveti

FEdσ Tasarım etki kuvvetinin kesite dik normal bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlne dik kesme bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlndeki kesme bileşkesi

43 Koumlşe Kaynağı Tahkikine Oumlrnekler

Oumlrnek 1

Şekil 9rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile kaynakta oluşan

gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

287

Şekil 9 Kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

a) Youmlne bağlı youmlntem

(9)rsquoa goumlre σ = τ = N (205

Aw)

= 120kN (205

205cm10cm2) = 85 kNcm

2

(13)rsquoe goumlre τ = V Aw

= 120 kN (205cm10cm2) = 120 kNcm

2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

(852 + 3(85

2+120

2))

05 le 36kNcm

2 (08125)

269 kNcm2 le 36 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0936 kNcm2125

85 kNcm2 le 259 kNcm

2 tahkik yeterlidir

b) Basitleştirilmiş youmlntem

c)

(15-18)rsquoe goumlre FwEd le FwRd

(Fwσ2 + Fwτ

2 + Fwτ

2)

05 le fua (3

05βwγM2)

2[N (2205

lw)]2 + (V (2lw))

2

05 le fua (3

05βwγM2)

2[120kN(2205

10cm)]2+(100kN(210cm))

2

05 le 36kNcm

205cm (3

0508125)

218 + 2505

kNcm le 18 305

kNcm

78 kNcm le 104 kNcm tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

288

Oumlrnek 2

Şekil 10rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine eksantrik uygulanan kuvvet ile kaynakta

oluşan gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

Şekil 10 Kaynak dibine eksantrik yuumlklenmeye tabi tutulan koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

N = Fcos30deg = 200kN0866 = 173 kN

V = Fsin30deg = 20005 = 100 kN

M = Ne = Fecos30deg = 200kN05cm0866 = 866 kNcm

σ = N (205

Aw) plusmn M (205

Ww)

= 173kN(205

205cm20cm) plusmn 866kNcm (205

(205cm2026) cm

2)

= +70 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = σ = +153 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = V Aw

= 100kN (205cm20cm2)

= 5 kNcm2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

( 1532 + 3(70

2 + 5

2) )

05 le 51kNcm

2 (09125)

216 kNcm2 le 453 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0951kNcm2 125

153 kNcm2 le 367 kNcm

2 tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

289

5 SONUCcedil

EN 1993-1-3-8 (EC3-8) standardı ccedilelik yapı bağlantılarında kaynaklı bağlantılarının hesap

youmlntemlerinde klasik youmlntemden farklı olarak testlere dayalı farklı bir youmlntem geliştirmiştir

Bu youmlntem buumltuumln Avrupa uumllkeleri tarafından kabul goumlrmuumlş ve artık kullanımı zorunlu hale

gelmiştir

Zorunlu olarak 2012rsquode uygulamaya başlanan EC3 hesap youmlntemi kullanımında oumlnemli

youmlntem ve kurallar bulunmaktadır Bu standart sadece ccedilelik yapı alanında değil başka taşıyıcı

sistemlere de etki edebilmektedir Bu ccedilalışma kapsamında EC3-8rsquode bulunan kaynaklı

bağlantılarının tahkikinde bir oumln ccedilalışma olarak hazırlanmıştır Burada buumltuumln kaynak

ccedileşitlerinin incelenmesi muumlmkuumln olamamıştır Kaynaklı birleştirmelerde en ccedilok kullanılan

koumlşe kaynağı detaylı bir şekilde anlatılmıştır Yapılan oumlrneklerle de konu daha anlaşılır hale

getirilmeye ccedilalışılmış ve diğer kaynak ccedileşitleri de prensip olarak benzerlik goumlstermekle

beraber hesaplama youmlnteminde daha ileri duumlzeydeki bilgilere ilgili standartlara bakılması

oumlnerilir

6 KAYNAKCcedilA

1 EN 1993-1-8 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin tasarımı

2 EN 1993-1-1 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Genel kurallar ve bina kuralları

3 EN 1090-2 Yapı Tasarım Esasları

4 EN 25817 Ccedileliklerde ark kaynaklı birleştirmeler-Kusurlar iccedilin kalite seviyeleri kılavuzu

5 EN 1993-1-9 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Ccedilelik yapıların yorulma dayanımı

6 EN 1993-1-10 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Malzeme tokluğu ve liflere dik youmlndeki

oumlzellikleri iccedilin ccedilelik seccedilimi

7 EN ISO 15614-1 Metalik malzemeler iccedilin kaynak proseduumlrlerinin şartnamesi ve

vasıflandırılması

8 DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin

tasarımı Ulusal Ek Almanya

9 STRACKE M (2008) Schweissverbindungen nach EN 1993-1-8 EC3-

Seminerunterlagen Dortmund

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

290

Page 3: ÇELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3' E … Çelik Yapı.....pdf · kaynak kongresİ ix. ulusal kongre ve sergİsİ bİldİrİler kİtabi 277 Çelİk yapi kaynakli baĞlantilarinin

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

279

3 KAYNAKLI BAĞLANTILAR

Kaynaklı bağlantıların geometrisi oumllccediluumlleri ve sınır taşıma kuvvetleri EN 1993-1-8 Boumlluumlm

43- 48 arasında işlenmiştir Buradaki kurallar aşağıdaki kaynak ccedileşitleri iccedilin belirtilmiştir

Koumlşe kaynağı

Bindirme kaynağı

Alın kaynak

Dolgu kaynağı

4 KOumlŞE KAYNAĞI

41 Koumlşe Kaynağıyla İlgili Tanımlamalar

411 Etkin Dikiş Kalınlığı ldquoardquo [EN 1993-1-8452]

Koumlşe kaynağının hesaba katılan dikiş kalınlığı teorik koumlk noktasından kaynağın iccedilinde kalan

en buumlyuumlk uumlccedilgenin karşı kenarına olan dikey uzunluğuna eşittir ve ldquoardquo ile goumlsterilir

Şekil 1 Koumlşe kaynaklarında etkin dikiş kalınlığı ldquoardquo

Şekil 1rsquode derin kaynak dibinin hesaplarda kullanılabilmesi iccedilin kaynağın EN ISO 15614-

1 ile metot testinden geccedilmesi goumlsterilmiştir [7] Oumlrnek olarak otomasyonlu derin kaynak

oumllccedilme sistemiyle gerccedilekleştirilmiş olabilir

412 Minimum ve Maksimum Dikiş Kalınlığı ldquoardquo

Minimum dikiş kalınlığı EN 1993-1-8rsquodeki Boumlluumlm 452 (2)rsquoye goumlre en az 3 mm olmalıdır

Ayrıca Almanyarsquonın Ulusal Standart ekinde (DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010) kaynak

yapılacak malzemelerin maksimum kalınlığına (makt) bağlı olarak minimum dikiş kalınlığı

ldquoardquo aşağıdaki formuumllle goumlsterilmiştir [8]

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

280

a ge makt05

-05 mm (1)

Standartlarda bulunmamasına rağmen kaynak yapılacak malzemenin tamamen kaynak

anında yanmaması iccedilin maksimum dikiş kalınlığı minimum parccedila kalınlığına (mint)

aşağıdaki formuumllle sınırlandırılması oumlnerilmektedir

a le mint 07 (2)

413 Dikiş Accedilısı ldquoαrdquo

Şekil 2 Koumlşe kaynaklarında dikiş accedilısı 60deg ile 120deg arası sınırlandırması

Kaynak yapılacak parccedilaların aralarındaki dikiş accedilısı 60o ile 120

oarası EC3ndash8rsquodeki formuumll

(2) ve (3) ile sınırlandırılmıştır Dikiş accedilısı 60oden kuumlccediluumlk olması durumunda yeterli derecede

kaynak dibi oluşmamaktadır (Şekil 2) Boumlyle durumlarda kaynak testleri yapılması oumlnerilir

Dikiş accedilısı 120orsquoden buumlyuumlk olması durumunda ldquoardquo kenarı ccedilok kuumlccediluumllduumlğuumlnden kaynak

ekonomik olmaktan ccedilıkar Boumlyle durumlarda kaynak testleri veya alın kaynak dikişi

yapılması oumlnerilir

414 Aralıklı Koumlşe Kaynakları [EN 1993-1-84322]

Eğer kaynak yapılacak malzemelerde korozyon tehlikesi bulunmuyorsa aralıklı koumlşe

kaynakları uygulanabilir Uccedillardaki dikişin uzunluğu ldquoLwerdquo en az parccedila genişliğinin 70rsquoi

kadar olmalıdır Aralıklı yapılan diğer kaynak dikiş uzunlukları (Lw) kesme kuvvetine goumlre

uygun hesaplanarak oumllccediluumllendirilmelidir (Şekil 3)

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

281

Şekil 3 Aralıklı koumlşe kaynakları [1]

Uccedil kaynak Lwe ge 075b ve Lwe ge 075b1 (3)

Ccedilekmeye maruz kalan kaynak L1 le 16t ve L1 le 16t1 ve 200 mm (4)

Basınccedil ve kesmeye karşı L2 le 12t ve L2 le 12t1 ve L2 le b14 ve 200 mm (5)

415 Dikiş Uzunlukları [EN 1993-1-8451]

Koumlşe kaynakları kaynak yapılacak malzemelerin sonuna kadar ve muumlmkuumlnse minimum

kaynak kenar oumllccediluumllerinin 2 katı kadar uccedil kısmında dolandırılarak kaynatılmalıdır Bu

durumda hesaba katılan koumlşe kaynağı uzunluğu (Lw) azaltılmadan hesaba katılır Ayrıca

kaynak kalınlığı dikiş boyunca değişmiyorsa koumlşe kaynağı uzunluğu tamamen hesaba katılır

Kaynak dikişi uzunlukları 30 mmrsquoden ve dikiş kalınlığının 6 katından kuumlccediluumlk olan kaynak

uzunlukları hesaba katılmaz

Lw ge 30 mm veya Lw ge 6a (6)

42 Koumlşe Kaynaklarının Taşıma Emniyeti Tahkiki

Koumlşe kaynağı taşıma tahkiki iki youmlntemle yapılabilir Bunlar

a) Youmlne bağlı tahkik youmlntemi

b) Basitleştirilmiş tahkik youmlntemidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

282

421 Youmlne Bağlı Tahkik Youmlntemi [EN 1993-1-84532]

Klasik olarak kaynak yuumlklenmeleri kaynakta oluşan gerilimlerin hesaplanmasıyla

belirlenmektedir Şekil 4rsquote kopma durumları iki taraflı T-kaynak bağlantısında

goumlsterilmektedir

Şekil 4 Hesap kesitlerindeki gerilmeler [9]

Uygulanan kuvvetler (F) ile aşağıdaki uumlccedil kopma-kırılma

1) 1-1 kesitinde oluşan σ gerilimi nedeniyle

2) 2-2 kesitinde oluşan τ gerilimi nedeniyle

3) 3-3 kesitinde oluşan σ ve τ gerilimleri nedeniyle oluşur

EC3rsquoten oumlnce uygulanan taşıma tahkiklerinde 1-1 ve 2-2 kesitlerinde oluşan gerilimler

dikkate alınırken EC3 ile 3-3 kesitindeki gerilimler ile bu işlem yapılmaktadır [EC3-8

4532]

422 Bir Koumlşe Kaynağında Oluşabilecek Gerilim Ccedileşitleri

Kaynağa etki eden normal (N) ve kesme kuvvetleri (Vll ve V) kaynak hesaplama kesitinde

hesaba katılan kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı dağılmış olarak kabul edilir Normal

gerilim σ kaynak tahkikinde dikkate alınmamaktadır Toplamda oluşabilecek gerilim tuumlrleri

aşağıdakilerdir

σ Kaynak youmlnuumlne dik olan normal gerilim

σ Kaynak youmlnuumlne paralel olan normal gerilim

τ Kaynak youmlnuumlne dik olan kesme gerilimi (Kaynak kesitinde)

τ Kaynak youmlnuumlne dik olan kesme gerilimi (Kaynak kesitinde)

Etki kuvvetleri ve kaynak kesiti [9] Kaynak kesitindeki gerilimler [9]

Şekil 5 Bir koumlşe kaynağındaki kaynak gerilimleri

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

283

Şekil 5rsquote verildiği gibi EC3rsquote gerilimler eğimli kesitte dikkate alınmaktadır EC3rsquoten oumlnce

bağlantı kesitlerinde hesaplanmaktaydı (DIN 18800)

423 Hesaba Katılan Koumlşe Kaynağı Kesit Alanı (Aw)

Hesaba katılan koumlşe kaynağı kesit alanı dikiş dibinde noktasal odaklanmış olarak

kabullenilmektedir ve aşağıdaki gibi hesaplanmaktadır

Aw = Σ aleff (7)

424 Koumlşe Kaynağı İccedilin Youmlne Bağlı Youmlntemle Taşıma Emniyeti Tahkiki

Koumlşe kaynağına uumlccedil youmlnde kuvvetler etki etmektedir Bu kuvvetler ayrı ayrı kaynak kesitine

dik ve paralel bileşenlerine ayrılmaktadır Bileşke kuvvetler kaynak kesitinde Şekil 5rsquote

goumlsterildiği gibi gerilim bileşenlerini oluşturmaktadır Sonuccedilta taşıma emniyeti tahkikinde bu

gerilim bileşenleri bir karşılaştırma formuumlluumlnde birleştirilerek [EN 1993-1-841] muumlsaade

edilen sınır gerilimiyle karşılaştırılmak suretiyle tahkiki yapılmaktadır

Tablo 2 Malzemeye goumlre korelasyon faktoumlruuml [EN 1993-1-82005 (E)]

Standart and steel grade Correlation factor βw

EN 10025 EN 10210 EN 10219

S 235 S 235 W

S 235 H S 235 H 08

S 275 S 275 NNL S 275 MML

S 275 H S 275 NHNLH

S 275 H S 275 NHNLH S 275 MHMLH

085

S 355 S 355 NNL S 335 MML

S 355 W

S 355 H S 355 NHNLH

S 355 H S 355 NHNLH S 355 MHMLH

09

S 420 NNL S 420 MML

S 420 MHMLH 10

S 420 NNL S 460 MML

S 460 QQLQLI S 460 NHNLH

S 460 NHNLH S 460 MH7MLH

10

[σ 2 + 3(τ

2 + τ

2)]

05 le fu (βwγM2) ve σ le 09fu γM2 (8)

fu Kaynaklanan parccedilaların minimum ccedilekme gerilimi

βw Malzemeye bağlı korelasyon (ilgileşim) faktoumlruuml (Tablo 2)

γM2 = 125 Kısmi emniyet sayısı

Formuumll 8 ile kaynaklı bağlantıya 3 boyutta etki eden her bir kuvvet iccedilin tahkiki nasıl

hesaplanacağı aşağıda accedilıklanmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

284

a) N normal kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden N normal kuvveti Şekil 6rsquoda goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

Şekil 6 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden normal-kuvvet N ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 6rsquoda goumlsterilen N etki kuvveti ile iccedil bileşke kuvvetlerinin oluşturduğu statik denge

aşağıdaki eşit ccedilekme ve kesme gerilimlerinde ifadesini bulur

σ = N (205

Aw) ve τ = N (205

Aw) (9)

Accedilıklama Ccedilekme ve kesme geriliminin eşit olması gerilimin kaynak istikametine goumlre

değişmeyeceği varsayımından ileri gelmektedir Ancak aşağıda goumlruumllduumlğuuml gibi kesme

gerilimi karşılaştırmaya karekoumlk iccedilersinde 3 faktoumlruumlyle değerlendirmeye girmektedir

(9)(8) σ Ed = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05N Aw le σ Rd = fu (βwγM2)

ise σ Ed = 205

N Aw le σ Rd = fu (βwγM2) (10a)

ve σ = N (205

Aw) le 09fu γM2 (10b)

σ Ed Tasarım karşılaştırma gerilimi

σ Rd Tasarım sınır gerilimi

b) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvveti Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

285

Şekil 7 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 7rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

σ = V (205

Aw) ve τ = V (205

Aw) (11)

(11)(8) σEd = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

ise σEd = 205

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (12a)

ve σ = V (205

Aw) le 09fu γM2 (12b)

c) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvvetiyle oluşan gerilimler Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi

iccedil gerilimlerle statik denge oluşturmaktadırlar

Şekil 8 Kaynak youmlnuumlne paralel youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

286

Şekil 8rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

τ = V Aw (13)

(13)(8) σEd = (3τ2 )

05 = 3

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

σEd = 305

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (14)

d) Kaynak dikişine birden fazla youmlnde kuvvet etki etmesi Karşılaştırma gerilim tahkiki iccedilin formuumll (8)rsquoi kullanırken dikkat edilmesi gereken hususlar

- Farklı etki kuvvetinden aynı tuumlr gerilimin (Nlsquoden σ ve Vrsquoden σ gibi) vektoumlriyel bir

buumlyuumlkluumlk olduğundan youmlnuumlne bağlı olarak (toplanması yada ccedilıkarılması) toplamın karesi

alınması gerekmektedir

- Birbirine dik oluşan aynı tuumlr gerilimler (τ ile τ gibi) bileşke kuvvet hesaplanırken

kareleri alınıp oumlyle toplanmalıdırlar

425 Koumlşe Kaynağı İccedilin Basitleştirilmiş Taşıma Emniyeti Tahkiki

Bir koumlşe kaynağında kaynak youmlnuumlnde her noktasındaki tuumlm kaynak kesitine etki eden kaynak

uzunluğuna bağlı birim kuvvetlerin bileşke kuvveti FwEd aşağıda verilen formuumlldeki şartı

sağlıyorsa taşıma emniyeti tahkiki yapılmış sayılır [EN 1993-1-3-842 43 44]

FwEd le FwRd (15)

Farklı youmlnlerde oluşan gerilimler kaynak dibine etki eden kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı

aşağıdaki kuvvetler şeklinde tasavvur edilebilir Bu youmlnlere bağımlı kuvvetlerin oluşturduğu

bileşke kuvvet ise

FwEd = (FEdσ 2 + FEdτ

2 + FEdτ

2)

05 (16)

FwRd = fua (305

βwγM2) (17)

FwEd Tasarım karşılaştırma etki kuvveti

FwRd Tasarım sınır karşılaştırma kuvveti

FEdσ Tasarım etki kuvvetinin kesite dik normal bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlne dik kesme bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlndeki kesme bileşkesi

43 Koumlşe Kaynağı Tahkikine Oumlrnekler

Oumlrnek 1

Şekil 9rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile kaynakta oluşan

gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

287

Şekil 9 Kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

a) Youmlne bağlı youmlntem

(9)rsquoa goumlre σ = τ = N (205

Aw)

= 120kN (205

205cm10cm2) = 85 kNcm

2

(13)rsquoe goumlre τ = V Aw

= 120 kN (205cm10cm2) = 120 kNcm

2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

(852 + 3(85

2+120

2))

05 le 36kNcm

2 (08125)

269 kNcm2 le 36 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0936 kNcm2125

85 kNcm2 le 259 kNcm

2 tahkik yeterlidir

b) Basitleştirilmiş youmlntem

c)

(15-18)rsquoe goumlre FwEd le FwRd

(Fwσ2 + Fwτ

2 + Fwτ

2)

05 le fua (3

05βwγM2)

2[N (2205

lw)]2 + (V (2lw))

2

05 le fua (3

05βwγM2)

2[120kN(2205

10cm)]2+(100kN(210cm))

2

05 le 36kNcm

205cm (3

0508125)

218 + 2505

kNcm le 18 305

kNcm

78 kNcm le 104 kNcm tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

288

Oumlrnek 2

Şekil 10rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine eksantrik uygulanan kuvvet ile kaynakta

oluşan gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

Şekil 10 Kaynak dibine eksantrik yuumlklenmeye tabi tutulan koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

N = Fcos30deg = 200kN0866 = 173 kN

V = Fsin30deg = 20005 = 100 kN

M = Ne = Fecos30deg = 200kN05cm0866 = 866 kNcm

σ = N (205

Aw) plusmn M (205

Ww)

= 173kN(205

205cm20cm) plusmn 866kNcm (205

(205cm2026) cm

2)

= +70 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = σ = +153 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = V Aw

= 100kN (205cm20cm2)

= 5 kNcm2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

( 1532 + 3(70

2 + 5

2) )

05 le 51kNcm

2 (09125)

216 kNcm2 le 453 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0951kNcm2 125

153 kNcm2 le 367 kNcm

2 tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

289

5 SONUCcedil

EN 1993-1-3-8 (EC3-8) standardı ccedilelik yapı bağlantılarında kaynaklı bağlantılarının hesap

youmlntemlerinde klasik youmlntemden farklı olarak testlere dayalı farklı bir youmlntem geliştirmiştir

Bu youmlntem buumltuumln Avrupa uumllkeleri tarafından kabul goumlrmuumlş ve artık kullanımı zorunlu hale

gelmiştir

Zorunlu olarak 2012rsquode uygulamaya başlanan EC3 hesap youmlntemi kullanımında oumlnemli

youmlntem ve kurallar bulunmaktadır Bu standart sadece ccedilelik yapı alanında değil başka taşıyıcı

sistemlere de etki edebilmektedir Bu ccedilalışma kapsamında EC3-8rsquode bulunan kaynaklı

bağlantılarının tahkikinde bir oumln ccedilalışma olarak hazırlanmıştır Burada buumltuumln kaynak

ccedileşitlerinin incelenmesi muumlmkuumln olamamıştır Kaynaklı birleştirmelerde en ccedilok kullanılan

koumlşe kaynağı detaylı bir şekilde anlatılmıştır Yapılan oumlrneklerle de konu daha anlaşılır hale

getirilmeye ccedilalışılmış ve diğer kaynak ccedileşitleri de prensip olarak benzerlik goumlstermekle

beraber hesaplama youmlnteminde daha ileri duumlzeydeki bilgilere ilgili standartlara bakılması

oumlnerilir

6 KAYNAKCcedilA

1 EN 1993-1-8 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin tasarımı

2 EN 1993-1-1 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Genel kurallar ve bina kuralları

3 EN 1090-2 Yapı Tasarım Esasları

4 EN 25817 Ccedileliklerde ark kaynaklı birleştirmeler-Kusurlar iccedilin kalite seviyeleri kılavuzu

5 EN 1993-1-9 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Ccedilelik yapıların yorulma dayanımı

6 EN 1993-1-10 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Malzeme tokluğu ve liflere dik youmlndeki

oumlzellikleri iccedilin ccedilelik seccedilimi

7 EN ISO 15614-1 Metalik malzemeler iccedilin kaynak proseduumlrlerinin şartnamesi ve

vasıflandırılması

8 DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin

tasarımı Ulusal Ek Almanya

9 STRACKE M (2008) Schweissverbindungen nach EN 1993-1-8 EC3-

Seminerunterlagen Dortmund

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

290

Page 4: ÇELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3' E … Çelik Yapı.....pdf · kaynak kongresİ ix. ulusal kongre ve sergİsİ bİldİrİler kİtabi 277 Çelİk yapi kaynakli baĞlantilarinin

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

280

a ge makt05

-05 mm (1)

Standartlarda bulunmamasına rağmen kaynak yapılacak malzemenin tamamen kaynak

anında yanmaması iccedilin maksimum dikiş kalınlığı minimum parccedila kalınlığına (mint)

aşağıdaki formuumllle sınırlandırılması oumlnerilmektedir

a le mint 07 (2)

413 Dikiş Accedilısı ldquoαrdquo

Şekil 2 Koumlşe kaynaklarında dikiş accedilısı 60deg ile 120deg arası sınırlandırması

Kaynak yapılacak parccedilaların aralarındaki dikiş accedilısı 60o ile 120

oarası EC3ndash8rsquodeki formuumll

(2) ve (3) ile sınırlandırılmıştır Dikiş accedilısı 60oden kuumlccediluumlk olması durumunda yeterli derecede

kaynak dibi oluşmamaktadır (Şekil 2) Boumlyle durumlarda kaynak testleri yapılması oumlnerilir

Dikiş accedilısı 120orsquoden buumlyuumlk olması durumunda ldquoardquo kenarı ccedilok kuumlccediluumllduumlğuumlnden kaynak

ekonomik olmaktan ccedilıkar Boumlyle durumlarda kaynak testleri veya alın kaynak dikişi

yapılması oumlnerilir

414 Aralıklı Koumlşe Kaynakları [EN 1993-1-84322]

Eğer kaynak yapılacak malzemelerde korozyon tehlikesi bulunmuyorsa aralıklı koumlşe

kaynakları uygulanabilir Uccedillardaki dikişin uzunluğu ldquoLwerdquo en az parccedila genişliğinin 70rsquoi

kadar olmalıdır Aralıklı yapılan diğer kaynak dikiş uzunlukları (Lw) kesme kuvvetine goumlre

uygun hesaplanarak oumllccediluumllendirilmelidir (Şekil 3)

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

281

Şekil 3 Aralıklı koumlşe kaynakları [1]

Uccedil kaynak Lwe ge 075b ve Lwe ge 075b1 (3)

Ccedilekmeye maruz kalan kaynak L1 le 16t ve L1 le 16t1 ve 200 mm (4)

Basınccedil ve kesmeye karşı L2 le 12t ve L2 le 12t1 ve L2 le b14 ve 200 mm (5)

415 Dikiş Uzunlukları [EN 1993-1-8451]

Koumlşe kaynakları kaynak yapılacak malzemelerin sonuna kadar ve muumlmkuumlnse minimum

kaynak kenar oumllccediluumllerinin 2 katı kadar uccedil kısmında dolandırılarak kaynatılmalıdır Bu

durumda hesaba katılan koumlşe kaynağı uzunluğu (Lw) azaltılmadan hesaba katılır Ayrıca

kaynak kalınlığı dikiş boyunca değişmiyorsa koumlşe kaynağı uzunluğu tamamen hesaba katılır

Kaynak dikişi uzunlukları 30 mmrsquoden ve dikiş kalınlığının 6 katından kuumlccediluumlk olan kaynak

uzunlukları hesaba katılmaz

Lw ge 30 mm veya Lw ge 6a (6)

42 Koumlşe Kaynaklarının Taşıma Emniyeti Tahkiki

Koumlşe kaynağı taşıma tahkiki iki youmlntemle yapılabilir Bunlar

a) Youmlne bağlı tahkik youmlntemi

b) Basitleştirilmiş tahkik youmlntemidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

282

421 Youmlne Bağlı Tahkik Youmlntemi [EN 1993-1-84532]

Klasik olarak kaynak yuumlklenmeleri kaynakta oluşan gerilimlerin hesaplanmasıyla

belirlenmektedir Şekil 4rsquote kopma durumları iki taraflı T-kaynak bağlantısında

goumlsterilmektedir

Şekil 4 Hesap kesitlerindeki gerilmeler [9]

Uygulanan kuvvetler (F) ile aşağıdaki uumlccedil kopma-kırılma

1) 1-1 kesitinde oluşan σ gerilimi nedeniyle

2) 2-2 kesitinde oluşan τ gerilimi nedeniyle

3) 3-3 kesitinde oluşan σ ve τ gerilimleri nedeniyle oluşur

EC3rsquoten oumlnce uygulanan taşıma tahkiklerinde 1-1 ve 2-2 kesitlerinde oluşan gerilimler

dikkate alınırken EC3 ile 3-3 kesitindeki gerilimler ile bu işlem yapılmaktadır [EC3-8

4532]

422 Bir Koumlşe Kaynağında Oluşabilecek Gerilim Ccedileşitleri

Kaynağa etki eden normal (N) ve kesme kuvvetleri (Vll ve V) kaynak hesaplama kesitinde

hesaba katılan kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı dağılmış olarak kabul edilir Normal

gerilim σ kaynak tahkikinde dikkate alınmamaktadır Toplamda oluşabilecek gerilim tuumlrleri

aşağıdakilerdir

σ Kaynak youmlnuumlne dik olan normal gerilim

σ Kaynak youmlnuumlne paralel olan normal gerilim

τ Kaynak youmlnuumlne dik olan kesme gerilimi (Kaynak kesitinde)

τ Kaynak youmlnuumlne dik olan kesme gerilimi (Kaynak kesitinde)

Etki kuvvetleri ve kaynak kesiti [9] Kaynak kesitindeki gerilimler [9]

Şekil 5 Bir koumlşe kaynağındaki kaynak gerilimleri

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

283

Şekil 5rsquote verildiği gibi EC3rsquote gerilimler eğimli kesitte dikkate alınmaktadır EC3rsquoten oumlnce

bağlantı kesitlerinde hesaplanmaktaydı (DIN 18800)

423 Hesaba Katılan Koumlşe Kaynağı Kesit Alanı (Aw)

Hesaba katılan koumlşe kaynağı kesit alanı dikiş dibinde noktasal odaklanmış olarak

kabullenilmektedir ve aşağıdaki gibi hesaplanmaktadır

Aw = Σ aleff (7)

424 Koumlşe Kaynağı İccedilin Youmlne Bağlı Youmlntemle Taşıma Emniyeti Tahkiki

Koumlşe kaynağına uumlccedil youmlnde kuvvetler etki etmektedir Bu kuvvetler ayrı ayrı kaynak kesitine

dik ve paralel bileşenlerine ayrılmaktadır Bileşke kuvvetler kaynak kesitinde Şekil 5rsquote

goumlsterildiği gibi gerilim bileşenlerini oluşturmaktadır Sonuccedilta taşıma emniyeti tahkikinde bu

gerilim bileşenleri bir karşılaştırma formuumlluumlnde birleştirilerek [EN 1993-1-841] muumlsaade

edilen sınır gerilimiyle karşılaştırılmak suretiyle tahkiki yapılmaktadır

Tablo 2 Malzemeye goumlre korelasyon faktoumlruuml [EN 1993-1-82005 (E)]

Standart and steel grade Correlation factor βw

EN 10025 EN 10210 EN 10219

S 235 S 235 W

S 235 H S 235 H 08

S 275 S 275 NNL S 275 MML

S 275 H S 275 NHNLH

S 275 H S 275 NHNLH S 275 MHMLH

085

S 355 S 355 NNL S 335 MML

S 355 W

S 355 H S 355 NHNLH

S 355 H S 355 NHNLH S 355 MHMLH

09

S 420 NNL S 420 MML

S 420 MHMLH 10

S 420 NNL S 460 MML

S 460 QQLQLI S 460 NHNLH

S 460 NHNLH S 460 MH7MLH

10

[σ 2 + 3(τ

2 + τ

2)]

05 le fu (βwγM2) ve σ le 09fu γM2 (8)

fu Kaynaklanan parccedilaların minimum ccedilekme gerilimi

βw Malzemeye bağlı korelasyon (ilgileşim) faktoumlruuml (Tablo 2)

γM2 = 125 Kısmi emniyet sayısı

Formuumll 8 ile kaynaklı bağlantıya 3 boyutta etki eden her bir kuvvet iccedilin tahkiki nasıl

hesaplanacağı aşağıda accedilıklanmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

284

a) N normal kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden N normal kuvveti Şekil 6rsquoda goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

Şekil 6 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden normal-kuvvet N ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 6rsquoda goumlsterilen N etki kuvveti ile iccedil bileşke kuvvetlerinin oluşturduğu statik denge

aşağıdaki eşit ccedilekme ve kesme gerilimlerinde ifadesini bulur

σ = N (205

Aw) ve τ = N (205

Aw) (9)

Accedilıklama Ccedilekme ve kesme geriliminin eşit olması gerilimin kaynak istikametine goumlre

değişmeyeceği varsayımından ileri gelmektedir Ancak aşağıda goumlruumllduumlğuuml gibi kesme

gerilimi karşılaştırmaya karekoumlk iccedilersinde 3 faktoumlruumlyle değerlendirmeye girmektedir

(9)(8) σ Ed = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05N Aw le σ Rd = fu (βwγM2)

ise σ Ed = 205

N Aw le σ Rd = fu (βwγM2) (10a)

ve σ = N (205

Aw) le 09fu γM2 (10b)

σ Ed Tasarım karşılaştırma gerilimi

σ Rd Tasarım sınır gerilimi

b) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvveti Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

285

Şekil 7 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 7rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

σ = V (205

Aw) ve τ = V (205

Aw) (11)

(11)(8) σEd = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

ise σEd = 205

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (12a)

ve σ = V (205

Aw) le 09fu γM2 (12b)

c) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvvetiyle oluşan gerilimler Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi

iccedil gerilimlerle statik denge oluşturmaktadırlar

Şekil 8 Kaynak youmlnuumlne paralel youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

286

Şekil 8rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

τ = V Aw (13)

(13)(8) σEd = (3τ2 )

05 = 3

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

σEd = 305

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (14)

d) Kaynak dikişine birden fazla youmlnde kuvvet etki etmesi Karşılaştırma gerilim tahkiki iccedilin formuumll (8)rsquoi kullanırken dikkat edilmesi gereken hususlar

- Farklı etki kuvvetinden aynı tuumlr gerilimin (Nlsquoden σ ve Vrsquoden σ gibi) vektoumlriyel bir

buumlyuumlkluumlk olduğundan youmlnuumlne bağlı olarak (toplanması yada ccedilıkarılması) toplamın karesi

alınması gerekmektedir

- Birbirine dik oluşan aynı tuumlr gerilimler (τ ile τ gibi) bileşke kuvvet hesaplanırken

kareleri alınıp oumlyle toplanmalıdırlar

425 Koumlşe Kaynağı İccedilin Basitleştirilmiş Taşıma Emniyeti Tahkiki

Bir koumlşe kaynağında kaynak youmlnuumlnde her noktasındaki tuumlm kaynak kesitine etki eden kaynak

uzunluğuna bağlı birim kuvvetlerin bileşke kuvveti FwEd aşağıda verilen formuumlldeki şartı

sağlıyorsa taşıma emniyeti tahkiki yapılmış sayılır [EN 1993-1-3-842 43 44]

FwEd le FwRd (15)

Farklı youmlnlerde oluşan gerilimler kaynak dibine etki eden kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı

aşağıdaki kuvvetler şeklinde tasavvur edilebilir Bu youmlnlere bağımlı kuvvetlerin oluşturduğu

bileşke kuvvet ise

FwEd = (FEdσ 2 + FEdτ

2 + FEdτ

2)

05 (16)

FwRd = fua (305

βwγM2) (17)

FwEd Tasarım karşılaştırma etki kuvveti

FwRd Tasarım sınır karşılaştırma kuvveti

FEdσ Tasarım etki kuvvetinin kesite dik normal bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlne dik kesme bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlndeki kesme bileşkesi

43 Koumlşe Kaynağı Tahkikine Oumlrnekler

Oumlrnek 1

Şekil 9rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile kaynakta oluşan

gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

287

Şekil 9 Kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

a) Youmlne bağlı youmlntem

(9)rsquoa goumlre σ = τ = N (205

Aw)

= 120kN (205

205cm10cm2) = 85 kNcm

2

(13)rsquoe goumlre τ = V Aw

= 120 kN (205cm10cm2) = 120 kNcm

2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

(852 + 3(85

2+120

2))

05 le 36kNcm

2 (08125)

269 kNcm2 le 36 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0936 kNcm2125

85 kNcm2 le 259 kNcm

2 tahkik yeterlidir

b) Basitleştirilmiş youmlntem

c)

(15-18)rsquoe goumlre FwEd le FwRd

(Fwσ2 + Fwτ

2 + Fwτ

2)

05 le fua (3

05βwγM2)

2[N (2205

lw)]2 + (V (2lw))

2

05 le fua (3

05βwγM2)

2[120kN(2205

10cm)]2+(100kN(210cm))

2

05 le 36kNcm

205cm (3

0508125)

218 + 2505

kNcm le 18 305

kNcm

78 kNcm le 104 kNcm tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

288

Oumlrnek 2

Şekil 10rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine eksantrik uygulanan kuvvet ile kaynakta

oluşan gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

Şekil 10 Kaynak dibine eksantrik yuumlklenmeye tabi tutulan koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

N = Fcos30deg = 200kN0866 = 173 kN

V = Fsin30deg = 20005 = 100 kN

M = Ne = Fecos30deg = 200kN05cm0866 = 866 kNcm

σ = N (205

Aw) plusmn M (205

Ww)

= 173kN(205

205cm20cm) plusmn 866kNcm (205

(205cm2026) cm

2)

= +70 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = σ = +153 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = V Aw

= 100kN (205cm20cm2)

= 5 kNcm2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

( 1532 + 3(70

2 + 5

2) )

05 le 51kNcm

2 (09125)

216 kNcm2 le 453 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0951kNcm2 125

153 kNcm2 le 367 kNcm

2 tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

289

5 SONUCcedil

EN 1993-1-3-8 (EC3-8) standardı ccedilelik yapı bağlantılarında kaynaklı bağlantılarının hesap

youmlntemlerinde klasik youmlntemden farklı olarak testlere dayalı farklı bir youmlntem geliştirmiştir

Bu youmlntem buumltuumln Avrupa uumllkeleri tarafından kabul goumlrmuumlş ve artık kullanımı zorunlu hale

gelmiştir

Zorunlu olarak 2012rsquode uygulamaya başlanan EC3 hesap youmlntemi kullanımında oumlnemli

youmlntem ve kurallar bulunmaktadır Bu standart sadece ccedilelik yapı alanında değil başka taşıyıcı

sistemlere de etki edebilmektedir Bu ccedilalışma kapsamında EC3-8rsquode bulunan kaynaklı

bağlantılarının tahkikinde bir oumln ccedilalışma olarak hazırlanmıştır Burada buumltuumln kaynak

ccedileşitlerinin incelenmesi muumlmkuumln olamamıştır Kaynaklı birleştirmelerde en ccedilok kullanılan

koumlşe kaynağı detaylı bir şekilde anlatılmıştır Yapılan oumlrneklerle de konu daha anlaşılır hale

getirilmeye ccedilalışılmış ve diğer kaynak ccedileşitleri de prensip olarak benzerlik goumlstermekle

beraber hesaplama youmlnteminde daha ileri duumlzeydeki bilgilere ilgili standartlara bakılması

oumlnerilir

6 KAYNAKCcedilA

1 EN 1993-1-8 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin tasarımı

2 EN 1993-1-1 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Genel kurallar ve bina kuralları

3 EN 1090-2 Yapı Tasarım Esasları

4 EN 25817 Ccedileliklerde ark kaynaklı birleştirmeler-Kusurlar iccedilin kalite seviyeleri kılavuzu

5 EN 1993-1-9 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Ccedilelik yapıların yorulma dayanımı

6 EN 1993-1-10 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Malzeme tokluğu ve liflere dik youmlndeki

oumlzellikleri iccedilin ccedilelik seccedilimi

7 EN ISO 15614-1 Metalik malzemeler iccedilin kaynak proseduumlrlerinin şartnamesi ve

vasıflandırılması

8 DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin

tasarımı Ulusal Ek Almanya

9 STRACKE M (2008) Schweissverbindungen nach EN 1993-1-8 EC3-

Seminerunterlagen Dortmund

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

290

Page 5: ÇELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3' E … Çelik Yapı.....pdf · kaynak kongresİ ix. ulusal kongre ve sergİsİ bİldİrİler kİtabi 277 Çelİk yapi kaynakli baĞlantilarinin

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

281

Şekil 3 Aralıklı koumlşe kaynakları [1]

Uccedil kaynak Lwe ge 075b ve Lwe ge 075b1 (3)

Ccedilekmeye maruz kalan kaynak L1 le 16t ve L1 le 16t1 ve 200 mm (4)

Basınccedil ve kesmeye karşı L2 le 12t ve L2 le 12t1 ve L2 le b14 ve 200 mm (5)

415 Dikiş Uzunlukları [EN 1993-1-8451]

Koumlşe kaynakları kaynak yapılacak malzemelerin sonuna kadar ve muumlmkuumlnse minimum

kaynak kenar oumllccediluumllerinin 2 katı kadar uccedil kısmında dolandırılarak kaynatılmalıdır Bu

durumda hesaba katılan koumlşe kaynağı uzunluğu (Lw) azaltılmadan hesaba katılır Ayrıca

kaynak kalınlığı dikiş boyunca değişmiyorsa koumlşe kaynağı uzunluğu tamamen hesaba katılır

Kaynak dikişi uzunlukları 30 mmrsquoden ve dikiş kalınlığının 6 katından kuumlccediluumlk olan kaynak

uzunlukları hesaba katılmaz

Lw ge 30 mm veya Lw ge 6a (6)

42 Koumlşe Kaynaklarının Taşıma Emniyeti Tahkiki

Koumlşe kaynağı taşıma tahkiki iki youmlntemle yapılabilir Bunlar

a) Youmlne bağlı tahkik youmlntemi

b) Basitleştirilmiş tahkik youmlntemidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

282

421 Youmlne Bağlı Tahkik Youmlntemi [EN 1993-1-84532]

Klasik olarak kaynak yuumlklenmeleri kaynakta oluşan gerilimlerin hesaplanmasıyla

belirlenmektedir Şekil 4rsquote kopma durumları iki taraflı T-kaynak bağlantısında

goumlsterilmektedir

Şekil 4 Hesap kesitlerindeki gerilmeler [9]

Uygulanan kuvvetler (F) ile aşağıdaki uumlccedil kopma-kırılma

1) 1-1 kesitinde oluşan σ gerilimi nedeniyle

2) 2-2 kesitinde oluşan τ gerilimi nedeniyle

3) 3-3 kesitinde oluşan σ ve τ gerilimleri nedeniyle oluşur

EC3rsquoten oumlnce uygulanan taşıma tahkiklerinde 1-1 ve 2-2 kesitlerinde oluşan gerilimler

dikkate alınırken EC3 ile 3-3 kesitindeki gerilimler ile bu işlem yapılmaktadır [EC3-8

4532]

422 Bir Koumlşe Kaynağında Oluşabilecek Gerilim Ccedileşitleri

Kaynağa etki eden normal (N) ve kesme kuvvetleri (Vll ve V) kaynak hesaplama kesitinde

hesaba katılan kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı dağılmış olarak kabul edilir Normal

gerilim σ kaynak tahkikinde dikkate alınmamaktadır Toplamda oluşabilecek gerilim tuumlrleri

aşağıdakilerdir

σ Kaynak youmlnuumlne dik olan normal gerilim

σ Kaynak youmlnuumlne paralel olan normal gerilim

τ Kaynak youmlnuumlne dik olan kesme gerilimi (Kaynak kesitinde)

τ Kaynak youmlnuumlne dik olan kesme gerilimi (Kaynak kesitinde)

Etki kuvvetleri ve kaynak kesiti [9] Kaynak kesitindeki gerilimler [9]

Şekil 5 Bir koumlşe kaynağındaki kaynak gerilimleri

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

283

Şekil 5rsquote verildiği gibi EC3rsquote gerilimler eğimli kesitte dikkate alınmaktadır EC3rsquoten oumlnce

bağlantı kesitlerinde hesaplanmaktaydı (DIN 18800)

423 Hesaba Katılan Koumlşe Kaynağı Kesit Alanı (Aw)

Hesaba katılan koumlşe kaynağı kesit alanı dikiş dibinde noktasal odaklanmış olarak

kabullenilmektedir ve aşağıdaki gibi hesaplanmaktadır

Aw = Σ aleff (7)

424 Koumlşe Kaynağı İccedilin Youmlne Bağlı Youmlntemle Taşıma Emniyeti Tahkiki

Koumlşe kaynağına uumlccedil youmlnde kuvvetler etki etmektedir Bu kuvvetler ayrı ayrı kaynak kesitine

dik ve paralel bileşenlerine ayrılmaktadır Bileşke kuvvetler kaynak kesitinde Şekil 5rsquote

goumlsterildiği gibi gerilim bileşenlerini oluşturmaktadır Sonuccedilta taşıma emniyeti tahkikinde bu

gerilim bileşenleri bir karşılaştırma formuumlluumlnde birleştirilerek [EN 1993-1-841] muumlsaade

edilen sınır gerilimiyle karşılaştırılmak suretiyle tahkiki yapılmaktadır

Tablo 2 Malzemeye goumlre korelasyon faktoumlruuml [EN 1993-1-82005 (E)]

Standart and steel grade Correlation factor βw

EN 10025 EN 10210 EN 10219

S 235 S 235 W

S 235 H S 235 H 08

S 275 S 275 NNL S 275 MML

S 275 H S 275 NHNLH

S 275 H S 275 NHNLH S 275 MHMLH

085

S 355 S 355 NNL S 335 MML

S 355 W

S 355 H S 355 NHNLH

S 355 H S 355 NHNLH S 355 MHMLH

09

S 420 NNL S 420 MML

S 420 MHMLH 10

S 420 NNL S 460 MML

S 460 QQLQLI S 460 NHNLH

S 460 NHNLH S 460 MH7MLH

10

[σ 2 + 3(τ

2 + τ

2)]

05 le fu (βwγM2) ve σ le 09fu γM2 (8)

fu Kaynaklanan parccedilaların minimum ccedilekme gerilimi

βw Malzemeye bağlı korelasyon (ilgileşim) faktoumlruuml (Tablo 2)

γM2 = 125 Kısmi emniyet sayısı

Formuumll 8 ile kaynaklı bağlantıya 3 boyutta etki eden her bir kuvvet iccedilin tahkiki nasıl

hesaplanacağı aşağıda accedilıklanmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

284

a) N normal kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden N normal kuvveti Şekil 6rsquoda goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

Şekil 6 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden normal-kuvvet N ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 6rsquoda goumlsterilen N etki kuvveti ile iccedil bileşke kuvvetlerinin oluşturduğu statik denge

aşağıdaki eşit ccedilekme ve kesme gerilimlerinde ifadesini bulur

σ = N (205

Aw) ve τ = N (205

Aw) (9)

Accedilıklama Ccedilekme ve kesme geriliminin eşit olması gerilimin kaynak istikametine goumlre

değişmeyeceği varsayımından ileri gelmektedir Ancak aşağıda goumlruumllduumlğuuml gibi kesme

gerilimi karşılaştırmaya karekoumlk iccedilersinde 3 faktoumlruumlyle değerlendirmeye girmektedir

(9)(8) σ Ed = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05N Aw le σ Rd = fu (βwγM2)

ise σ Ed = 205

N Aw le σ Rd = fu (βwγM2) (10a)

ve σ = N (205

Aw) le 09fu γM2 (10b)

σ Ed Tasarım karşılaştırma gerilimi

σ Rd Tasarım sınır gerilimi

b) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvveti Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

285

Şekil 7 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 7rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

σ = V (205

Aw) ve τ = V (205

Aw) (11)

(11)(8) σEd = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

ise σEd = 205

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (12a)

ve σ = V (205

Aw) le 09fu γM2 (12b)

c) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvvetiyle oluşan gerilimler Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi

iccedil gerilimlerle statik denge oluşturmaktadırlar

Şekil 8 Kaynak youmlnuumlne paralel youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

286

Şekil 8rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

τ = V Aw (13)

(13)(8) σEd = (3τ2 )

05 = 3

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

σEd = 305

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (14)

d) Kaynak dikişine birden fazla youmlnde kuvvet etki etmesi Karşılaştırma gerilim tahkiki iccedilin formuumll (8)rsquoi kullanırken dikkat edilmesi gereken hususlar

- Farklı etki kuvvetinden aynı tuumlr gerilimin (Nlsquoden σ ve Vrsquoden σ gibi) vektoumlriyel bir

buumlyuumlkluumlk olduğundan youmlnuumlne bağlı olarak (toplanması yada ccedilıkarılması) toplamın karesi

alınması gerekmektedir

- Birbirine dik oluşan aynı tuumlr gerilimler (τ ile τ gibi) bileşke kuvvet hesaplanırken

kareleri alınıp oumlyle toplanmalıdırlar

425 Koumlşe Kaynağı İccedilin Basitleştirilmiş Taşıma Emniyeti Tahkiki

Bir koumlşe kaynağında kaynak youmlnuumlnde her noktasındaki tuumlm kaynak kesitine etki eden kaynak

uzunluğuna bağlı birim kuvvetlerin bileşke kuvveti FwEd aşağıda verilen formuumlldeki şartı

sağlıyorsa taşıma emniyeti tahkiki yapılmış sayılır [EN 1993-1-3-842 43 44]

FwEd le FwRd (15)

Farklı youmlnlerde oluşan gerilimler kaynak dibine etki eden kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı

aşağıdaki kuvvetler şeklinde tasavvur edilebilir Bu youmlnlere bağımlı kuvvetlerin oluşturduğu

bileşke kuvvet ise

FwEd = (FEdσ 2 + FEdτ

2 + FEdτ

2)

05 (16)

FwRd = fua (305

βwγM2) (17)

FwEd Tasarım karşılaştırma etki kuvveti

FwRd Tasarım sınır karşılaştırma kuvveti

FEdσ Tasarım etki kuvvetinin kesite dik normal bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlne dik kesme bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlndeki kesme bileşkesi

43 Koumlşe Kaynağı Tahkikine Oumlrnekler

Oumlrnek 1

Şekil 9rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile kaynakta oluşan

gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

287

Şekil 9 Kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

a) Youmlne bağlı youmlntem

(9)rsquoa goumlre σ = τ = N (205

Aw)

= 120kN (205

205cm10cm2) = 85 kNcm

2

(13)rsquoe goumlre τ = V Aw

= 120 kN (205cm10cm2) = 120 kNcm

2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

(852 + 3(85

2+120

2))

05 le 36kNcm

2 (08125)

269 kNcm2 le 36 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0936 kNcm2125

85 kNcm2 le 259 kNcm

2 tahkik yeterlidir

b) Basitleştirilmiş youmlntem

c)

(15-18)rsquoe goumlre FwEd le FwRd

(Fwσ2 + Fwτ

2 + Fwτ

2)

05 le fua (3

05βwγM2)

2[N (2205

lw)]2 + (V (2lw))

2

05 le fua (3

05βwγM2)

2[120kN(2205

10cm)]2+(100kN(210cm))

2

05 le 36kNcm

205cm (3

0508125)

218 + 2505

kNcm le 18 305

kNcm

78 kNcm le 104 kNcm tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

288

Oumlrnek 2

Şekil 10rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine eksantrik uygulanan kuvvet ile kaynakta

oluşan gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

Şekil 10 Kaynak dibine eksantrik yuumlklenmeye tabi tutulan koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

N = Fcos30deg = 200kN0866 = 173 kN

V = Fsin30deg = 20005 = 100 kN

M = Ne = Fecos30deg = 200kN05cm0866 = 866 kNcm

σ = N (205

Aw) plusmn M (205

Ww)

= 173kN(205

205cm20cm) plusmn 866kNcm (205

(205cm2026) cm

2)

= +70 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = σ = +153 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = V Aw

= 100kN (205cm20cm2)

= 5 kNcm2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

( 1532 + 3(70

2 + 5

2) )

05 le 51kNcm

2 (09125)

216 kNcm2 le 453 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0951kNcm2 125

153 kNcm2 le 367 kNcm

2 tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

289

5 SONUCcedil

EN 1993-1-3-8 (EC3-8) standardı ccedilelik yapı bağlantılarında kaynaklı bağlantılarının hesap

youmlntemlerinde klasik youmlntemden farklı olarak testlere dayalı farklı bir youmlntem geliştirmiştir

Bu youmlntem buumltuumln Avrupa uumllkeleri tarafından kabul goumlrmuumlş ve artık kullanımı zorunlu hale

gelmiştir

Zorunlu olarak 2012rsquode uygulamaya başlanan EC3 hesap youmlntemi kullanımında oumlnemli

youmlntem ve kurallar bulunmaktadır Bu standart sadece ccedilelik yapı alanında değil başka taşıyıcı

sistemlere de etki edebilmektedir Bu ccedilalışma kapsamında EC3-8rsquode bulunan kaynaklı

bağlantılarının tahkikinde bir oumln ccedilalışma olarak hazırlanmıştır Burada buumltuumln kaynak

ccedileşitlerinin incelenmesi muumlmkuumln olamamıştır Kaynaklı birleştirmelerde en ccedilok kullanılan

koumlşe kaynağı detaylı bir şekilde anlatılmıştır Yapılan oumlrneklerle de konu daha anlaşılır hale

getirilmeye ccedilalışılmış ve diğer kaynak ccedileşitleri de prensip olarak benzerlik goumlstermekle

beraber hesaplama youmlnteminde daha ileri duumlzeydeki bilgilere ilgili standartlara bakılması

oumlnerilir

6 KAYNAKCcedilA

1 EN 1993-1-8 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin tasarımı

2 EN 1993-1-1 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Genel kurallar ve bina kuralları

3 EN 1090-2 Yapı Tasarım Esasları

4 EN 25817 Ccedileliklerde ark kaynaklı birleştirmeler-Kusurlar iccedilin kalite seviyeleri kılavuzu

5 EN 1993-1-9 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Ccedilelik yapıların yorulma dayanımı

6 EN 1993-1-10 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Malzeme tokluğu ve liflere dik youmlndeki

oumlzellikleri iccedilin ccedilelik seccedilimi

7 EN ISO 15614-1 Metalik malzemeler iccedilin kaynak proseduumlrlerinin şartnamesi ve

vasıflandırılması

8 DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin

tasarımı Ulusal Ek Almanya

9 STRACKE M (2008) Schweissverbindungen nach EN 1993-1-8 EC3-

Seminerunterlagen Dortmund

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

290

Page 6: ÇELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3' E … Çelik Yapı.....pdf · kaynak kongresİ ix. ulusal kongre ve sergİsİ bİldİrİler kİtabi 277 Çelİk yapi kaynakli baĞlantilarinin

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

282

421 Youmlne Bağlı Tahkik Youmlntemi [EN 1993-1-84532]

Klasik olarak kaynak yuumlklenmeleri kaynakta oluşan gerilimlerin hesaplanmasıyla

belirlenmektedir Şekil 4rsquote kopma durumları iki taraflı T-kaynak bağlantısında

goumlsterilmektedir

Şekil 4 Hesap kesitlerindeki gerilmeler [9]

Uygulanan kuvvetler (F) ile aşağıdaki uumlccedil kopma-kırılma

1) 1-1 kesitinde oluşan σ gerilimi nedeniyle

2) 2-2 kesitinde oluşan τ gerilimi nedeniyle

3) 3-3 kesitinde oluşan σ ve τ gerilimleri nedeniyle oluşur

EC3rsquoten oumlnce uygulanan taşıma tahkiklerinde 1-1 ve 2-2 kesitlerinde oluşan gerilimler

dikkate alınırken EC3 ile 3-3 kesitindeki gerilimler ile bu işlem yapılmaktadır [EC3-8

4532]

422 Bir Koumlşe Kaynağında Oluşabilecek Gerilim Ccedileşitleri

Kaynağa etki eden normal (N) ve kesme kuvvetleri (Vll ve V) kaynak hesaplama kesitinde

hesaba katılan kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı dağılmış olarak kabul edilir Normal

gerilim σ kaynak tahkikinde dikkate alınmamaktadır Toplamda oluşabilecek gerilim tuumlrleri

aşağıdakilerdir

σ Kaynak youmlnuumlne dik olan normal gerilim

σ Kaynak youmlnuumlne paralel olan normal gerilim

τ Kaynak youmlnuumlne dik olan kesme gerilimi (Kaynak kesitinde)

τ Kaynak youmlnuumlne dik olan kesme gerilimi (Kaynak kesitinde)

Etki kuvvetleri ve kaynak kesiti [9] Kaynak kesitindeki gerilimler [9]

Şekil 5 Bir koumlşe kaynağındaki kaynak gerilimleri

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

283

Şekil 5rsquote verildiği gibi EC3rsquote gerilimler eğimli kesitte dikkate alınmaktadır EC3rsquoten oumlnce

bağlantı kesitlerinde hesaplanmaktaydı (DIN 18800)

423 Hesaba Katılan Koumlşe Kaynağı Kesit Alanı (Aw)

Hesaba katılan koumlşe kaynağı kesit alanı dikiş dibinde noktasal odaklanmış olarak

kabullenilmektedir ve aşağıdaki gibi hesaplanmaktadır

Aw = Σ aleff (7)

424 Koumlşe Kaynağı İccedilin Youmlne Bağlı Youmlntemle Taşıma Emniyeti Tahkiki

Koumlşe kaynağına uumlccedil youmlnde kuvvetler etki etmektedir Bu kuvvetler ayrı ayrı kaynak kesitine

dik ve paralel bileşenlerine ayrılmaktadır Bileşke kuvvetler kaynak kesitinde Şekil 5rsquote

goumlsterildiği gibi gerilim bileşenlerini oluşturmaktadır Sonuccedilta taşıma emniyeti tahkikinde bu

gerilim bileşenleri bir karşılaştırma formuumlluumlnde birleştirilerek [EN 1993-1-841] muumlsaade

edilen sınır gerilimiyle karşılaştırılmak suretiyle tahkiki yapılmaktadır

Tablo 2 Malzemeye goumlre korelasyon faktoumlruuml [EN 1993-1-82005 (E)]

Standart and steel grade Correlation factor βw

EN 10025 EN 10210 EN 10219

S 235 S 235 W

S 235 H S 235 H 08

S 275 S 275 NNL S 275 MML

S 275 H S 275 NHNLH

S 275 H S 275 NHNLH S 275 MHMLH

085

S 355 S 355 NNL S 335 MML

S 355 W

S 355 H S 355 NHNLH

S 355 H S 355 NHNLH S 355 MHMLH

09

S 420 NNL S 420 MML

S 420 MHMLH 10

S 420 NNL S 460 MML

S 460 QQLQLI S 460 NHNLH

S 460 NHNLH S 460 MH7MLH

10

[σ 2 + 3(τ

2 + τ

2)]

05 le fu (βwγM2) ve σ le 09fu γM2 (8)

fu Kaynaklanan parccedilaların minimum ccedilekme gerilimi

βw Malzemeye bağlı korelasyon (ilgileşim) faktoumlruuml (Tablo 2)

γM2 = 125 Kısmi emniyet sayısı

Formuumll 8 ile kaynaklı bağlantıya 3 boyutta etki eden her bir kuvvet iccedilin tahkiki nasıl

hesaplanacağı aşağıda accedilıklanmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

284

a) N normal kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden N normal kuvveti Şekil 6rsquoda goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

Şekil 6 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden normal-kuvvet N ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 6rsquoda goumlsterilen N etki kuvveti ile iccedil bileşke kuvvetlerinin oluşturduğu statik denge

aşağıdaki eşit ccedilekme ve kesme gerilimlerinde ifadesini bulur

σ = N (205

Aw) ve τ = N (205

Aw) (9)

Accedilıklama Ccedilekme ve kesme geriliminin eşit olması gerilimin kaynak istikametine goumlre

değişmeyeceği varsayımından ileri gelmektedir Ancak aşağıda goumlruumllduumlğuuml gibi kesme

gerilimi karşılaştırmaya karekoumlk iccedilersinde 3 faktoumlruumlyle değerlendirmeye girmektedir

(9)(8) σ Ed = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05N Aw le σ Rd = fu (βwγM2)

ise σ Ed = 205

N Aw le σ Rd = fu (βwγM2) (10a)

ve σ = N (205

Aw) le 09fu γM2 (10b)

σ Ed Tasarım karşılaştırma gerilimi

σ Rd Tasarım sınır gerilimi

b) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvveti Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

285

Şekil 7 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 7rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

σ = V (205

Aw) ve τ = V (205

Aw) (11)

(11)(8) σEd = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

ise σEd = 205

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (12a)

ve σ = V (205

Aw) le 09fu γM2 (12b)

c) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvvetiyle oluşan gerilimler Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi

iccedil gerilimlerle statik denge oluşturmaktadırlar

Şekil 8 Kaynak youmlnuumlne paralel youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

286

Şekil 8rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

τ = V Aw (13)

(13)(8) σEd = (3τ2 )

05 = 3

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

σEd = 305

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (14)

d) Kaynak dikişine birden fazla youmlnde kuvvet etki etmesi Karşılaştırma gerilim tahkiki iccedilin formuumll (8)rsquoi kullanırken dikkat edilmesi gereken hususlar

- Farklı etki kuvvetinden aynı tuumlr gerilimin (Nlsquoden σ ve Vrsquoden σ gibi) vektoumlriyel bir

buumlyuumlkluumlk olduğundan youmlnuumlne bağlı olarak (toplanması yada ccedilıkarılması) toplamın karesi

alınması gerekmektedir

- Birbirine dik oluşan aynı tuumlr gerilimler (τ ile τ gibi) bileşke kuvvet hesaplanırken

kareleri alınıp oumlyle toplanmalıdırlar

425 Koumlşe Kaynağı İccedilin Basitleştirilmiş Taşıma Emniyeti Tahkiki

Bir koumlşe kaynağında kaynak youmlnuumlnde her noktasındaki tuumlm kaynak kesitine etki eden kaynak

uzunluğuna bağlı birim kuvvetlerin bileşke kuvveti FwEd aşağıda verilen formuumlldeki şartı

sağlıyorsa taşıma emniyeti tahkiki yapılmış sayılır [EN 1993-1-3-842 43 44]

FwEd le FwRd (15)

Farklı youmlnlerde oluşan gerilimler kaynak dibine etki eden kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı

aşağıdaki kuvvetler şeklinde tasavvur edilebilir Bu youmlnlere bağımlı kuvvetlerin oluşturduğu

bileşke kuvvet ise

FwEd = (FEdσ 2 + FEdτ

2 + FEdτ

2)

05 (16)

FwRd = fua (305

βwγM2) (17)

FwEd Tasarım karşılaştırma etki kuvveti

FwRd Tasarım sınır karşılaştırma kuvveti

FEdσ Tasarım etki kuvvetinin kesite dik normal bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlne dik kesme bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlndeki kesme bileşkesi

43 Koumlşe Kaynağı Tahkikine Oumlrnekler

Oumlrnek 1

Şekil 9rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile kaynakta oluşan

gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

287

Şekil 9 Kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

a) Youmlne bağlı youmlntem

(9)rsquoa goumlre σ = τ = N (205

Aw)

= 120kN (205

205cm10cm2) = 85 kNcm

2

(13)rsquoe goumlre τ = V Aw

= 120 kN (205cm10cm2) = 120 kNcm

2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

(852 + 3(85

2+120

2))

05 le 36kNcm

2 (08125)

269 kNcm2 le 36 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0936 kNcm2125

85 kNcm2 le 259 kNcm

2 tahkik yeterlidir

b) Basitleştirilmiş youmlntem

c)

(15-18)rsquoe goumlre FwEd le FwRd

(Fwσ2 + Fwτ

2 + Fwτ

2)

05 le fua (3

05βwγM2)

2[N (2205

lw)]2 + (V (2lw))

2

05 le fua (3

05βwγM2)

2[120kN(2205

10cm)]2+(100kN(210cm))

2

05 le 36kNcm

205cm (3

0508125)

218 + 2505

kNcm le 18 305

kNcm

78 kNcm le 104 kNcm tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

288

Oumlrnek 2

Şekil 10rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine eksantrik uygulanan kuvvet ile kaynakta

oluşan gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

Şekil 10 Kaynak dibine eksantrik yuumlklenmeye tabi tutulan koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

N = Fcos30deg = 200kN0866 = 173 kN

V = Fsin30deg = 20005 = 100 kN

M = Ne = Fecos30deg = 200kN05cm0866 = 866 kNcm

σ = N (205

Aw) plusmn M (205

Ww)

= 173kN(205

205cm20cm) plusmn 866kNcm (205

(205cm2026) cm

2)

= +70 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = σ = +153 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = V Aw

= 100kN (205cm20cm2)

= 5 kNcm2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

( 1532 + 3(70

2 + 5

2) )

05 le 51kNcm

2 (09125)

216 kNcm2 le 453 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0951kNcm2 125

153 kNcm2 le 367 kNcm

2 tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

289

5 SONUCcedil

EN 1993-1-3-8 (EC3-8) standardı ccedilelik yapı bağlantılarında kaynaklı bağlantılarının hesap

youmlntemlerinde klasik youmlntemden farklı olarak testlere dayalı farklı bir youmlntem geliştirmiştir

Bu youmlntem buumltuumln Avrupa uumllkeleri tarafından kabul goumlrmuumlş ve artık kullanımı zorunlu hale

gelmiştir

Zorunlu olarak 2012rsquode uygulamaya başlanan EC3 hesap youmlntemi kullanımında oumlnemli

youmlntem ve kurallar bulunmaktadır Bu standart sadece ccedilelik yapı alanında değil başka taşıyıcı

sistemlere de etki edebilmektedir Bu ccedilalışma kapsamında EC3-8rsquode bulunan kaynaklı

bağlantılarının tahkikinde bir oumln ccedilalışma olarak hazırlanmıştır Burada buumltuumln kaynak

ccedileşitlerinin incelenmesi muumlmkuumln olamamıştır Kaynaklı birleştirmelerde en ccedilok kullanılan

koumlşe kaynağı detaylı bir şekilde anlatılmıştır Yapılan oumlrneklerle de konu daha anlaşılır hale

getirilmeye ccedilalışılmış ve diğer kaynak ccedileşitleri de prensip olarak benzerlik goumlstermekle

beraber hesaplama youmlnteminde daha ileri duumlzeydeki bilgilere ilgili standartlara bakılması

oumlnerilir

6 KAYNAKCcedilA

1 EN 1993-1-8 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin tasarımı

2 EN 1993-1-1 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Genel kurallar ve bina kuralları

3 EN 1090-2 Yapı Tasarım Esasları

4 EN 25817 Ccedileliklerde ark kaynaklı birleştirmeler-Kusurlar iccedilin kalite seviyeleri kılavuzu

5 EN 1993-1-9 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Ccedilelik yapıların yorulma dayanımı

6 EN 1993-1-10 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Malzeme tokluğu ve liflere dik youmlndeki

oumlzellikleri iccedilin ccedilelik seccedilimi

7 EN ISO 15614-1 Metalik malzemeler iccedilin kaynak proseduumlrlerinin şartnamesi ve

vasıflandırılması

8 DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin

tasarımı Ulusal Ek Almanya

9 STRACKE M (2008) Schweissverbindungen nach EN 1993-1-8 EC3-

Seminerunterlagen Dortmund

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

290

Page 7: ÇELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3' E … Çelik Yapı.....pdf · kaynak kongresİ ix. ulusal kongre ve sergİsİ bİldİrİler kİtabi 277 Çelİk yapi kaynakli baĞlantilarinin

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

283

Şekil 5rsquote verildiği gibi EC3rsquote gerilimler eğimli kesitte dikkate alınmaktadır EC3rsquoten oumlnce

bağlantı kesitlerinde hesaplanmaktaydı (DIN 18800)

423 Hesaba Katılan Koumlşe Kaynağı Kesit Alanı (Aw)

Hesaba katılan koumlşe kaynağı kesit alanı dikiş dibinde noktasal odaklanmış olarak

kabullenilmektedir ve aşağıdaki gibi hesaplanmaktadır

Aw = Σ aleff (7)

424 Koumlşe Kaynağı İccedilin Youmlne Bağlı Youmlntemle Taşıma Emniyeti Tahkiki

Koumlşe kaynağına uumlccedil youmlnde kuvvetler etki etmektedir Bu kuvvetler ayrı ayrı kaynak kesitine

dik ve paralel bileşenlerine ayrılmaktadır Bileşke kuvvetler kaynak kesitinde Şekil 5rsquote

goumlsterildiği gibi gerilim bileşenlerini oluşturmaktadır Sonuccedilta taşıma emniyeti tahkikinde bu

gerilim bileşenleri bir karşılaştırma formuumlluumlnde birleştirilerek [EN 1993-1-841] muumlsaade

edilen sınır gerilimiyle karşılaştırılmak suretiyle tahkiki yapılmaktadır

Tablo 2 Malzemeye goumlre korelasyon faktoumlruuml [EN 1993-1-82005 (E)]

Standart and steel grade Correlation factor βw

EN 10025 EN 10210 EN 10219

S 235 S 235 W

S 235 H S 235 H 08

S 275 S 275 NNL S 275 MML

S 275 H S 275 NHNLH

S 275 H S 275 NHNLH S 275 MHMLH

085

S 355 S 355 NNL S 335 MML

S 355 W

S 355 H S 355 NHNLH

S 355 H S 355 NHNLH S 355 MHMLH

09

S 420 NNL S 420 MML

S 420 MHMLH 10

S 420 NNL S 460 MML

S 460 QQLQLI S 460 NHNLH

S 460 NHNLH S 460 MH7MLH

10

[σ 2 + 3(τ

2 + τ

2)]

05 le fu (βwγM2) ve σ le 09fu γM2 (8)

fu Kaynaklanan parccedilaların minimum ccedilekme gerilimi

βw Malzemeye bağlı korelasyon (ilgileşim) faktoumlruuml (Tablo 2)

γM2 = 125 Kısmi emniyet sayısı

Formuumll 8 ile kaynaklı bağlantıya 3 boyutta etki eden her bir kuvvet iccedilin tahkiki nasıl

hesaplanacağı aşağıda accedilıklanmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

284

a) N normal kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden N normal kuvveti Şekil 6rsquoda goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

Şekil 6 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden normal-kuvvet N ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 6rsquoda goumlsterilen N etki kuvveti ile iccedil bileşke kuvvetlerinin oluşturduğu statik denge

aşağıdaki eşit ccedilekme ve kesme gerilimlerinde ifadesini bulur

σ = N (205

Aw) ve τ = N (205

Aw) (9)

Accedilıklama Ccedilekme ve kesme geriliminin eşit olması gerilimin kaynak istikametine goumlre

değişmeyeceği varsayımından ileri gelmektedir Ancak aşağıda goumlruumllduumlğuuml gibi kesme

gerilimi karşılaştırmaya karekoumlk iccedilersinde 3 faktoumlruumlyle değerlendirmeye girmektedir

(9)(8) σ Ed = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05N Aw le σ Rd = fu (βwγM2)

ise σ Ed = 205

N Aw le σ Rd = fu (βwγM2) (10a)

ve σ = N (205

Aw) le 09fu γM2 (10b)

σ Ed Tasarım karşılaştırma gerilimi

σ Rd Tasarım sınır gerilimi

b) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvveti Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

285

Şekil 7 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 7rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

σ = V (205

Aw) ve τ = V (205

Aw) (11)

(11)(8) σEd = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

ise σEd = 205

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (12a)

ve σ = V (205

Aw) le 09fu γM2 (12b)

c) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvvetiyle oluşan gerilimler Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi

iccedil gerilimlerle statik denge oluşturmaktadırlar

Şekil 8 Kaynak youmlnuumlne paralel youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

286

Şekil 8rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

τ = V Aw (13)

(13)(8) σEd = (3τ2 )

05 = 3

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

σEd = 305

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (14)

d) Kaynak dikişine birden fazla youmlnde kuvvet etki etmesi Karşılaştırma gerilim tahkiki iccedilin formuumll (8)rsquoi kullanırken dikkat edilmesi gereken hususlar

- Farklı etki kuvvetinden aynı tuumlr gerilimin (Nlsquoden σ ve Vrsquoden σ gibi) vektoumlriyel bir

buumlyuumlkluumlk olduğundan youmlnuumlne bağlı olarak (toplanması yada ccedilıkarılması) toplamın karesi

alınması gerekmektedir

- Birbirine dik oluşan aynı tuumlr gerilimler (τ ile τ gibi) bileşke kuvvet hesaplanırken

kareleri alınıp oumlyle toplanmalıdırlar

425 Koumlşe Kaynağı İccedilin Basitleştirilmiş Taşıma Emniyeti Tahkiki

Bir koumlşe kaynağında kaynak youmlnuumlnde her noktasındaki tuumlm kaynak kesitine etki eden kaynak

uzunluğuna bağlı birim kuvvetlerin bileşke kuvveti FwEd aşağıda verilen formuumlldeki şartı

sağlıyorsa taşıma emniyeti tahkiki yapılmış sayılır [EN 1993-1-3-842 43 44]

FwEd le FwRd (15)

Farklı youmlnlerde oluşan gerilimler kaynak dibine etki eden kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı

aşağıdaki kuvvetler şeklinde tasavvur edilebilir Bu youmlnlere bağımlı kuvvetlerin oluşturduğu

bileşke kuvvet ise

FwEd = (FEdσ 2 + FEdτ

2 + FEdτ

2)

05 (16)

FwRd = fua (305

βwγM2) (17)

FwEd Tasarım karşılaştırma etki kuvveti

FwRd Tasarım sınır karşılaştırma kuvveti

FEdσ Tasarım etki kuvvetinin kesite dik normal bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlne dik kesme bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlndeki kesme bileşkesi

43 Koumlşe Kaynağı Tahkikine Oumlrnekler

Oumlrnek 1

Şekil 9rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile kaynakta oluşan

gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

287

Şekil 9 Kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

a) Youmlne bağlı youmlntem

(9)rsquoa goumlre σ = τ = N (205

Aw)

= 120kN (205

205cm10cm2) = 85 kNcm

2

(13)rsquoe goumlre τ = V Aw

= 120 kN (205cm10cm2) = 120 kNcm

2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

(852 + 3(85

2+120

2))

05 le 36kNcm

2 (08125)

269 kNcm2 le 36 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0936 kNcm2125

85 kNcm2 le 259 kNcm

2 tahkik yeterlidir

b) Basitleştirilmiş youmlntem

c)

(15-18)rsquoe goumlre FwEd le FwRd

(Fwσ2 + Fwτ

2 + Fwτ

2)

05 le fua (3

05βwγM2)

2[N (2205

lw)]2 + (V (2lw))

2

05 le fua (3

05βwγM2)

2[120kN(2205

10cm)]2+(100kN(210cm))

2

05 le 36kNcm

205cm (3

0508125)

218 + 2505

kNcm le 18 305

kNcm

78 kNcm le 104 kNcm tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

288

Oumlrnek 2

Şekil 10rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine eksantrik uygulanan kuvvet ile kaynakta

oluşan gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

Şekil 10 Kaynak dibine eksantrik yuumlklenmeye tabi tutulan koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

N = Fcos30deg = 200kN0866 = 173 kN

V = Fsin30deg = 20005 = 100 kN

M = Ne = Fecos30deg = 200kN05cm0866 = 866 kNcm

σ = N (205

Aw) plusmn M (205

Ww)

= 173kN(205

205cm20cm) plusmn 866kNcm (205

(205cm2026) cm

2)

= +70 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = σ = +153 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = V Aw

= 100kN (205cm20cm2)

= 5 kNcm2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

( 1532 + 3(70

2 + 5

2) )

05 le 51kNcm

2 (09125)

216 kNcm2 le 453 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0951kNcm2 125

153 kNcm2 le 367 kNcm

2 tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

289

5 SONUCcedil

EN 1993-1-3-8 (EC3-8) standardı ccedilelik yapı bağlantılarında kaynaklı bağlantılarının hesap

youmlntemlerinde klasik youmlntemden farklı olarak testlere dayalı farklı bir youmlntem geliştirmiştir

Bu youmlntem buumltuumln Avrupa uumllkeleri tarafından kabul goumlrmuumlş ve artık kullanımı zorunlu hale

gelmiştir

Zorunlu olarak 2012rsquode uygulamaya başlanan EC3 hesap youmlntemi kullanımında oumlnemli

youmlntem ve kurallar bulunmaktadır Bu standart sadece ccedilelik yapı alanında değil başka taşıyıcı

sistemlere de etki edebilmektedir Bu ccedilalışma kapsamında EC3-8rsquode bulunan kaynaklı

bağlantılarının tahkikinde bir oumln ccedilalışma olarak hazırlanmıştır Burada buumltuumln kaynak

ccedileşitlerinin incelenmesi muumlmkuumln olamamıştır Kaynaklı birleştirmelerde en ccedilok kullanılan

koumlşe kaynağı detaylı bir şekilde anlatılmıştır Yapılan oumlrneklerle de konu daha anlaşılır hale

getirilmeye ccedilalışılmış ve diğer kaynak ccedileşitleri de prensip olarak benzerlik goumlstermekle

beraber hesaplama youmlnteminde daha ileri duumlzeydeki bilgilere ilgili standartlara bakılması

oumlnerilir

6 KAYNAKCcedilA

1 EN 1993-1-8 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin tasarımı

2 EN 1993-1-1 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Genel kurallar ve bina kuralları

3 EN 1090-2 Yapı Tasarım Esasları

4 EN 25817 Ccedileliklerde ark kaynaklı birleştirmeler-Kusurlar iccedilin kalite seviyeleri kılavuzu

5 EN 1993-1-9 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Ccedilelik yapıların yorulma dayanımı

6 EN 1993-1-10 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Malzeme tokluğu ve liflere dik youmlndeki

oumlzellikleri iccedilin ccedilelik seccedilimi

7 EN ISO 15614-1 Metalik malzemeler iccedilin kaynak proseduumlrlerinin şartnamesi ve

vasıflandırılması

8 DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin

tasarımı Ulusal Ek Almanya

9 STRACKE M (2008) Schweissverbindungen nach EN 1993-1-8 EC3-

Seminerunterlagen Dortmund

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

290

Page 8: ÇELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3' E … Çelik Yapı.....pdf · kaynak kongresİ ix. ulusal kongre ve sergİsİ bİldİrİler kİtabi 277 Çelİk yapi kaynakli baĞlantilarinin

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

284

a) N normal kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden N normal kuvveti Şekil 6rsquoda goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

Şekil 6 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden normal-kuvvet N ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 6rsquoda goumlsterilen N etki kuvveti ile iccedil bileşke kuvvetlerinin oluşturduğu statik denge

aşağıdaki eşit ccedilekme ve kesme gerilimlerinde ifadesini bulur

σ = N (205

Aw) ve τ = N (205

Aw) (9)

Accedilıklama Ccedilekme ve kesme geriliminin eşit olması gerilimin kaynak istikametine goumlre

değişmeyeceği varsayımından ileri gelmektedir Ancak aşağıda goumlruumllduumlğuuml gibi kesme

gerilimi karşılaştırmaya karekoumlk iccedilersinde 3 faktoumlruumlyle değerlendirmeye girmektedir

(9)(8) σ Ed = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05N Aw le σ Rd = fu (βwγM2)

ise σ Ed = 205

N Aw le σ Rd = fu (βwγM2) (10a)

ve σ = N (205

Aw) le 09fu γM2 (10b)

σ Ed Tasarım karşılaştırma gerilimi

σ Rd Tasarım sınır gerilimi

b) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvveti Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi iccedil gerilimlerle statik

denge oluşturmaktadırlar

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

285

Şekil 7 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 7rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

σ = V (205

Aw) ve τ = V (205

Aw) (11)

(11)(8) σEd = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

ise σEd = 205

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (12a)

ve σ = V (205

Aw) le 09fu γM2 (12b)

c) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvvetiyle oluşan gerilimler Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi

iccedil gerilimlerle statik denge oluşturmaktadırlar

Şekil 8 Kaynak youmlnuumlne paralel youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

286

Şekil 8rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

τ = V Aw (13)

(13)(8) σEd = (3τ2 )

05 = 3

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

σEd = 305

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (14)

d) Kaynak dikişine birden fazla youmlnde kuvvet etki etmesi Karşılaştırma gerilim tahkiki iccedilin formuumll (8)rsquoi kullanırken dikkat edilmesi gereken hususlar

- Farklı etki kuvvetinden aynı tuumlr gerilimin (Nlsquoden σ ve Vrsquoden σ gibi) vektoumlriyel bir

buumlyuumlkluumlk olduğundan youmlnuumlne bağlı olarak (toplanması yada ccedilıkarılması) toplamın karesi

alınması gerekmektedir

- Birbirine dik oluşan aynı tuumlr gerilimler (τ ile τ gibi) bileşke kuvvet hesaplanırken

kareleri alınıp oumlyle toplanmalıdırlar

425 Koumlşe Kaynağı İccedilin Basitleştirilmiş Taşıma Emniyeti Tahkiki

Bir koumlşe kaynağında kaynak youmlnuumlnde her noktasındaki tuumlm kaynak kesitine etki eden kaynak

uzunluğuna bağlı birim kuvvetlerin bileşke kuvveti FwEd aşağıda verilen formuumlldeki şartı

sağlıyorsa taşıma emniyeti tahkiki yapılmış sayılır [EN 1993-1-3-842 43 44]

FwEd le FwRd (15)

Farklı youmlnlerde oluşan gerilimler kaynak dibine etki eden kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı

aşağıdaki kuvvetler şeklinde tasavvur edilebilir Bu youmlnlere bağımlı kuvvetlerin oluşturduğu

bileşke kuvvet ise

FwEd = (FEdσ 2 + FEdτ

2 + FEdτ

2)

05 (16)

FwRd = fua (305

βwγM2) (17)

FwEd Tasarım karşılaştırma etki kuvveti

FwRd Tasarım sınır karşılaştırma kuvveti

FEdσ Tasarım etki kuvvetinin kesite dik normal bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlne dik kesme bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlndeki kesme bileşkesi

43 Koumlşe Kaynağı Tahkikine Oumlrnekler

Oumlrnek 1

Şekil 9rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile kaynakta oluşan

gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

287

Şekil 9 Kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

a) Youmlne bağlı youmlntem

(9)rsquoa goumlre σ = τ = N (205

Aw)

= 120kN (205

205cm10cm2) = 85 kNcm

2

(13)rsquoe goumlre τ = V Aw

= 120 kN (205cm10cm2) = 120 kNcm

2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

(852 + 3(85

2+120

2))

05 le 36kNcm

2 (08125)

269 kNcm2 le 36 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0936 kNcm2125

85 kNcm2 le 259 kNcm

2 tahkik yeterlidir

b) Basitleştirilmiş youmlntem

c)

(15-18)rsquoe goumlre FwEd le FwRd

(Fwσ2 + Fwτ

2 + Fwτ

2)

05 le fua (3

05βwγM2)

2[N (2205

lw)]2 + (V (2lw))

2

05 le fua (3

05βwγM2)

2[120kN(2205

10cm)]2+(100kN(210cm))

2

05 le 36kNcm

205cm (3

0508125)

218 + 2505

kNcm le 18 305

kNcm

78 kNcm le 104 kNcm tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

288

Oumlrnek 2

Şekil 10rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine eksantrik uygulanan kuvvet ile kaynakta

oluşan gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

Şekil 10 Kaynak dibine eksantrik yuumlklenmeye tabi tutulan koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

N = Fcos30deg = 200kN0866 = 173 kN

V = Fsin30deg = 20005 = 100 kN

M = Ne = Fecos30deg = 200kN05cm0866 = 866 kNcm

σ = N (205

Aw) plusmn M (205

Ww)

= 173kN(205

205cm20cm) plusmn 866kNcm (205

(205cm2026) cm

2)

= +70 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = σ = +153 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = V Aw

= 100kN (205cm20cm2)

= 5 kNcm2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

( 1532 + 3(70

2 + 5

2) )

05 le 51kNcm

2 (09125)

216 kNcm2 le 453 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0951kNcm2 125

153 kNcm2 le 367 kNcm

2 tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

289

5 SONUCcedil

EN 1993-1-3-8 (EC3-8) standardı ccedilelik yapı bağlantılarında kaynaklı bağlantılarının hesap

youmlntemlerinde klasik youmlntemden farklı olarak testlere dayalı farklı bir youmlntem geliştirmiştir

Bu youmlntem buumltuumln Avrupa uumllkeleri tarafından kabul goumlrmuumlş ve artık kullanımı zorunlu hale

gelmiştir

Zorunlu olarak 2012rsquode uygulamaya başlanan EC3 hesap youmlntemi kullanımında oumlnemli

youmlntem ve kurallar bulunmaktadır Bu standart sadece ccedilelik yapı alanında değil başka taşıyıcı

sistemlere de etki edebilmektedir Bu ccedilalışma kapsamında EC3-8rsquode bulunan kaynaklı

bağlantılarının tahkikinde bir oumln ccedilalışma olarak hazırlanmıştır Burada buumltuumln kaynak

ccedileşitlerinin incelenmesi muumlmkuumln olamamıştır Kaynaklı birleştirmelerde en ccedilok kullanılan

koumlşe kaynağı detaylı bir şekilde anlatılmıştır Yapılan oumlrneklerle de konu daha anlaşılır hale

getirilmeye ccedilalışılmış ve diğer kaynak ccedileşitleri de prensip olarak benzerlik goumlstermekle

beraber hesaplama youmlnteminde daha ileri duumlzeydeki bilgilere ilgili standartlara bakılması

oumlnerilir

6 KAYNAKCcedilA

1 EN 1993-1-8 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin tasarımı

2 EN 1993-1-1 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Genel kurallar ve bina kuralları

3 EN 1090-2 Yapı Tasarım Esasları

4 EN 25817 Ccedileliklerde ark kaynaklı birleştirmeler-Kusurlar iccedilin kalite seviyeleri kılavuzu

5 EN 1993-1-9 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Ccedilelik yapıların yorulma dayanımı

6 EN 1993-1-10 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Malzeme tokluğu ve liflere dik youmlndeki

oumlzellikleri iccedilin ccedilelik seccedilimi

7 EN ISO 15614-1 Metalik malzemeler iccedilin kaynak proseduumlrlerinin şartnamesi ve

vasıflandırılması

8 DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin

tasarımı Ulusal Ek Almanya

9 STRACKE M (2008) Schweissverbindungen nach EN 1993-1-8 EC3-

Seminerunterlagen Dortmund

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

290

Page 9: ÇELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3' E … Çelik Yapı.....pdf · kaynak kongresİ ix. ulusal kongre ve sergİsİ bİldİrİler kİtabi 277 Çelİk yapi kaynakli baĞlantilarinin

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

285

Şekil 7 Kaynak youmlnuumlne dik youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

Şekil 7rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

σ = V (205

Aw) ve τ = V (205

Aw) (11)

(11)(8) σEd = (σ2 + 3τ

2 )

05 = 2

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

ise σEd = 205

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (12a)

ve σ = V (205

Aw) le 09fu γM2 (12b)

c) V kesme kuvvet etkisi

Kaynak dibine etki eden V kesme kuvvetiyle oluşan gerilimler Şekil 7rsquode goumlsterildiği gibi

iccedil gerilimlerle statik denge oluşturmaktadırlar

Şekil 8 Kaynak youmlnuumlne paralel youmlnde etki eden kesme-kuvveti V ve kaynak dibinde oluşan gerilimler

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

286

Şekil 8rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

τ = V Aw (13)

(13)(8) σEd = (3τ2 )

05 = 3

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

σEd = 305

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (14)

d) Kaynak dikişine birden fazla youmlnde kuvvet etki etmesi Karşılaştırma gerilim tahkiki iccedilin formuumll (8)rsquoi kullanırken dikkat edilmesi gereken hususlar

- Farklı etki kuvvetinden aynı tuumlr gerilimin (Nlsquoden σ ve Vrsquoden σ gibi) vektoumlriyel bir

buumlyuumlkluumlk olduğundan youmlnuumlne bağlı olarak (toplanması yada ccedilıkarılması) toplamın karesi

alınması gerekmektedir

- Birbirine dik oluşan aynı tuumlr gerilimler (τ ile τ gibi) bileşke kuvvet hesaplanırken

kareleri alınıp oumlyle toplanmalıdırlar

425 Koumlşe Kaynağı İccedilin Basitleştirilmiş Taşıma Emniyeti Tahkiki

Bir koumlşe kaynağında kaynak youmlnuumlnde her noktasındaki tuumlm kaynak kesitine etki eden kaynak

uzunluğuna bağlı birim kuvvetlerin bileşke kuvveti FwEd aşağıda verilen formuumlldeki şartı

sağlıyorsa taşıma emniyeti tahkiki yapılmış sayılır [EN 1993-1-3-842 43 44]

FwEd le FwRd (15)

Farklı youmlnlerde oluşan gerilimler kaynak dibine etki eden kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı

aşağıdaki kuvvetler şeklinde tasavvur edilebilir Bu youmlnlere bağımlı kuvvetlerin oluşturduğu

bileşke kuvvet ise

FwEd = (FEdσ 2 + FEdτ

2 + FEdτ

2)

05 (16)

FwRd = fua (305

βwγM2) (17)

FwEd Tasarım karşılaştırma etki kuvveti

FwRd Tasarım sınır karşılaştırma kuvveti

FEdσ Tasarım etki kuvvetinin kesite dik normal bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlne dik kesme bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlndeki kesme bileşkesi

43 Koumlşe Kaynağı Tahkikine Oumlrnekler

Oumlrnek 1

Şekil 9rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile kaynakta oluşan

gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

287

Şekil 9 Kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

a) Youmlne bağlı youmlntem

(9)rsquoa goumlre σ = τ = N (205

Aw)

= 120kN (205

205cm10cm2) = 85 kNcm

2

(13)rsquoe goumlre τ = V Aw

= 120 kN (205cm10cm2) = 120 kNcm

2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

(852 + 3(85

2+120

2))

05 le 36kNcm

2 (08125)

269 kNcm2 le 36 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0936 kNcm2125

85 kNcm2 le 259 kNcm

2 tahkik yeterlidir

b) Basitleştirilmiş youmlntem

c)

(15-18)rsquoe goumlre FwEd le FwRd

(Fwσ2 + Fwτ

2 + Fwτ

2)

05 le fua (3

05βwγM2)

2[N (2205

lw)]2 + (V (2lw))

2

05 le fua (3

05βwγM2)

2[120kN(2205

10cm)]2+(100kN(210cm))

2

05 le 36kNcm

205cm (3

0508125)

218 + 2505

kNcm le 18 305

kNcm

78 kNcm le 104 kNcm tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

288

Oumlrnek 2

Şekil 10rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine eksantrik uygulanan kuvvet ile kaynakta

oluşan gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

Şekil 10 Kaynak dibine eksantrik yuumlklenmeye tabi tutulan koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

N = Fcos30deg = 200kN0866 = 173 kN

V = Fsin30deg = 20005 = 100 kN

M = Ne = Fecos30deg = 200kN05cm0866 = 866 kNcm

σ = N (205

Aw) plusmn M (205

Ww)

= 173kN(205

205cm20cm) plusmn 866kNcm (205

(205cm2026) cm

2)

= +70 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = σ = +153 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = V Aw

= 100kN (205cm20cm2)

= 5 kNcm2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

( 1532 + 3(70

2 + 5

2) )

05 le 51kNcm

2 (09125)

216 kNcm2 le 453 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0951kNcm2 125

153 kNcm2 le 367 kNcm

2 tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

289

5 SONUCcedil

EN 1993-1-3-8 (EC3-8) standardı ccedilelik yapı bağlantılarında kaynaklı bağlantılarının hesap

youmlntemlerinde klasik youmlntemden farklı olarak testlere dayalı farklı bir youmlntem geliştirmiştir

Bu youmlntem buumltuumln Avrupa uumllkeleri tarafından kabul goumlrmuumlş ve artık kullanımı zorunlu hale

gelmiştir

Zorunlu olarak 2012rsquode uygulamaya başlanan EC3 hesap youmlntemi kullanımında oumlnemli

youmlntem ve kurallar bulunmaktadır Bu standart sadece ccedilelik yapı alanında değil başka taşıyıcı

sistemlere de etki edebilmektedir Bu ccedilalışma kapsamında EC3-8rsquode bulunan kaynaklı

bağlantılarının tahkikinde bir oumln ccedilalışma olarak hazırlanmıştır Burada buumltuumln kaynak

ccedileşitlerinin incelenmesi muumlmkuumln olamamıştır Kaynaklı birleştirmelerde en ccedilok kullanılan

koumlşe kaynağı detaylı bir şekilde anlatılmıştır Yapılan oumlrneklerle de konu daha anlaşılır hale

getirilmeye ccedilalışılmış ve diğer kaynak ccedileşitleri de prensip olarak benzerlik goumlstermekle

beraber hesaplama youmlnteminde daha ileri duumlzeydeki bilgilere ilgili standartlara bakılması

oumlnerilir

6 KAYNAKCcedilA

1 EN 1993-1-8 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin tasarımı

2 EN 1993-1-1 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Genel kurallar ve bina kuralları

3 EN 1090-2 Yapı Tasarım Esasları

4 EN 25817 Ccedileliklerde ark kaynaklı birleştirmeler-Kusurlar iccedilin kalite seviyeleri kılavuzu

5 EN 1993-1-9 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Ccedilelik yapıların yorulma dayanımı

6 EN 1993-1-10 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Malzeme tokluğu ve liflere dik youmlndeki

oumlzellikleri iccedilin ccedilelik seccedilimi

7 EN ISO 15614-1 Metalik malzemeler iccedilin kaynak proseduumlrlerinin şartnamesi ve

vasıflandırılması

8 DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin

tasarımı Ulusal Ek Almanya

9 STRACKE M (2008) Schweissverbindungen nach EN 1993-1-8 EC3-

Seminerunterlagen Dortmund

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

290

Page 10: ÇELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3' E … Çelik Yapı.....pdf · kaynak kongresİ ix. ulusal kongre ve sergİsİ bİldİrİler kİtabi 277 Çelİk yapi kaynakli baĞlantilarinin

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

286

Şekil 8rsquode goumlsterilen statik denge aşağıdaki formuumllle ifade edilir

τ = V Aw (13)

(13)(8) σEd = (3τ2 )

05 = 3

05V Aw le σRd = fu (βwγM2)

σEd = 305

V Aw le σRd = fu (βwγM2) (14)

d) Kaynak dikişine birden fazla youmlnde kuvvet etki etmesi Karşılaştırma gerilim tahkiki iccedilin formuumll (8)rsquoi kullanırken dikkat edilmesi gereken hususlar

- Farklı etki kuvvetinden aynı tuumlr gerilimin (Nlsquoden σ ve Vrsquoden σ gibi) vektoumlriyel bir

buumlyuumlkluumlk olduğundan youmlnuumlne bağlı olarak (toplanması yada ccedilıkarılması) toplamın karesi

alınması gerekmektedir

- Birbirine dik oluşan aynı tuumlr gerilimler (τ ile τ gibi) bileşke kuvvet hesaplanırken

kareleri alınıp oumlyle toplanmalıdırlar

425 Koumlşe Kaynağı İccedilin Basitleştirilmiş Taşıma Emniyeti Tahkiki

Bir koumlşe kaynağında kaynak youmlnuumlnde her noktasındaki tuumlm kaynak kesitine etki eden kaynak

uzunluğuna bağlı birim kuvvetlerin bileşke kuvveti FwEd aşağıda verilen formuumlldeki şartı

sağlıyorsa taşıma emniyeti tahkiki yapılmış sayılır [EN 1993-1-3-842 43 44]

FwEd le FwRd (15)

Farklı youmlnlerde oluşan gerilimler kaynak dibine etki eden kaynak uzunluğuna duumlzguumln yayılı

aşağıdaki kuvvetler şeklinde tasavvur edilebilir Bu youmlnlere bağımlı kuvvetlerin oluşturduğu

bileşke kuvvet ise

FwEd = (FEdσ 2 + FEdτ

2 + FEdτ

2)

05 (16)

FwRd = fua (305

βwγM2) (17)

FwEd Tasarım karşılaştırma etki kuvveti

FwRd Tasarım sınır karşılaştırma kuvveti

FEdσ Tasarım etki kuvvetinin kesite dik normal bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlne dik kesme bileşkesi

F Tasarım etki kuvvetinin kaynak youmlnuumlndeki kesme bileşkesi

43 Koumlşe Kaynağı Tahkikine Oumlrnekler

Oumlrnek 1

Şekil 9rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile kaynakta oluşan

gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

287

Şekil 9 Kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

a) Youmlne bağlı youmlntem

(9)rsquoa goumlre σ = τ = N (205

Aw)

= 120kN (205

205cm10cm2) = 85 kNcm

2

(13)rsquoe goumlre τ = V Aw

= 120 kN (205cm10cm2) = 120 kNcm

2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

(852 + 3(85

2+120

2))

05 le 36kNcm

2 (08125)

269 kNcm2 le 36 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0936 kNcm2125

85 kNcm2 le 259 kNcm

2 tahkik yeterlidir

b) Basitleştirilmiş youmlntem

c)

(15-18)rsquoe goumlre FwEd le FwRd

(Fwσ2 + Fwτ

2 + Fwτ

2)

05 le fua (3

05βwγM2)

2[N (2205

lw)]2 + (V (2lw))

2

05 le fua (3

05βwγM2)

2[120kN(2205

10cm)]2+(100kN(210cm))

2

05 le 36kNcm

205cm (3

0508125)

218 + 2505

kNcm le 18 305

kNcm

78 kNcm le 104 kNcm tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

288

Oumlrnek 2

Şekil 10rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine eksantrik uygulanan kuvvet ile kaynakta

oluşan gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

Şekil 10 Kaynak dibine eksantrik yuumlklenmeye tabi tutulan koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

N = Fcos30deg = 200kN0866 = 173 kN

V = Fsin30deg = 20005 = 100 kN

M = Ne = Fecos30deg = 200kN05cm0866 = 866 kNcm

σ = N (205

Aw) plusmn M (205

Ww)

= 173kN(205

205cm20cm) plusmn 866kNcm (205

(205cm2026) cm

2)

= +70 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = σ = +153 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = V Aw

= 100kN (205cm20cm2)

= 5 kNcm2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

( 1532 + 3(70

2 + 5

2) )

05 le 51kNcm

2 (09125)

216 kNcm2 le 453 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0951kNcm2 125

153 kNcm2 le 367 kNcm

2 tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

289

5 SONUCcedil

EN 1993-1-3-8 (EC3-8) standardı ccedilelik yapı bağlantılarında kaynaklı bağlantılarının hesap

youmlntemlerinde klasik youmlntemden farklı olarak testlere dayalı farklı bir youmlntem geliştirmiştir

Bu youmlntem buumltuumln Avrupa uumllkeleri tarafından kabul goumlrmuumlş ve artık kullanımı zorunlu hale

gelmiştir

Zorunlu olarak 2012rsquode uygulamaya başlanan EC3 hesap youmlntemi kullanımında oumlnemli

youmlntem ve kurallar bulunmaktadır Bu standart sadece ccedilelik yapı alanında değil başka taşıyıcı

sistemlere de etki edebilmektedir Bu ccedilalışma kapsamında EC3-8rsquode bulunan kaynaklı

bağlantılarının tahkikinde bir oumln ccedilalışma olarak hazırlanmıştır Burada buumltuumln kaynak

ccedileşitlerinin incelenmesi muumlmkuumln olamamıştır Kaynaklı birleştirmelerde en ccedilok kullanılan

koumlşe kaynağı detaylı bir şekilde anlatılmıştır Yapılan oumlrneklerle de konu daha anlaşılır hale

getirilmeye ccedilalışılmış ve diğer kaynak ccedileşitleri de prensip olarak benzerlik goumlstermekle

beraber hesaplama youmlnteminde daha ileri duumlzeydeki bilgilere ilgili standartlara bakılması

oumlnerilir

6 KAYNAKCcedilA

1 EN 1993-1-8 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin tasarımı

2 EN 1993-1-1 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Genel kurallar ve bina kuralları

3 EN 1090-2 Yapı Tasarım Esasları

4 EN 25817 Ccedileliklerde ark kaynaklı birleştirmeler-Kusurlar iccedilin kalite seviyeleri kılavuzu

5 EN 1993-1-9 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Ccedilelik yapıların yorulma dayanımı

6 EN 1993-1-10 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Malzeme tokluğu ve liflere dik youmlndeki

oumlzellikleri iccedilin ccedilelik seccedilimi

7 EN ISO 15614-1 Metalik malzemeler iccedilin kaynak proseduumlrlerinin şartnamesi ve

vasıflandırılması

8 DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin

tasarımı Ulusal Ek Almanya

9 STRACKE M (2008) Schweissverbindungen nach EN 1993-1-8 EC3-

Seminerunterlagen Dortmund

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

290

Page 11: ÇELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3' E … Çelik Yapı.....pdf · kaynak kongresİ ix. ulusal kongre ve sergİsİ bİldİrİler kİtabi 277 Çelİk yapi kaynakli baĞlantilarinin

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

287

Şekil 9 Kaynak dikişi merkezine uygulanan kuvvet ile koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

a) Youmlne bağlı youmlntem

(9)rsquoa goumlre σ = τ = N (205

Aw)

= 120kN (205

205cm10cm2) = 85 kNcm

2

(13)rsquoe goumlre τ = V Aw

= 120 kN (205cm10cm2) = 120 kNcm

2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

(852 + 3(85

2+120

2))

05 le 36kNcm

2 (08125)

269 kNcm2 le 36 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0936 kNcm2125

85 kNcm2 le 259 kNcm

2 tahkik yeterlidir

b) Basitleştirilmiş youmlntem

c)

(15-18)rsquoe goumlre FwEd le FwRd

(Fwσ2 + Fwτ

2 + Fwτ

2)

05 le fua (3

05βwγM2)

2[N (2205

lw)]2 + (V (2lw))

2

05 le fua (3

05βwγM2)

2[120kN(2205

10cm)]2+(100kN(210cm))

2

05 le 36kNcm

205cm (3

0508125)

218 + 2505

kNcm le 18 305

kNcm

78 kNcm le 104 kNcm tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

288

Oumlrnek 2

Şekil 10rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine eksantrik uygulanan kuvvet ile kaynakta

oluşan gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

Şekil 10 Kaynak dibine eksantrik yuumlklenmeye tabi tutulan koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

N = Fcos30deg = 200kN0866 = 173 kN

V = Fsin30deg = 20005 = 100 kN

M = Ne = Fecos30deg = 200kN05cm0866 = 866 kNcm

σ = N (205

Aw) plusmn M (205

Ww)

= 173kN(205

205cm20cm) plusmn 866kNcm (205

(205cm2026) cm

2)

= +70 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = σ = +153 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = V Aw

= 100kN (205cm20cm2)

= 5 kNcm2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

( 1532 + 3(70

2 + 5

2) )

05 le 51kNcm

2 (09125)

216 kNcm2 le 453 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0951kNcm2 125

153 kNcm2 le 367 kNcm

2 tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

289

5 SONUCcedil

EN 1993-1-3-8 (EC3-8) standardı ccedilelik yapı bağlantılarında kaynaklı bağlantılarının hesap

youmlntemlerinde klasik youmlntemden farklı olarak testlere dayalı farklı bir youmlntem geliştirmiştir

Bu youmlntem buumltuumln Avrupa uumllkeleri tarafından kabul goumlrmuumlş ve artık kullanımı zorunlu hale

gelmiştir

Zorunlu olarak 2012rsquode uygulamaya başlanan EC3 hesap youmlntemi kullanımında oumlnemli

youmlntem ve kurallar bulunmaktadır Bu standart sadece ccedilelik yapı alanında değil başka taşıyıcı

sistemlere de etki edebilmektedir Bu ccedilalışma kapsamında EC3-8rsquode bulunan kaynaklı

bağlantılarının tahkikinde bir oumln ccedilalışma olarak hazırlanmıştır Burada buumltuumln kaynak

ccedileşitlerinin incelenmesi muumlmkuumln olamamıştır Kaynaklı birleştirmelerde en ccedilok kullanılan

koumlşe kaynağı detaylı bir şekilde anlatılmıştır Yapılan oumlrneklerle de konu daha anlaşılır hale

getirilmeye ccedilalışılmış ve diğer kaynak ccedileşitleri de prensip olarak benzerlik goumlstermekle

beraber hesaplama youmlnteminde daha ileri duumlzeydeki bilgilere ilgili standartlara bakılması

oumlnerilir

6 KAYNAKCcedilA

1 EN 1993-1-8 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin tasarımı

2 EN 1993-1-1 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Genel kurallar ve bina kuralları

3 EN 1090-2 Yapı Tasarım Esasları

4 EN 25817 Ccedileliklerde ark kaynaklı birleştirmeler-Kusurlar iccedilin kalite seviyeleri kılavuzu

5 EN 1993-1-9 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Ccedilelik yapıların yorulma dayanımı

6 EN 1993-1-10 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Malzeme tokluğu ve liflere dik youmlndeki

oumlzellikleri iccedilin ccedilelik seccedilimi

7 EN ISO 15614-1 Metalik malzemeler iccedilin kaynak proseduumlrlerinin şartnamesi ve

vasıflandırılması

8 DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin

tasarımı Ulusal Ek Almanya

9 STRACKE M (2008) Schweissverbindungen nach EN 1993-1-8 EC3-

Seminerunterlagen Dortmund

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

290

Page 12: ÇELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3' E … Çelik Yapı.....pdf · kaynak kongresİ ix. ulusal kongre ve sergİsİ bİldİrİler kİtabi 277 Çelİk yapi kaynakli baĞlantilarinin

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

288

Oumlrnek 2

Şekil 10rsquoda goumlsterilen kaynak dikişi merkezine eksantrik uygulanan kuvvet ile kaynakta

oluşan gerilimlerin tahkiki yapılmıştır

Şekil 10 Kaynak dibine eksantrik yuumlklenmeye tabi tutulan koumlşe kaynağı tahkikine bir oumlrnek [9]

N = Fcos30deg = 200kN0866 = 173 kN

V = Fsin30deg = 20005 = 100 kN

M = Ne = Fecos30deg = 200kN05cm0866 = 866 kNcm

σ = N (205

Aw) plusmn M (205

Ww)

= 173kN(205

205cm20cm) plusmn 866kNcm (205

(205cm2026) cm

2)

= +70 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = σ = +153 kNcm2 ve + 52 kNcm

2

τ = V Aw

= 100kN (205cm20cm2)

= 5 kNcm2

(8)rsquoa goumlre tahkik σEd le σRd

(σ2 + 3(τ

2 + τ

2))

05 le fu (βwγM2)

( 1532 + 3(70

2 + 5

2) )

05 le 51kNcm

2 (09125)

216 kNcm2 le 453 kNcm

2 tahkik yeterlidir

ve σ le 09fu γM2 = 0951kNcm2 125

153 kNcm2 le 367 kNcm

2 tahkik yeterlidir

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

289

5 SONUCcedil

EN 1993-1-3-8 (EC3-8) standardı ccedilelik yapı bağlantılarında kaynaklı bağlantılarının hesap

youmlntemlerinde klasik youmlntemden farklı olarak testlere dayalı farklı bir youmlntem geliştirmiştir

Bu youmlntem buumltuumln Avrupa uumllkeleri tarafından kabul goumlrmuumlş ve artık kullanımı zorunlu hale

gelmiştir

Zorunlu olarak 2012rsquode uygulamaya başlanan EC3 hesap youmlntemi kullanımında oumlnemli

youmlntem ve kurallar bulunmaktadır Bu standart sadece ccedilelik yapı alanında değil başka taşıyıcı

sistemlere de etki edebilmektedir Bu ccedilalışma kapsamında EC3-8rsquode bulunan kaynaklı

bağlantılarının tahkikinde bir oumln ccedilalışma olarak hazırlanmıştır Burada buumltuumln kaynak

ccedileşitlerinin incelenmesi muumlmkuumln olamamıştır Kaynaklı birleştirmelerde en ccedilok kullanılan

koumlşe kaynağı detaylı bir şekilde anlatılmıştır Yapılan oumlrneklerle de konu daha anlaşılır hale

getirilmeye ccedilalışılmış ve diğer kaynak ccedileşitleri de prensip olarak benzerlik goumlstermekle

beraber hesaplama youmlnteminde daha ileri duumlzeydeki bilgilere ilgili standartlara bakılması

oumlnerilir

6 KAYNAKCcedilA

1 EN 1993-1-8 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin tasarımı

2 EN 1993-1-1 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Genel kurallar ve bina kuralları

3 EN 1090-2 Yapı Tasarım Esasları

4 EN 25817 Ccedileliklerde ark kaynaklı birleştirmeler-Kusurlar iccedilin kalite seviyeleri kılavuzu

5 EN 1993-1-9 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Ccedilelik yapıların yorulma dayanımı

6 EN 1993-1-10 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Malzeme tokluğu ve liflere dik youmlndeki

oumlzellikleri iccedilin ccedilelik seccedilimi

7 EN ISO 15614-1 Metalik malzemeler iccedilin kaynak proseduumlrlerinin şartnamesi ve

vasıflandırılması

8 DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin

tasarımı Ulusal Ek Almanya

9 STRACKE M (2008) Schweissverbindungen nach EN 1993-1-8 EC3-

Seminerunterlagen Dortmund

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

290

Page 13: ÇELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3' E … Çelik Yapı.....pdf · kaynak kongresİ ix. ulusal kongre ve sergİsİ bİldİrİler kİtabi 277 Çelİk yapi kaynakli baĞlantilarinin

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

289

5 SONUCcedil

EN 1993-1-3-8 (EC3-8) standardı ccedilelik yapı bağlantılarında kaynaklı bağlantılarının hesap

youmlntemlerinde klasik youmlntemden farklı olarak testlere dayalı farklı bir youmlntem geliştirmiştir

Bu youmlntem buumltuumln Avrupa uumllkeleri tarafından kabul goumlrmuumlş ve artık kullanımı zorunlu hale

gelmiştir

Zorunlu olarak 2012rsquode uygulamaya başlanan EC3 hesap youmlntemi kullanımında oumlnemli

youmlntem ve kurallar bulunmaktadır Bu standart sadece ccedilelik yapı alanında değil başka taşıyıcı

sistemlere de etki edebilmektedir Bu ccedilalışma kapsamında EC3-8rsquode bulunan kaynaklı

bağlantılarının tahkikinde bir oumln ccedilalışma olarak hazırlanmıştır Burada buumltuumln kaynak

ccedileşitlerinin incelenmesi muumlmkuumln olamamıştır Kaynaklı birleştirmelerde en ccedilok kullanılan

koumlşe kaynağı detaylı bir şekilde anlatılmıştır Yapılan oumlrneklerle de konu daha anlaşılır hale

getirilmeye ccedilalışılmış ve diğer kaynak ccedileşitleri de prensip olarak benzerlik goumlstermekle

beraber hesaplama youmlnteminde daha ileri duumlzeydeki bilgilere ilgili standartlara bakılması

oumlnerilir

6 KAYNAKCcedilA

1 EN 1993-1-8 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin tasarımı

2 EN 1993-1-1 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Genel kurallar ve bina kuralları

3 EN 1090-2 Yapı Tasarım Esasları

4 EN 25817 Ccedileliklerde ark kaynaklı birleştirmeler-Kusurlar iccedilin kalite seviyeleri kılavuzu

5 EN 1993-1-9 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Ccedilelik yapıların yorulma dayanımı

6 EN 1993-1-10 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Malzeme tokluğu ve liflere dik youmlndeki

oumlzellikleri iccedilin ccedilelik seccedilimi

7 EN ISO 15614-1 Metalik malzemeler iccedilin kaynak proseduumlrlerinin şartnamesi ve

vasıflandırılması

8 DIN EN 1993-1-8NA-Aralık 2010 Ccedilelik Yapıların Tasarımı Birleşim yerlerinin

tasarımı Ulusal Ek Almanya

9 STRACKE M (2008) Schweissverbindungen nach EN 1993-1-8 EC3-

Seminerunterlagen Dortmund

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

290

Page 14: ÇELİK YAPI KAYNAKLI BAĞLANTILARININ EC3' E … Çelik Yapı.....pdf · kaynak kongresİ ix. ulusal kongre ve sergİsİ bİldİrİler kİtabi 277 Çelİk yapi kaynakli baĞlantilarinin

KAYNAK KONGRESİ IX ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ

BİLDİRİLER KİTABI

290