Çelik yapılar - kırklareli.pdf

8/13/2019 elik Yaplar - krklareli.pdf

1/78

1

KIRKLARELNVERSTESTEKNK ETM FAKLTES

YAPI ETMBLM YAPI RETMENLANABLM DALI

ELK YAPILAR DERS NOTLARI

YRD. DO. DR. ZZET YKSEK

EYLL 2012 KIRKLAREL


2/78

2

GR

eliin yaplarda inaat malzemesi olarak kullanlmasna ilk olarak kprlerde balanmdaha sonra malzeme kalitesi gelitirilerek bina inaatlarnda da kullanlmaya balanmtr. lknce kullanlan malzeme font idi sonra dvme demir ardndan da dkme demir kullanlmaya

baland. eliin yaplarda tayc sistemi oluturmas ise ngilterede pamuk deirmenlerininyangndan ciddi ekilde hasar grmeleri ile ortaya kmtr. Metal binalarn yangna kardayankll kantlandktan sonra dvme ve dkme demirden imal edilen yapsal bileenlergeerli hale gelmeye balamtr.

DEMRDemir FilizleriMetal retiminde kullanlan ham maddelere filiz ya da cevher ad verilir. Demir filizlerininsnflandrlmas iki ana grup ierisinde yaplr. Birinci grubu oluturan filizler, grnmlerinegre snflandrlmtr. Siyah renkte olan filizler. Ar halde %70ten ok demir ierenmagnetittir. Krmz renkli filizler, ounlukla hematittir. Kahverengi filizler ise ya limonit ya

da demir karbonattan oluan siderittir. erdikleri yabanc maddelere gre snflandrlmtr.kinci gruptaki demir filizlerine rnek olarak, i yapsnda silisyum olan silikatl filizlerverilebilir. Ayrca kalsiyum karbonat ieren kireli filizler ile alminli filizler de bulunur.

Yksek frnda ham demirin elde edilmesiHam demir yksek frn ad verilen tesislerde retilir. Bu tesisler birok yksek frn veyardmc nitelerden oluur. ounlukla bir fabrika grnts veren bu tesisler, ham demiriin gerekli olan birok ana rn de retirler.Metal retiminde kullanlan filizler yer kabuundan karld ekilde kullanlmaz. Tekniknedenler ile belirli maddelerin uzaklatrlmas ve filizlerin belli tane byklne getirilmesigerekir. Bu yzden filizler eitli filiz hazrlama kademelerinden geirildikten sonra frnlardaergitilir. Filiz hazrlama, filizi zenginletirme, ksmen redkleme ve dier ilemler iin uygunbir ekil ve bykle getirme yntemlerini kapsar.Demir de dier metal retim yntemlerinde olduu gibi ncelikli olarak filiz hazrlamailemlerine tabi tutulur. Filiz hazrlamann ilk aamas, filiz zenginletirmedir. Filizzenginletirme filiz iindeki yaramaz ksmlarn ayrlmas ilemidir. Zenginletirme yoluylademir ynnden fakir filizler bile deerlendirilebilir. Filiz zenginletirme uygulamalarnnbazlar unlardr;Manyetik ayrma:filizler yaklak 2mm. apnda krlr. Krlma ileminden sonra manyetiktambur sayesinde filizin ie yaramaz ksm ayrlr.manyetikleme zelliini en iyi magnetitgsterir.

Ya (Islak) Hazrlama: Esas demir bileiinin zgl arl, gang minerallerinden dahabyktr. Bu zellikten yararlanarak zgl arl demir bileii ile gang arasnda olan birkarm hazrlanr. Bu karm iine atlan filizlerde bulunan gang mineralleri sv zerindeyzerken iinde demir bulunan ksmlar svnn dibine ker.Kavurma: tlm filizin ss ayarlanm hava akmyla stlmasna kavurma denir.Scaklk paralar birbirine yaptracak kadar(sinterleecek) ykselmemelidir. Pirit gibiminerallerin ierisinde hem kkrt hem de slfr vardr. Kkrt demiri krlgan yapar, bunedenle istenmez. Demir filizleri iinde bulunan kkrdn, oksit haline gelmesi iin kavurmayaplr. Bu esnada kkrt, kkrtdioksit halinde yanar ve slfirikasit retiminde kullanlr.Magnetit ve hematit gibi demir asndan zengin filizler, krlgan ve gzenekli hale getirilmekiin kavrulurlar.


3/78

3

Elekten geirme ve krma: yksek frnda kullanlacak filizlerin yaklak 30 mm.byklnde olmas gerekir. Daha byk taneli filizler krlr. nce taneli filizler isesinterlemeden geirilir.Sinterleme: nce taneli filizlerin 900-1350C scaklk arasnda stlarak, tanelerin birbirineyapacak ekilde piirilmesine sinterleme ad verilir. Sinterleme ilemi iin, ince taneli

filizler, slfrl filiz klleri, ktrme tesislerinde retilen amur, baca gazlaryla beraberkan tozlar ve uucu kller %10 kok tozu ile kartrlarak belirli bir neme sahip karm eldeedilir.Yksek frnlar elik salarn birbirine kaynak edilmesiyle yaplrlar. Boylar 26 m. tabanhaznesi ap 9 m. civarndadr. leri amot yaltm tulalaryla rlmtr. Duvar kalnl1metreye getirilerek kuvvetlendirilmitir. Yksek frn u ksmlardan meydana gelmitir:st ksm: yklemenin, gaz klarnn yapld ve silonun bulunduu ksmdr.Gvde:bu ksmda kmr filiz karm aa doru hareket eder.Karn: frnn alt tarafta yeniden daralmaya balayan ksmdr. Ksmi ergime nedeniyle buksmda frn hacmi klr.Hazne:Curuf ve demirin topland frnn alt tarafndaki silindirik ksmdr.

Ham demir retimiHesaplanmmiktardaki filiz, gang ve dier ilave maddelerden oluan karma frn arj adverilir. Ykleme ilemine geilmeden nce yaplan karm ilemi retimin balangaamasnda zerinde durulmas gereken konulardan biridir. nk filizlerdeki topraklbileiklerin 1535C sv bir curuf halini almas gerekir. Bunun iin de filizler 25-65mm.llerindeki paralar haline getirilir. Filizlerin bu boyutlarda seilmesinin sebebi frndakikarbonmonoksit tarafndan indirgenebilecek kadar kk olmas ve gazn bacaya gidiiniengelleyemecek kadar byk olmasdr.Filiz, kok kmr, kireta karm, ifte an ad verilen sistemle yksek frn boaznaverilir. ifte ann grevi; yksek frn gazndaki yitimlerin en aza indirilmesini ve yklememaddelerinin tepede eit olarak dalmasn salamaktr.Yksek frnda nceden stlmhava (600-1000C) frnn dibinden verilerek yukar doruhareket ettirilir. Hava ierisindeki karbondioksit kok kmr ile tepkimeye girerekkorbonmonoksiti oluturur. te bu gaz demir filizlerinin oksitlerden arndrlmasn ve geriyesaf demirin kalmasn salar.Yksek frnda retim sonucu ana madde ortaya kar;1- Yksek frn gaz2- Ham demir3- CrufYksek frn gaz; hava stcs sobalarn stlmasnda, buharla alan enerji retiminde

kullanlr.Ham demir; ham demir yksek frnn ana rndr. Belirli aralklarla (yaklak 2-4 saattebir) frn haznesinin alt ksmndaki deliklerden boaltlr.Cruf; Ortalama 1000 ton ham demir retiminden 800 ton cruf kar. Kire bakmndanzengin cruflar ilenerek yksek frn imentosu haline getirilir. Kireci az olan cruflar isekaldrm ta, yol deme talar ya da beton ilave maddesi olarak kullanlr. Kpkl crufyksek frn ta denilen bir tameydana getirir. Tablok olarak ya da beton olarak kullanlr.Elverili cruflardan buhar flemek suretiyle cruf yn retilebilir. Bu yn cam yn gibi iyibir s yaltm aracdr.


4/78

4

Dkme demirlerYksek frnda retilen ham demir dkme demir olarak kullanlacak ise baz ilemlerdengeirilmelidir. Bu ilemler genel olarak kupol frn olarak adlandrlan yerlerde yaplr. Kupolfrnlarnda ham demir i yapsnda bulunan karbon %1,7-3,5 arasna drlr. Dier yandandkme demirin ekonomik olmasn salayan hurda elik alamlarnn ilavesi yaplr.

Karbon azaltmyla dkme demir retimi, endstrinin ihtiyalarna cevap verecek ekildedeildir. Bu yzden baka katk maddeleri de ilave edilerek, deiik amalar iin kullanlabilirdkme demir elde edilir. Tm bu ilemler sonucunda retilen dkme demirin zellikleriunlardr;1- Alak scaklklarda ergime2- Dk maliyet3- Dkme elverililik4- Yksek basma dayanm5- Anma direncibu stnlklerinin yannda dvlemez oluu olumsuzluudur. Dkme demirler 1147Czerinde sv alt scaklklarda ise kat haldedir.

Dkme Demir Trleri

Esmer dkme demir: yapsnda bulunan %2-4 orannda silisyum, karbonun demir karbryerine grafit yaprakklar (karbonun kristallemibir ekli) halinde bulunmasna neden olur.Bu halde kolayca ilenebilir, ancak grafit yaprakklar nedeniyle krlgandr. Grafit aynzamanda, metalin krk yzeylerine donuk bir grnm verir. Bu nedenle sz konusu tre,esmer ya da gri dkme demir ad verilir.

Beyaz dkme demirler: Dkldnde %1,5ten daha az silisyum ieren demir, sert vekrlgandr. nk iindeki %3-4 oranndaki karbonu, yapsnda demir karbr (sementit)biiminde bulundurur. Krk yzeylerinin parlak ve beyaz bir grnm olan bu demire beyazdkme demir ad verilir. Kolayca ilenememesi, sadece anmaya kar dayankl gerelerinkullanlmas gereken yerlerde tercih edilir.

Temper dkmler: Az karbonlu eliklerin zelliklerini gsteren ve beyaz dkme demirinbaz ilemlerden geirilmesi sonucunda retilen dkme demir trdr. Bu ynyle esmerdkme demirden pahal elikten ucuzdur. Deiik oranlarda karbona sahip beyaz dkmedemirlerin dkmden sonra zel yumuatma tavlamas yaplmasyla elde edilirler.

Yumuak dkme demirler: Beyaz dkme demirin uzunca bir normalletirme tavnda

tutulmas sonucunda oluan dkme demir trdr. Beyaz dkme demire uygulanan bu slilem srecinde, gerecin krlganl azalarak, i doku salaml ile dayankll artar.

Alaml dkme demirler: Genellikle dayanm ve korozyon direncini arttrmak amacyla,dkme demir ierisine katlan alam elementleri, dkme demire yeni stnlklerkazandrarak, alaml dkme demir adn almasn salar. Dkme demire alam kontrolaltnda tutabilecek ortamlarda (elektrik ark, Siemens-Martin frnlar) katlan alamelementleri unlardr; nikel, krom, nikel-krom, molibden, vanadyum.

elik dkme demirler: elik dkme demir elik ve dkme demirin stn zelliklerininbiraraya gelmesiyle ortaya kmtr. (elikler, 42 kg/mm2 ile 192 kg/mm2 arasnda deien

bir ekme dayanmna sahiptir.) elik dkme demirlerin elikten fark hangi ynde muayeneedilirse edilsin ayn zellii gstermesidir. Bu zelik haddelenmi elikte grlmez. nk


5/78

5

haddeleme ilemi eliin ezilerek uzamasna neden olmaktadr. Bu ekilde haddelenen elikuzunlamasna olarak muayene edildiinde salam; enlemesine olarak muayene edildiinde isekolaylkla kopabilecek durumda olduu sonucunu verir. elik dkme demirlerin bnyesindedemir bulunan dier dkm rnlerine gre belirli bir stnl daha vardr; kaynaklbirletirme ilemi kolaylkla yaplr.

ELK

Tanm: elik; dvlerek, preslenerek, haddeden geirilerek ekil verilebilen bir demiralamdr ve demir cevherinden elde edilir. elik demir ve karbon alamdr. erisinde%1,7ye kadar karbon, %1e kadar mangan, %0.5e kadar silisyum bulunan kkrt ve fosfororan da %0.5ten az olan demir karbon alamdr. Demir cevheri tabiatta saf olarakbulunmaz; C (karbon), Mn (Manganez), P (Fosfor), Si (Silis) gibi maddelerle kark olarakbulunur. Saf demir zellikleri sebebiyle yap malzemesi olarak kullanlmaz.

ELN ZELLKLER

elik metal olmasndan dolay metalik zelliklere sahiptir. Alamn demir ve karbonoluturur. Demirin metal, karbonun ise ametal olmasndan dolay zelliklerini birbirlerineaktarrlar. elik ierisindeki karbon miktar, eliin ierisinde nemli deiimlere sebep olur.Endstrinin ihtiyacna gre eliin ierisine baka metal ve ametaller ilave edilir. Alamailave edilen her katk maddesi, eliin zelliinin deimesine sebep olur.

KULLANILDII YERLERGnmzde modern binalarn ve kprlerin, otomobillerin ve teki tatlarn, uzayaralarnn, makinelerin ve ev aralarnn yapmnda elik kullanlr.

ELK RETM METODLARITm elik retim yntemlerinde, demir refakat elemanlarnn oksijene olan ilgilerindenyararlanlr. Demir refakat elemanlarnn oksijene olan ilgileri, demire olan ilgilerindenfazladr. Bylece kolaylkla oksijenle birleerek demirden ayrlabilirler.Demir refakat elemanlarnn ham demirden uzaklatrlmas iin ham demir iine havaflenerek yaklmalar mmkndr. Bu oksidasyom ilemine fleme ad verilir. Oksidasyoniin gerekli olan oksijen, eitli ekillerde sisteme verilir. Bylece elik retim yntemleriaa kar.Eriyik haldeki ham demir ile temas eden oksijen, eriyik iinde miktar fazla olduundanncelikle demir ile reaksiyona girer. Bu reaksiyon sonucunda demir oksit (FeO) oluur. Demiroksit demir iinde znr ve demir refakat elemanlaryla reaksiyona girer. Oksijen, demir

oksitten demir refakat elemanlarna geer. Demir redklenir, refakat elemanlar ise oksitlenir.Tm bu reaksiyonlar sonucunda ham demir i yapsnda bulunan; Silisyum ve mangan; fazlal cruf olarak Karbon; baca gaz olarak Kkrt; cruf ve baca gaz olarak Fosfor ise banyo iinde znerek istenilen oranlara indirilir.

OKSJEN KONVENTR LE ELK RETM SSTEMBu yntem Bessemer ynteminden tremitir ve oksijen, metalin iinden flemek yerine,suyla soutulmu bir boru yardmyla metal yzeyine flenir. Bu yntem ile hzl veekzotermik (tepkime srasnda s verir) zelliinden tr yakt gereksinim yoktur. elik

retimi iin, geni bir kaba ya da ii sya dayankl ate tulas kapl bir deitirgece(konvertr) dklr. Ucu erimimetalin tam stne gelinceye kadar konvertre sokulan ve


6/78

6

suyla soutulan bir borudan oksijen flenir. Erimidemirde, oksijen ile karbon arasnda okhzl bir tepkime olur. flenen oksijenin metalde yapt hareket, kaptaki btn demirinoksijenlenmesini salar.Tipik bir oksijen elii konvertr, 300 ton erimi demir alr ve elik yapm sreci 30dakikada tamamlanr. Ekzotermik tepkime gerekenden de ok s salar. Hatta eliin,

1600C erime scakln ok amamas iin, frna bir miktar da souk hurda elik atlr.Gnmzde dnyada retilen eliin %60 bu ekilde retilmekte olup, bu oran gn getikeartmaktadr.

POTA ELK RETM SSTEMHam demir ve hurda gereler iindeki yabanc maddelerin uzaklatrlmas iin grafit birpotaya konmalar salanr. Daha sonra pota dardan yakacaklardan ald syla snr. Eldeedilen scaklk ergiyik elik iindeki yabanc maddelerin yukarda toplanmasna neden olur.

ELEKTRK ARK ELK RETM SSTEMBaz yn ve tonaj elikleri ile aa yukar btn alaml elikler, elektrikli frnlarda

retilir. Deiik yaplarda elektrik ile alan elik retim frnlar vardr. Bunlar iinde ennemli olan, elektrik ark frndr. Silindir biimli bu frnn alabilen tavanndan elektrotuzanr. Kapasitesi birka tondan 130 ton ve daha stne kadar olanlar vardr. Belli arlktasouk hurda elik, bazen souk dkme demir ile birlikte frna doldurulur. Tavan yerineyerletirilir ve elektrotlarla bir ark oluturulur. Ortaya kan yksek s, frndaki maddeleriksa srede eritir.Tipik bir alamlama rnei, mutfak eyalarnda kullanlan paslanmaz eliktir. Bu elik %18krom, %8 nikel ierir. Bu alam elementleri iindeki maddeler eridii zaman frna eklenir.lem sresi 3,5-4 saat kadardr.

ENDKSYONLA ELK RETM SSTEMEndksiyon ocaklarnn stnlkleri unlardr;

1. Ergime abuklamaktadr.2. Ergimimaddenin her yerinde alam karm ayndr.3. lem hassas olarak kontrol edilebilir.4. Alev yapc yakt maddesi kullanlmadndan, ergimi maddenin, yaktn

oluturduu yabanc maddelerden etkilenmesi mmkn deildir.alma prensibi elektrik transformatrne benzer. Endksiyon ocaklarnda birka kat

sarlm bobin transformatrn primer sargs, ergitilecek metal ise sekonder sargs olarakdnlebilir. Ocakta souk metal alam maddeleri, etrafnda yaltlmbir sarg bulunan veyksek slara dayankl bir pota iinde bulunur. Sarglara verilen elektrik enerjisi, bir sre

sonra pota ierisindeki metalin ergimesini salar. Endksiyon ocaklarnn hacmi 10 kgdan 16tona kadar deiebilir.

SEMENS-MARTN ELK RETMSiemens-Martin frnlarnda yksek scaklklara ulama gerei vardr. Bunun iin yanmay

temin eden havay nceden stmak gerekir. nceden stma ilemi, bacaya gidecek olan gazile stlmolan tulal bir sistem ierisinden havann geirilmesiyle yaplr. nceden stlanhava, brlor geitlerinde sv ya da gaz yakacaklar ile karlar. Bu karm frn alevlendirir.Oluan alev arj maddelerini ve frnn iindeki tulalar str.

Siemens-Martin frnlarnda elik retimi iin hurda malzeme, kire ta ve ergimidemirkullanlmaktadr. Hurda ergitilmesinde gaz ya da sv yaktlar kullanlmaktadr. Hurda

malzemenin ardndan frna kire ta, daha sonra da ergimihaldeki ham demir ilave edilir.


7/78

7

Ergimeyle birlikte frn iindeki karmn yabanc maddeleri cruf haline gelir. Bu crufiinde elik iin zararl olan tm yabanc maddeler bulunmaktadr. Crufun frn iindeki havaakmyla nceden stma sistemine zarar vermemesi iin cruf toplama havuzlar frn iindebulunmaktadr.

ELKLERN SINIFLANDIRILMASI1. retim metodlarna gre:oksijen konvertr retim sistemi, pota elik retim sistemi,elektrik ark elik retim sistemi, endksiyonla elik retim sistemi, Siemens-Martin elikretimi.

2. Kullanm alanlarna gre: Kullanma alanlarna tipik rnek yap elikleridir. Her trlyaplarn betonarme ksmlarnda kullanlan elikler, yap elii olarak tannr. Bunlarnkarbon oranlarnn ve ekme dayanmlarnn dk olmas, ekonomik olarakretilebilmelerine olanak tanr. Dier rnekler cvata elii, yay elii ve ray elii olarakverilebilir.

3. Kimyasal bileimlerine gre: eliklerin kimyasal bileenlerine gresnflandrlmalarnda, malzemenin karbon, fosfor, kkrt ya da silisyum oranlar dikkate

alnr. elik i yapsnda, alminyum, kurun ve bakr gibi baka elementler debulunuyorsa, snflandrmalarda bunlarda belirtilir.Kimyasal bileenlerine gre snflandrma iki balk altnda yaplr;

a) Sade karbonlu eliklerb) Alaml elikler

a) Sade karbonlu elikler:eliklerdeki en ucuz ve en etkili alam maddesi karbondur.elik iinde %1,7ye kadar karbon bulunur. Sade karbonlu elikler tektoit oranlargznne alnarak iki grupta toplanr;

I. tektoit alt elikler: Yumuak elikler (karbon oran %0,1-0,2) Az karbonlu elikler (karbon oran %0,2-0,3) Orta karbonlu elikler (Karbon oran %0,3-0,85)

II. tektoit st elikler: yapsnda %0.85ten fazla karbon olan eliklerdir.b) Alaml elikler:Bir elie alaml denilebilmesi iin, i yapsnda bulunana ametal

ya da metallerin alamn zelliklerini deitirmesi gerekir. elik ierisine katlanmetal ya da ametal elie yeni bir zellik veriyorsa, o elik alaml olur.

Alam yapmak iin elik ierisine metal ya da ametal katlabilir. Bunlarn her biri katkeleman olarak anlr ve bazlar unlardr; Mangan, silisyum, nikel , krom, bakr,alminyum, volfram, molibden, vanadyum.

elik ierisine katlan alam elemanlar, kendi zeliklerini elie verir. elik yenialam elemanlarnn saysna gre snflandrlr.

Basit alaml elikler: yapsnda karbondan baka bir alam eleman olaneliklerdir. Bu tr eliklere rnek olarak, nikelli, kromlu, ve vanadyumlu elikverilebilir.

ift alaml elikler: yapsnda karbondan baka iki alam eleman olaneliklerdir. rnek olarak, krom-nikelli, krom-molibdenli, krom-vanadyumluelikler verilebilir.

ok alaml elikler: yapsnda karbondan baka ok sayda alam elemanolan eliklerdir. rnek olarak krom-nikel-vanadyumlu, krom-volfram-kobaltlelikler gibi.

4. Kaliteye gre: Bir malzemenin llebilen, saylabilen ya da azalp oalabilendeerleri dnda kalan koullarn tmne kalite ad verilmektedir.

eliklerin kaliteye gre snflandrmas grup altnda toplanr.


8/78

8

a) Biimlendirme zelliklerine gre:eliin kalitesi, kesme,delme, dvme,bkme gibi biimlendirme ilemlerini etkiler.

b) Yapsal zelliklerine gre: eliin yapsal zelikleri, korozyona, sya,anmaya kar direnlerini ortaya koyar. Bunlar dnda sertlemenitelikleri de yapsal zelliklere baldr.

c) Mikroskopik yap bakmndan:Deiik karbon oranlarna sahip eliklermikroskop altnda incelendiinde yapsal farkllklar grlebilir. Buna greelikler ferritik, austenitik ve martenzitik elikler olmak zere gruptatoplanr.

5. Sertleme ortamna gre: yapsnda %0,20den az oranda karbon ieren eliklersertleemez. Bu oran dnda kalan elikler sertletirilebilir. eliin sertlemesi iin slilemden geirilmesi gerekir. Genel anlamyla sl ilem, eliin stlmas ardndan kontrollolarak soutulmasdr. Soutma ilemi bata ok ani, zaman iinde (eliin iyaps gz nnealnarak) yavalatlarak yaplr. Su, ya ve hava en ok kullanlan sertleme ortamlardr.elikler sertletirildikleri bu ortamlara gre snflandrlr. Su elii, yaelii ve hava eliigibi.

ELK YAPI ZELLKLER, KAZANLARI, SAKINCALI YNLER

elik yap malzemesinin mekanik ve fiziksel zellikleri bugn ounlukla kullanlanbetonarme ve dier kagir yap malzemelerinden farkldr. Bu zelliklerin kazanlar tasarm,inaat ve kullanm aamalarna gre yledir;Tasarm ile ilgili kazanlar

Byk mesnet aral Kk kirikesiti ok katl yap imkan

Byk tayclk Kk arlk effaf tayclk Kolay teknik donat

naat ile ilgili kazanlar Fabrikasyon imkan Ksa inaat sresi Hassas inaat Montajda uyum Atmosfer olaylarndan az etkilenen montaj Kk antiye alan Kuru inaat ekli

Kullanm ile ilgili kazanlar Mekan kullan esnek htiya sonras sklp depolanabilir Sklp baka yere taklabilir Yap dkabuu effaf


9/78

9

elik yapnn sakncal ynleri Fazla s deiiklikleri, abuk deforme olmasna neden olur. zellikle yangna maruz

yerlerde uygulanlmamas gerekir. Yangn sonucu bozulan yap ksmlarnndzeltilmesi mmkn deildir.

zerinin ak braklmas durumunda paslanr. Paslanmamas iin zerinin kaplama

malzemesi ile kaplanmas gerekir. Bu da ekonomik deildir.

elik yaplarn uygulandklar yerler Yksek yaplarda Orta ve byk aklkl kprlerde Yksek kulelerde Byk aklkl hangar, atlye ve fabrikalarda skelelerde at ve at kaplamalarnda Prefabrike konutlarda

Hafif elik yaplarda

YAPI ELKLERYaplarda kullanlan elikler; Fe 37 ve Fe 52 elikleridir. Burada Fe elik kelimesinin

ilk iki harfidir. 37 ve 52 rakamlar da eliklerin minimum ekme dayanmlarn kg/mm2cinsinden gsterir.

Fe 37 elii: En fazla kullanlan elik trdr. inde bulunan karbon miktar %0,2yigemez. ekme dayanm 3700-4500 kg/cm2arasndadr. Akma snr 2400 kg/cm2dir. zglarl 7,55 kg/dm3tr.

Fe 52 elii: Karbon miktar %0,20-0,25i gemez. %0,55 silis, %1,5 manganez,%0,05 kkrt, %0,05 fosfor maddelerini ierir. Kaynaktan etkilenmeyen yksek mukavemetli

bir yap eliidir. Akma snr Fe 37ye oranla %50 daha fazladr, ekme dayanm 5200kg/cm2ile 6200 kg/cm2arasndadr.

ELK RNLER1-Standart profiller:Hadde eliinden yaplan standart profiller, tek balarna, perinli,

bulonlu, kaynakl balantlarla birletirilerek yap eleman olarak kullanlabilmektedir. Botlar6-10 m arasnda deien standart profiller balk ve gvde denilen iki ksmdan oluur ve kesitekillerine gre isim alr.

Farkl elik profil tipleri


10/78

10

I profilleri

1.1.I Profilleri:a) Normal I Profilleri: Bu profiller cm olarak ykseklikleri ile belirtilir.(I 22 gibi)

Ykseklikleri 8-60 cm arasnda deiir. Balklarnn eimi %14tr. Deme kiriiolarak kullanldklarnda az bel verirler.

b) Geni Bal I Profili: Ykseklikleri ile beraber IP 22 eklinde ifade edilirler.Ykseklikleri 10-100 cm arasnda deiir. Mesnetlerde kullanld gibi esas kiriolarak ta kullanlr.

c) Geni Ve Paralel Balkl I Profili: Gdenin alt ve stndeki balklar ve gvdeykseklikleri 300 mmye kadar olanlarn genilikleri yksekliklerine eit olur. Gvdekalnl 100-210 mm arasnda olan bu profillere H profili de denir.

1.2- U Profilleri:Ykseklii 30-400 mm, balk genilii 33-110 mm ve gvde kalnl50-140 mm, balk eimi %5-%8 arasnda deiir. Yap elemanlarnn oluturulmasndatek olarak veya iki U profili gvdelerden veya balklardan birletirilerek kullanlr. 22eklinde ifade edilir.


11/78

11

1.3-L profili: Kebent veya korniyer profilidir. Kesit boyutlar 20x30x3 mm ile100x200x16 mm arasnda deiir.a) Eit kollu L Profili (korniyer):Kol genilikleri 20-200 mmdir. L iareti yanna mm

olarak kol yksekliixkol geniliixkol kalnl (hxbxd) yazlarak gsterilir.L80x80x10 gibi. Ek yerlerinde, dolu gvdeli kirilerin balklarnda, kafes kiriubuklarnda kullanlr.

b) Eit kollu olmayan L profili:Gsteriliekli ayndr.

1.4.T Profili:a)Yksek gvdeli T profili:Ykseklik ile ayak genilii birbirine eit olup 2-14 cmdir.Bu profiller, iareti yanna yksekliin yani geniliin cm olarak yazlmas ile gsterilir.5 gibi. Ayak yzeylerinin eimi %2dir. Caml rt demelerinde ara demiri olarak vekaynakl elik yaplarda kullanlr.b) Geniayakl T profili:Ykseklik ayak geniliinin yarsna eittir. Ayak genilikleri2-14 cmdir. Bu profiller, iareti yanna cm olarak ayak geniliixykseklik yazlarakgsterilir. 12x6 gibi. Ayak st yzeyinin eimi %2, gvdenin iki yanal yzeyinin eimi%4tr.


12/78

12

1.5- Z Profili:Yap eleman olarak az kullanlan bu profillerin ykseklikleri 30-200 mm,genilikleri 30-80 mm ve gvde kalnlklar 4-10 mm arasnda deiir.

II. Kapal yap profilleri

Daire, kare ve dikdrtgen kesitinde olabilirler. Yk tayc eleman olarak genelliklekolonlarda, mobilya ve kaplama ilerinde, ayrca T,Z ve L kesitinde olanlar kap vepencere doramalarnn yapmnda kullanlr.

III: Ak Yap Profilleri

Yk tayc olmaktan ok kaplama, dorama ve elik konstrksiyon ilerindekullanlr.


13/78

13

IV. zel ekillendirilmiProfiller:Standart profiller dnda, uygulama projesinin gerektirdii ekillerde profiller

haddeden ekilerek veya bklerek yaplr.

V. Dikdrtgen Kesitli elikler (Lamalar) :1. Dar lama elikleri; Genilikleri 500 mmye kadar, kalnlklar ise 8 mmye kadar

olan erit biimindeki lama eliklerine ince lama elii ad verilir. Bu elikler iaretiyanna mm olarak genilik x kalnlk yazlarak gsterilir. Bu elikler hafif kirilidemelerin yapmnda kullanlr.

2. Normal lama elikleri: Genilikleri 12-1500 mm ve kalnlklar 5-60 mm olandikdrtgen kesitli lama elikleri 30 m uzunlua kadar retilebilir

3. Geni lama elikleri: Bu lama eliklerinin kenarlar keskin olup, dikdrtgeneklindeki kesitlerin genilii 152-1000 mm ve kalnlklar 5-60 mm arasndadr. Bulama elikleri balk levhas olarak kullanlr. Dm levhas olarak kullanlmalaruygun deildir.

4. Kare kesitli elik ubuklar:8-160 mm kalnlkta yaplan kare kesitli elikler, iaretiyanna, mm olarak kalnlk (kare kesit kenar uzunluu) yazlarak gsterilir. 20 gibi.Yuvarlak, yass ve kare kesitli eliklerin standart uzunluklar, kalnlklarna gre3-15m arasnda deiir. Geni lama eliklerinin standart uzunluklar ise; 3-12 m arasndadeiir. Kaln eliklerin depolama uzunluu 3-5 m, incelerinki ise 12 mye kadardr.

VI. elik Levhalareitli kalnlk ve boyutlarda bulunur. Yzey ekillerine gre dz, baklaval veya kntl,

oluklu, silindirik veya kubbeli levhalar olmak zere drt gruba ayrlr.


14/78

14

1. Dz levhalar:elik yap elemanlarnda birletirme, kaplama ve st ileminde kullanlansac levhalar kalnlklarna gre ince, orta ve kaln olmak zere ksma ayrlr. nce saclevhalarn kalnlklar 3 mmden az, orta sac levhalar 3-5 mm kalnlnda ve kalnlevhalar 5-60 mm kalnlnda bulunur.

2. Baklaval veya kntl levhalar: Bir yzeyi dz, dier yzeyinde 1,5-2,5 mmyksekliinde kabarklar bulunan, orta ve kaln sac levhalardr. Bu levhalar zerindekikntlar kaymay nlediinden elik kprlerde, merdiven basamaklarnda ve yayakaldrmlarnda kullanlr.

3. Oluklu levhalar: nce sacdan ve ounlukla galvanize edilmiolarak kullanlan dalgalsac levhalardr. Oluklu sac levhalar, dalga yksekliinin geniliine oran bakmndan ksma ayrlr. Birincisi dalga genilii yksekliinin iki katna eit olanlardr. Bunlaranormal levha denir. kincisi; dalga genilii yksekliinin iki katndan fazla olanlardr.Bunlar yass oluk olup, at oluklu levhas denir. ncs, dalga genilii yksekliininiki katndan az olan kirioluklu ad verilen levhalardr.

4. Silindirik veya kubbeli levhalar: Dz veya galvanizli saclar kullanma yerlerine gregrnlerini gzelletirmek veya gerilimlerini arttrmak zere orta ksmlar preslesilindir veya kubbe eklinde eimli yaplr.


15/78

15

ELK YAPILARDA BRLETRME ELEMANLARI

1.Genel :Kolon, kirive ubuklarn birleiminden meydana gelen elik yaplarda, gerek bu

birleimlerin yaplmasn ve gerekse hadde mamllerinden kolon, kirive ubuklar tekilini

salayan elemanlara elik birletirme aralar denir. [1]

1.1 zlebilen birleim aralar:

Bulonlardr. Bulonlar ilerde sklmesi ve baka yerde de ayn veya deiik amala

kullanlmas dnlen yaplar (iskeleler) ve antiye montaj eklerinde kullanlrlar. Ayrca

perinin dvlmesi iin uygun yer bulunmad zamanlarda da bulon tercih edilmelidir. [1]

1.2 zlemeyen birleim aralar:Perin, kaynak. Perin her trl inaatta kullanlm, gvenilir bir birletirme

vastasdr.Kaynak tekniindeki gelime ve gvenilirliinin tesbiti ile perin yerini kaynaabrakmtr. [1] Bugn modern elik yapda en ok kullanlan birletirme vastas

kaynaktr.Perin ancak kaynaa elverili olmayan St 33 ve zel alaml metallerin ana

malzeme olarak kullanld yaplarda, yani mecburi hallerde kullanlmaktadr.

2.PERNLERYuvarlak demirlerden hazrlanan, gvdesinde kaymaya, evresinde ezilmeye almak

suretiyle kuvvetleri bir taraftan dier tarafa aktaran birletirme aralarna perin denir.Bir

ucunda basnla tekil edilmi yuvarlak nizam ba bulunan perin (ekil.1) kzl dereceye

kadar stldktan sonra, nceden alm gvde apndan 1mm daha byk al delie

yerletirilip delikten artan u ksm dvlr.Bylece hem deliin tamamen dolmas, hem de

bu uta da bir kapak bann tekili, dolaysyla da perin yapma ilemi salanm

olur.Perinin dvlmesinde ve kapak bann tekilinde (ekil.2)deki balklardan istifade

edilir.Bir ii, kzl dereceye kadar stldktan sonra delie sokulmuperinin nizam bana

(ekil.3)daki dayanma bal ile dayanrken, dier bir ii de perin makinesinin ucuna takl

vurma baln perinin dier ucuna tatbik eder. [1]


16/78

16

Dvlmyuvarlak bal perin ekil.1 Dvlmeye hazr yuvarlak bal perin ekil.2

Vurma bal ekil.3[1]

Perin balar (ekil.1)deki gibi tekil edilenlere yuvarlak bal perin, (ekil.4)deki gibi

tekil edilenlerine de gmme bal perin denir.

Perin malzemesi olarak daha iyi ekil alabildiklerinden dolay St 37den yaplarda St 34, St

52den yaplarda St 44 kullanlr.

Dvlmeye hazr gmme bal perin Dvlmgmme bal perin

ekil.4[1]


17/78

17

2.1Perinlerin boyutlandrlmas, dvlmesi, yerletirilmesi ve hesabnda salanan

artlar:

Perinlerin boyutlandrlmas, dvlmesi, yerletirilmesi ve hesabnda aadaki artlarn

salanmas gereklidir:

2.1.1Perin Uzunluklar: Birletirilecek paralarn toplam kalnl s, perin ap d olduuna

gre kapak ba yuvarlak olacak perinlerin l boyu ;

Makine ile dvlen perinlerde : l = s + 4/3.d

El ile dvlen perinlerde : l = s +7/4.d

2.1.2Perin ap: Perin tarafndan birletirilecek elemanlarn en incesinin kalnl t (cm)

ise kullanlacak ham perinin ap d1(cm) u formlle bulunur; d1= 5t -0,2

Perin apnn seilmesinde genellikler aadaki tablo kullanlr;En ince eleman kalnl t(mm) 4-6 6-8 8-12 12-18 >18

Ham perin ap d1 (mm) 12 16 20 24 27

Dvlmperin ap d (mm) 13 17 21 25 28

Tablo.1[2]

Burada kuvvet aktaran perinlerin ann en az 13 mm olabilecei, profillerde

kullanlabilecek en byk perin aplarnn da profil tablolarnda verilmi olduunu

hatrlatalm.2.1.3Perin Aralklar : elik yaplarda perinler, ya kuvvetleri bir elemandan dierine

aktarrlar veya sadece elemanlar bir arada tutarlar.Bunlardan birincilerine kuvvet aktaran

perin, ikincilerine ise tesbit perini ad verilir.Bu bakmdan birleimlerde kullanlan birbiri

arkasndaki iki perinin eksenleri arasndaki e mesafesi, [1]

Perinlerin kolay dvlebilmesini

Mukavemetin delik zayiatndan dolay fazla azalmamasn

Delik evresinde luzumsuz gerilme birikimlerinin olmamasn Elemanlarn aralklarndan su girip pas yapmamasn

Basn tesiri ile levhalarn burumamasn,

temin edecek kadar olmaldr.


18/78

18

Min Max

e 3d1 8d1 veya 15 tmin

e1 2d1 3d1 veya 6 tmin

e2 1.5d1 3d1 veya 6 tmin

Perin aralklar Tablo.2[3]

ekil.5[1]

2.1.4. Perin Hesaplar: Gvdelerinde kaymaya, evrelerinde ezilmeye alarak kuvvetleri

bir elemandan dierine aktaran perinler kaymaya alan alanlarnn saysna gre tesirli ve

ok tesirli diye iki ksma ayrlrlar.Bunlardan ok tesirli olanlarnn daha ok iki yzeyde

kaymaya almalar ile karlaldndan, allm olarak, kuvvet aktarma bakmndan

perinleri tek ve ift tesirli diye iki ksma ayrmak mmkndr. (ekil.6 ve ekil.7)

Normal gerilme durumu Hesaplarda kabul edilen gerilme durumu


19/78

19

Tek tesirli perin ekil.6[1]

Normal gerilme durumu Hesaplarda kabul edilen gerilme durumu

ift tesirli perin ekil.7[1]

Delik evresindeki deiken gerilme yayl yerine dzgn yayl ortalama bir gerilme

yayl dnlr.

Perin evresindeki silindirik yzey yerine d.t boyutundaki ezilme alan nazar itibare alnr.

Buna gre perinlerde gerilme hesab: [1]

*Tek tesirli perinlerde}

Kaymaya gre; N= (*d

2

/4)*Z a em, Ezilmeye gre ; N1= d1*tmin*1 em

*ift tesirli perinlerde}

Kaymaya gre; N= 2*(*d2/4)*Z a em, Ezilmeye gre; N1= d1*tmin*1 em

Formlleri ile hesaplanr. Perinler normal olarak ekmeye altrlmazlar. Eer perin

ekmeye almas mecburiyeti varsa, bu halde gerilme, hesab tek ve ift tesirli perinlerde,

z = Z/(*d2/4) z emforml ile hesaplanr. Buradan ;

N : Bir perine gelen ezilme ve kayma douran kuvveti

Z : Bir perine gelen ekme kuvvetini

d : Perin (delik) apn

tmin : Tek tesirli perinlerde t1 ve t2 den kk olann , ift tesirlilerde ise t1 ile (t2+t3)

deerlerinden kk olann

Z a em: Perin kayma emniyet gerilmesini

1 em :Perin ezilme emniyet gerilmesini

z em : Perin ekme emniyet gerilmelerini gsterir. [1]


20/78

20

ST 37 ST 52

H HZ H HZ

ekme basn eilme(em)

1400 1600 2100 2400

Kayma (Zem) 500 1050 1350 1550

Ezilme 2800 3200 4200 4800

elik yap ksmlar iin emniyet gerilmeleri Tablo.3[3]

3.Kuvvete Gre Perin Hesab:

Belirli bir kuvveti aktaracak perinlerin hesabn 2 trl yapabilirz:

a-)Perin ap ve saysn nceden tesbit edip bir perine den kuvveti perinin emniyetle

tayabilecei en byk kuvvetle karlatrmak, yani

N = S/n S : Aktarlacak kuvvet

n : Seilen perin says

N : Bir perine den kuvvet[3]

b-)Perin apn seip bu perinin emniyetle tayabilecei kuvveti bulduktan sonra

aktarlacak kuvveti bu kuvvete blerek n perin saysn bulmak, yani

Eer Nz< N1 ise n = S/ Nz

Eer N1< NZ ise n = S/ N1

Formllerini kullanarak perin saysn buluruz. [1]


21/78

21

PERN HESABINA AT RNEKLER [4], [2]

1-)ekilde grlen birleimin tayabilecei en byk P kuvvetini bulunuz.(H) [1]

(L 100.100.10 iin A=19,2 cm2)

Cevap :

a-)Perinin tayabilecei kuvvet : ( tmin= 10)

P1em = N1= d1*tmin*1 em=2,1*1,0*2800 = 5880 kN

P1Z= N = 2*(*d2/4)*Z em = 2* (*(2,1)

2/4)*1400 = 9700 kN

Pmax= n * P1em=3 * 5880 = 17640 kN

b-)Kesitin tayabilecei kuvvet :

An= 2*(19,2-2,1*1,0)=34,2 cm2 Pmax= An * em = 34,2*1400 = 47880kN

c-)Sistemin tayabilecei kuvvet : Pmax = 17640


22/78

22

2-) ekildeki birleimde 12 mm apnda 3 adet perin kullanldna gre ST52 YDI iinperinin tayabilecei kuvveti bulunuz. Perin aralklarna bal kalarak boyunu hesaplaynz.Bulunacak P ykne gre B geniliini bulunuz? (n=3, d1= 12mm)

Cevap:

1.Perinlerin tayaca ykn bulunmas:N1= d1*tmin= 1.2*0.7*4200= 3528 kgN2= (*d

2/4)*Zem= (3.14*1.22/4)*2100= 2374kg

Bir perinin tayabilecei yk: N=2374 kg3 adet perin olduundan ;n=P/Pperin , P= Pperin*n= 3*2374=7122kg,P=7122 kg

2. perin aralklarnn tahkiki:L , boyunun bulunmas;

e=3d1=3*13=39 ,=40 cme1=2d1=2*13=26,=30cmL=40*2+30*2=80+60=140 mm,

L=140mm3.B boyutunun bulunmas:em=P/An , 2100=7122 /An= An=3.39 cm

2An=A-A,3.39=A-(1.2*0.7),

3.39+0.84=AA=4.23 cm2olarak bulunur.b genilii iin ise;

A=b*t, 4.23 =0.7*b,b=6.04 cm, 60.4 mm bulunur.


23/78

23

3-)ekilde St 37 YDI elii kullanlmtr.Buna gre;

a-) n = ? = ? c-)Kesit tahkikini yapnz?

Cevap:

a-)Perin apnn seilmesi

d1=5tmin-0,2 =5*0,9-0,2 = 1,92 cm20seilen d1= 21 cm

N1= d1*tmin* em = 2,1*1,8*2800= 10584 kgN2= (*d2/2)*Zem= (3.14*2,1

2/2)*1400= 9693kgBir perinin tayabilecei kuvvet N = 9693 kgdr.n = P/N = 31000/9693 = 4 adet 21 perin

e = 3d1=3*21 = 6365e1 = 2d1= 2*21 = 4245l = 3e + 2e1= 3*65+2*45 =284 mm

2 adet 90.90.9A = 15,5 cm2

Eit kollu korniyer olduundan;

A = 2*15,5 =31 cm2

A = (0,9*2,1)*2 =3,78 cm2An= A - A = 31 3.78 = 27,22 cm

2max =P/A=31000/27,22 =1139 kg/cm

2mev =1139 kg/cm

2em = 1400 olduundan kesit uygundur.


24/78

24

4-)

2 220.15

a-)Perin apn adedini tahkik ediniz?b-)Perin aralklarn tahkik ediniz?c-)Kesit tahkikini yapnz?Cevap:

a-) d1=5tmin-0,2 =5*1,4-0,2 = 2,4 cm = 25 mm perin ap uygundur.Bir perine den kuvvet;N= P/n = 50000/6 = 8333 kgN1= d1*tmin* em mev = 8333 /2,5*1,8 = 1852 kg/cm

2 em= 2800 kg/cm2olduundan ezilme

bakmndan emniyetle tarN2= (*d1/2)*ZemZmev= 2N/ * d1Zem = 8333*2/(2,5)

2*= 850 kg/cm21400 kg/cm2olduundankesme bakmndan emniyetle tar.

b-)Perin aralklarnn bulunmas;

e = 3d1=3*25 =75e1=2d1=2*25 = 50e2=1,5d1=1,5*25 = 37,5 =38

c-)Kesit tahkiki ;A = 2*(22*1,5) =66 cm2A =(2* (2,5*1,5))*2 =15 cm2An= A - A = 66 15 = 51cm

2=P/A =50000/51 = 980 kg/cm21400 kg/cm2olduundan kesit uygundur


25/78

25

5-)St 37 malzemeler iki paral olarak yaplmbir ekme ubuu bir dm levhasnaperinli olarak birletirilecektir.

a-)Kullanlacak perin apn tayin edinizb-)Minimum perin-kenar mesafesine gre lamann b boyutunu hesaplaynzc-)ekme ubuunun EY (H) halinde tayabilecei kuvvete gre lzumlu perin saysnbulunuz ve yerletiriniz.

Cevap:

a-) d1= min-0,2 = - 0,2 =1,53 cm 16 cm buradan 17 perin seilebilir.

b-) blz= 2e ; e =1,5*d1= 1,5 * 17 = 25,530 ; b = 2*30 =60

c-)Kesitin tayabilecei maximum kuvvet iin ;

An= 2(A1- A1) = 2*(6*0,6-1,7*0,6) = 5,16 cm2

max P = An* em=5,16*14 =72,24 Kn bulunur.Pem= P = d1*tmin* em=1,7*1,0*28 =47,6 Kn

Çelik yapılar - kırklareli.pdf

Documents