Kayma Birleşimi Tasarımı

Kayma Birleşimi, Mafsallı Birleşim veya Moment Aktarmayan Birleşim tasarımı Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esasları (ÇYTHYEDY) (GKT ve YDKT) ve AISC 360-16 (ASD ve LRFD) yönetmeliklerine göre otomatik yapılır. Bulon, kaynak ve levha kontrolleri çelik birleşim tipine uygun şekilde geometri kontrolleri ve dayanım kontrolleri otomatik yapılır.

Kayma birleşimleri türleri aşağıda listelenmiştir.

Kayma birleşimlerinin ve birleşim elemanlarının tasarımında kullanılan göçme mekanizmaları ve dayanım kabulleri ÇYTHYEDY 2018 ve AISC 360-16 yönetmeliklerine göre aşağıdaki gibi bulunur.

Kayma Etkisinde Tasarım Kabulleri

• Kesme kuvvetinin tamamının enkesitin gövdesi tarafından taşındığı kabul edilir.

• Kesme kuvveti ile eğilme momenti arasında bir etkileşim söz konusu değildir.

• Kayma dayanımı şu formül kullanılarak belirlenir:

Open

Kayma Dayanımı

• Rijitleştirilmiş ve rijitleştirilmemiş tek ve çift simetri eksenli enkesitlerde gövde düzleminde karakteristik kayma dayanımı şu şekilde hesaplanır:

Open

• I enkesitli elemanlar için narinlik oranına göre katsayılar şu şekilde belirlenir:

Open

Open

• İzin verilen kayma dayanımı ise şu şekilde hesaplanır:

Open

Open

Ezilme Etkili Birleşimler

• Ezilme etkili birleşimlerde dayanım 2 adet sınır durum kontrol edilerek aralarından en küçüğüne göre belirlenir.

- Bulonda kesme kırılması

- Levhada ezilme sınır durumu

i) Levhada kesme sınır durumu

ii) Levhada ovalleşme

Open

Bulonların Karakteristik Çekme ve Kayma Gerilmesi Dayanımları

• Bulonların karakteristik çekme gerilmesi dayanımı Fnt, Tablo 2.2 de verilen bulon malzemesi karakteristik çekme dayanımı, Fub ye bağlı olarak hesaplanır.

Open

• Bulonların karakteristik kayma gerilmesi dayanımı, Fnv, iki farklı şekilde hesaplanır:

i) Bulonun diş açılmış gövde bölümü kayma düzlemi içinde ise aşağıdaki denklem ile

ii) Bulonun diş açılmış gövde bölümü kayma düzlemi dışında ise aşağıdaki denklem ile hesaplanır:

Open

Çekme ve Kesme Kuvvetinin Ortak Etkisindeki Bulonun Karakteristik Çekme Kuvveti Dayanımı

• Öngermeli yüksek dayanımlı bulonların, basit sıkılan bulonların ve diş açılan enkesitlerin karakteristik çekme kuvveti veya kesme kuvveti dayanımı, çekme etkisinde kopma veya kayma etkisinde kırılma sınır durumlarına göre hesaplanır.

Open

Ezilme Etkili Birleşimler için Hesap

Open

Open

Levhada (bulon deliklerinde) Ezilme Sınır Durumu

• Bulon gövdesi ile levha kenarı arasında basınç gerilmeleri oluşması nedeni ile bulon gövdesi ve/veya levhada ezilme yani plastik şekil değiştirmeler meydana gelir.

• Bulon gövdesi ile delik kenarı arasındaki ezilme gerilme değerlerini hesaplamak için basınç etkisindeki bu yüzeyde gerilmelerin düzgün dağıldığı varsayımı ile dikdörtgen düzlem alanı kabulü ile hesap yapılır.

Bulon deliğinin ovalleşmesi

Open

Levhada kesme kırılması

Open

Open

• Bir bulon deliğinin karakteristik ezilme kuvveti dayanımı Rn, kayma etkisinde ezilme sınır durumu esas alınarak şu şekilde hesaplanır:

- Yükün doğrultusundan bağımsız olarak, standart dairesel, büyük dairesel ve kısa oval delikler veya oval boyuna ekseni yük doğrultusuna paralel olan uzun oval deliklerden oluşturulan birleşimler için

Open

-Oval boyuna ekseni yük doğrultusuna dik uzun oval deliklerden oluşturulan birleşimler için

Open

-Güvenlik katsayıları ise kullanılan yönteme göre şu şekildedir:

Open

Kayma Etkisinde Dayanım

• Kayma etkisindeki enkesitin ve birleşim elemanlarının karakteristik kesme kuvveti dayanımı, Rn kayma etkisinde akma ve kırılma sınır durumları için şu şekilde hesaplanır:

Akma Sınır Durumu

Open

Kırılma Sınır Durumu

Open

Blok Kırılma Sınır Durumu

• Karakteristik blok kırılma dayanımı, Rn, kesme yüzeyi veya yüzeyleri boyunca akma ve kırılma sınır durumları ile çekme yüzeyi boyunca kopma sınır durumları esas alınarak hesaplanır.

Open

Open

Çekme Etkisinde Dayanım

• Çekme etkisindeki enkesitin ve birleşim elemanlarının karakteristik çekme kuvveti dayanımı, Rn kayma etkisinde akma ve kırılma sınır durumları için şu şekilde hesaplanır:

Akma Sınır Durumu

Open

Kırılma Sınır Durumu

Open

Simgeler

A_b : Diş açılmamış bulon gövdesi karakteristik enkesit alanı
A_g : Kayıpsız enkesit alanı
A_n : Net enkesit alanı
A_e : ÇYTHE 2018 7.1.3’te tanımlanan etkin net enkesit alanı
A_gv : Kayma gerilmesi etkisindeki kayıpsız alan
A_nv : Kayma gerilmesi etkisindeki net alan
A_nt : Çekme gerilmesi etkisindeki net alan
A_w : Enkesit gövde alanı
C_v : Kesme burkulması için azaltma katsayısı
d : Bulonun karakteristik gövde çapı (Bulonun diş açılmamış gövdesinin çapı)
d_h : Bulon deliği çapı
F_nt : Tablo 13.7 de verilen karakteristik çekme gerilmesi dayanımı
F’_nt : Kesme kuvveti etkisi dikkate alınarak elde edilen azaltılmış karakteristik çekme gerilmesi
F_nv : Tablo 13.7 de verilen karakteristik kayma gerilmesi dayanımı
f_rv : YDKT veya GKT yük birleşimleri altında bulonun karakteristik gövde alanındaki en büyük kayma gerilmesi
F_y : Yapısal çelik karakteristik akma dayanımı
F_u : Yapısal çelik karakteristik çekme dayanımı
F_yb : Bulon karakteristik akma dayanımı
F_ub : Bulon karakteristik çekme dayanımı
n_sp : Kayma düzlemi sayısı
s : Bulon delikleri merkezleri arasındaki uzaklık
L_e : Bulon deliği merkezinin birleştirilen eleman kenarına uzaklığı
t : Levha kalınlığı
R_nt : Karakteristik çekme kuvveti dayanımı
R_nv : Karakteristik kesme kuvveti dayanımı
U_bs : Çekme gerilmeleri yayılışını göz önüne alan bir katsayı