Ders 5'te çeliğin deprem anında pekleşerek ulaştığı o korkunç 1506 kNm'lik kapasiteyi hesaplamıştık. Şimdi o devasa gücü taşıyacak IPE 600 kirişini, HEB 500 kolona bağlayacağız. Statik hesapta bulduğunuz normal momentle birleşim tasarlarsanız, deprem anında o birleşim kağıt gibi yırtılır. TBDY-2018 bu yüzden birleşimlerin tasarımında çok sert kurallar koyar.
1. TBDY-2018: Birleşimlerin Anayasası
"Deprem yükleri etkisindeki elemanların birleşim ve eklerinde (8.8) veya (10.9) kalitesinde yüksek dayanımlı bulonlar tam önçekme verilerek kullanılacaktır."
"Birleşimin kolon yüzündeki gerekli eğilme momenti dayanımı (Muc), düğüm noktasına birleşen kirişin olası plastik eğilme momenti (Mpr) ile kiriş ucundaki olası plastik mafsalın yeri (lh) dikkate alınarak, Denk.(9.11) ile hesaplanacaktır:
Muc = Mpr + Vuc × lh"
Şekil 1: Kirişten kolona çekme ve basınç kuvvetlerinin aktarımı (Moment Çifti).
TBDY-2018 Tablo 9B.1'de tanımlanan "8 bulonlu rijitlik levhalı" tam dayanımlı birleşim modelini kullanarak gerçek bir hesap yapıyoruz.
- Kiriş: IPE 600 (db = 600 mm)
- Kolon: HEB 500 (dc = 500 mm)
- Bulon Sınıfı: M30 Kalite 10.9 (Fnt = 750 MPa)
- Kiriş Deprem Momenti: Mpr = 1506.65 kNm
ADIM 1: Momentin Kolon Yüzüne Taşınması (Muc)
Plastik mafsal tam kolon yüzeyinde değil, kirişin biraz ilerisinde (lh) oluşur. Yönetmeliğe göre (Tablo 9B.1), 8 bulonlu sistemde mafsal uzaklığı lh şuna eşittir:
Mafsal Kesme Kuvveti (Varsayım): Vuc = 200 kN
Muc = Mpr + (Vuc × lh)
Muc = 1506.65 + (200 kN × 0.3 m)
Muc = 1566.65 kNm (İşte civataları koparmaya çalışan gerçek moment!)
ADIM 2: Çekme Etkisindeki Bulonların Kontrolü
Bu moment, kirişin üst başlığını kolondan koparmaya çalışır. Kuvveti bulmak için momenti, manivela koluna böleriz:
Ff = 1566.65 kNm / (0.600 m - 0.019 m) = 2696 kN (Yaklaşık 270 Ton!)
Üst başlıkta çekmeye çalışan toplam 8 adet M30 (10.9) bulonumuz var (4'ü başlığın üstünde, 4'ü altında). ÇYTHYE'ye göre bir M30 bulonun tasarım çekme dayanımı φRnt ≈ 397 kN'dur.
3176 kN > 2696 kN (BULONLAR UYGUN! KOPMAZ)
ADIM 3: Alın Levhası Kalınlığı (Akma Çizgisi Teorisi)
270 Tonluk bu çekme kuvveti, alın levhasını bükmeye çalışır. "Akma Çizgisi Teorisi (Yield Line Theory)" ile levhanın kalınlığı (tp) hesaplanır.
Seçilen Levha: tp = 35 mm (UYGUN)
ADIM 4: Süreklilik Levhaları (Madde 9.3.4.3)
Kirişten gelen 270 Tonluk çekme kuvveti kolonun başlığına yapıştığında, kolonun başlığını dışarı doğru esnetir (veya gövdesini ezer). TBDY-2018 Madde 9.3.4.3 gereği, kolon gövdesinin iki tarafına, kiriş başlıkları hizasında Süreklilik Levhaları (Continuity Plates) kaynatılmak zorundadır!
2. Şantiyelerdeki Ölümcül Hatalar
TBDY-2018'e Uymayan Hatalı Birleşim
Bu Birleşim Neden Yanlış?
- Yetersiz Levha Kalınlığı: Statik hesaba göre kurtaran 15-20 mm levhalar, depremin Mpr momenti altında kağıt gibi bükülür.
- Normal Civata Kullanımı: Önçekme verilmemiş (torklanmamış) 8.8 civatalar deprem anında vuruntulu etki yaparak aniden kırılır.
- Süreklilik Levhası Yokluğu: Kolon gövdesine kiriş başlığı hizasından destek levhası (stiffener) atılmamışsa, kolon gövdesi anında ezilir veya başlığı kopar.
- Kaynak ve Bulonun Ortak Çalıştırılması: Yönetmelik (Ek 9A.2) kesin bir dille uyarır: Bir kuvveti paylaşacak şekilde kaynak ve bulon aynı düzlemde ortak çalıştırılamaz!
Bulon Çekme Kuvveti Hesaplayıcı
Seçtiğiniz kirişin deprem momentini girin, o momentin üst başlıkta yarattığı çekme tonajını anında görün.