Çekme Elemanlarının Tasarımı

Owned by Zeynep Aladağ
Last updated: Jul 06, 2022
7 min read

Eksenel çekme kuvvetini taşıyan kafes kiriş elemanları, çapraz ve kolon gibi yapısal elemanlara çekme elemanı denir.

  • Eksenel çekme kuvveti etkisindeki elemanlar, hesap açısından basit elemanlar olup, üniform eksenel kuvvet etkisinde olduklarından dolayı çekme deneylerinde elde edilen gerilme - şekil değiştirme eğrisine uygun davranış sergilerler.

  • Yapısal çelik malzeme davranışına uygun olarak doğrusal ve elastik kabulü ile dayanımları belirlenen çekme elemanları; üretim şekilleri nedeniyle kaçınılmaz olan artık gerilme ve başlangıç eğriliği etkileri göz önüne alınarak tasarlanmalıdır.

Eksenel Çekme Kuvveti Etkisindeki Elemanlarda Dayanım

  • Eksenel çekme etkisindeki elemanların bulonlu birleşimler ile birlikte kullanılması halinde, bulon deliklerinin yer aldığı bölgelerde akma gerilmesine daha önce ulaşılacaktır. Bu durum ise yük – yer değiştirme eğrisi kullanılarak, doğrusal elastik kabulü ile yapılan dayanım hesaplarını etkileyecektir.

  • Çekme elemanlarında bulonlu birleşim kullanılması durumunda doğrusal olmayan yük – yer değiştirme davranışının kullanılması gerekir.

  • Çekme elemanlarının bulonlu ve kaynaklı birleşimlerinde, yükün üniform dağılmaması neticesinde, yük transferinde çalışan enkesit alanı, tüm enkesit alanına eşit değildir.

  • Özellikle makaslarda (kafes kiriş) ve çaprazlarda kullanılan L ve U kesitlerin, tamamının bulon veya kaynak ile bağlanmaması nedeniyle yük transferinde etkili alan olarak adlandırılan belirli bir bölge çalışır. ‘Shear Lag ‘ etkisi olarak isimlendirilen bu fenomen nedeniyle çekme elemanlarının tasarımında etkili net alan kullanılır.

Çekme elemanlarında dayanım hesabında 3 farklı alan kullanılır:

  • Kayıpsız Alan ( Ag)

  • Net Alan (An)

  • Etkili Net Alan (Ae)

Çekme Etkisi için Sınır Durumlar

Çekme kuvveti etkisindeki elemanlarda 3 farklı göçme koşulu vardır:

  • Akma Sınır Durumu

  • Kırılma Sınır Durumu

  • Blok Kırılma Sınır Durumu

Eksenel Çekme Kuvveti Etkisindeki Elemanların Farklı Yönetmelikler ile Tasarımı

Çelik Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları Yönetmeliği – GKT ve YDKT

  • Çekme elemanı narinliği kontrol edilmelidir. Yönetmeliğin 7.1.1 maddesi gereği narinlik oranı 300’ den küçük olmalıdır.

  • Akma Sınır Durumu

Tasarım çekme kuvveti dayanımı, ɸtTn, (YDKT) veya elemanın güvenli çekme kuvveti dayanımı, Tn/Ωt, (GKT),

ɸt = 0.90 (YDKT) veya Ωt = 1.67 (GKT)

  • Kırılma Sınır Durumu

Tasarım çekme kuvveti dayanımı, ɸtTn, (YDKT) veya güvenli çekme kuvveti dayanımı, Tn/Ωt, (GKT),

ɸt = 0.75 (YDKT) veya Ωt = 2.00 (GKT)

  • Etkili net alan hesabı için U değerleri Tablo7.1’den alınmaktadır.

  • Blok kırılma sınır durumu birleşimler için ek kontroldür.

13.4.3 - Blok Kırılma Dayanımı

Karakteristik blok kırılma dayanımı Rn, kesme yüzeyi veya yüzeyleri boyunca akma ve kırılma sınır durumları ile dik çekme yüzeyi boyunca kopma sınır durumları esas alınarak, Denk.(13.19) ile hesaplanacaktır.

Tasarım blok kırılma dayanımı, ɸRn (YDKT) veya güvenli blok kırılma dayanımı, Rn/Ω (GKT)

ɸ = 0.75 (YDKT) veya Ω = 2.00 (GKT)

AISC 360-10 ASD ve LRFD

  • Çekme elemanı narinliği kontrol edilebilir. Yönetmeliğin D1 maddesi gereği narinlik oranı 300’ den küçük olmalı. ( Zorunluluk değil, öneri niteliğindedir.)

  • Akma Sınır Durumu

(a) For tensile yielding in the gross section:

ɸt = 0.90 (LRFD) Ωt = 1.67 (ASD)

  • Kırılma Sınır Durumu

(b) For tensile rupture in the net section: