buradan - Çelik Proje

Transkript

TC.
SAKARYA ÜNİVERSİTESİ, MF İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Department of Civil Engineering
YAPI STATİĞİ 1
KAFES SİSTEMLER 1
04.03.2008
DR. MUSTAFA KUTANİS
SLIDE 1
04.03.2008
KAFES KÖPRÜLER
DR. MUSTAFA KUTANİS SAÜ İNŞ.MÜH. BÖLÜMÜ
SLIDE 2
04.03.2008
SLIDE 3
SLIDE 4
04.03.2008
04.03.2008
SLIDE 5
SLIDE 6
04.03.2008
04.03.2008
SLIDE 7
04.03.2008
TANIM
• Taşıyıcı sistemlerde açıklıklar büyüdükçe, sistem elemanlarına
verilen kesitlerde büyümektedir. Dolu gövdeli sistemler belirli
bir açıklığı geçince sadece kendi ağırlıklarından meydana gelen
yükleri ancak taşıyabilirler hatta kendi ağırlıklarını dahi
taşıyamazlar. Bu durumda kirişin zati ağırlığını azaltmak için
çubuğun rijitliğini ve mukavemetini fazla etkilemeyen orta
kısımlar boşaltılarak dolu gövdeli I kirişleri elde edilir.
• Daha büyük açıklıklarda kirişin boyuna doğrultularında da
boşluklar oluşturularak petek kirişler ve bu boşluklar daha da
genişletilerek kafes kirişler elde edilir.
• Yukarıdaki açıklamalardan da anlaşılacağı üzere kafes kirişler
doğru eksenli çubuk sistemlerin uçlarında momente karşı
mukavemeti olmayan mafsallarla birleşiminden meydana gelen
taşıyıcı sistemler olup dolu gövdeli kirişlere kıyasla daha hafif ve
daha ekonomiktir. Bu nedenle, büyük açıklıklı yapılarda (çatı
sistemleri, köprüler vs..) kafes sistemlerden yararlanılır.
• Kafes sistemler çoğunlukla çelik ve ahşap malzemeden inşaa
edilirler.
SLIDE 8
h
04.03.2008
SLIDE 9
04.03.2008
• I profilin gövdesi boyunca zig-zaglı olarak kesilmesiyle elde
edilen iki parçanın kaydırılıp uç bölgelerinden istenildiğinde ek
parça kullanılarak kaynakla yeniden birleştirilmesi sonucu
oluşturulan Petek Kesitler daha çok düzgün yayılı yüklerin
taşınmasında kiriş olarak kullanılmaktadır. İki profilden elde
edilen dört parçanın birleştirilmesi sonucu ortaya çıkan her iki
yöndeki eylemsizlik momentleri eşit kesitlerin de kolon olarak
geniş kullanım alanı bulunmaktadır.
SLIDE 10
04.03.2008
• Sistemlerde çubuklar, üçgen gözler oluşacak şekilde
teşkil edilirler, zira dört düğüm noktası mafsallı olan
bir dörtgen veya daha fazla kenarlı sistemler taşıyıcı
stabil bir sistem değildir. Halbuki üç düğümü mafsallı
bir üçgen sistem stabil bir sistemdir.
SLIDE 11
SLIDE 12
04.03.2008
P
04.03.2008
SLIDE 13
SLIDE 14
04.03.2008
04.03.2008
04.03.2008
SLIDE 15
• Kafes sistemler köprülerde özellikle demiryolu
köprülerinde yaygın olarak kullanılır, büyük açıklıklı
diğer yapı sistemlerinde de kullanıldığı gibi çatılarda
sürekli olarak kullanılmaktadır. Ayrıca enerji nakil
hattı direklerinde, mikro dalga antenlerinde v.s. de de
kullanılmaktadır.
• Doğru eksenli çubukların birbirine mafsallı olarak
birleşmesinden oluşan taşıyıcı sistemlere “kafes
kirişler” adı verilir.
• Kafes sistemlerde çubukların mafsallı olarak
birbirlerine birleştikleri noktalara düğüm noktaları
denir.
SLIDE 16
04.03.2008
SLIDE 17
Member
04.03.2008
Joint-Welded
(Gusset Plate)
SLIDE 18
Eleman
(Metal Çubuk)
04.03.2008
Düğüm Noktası
(Bulon)
SLIDE 19
SLIDE 20
04.03.2008
04.03.2008
• Bu sistemlerde yüklerin yalnız
düğüm noktalarına
etkimelerini sağlayacak
önlemler alındığından (dolaylı
yükleme) Çubuklarda yalnız
normal kuvvetler oluşur.
Bunlara çubuk kuvvetleri
denir.
SLIDE 21
SLIDE 22
04.03.2008
04.03.2008
Çekme daha çok
SLIDE 23
04.03.2008
Daha çok basınç
SLIDE 24
The purlin transmits the roof load to the
trusses at the joints
Ridge
- Aşık
a
Mak
04.03.2008
Roof Truss
ı-b
s
a
r
sa
ay
Roller
Kayıcı
mesnet
Kafes çatı
Açıklık- Span
SLIDE 25
Roller
04.03.2008
Bridge Truss
Load on the deck is first transmitted to the
Stringers, then to the floor beams, and finally to the
joints A, B, C, and D of the two supporting trusses
SLIDE 26
04.03.2008
• Her ne kadar yukarıda kafes kiriş çubuklarının birbirine
moment aktarmayan mafsallarda bağlı olduğu söylenmişse
de bu ideal bir kafes sistem içindir. Gerçekte hemen hemen
hiçbir düğüm sürtünmesiz mafsal değil rijit bir düğüm
noktasıdır. Çelik kafes kirişlerde çubuklar düğüm
noktalarında perçin veya kaynakla birleşir (Şekil) ve
bunlarda rijit düğüm noktalarıdır Bu yüzden çubuklar
moment tesirlerine de maruz kalırlar. Bu momentlerden
meydana gelen gerilmelere sekonder gerilmeler denir.
Ancak hesaplarda kolaylık bakımından çubukların
sürtünmesiz mafsal ile birbirlerine bağlı olduğu kabul edilir.
04.03.2008
SLIDE 27
• Bu kabul; eğer kafes sistemin çubukları arasındaki
açılar 60 derece ise diğer bir deyişle kafes sistemi
oluşturan paneller eşkenar üçgen ise ve çubuk
elemanının kesiti kare veya daireye yakın ise gerçeğe
çok yakındır. Fakat bu açıların 60 dereceden farklı
olması ve sistemde dar uzun kesitli çubukların
kullanılması durumunda hatalı sonuçlar meydana
gelmektedir. Fakat genelde bazı kafes kirişlerde bu
açılar konstrüksiyon gereği 20 dereceye kadar
yapılmaktadır. Ancak bu türlü kafes sistemler daha
ziyade hafif: yük taşıyan çatı. kafes kirişlerinde
kullanılmaktadır. Köprü kafes kirişlerinde ise dikim
çubukları arasındaki açı 30 derece den aşağı
olmamalıdır.
SLIDE 28
TASARIM -1
04.03.2008
Kafes kirişlerde ikinci derece gerilmelerin
meydana gelmemesi için:
1. Çubuk eksenleri ve dış kuvvetler aynı düzlem
içinde bulunmalıdır.
2. Çubukların eksenleri doğru olmalıdır ve
düğümdeki çubukların eksenleri bir noktada
birleşmelidir. Büyük taşıyıcı sistemlerde,
örneğin köprülerde, üst ve alt başlık
çubuklarının kesitlerinin kademeli olarak
değiştirilmesi durumunda bu şart her zaman
sağlanmayabilir. Bu durumda başlık çubukları
eksenlerinin ortalaması alınarak hesap
yapılabilir.
SLIDE 29
04.03.2008
TASARIM -2
3. Yükler ve mesnet tepkileri düğüm noktalarına
etkittirilmelidir. Kafes aşıklarda ve kafes kren
kirişlerinde olduğu gibi bazı özel durumlarda yükler
düğüm noktalarının arasında da tesir edebilir. Bu
durumda iki ucu mafsallı çubukta, meydana gelecek
eğilme momentleride boyutlandırmada dikkate
alınmalıdır. Yatay izdüşümünün boyu 6 m yi geçen
çubuklarda çubukların kendi ağırlıklarından meydana
gelen eğilme momentleri de gözönünde tutulmalıdır.
4. Çubukların aralarındaki açılar çok küçük olmamalıdır.
Dar açılar mümkünse 60, değilse 30-60 arasında
kalacak şekilde düzenleme yapılmalıdır.
Yukarıda belirtildiği gibi kafes kiriş düğüm noktaları
mafsallı kabul edildiğine ve kuvvetlerde düğüm
noktalarına etkidiğine göre kafes kiriş çubuklarında
kesme kuvveti ve eğilme momenti sıfır olacak sadece
eksenel normal kuvvet meydana gelecektir.
SLIDE 30
Kafes Sistemlerin Sınıflandırılması
04.03.2008
1- Düzlem kafes sistemler şekillerine göre
• Kafes kirişler (Basit Kafes kiriş,.Konsol Kafes kiriş,
Gerber Kafes kiriş ve Sürekli Kafes kiriş). (Şekil.a,b)
• Kafes kemer (Şekil.c)
• Kafes çerçeveler (Şekil.d)
şeklinde sınıflandırılır. Bunların yükseklikleri sabit veya değişken
olabilir.
SLIDE 31
04.03.2008
2- Dikim çubuklarının teşkil tarzına göre
• Howe kafes kiriş
• N kafes kiriş
• Warren kafes kiriş
• K kafes kiriş
• ......
• Birleşik kafes kirişler
• Karmaşık (kompleks) kafes kirişler
SLIDE 32
3- Köprü kafes kirişleri için tabliyenin (yolun) yerine
göre:
• Yolu alt başlıkta
• Yolu üst başlıkta
04.03.2008
şeklinde sınıflandırılabilir.
SLIDE 33
ÇATI -1 (roof truss)
Scissor
Cambered Fink
Warren
04.03.2008
Howe
Pratt
sawtooth
SLIDE 34
ÇATI -2
bowstring
Fan
Stadyum
04.03.2008
Fink
SLIDE 35
EKONOMİK ANALİZ
Bay –Makas Mesafesi (m)
Span – Açıklık (m)
4.6 m
18 m
6m
30 m
Scissors
Kısa açıklıklarda
Howe and Pratt
18m-30m
Fink
Daha geniş açıklıklarda
Warren
Düz veya düze yakın çatı
Bowstring
Uçak hangarları vs..
Pratt, Howe, ve Warren
60 m
04.03.2008
Parker
Dikmeli Warren
90m
SLIDE 36
KÖPRÜ (bridge truss) KİRİŞLERİ
Pratt
Baltimore
Howe
Subdivided Warren
warren with verticals
04.03.2008
K-truss
parker
SLIDE 37
04.03.2008
birleşik ve kompleks
SLIDE 38
04.03.2008
Birleşik
SLIDE 39
Warren truss
04.03.2008
•
For an informative look at different types of bridge and roof trusses,
see
– http://pghbridges.com/basics.htm
– http://www.trussed-rafters.co.uk/ttypes.htm
http://www.aku.ac.ir/faculty1/aliniamm/Structural%20Slides/trusses/p/IMG0009.jpg
SLIDE 40
Pratt truss
04.03.2008
http://www.bcsj.org/rr/bcsj/trackplan/bcsj_ver_17/MillCity/
pix/pinpratt_01_m.jpg
http://www.aku.ac.ir/faculty1/aliniamm/Structural%20Slide
s/trusses/p/IMG0005.jpg
SLIDE 41
04.03.2008
Other trusses
http://www.kamloopsjunction.com/howe_tsa.jpg
http://icampus1.mit.edu/2.973/images/Baltimore_bridge.jpg
SLIDE 42
04.03.2008
SLIDE 43
Kafes Kiriş_ Çubuklarının İsimleri ve Gösterilişleri
Kafes kirişlerde üsteki yatay veya eğik çubuklara üst başlık çubuğu denir, O harfi ve alt
indisi ile gösterilir.(O1, O2, O3 ...Oi. gibi).
04.03.2008
Alttaki eğik veya yatay çubuklara alt başlık çubuğu denir ve U harfi ile gösterilir.
Üst ve alt başlık çubuklarını birleştiren aradaki çubuklara dikim çubukları denir.
Bunların düşey olanlarına dikme denir ve V ile gösterilir. Eğik olanlarına diyagonal denir
ve D ile gösterilir
Düğüm noktalarıda genel olarak sayılarla belirlenir. Çubuklarda meydana gelen eksenel
kuvvetlerde NOi, NVi, NDi şeklinde veya Nij şeklinde gösterilir. Burada Nij i ile j
düğümü arasındaki çubuk kuvvetidir.
SLIDE 44
TC.
SAKARYA ÜNİVERSİTESİ, MF İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Department of Civil Engineering
STABİLİTE-KARARLILIK
İZOSTATİKLİK KOŞULU
η=m+r-2j
η=0 : izostatik
η<=0 statikçe kararsız
η>=0: hiperstatik (statikçe belirsiz)
Geometrik olarak kararsızlık
04.03.2008
DR. MUSTAFA KUTANİS
SLIDE 45
STATİKÇE KARARSIZ
04.03.2008
η = m+r-2j
η = 8+3-2*6
η = -1
SLIDE 46
Geometrik olarak kararsızlık
04.03.2008
η = m+r-2j
η = 30+3-2*16
η = +1
SLIDE 47
SLIDE 48
04.03.2008
04.03.2008
Kararlı hale getirmek
SLIDE 49
SORU
(a)
(c)
(b)
04.03.2008
(d)
SLIDE 50
04.03.2008
Çözümler
SLIDE 51
04.03.2008
Çözümler
SLIDE 52
Quiz
İzostatik
hiperstatik-içten
hiperstatik-dıştan
kararlı
kararsız statikçe
04.03.2008
kararsızgeometrik
SLIDE 53
SLIDE 54
04.03.2008
04.03.2008
SLIDE 55
SLIDE 56
04.03.2008
04.03.2008
SLIDE 57

buradan - Çelik Proje

Transkript

Benzer belgeler

0 226-227-OCA-SUB-2015_161-AG

Issue Content - Türkiye Klinikleri

Öz-De-Ha Jeotermal Enerji Müh. Taah. İnş. İml. San. Tic. Ltd. Şti.