kafes-sistemler bilgi

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. DR. MUSTAFA KUTANİS SAÜ İNŞ.MÜH. BÖLÜMÜ

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 DR. MUSTAFA KUTANİS SAÜ İNŞ.MÜH. BÖLÜMÜ

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. DR. MUSTAFA KUTANİS SAÜ İNŞ.MÜH. BÖLÜMÜ

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. DR. MUSTAFA KUTANİS SAÜ İNŞ.MÜH. BÖLÜMÜ

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. DR. MUSTAFA KUTANİS SAÜ İNŞ.MÜH. BÖLÜMÜ

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

kafes-sistemler bilgi

Recommend Documents