Bölüm 6 Birleşimlere giriş Perçinler Bulonlar

Birleşimler Birleşim yapma gereği: -Elemanların boyunu uzatmak -Elemanların enkesitini artırmak -Düğüm noktaları oluşturmak -Mesnetleri oluşturmak Birleşim çeşitleri: -Çözülebilen birleşimler (bulon) -Çözülemeyen birleşimler (perçin, kaynak)

Birleşim Araçları Perçin Yuvarlak başlı perçin Gömme başlı perçin Bulonlar (Civata) Olağan bulonlar Kaba (Siyah) Bulonlar Uygun (parlak) Bulonlar Yüksek mukavemetli ve öngermeli bulonlar Kaynak

Bulonlu Birleşimler D Bulon, silindirik gövdeli, altı köşeli başlıklı, ucunda spiral diş açılmış bulunan bir birleşim aracıdır. Bulonlu birleşimde, bulonlar önceden açılmış deliklere yerleştirildikten sonra diş açılmış uca, altına pul koyduktan sonra somun takılır.

Bulonların kullanılma alanları Geçici birleşimlerde ve yapılarda Şantiye birleşim ve eklerinde Dinamik karekterli yüklerin aktarılmasında (öngermeli bulonlar) Farklı malzemelerin birbirlerine bağlanmasında (örneğin alüminyum ve çeliğin bağlanmasında) Birleşimin yapıdaki yeri, şekil yada parçaların ebatları diğer birleşim araçlarının kullanılmasına uygun değilse Eksenleri doğrultusunda büyük çekme kuvveti alan perçinlerin yerine Mafsallarda pim olarak

Bulon Türleri Normal Bulonlar SL ve SLP birleşimleri Normal (olağan) bulonlar Kaba (siyah) bulonlar Uygun (parlak) bulonlar Yüksek mukavemetli bulonlar (Genellikle bu tür bulonlar öngermeli olarak kullanılırlar) SL ve SLP birleşimleri GV ve GVP birleşimleri Normal Bulonlar Normal Bulon Malzemesinin Özellikleri St37 4.6 çeliği sB=40 kg/cm2 sa=24 kg/cm2 St52 5.6 çeliği sB=50 kg/cm2 sa=30 kg/cm2 Kaba Bulonlar d = D-1 mm (d:bulon çapı, D:delik çapı) Diş açılmamış kısmın dışında kalan gövde kısmı işlenmemiş. Kolon ekleri, dolu gövdeli kiriş ekleri, moment aktaran birleşimler ve çok katlı yapılarda kullanılmalarına yönetmeliklerce izin verilmez.

Bulon Çapları ve Projede Gösterilişleri Uygun Bulonlar d = D (d:bulon çapı, D:delik çapı) Yüksek yapıda 20-300 mm’ lik çapta 0.3 mm tolerans. Gövde kısmı tornalanarak düzgün işlenmiş. Bulon Çapları ve Projede Gösterilişleri

Perçinli ve Bulonlu Birleşimlerde Kullanılabilecek Maksimum Çaplar Hadde profiller için profil tabloları, Levhalar ve profillerde gövde delikleri için: Perçin ve Normal Bulonların Yük Aktarma Biçimi Gövde eksenine dik (makaslama, ezilme) Gövde eksenine paralel (çekme) Gövde eksenine dik normal kuvvet etkisi- MAKASLAMA Makaslamaya çalışan gövde en kesitleri

Gövde eksenine dik normal kuvvet etkisi- Makaslama-ETKİ SAYISI Etki sayısında, parça sayısı kadar, kuvvet yönlerine de dikkat edilmeli.

Gövde eksenine dik normal kuvvet etkisi- Gövde ekseninde EZİLME

Gövde eksenine dik normal kuvvet etkisi- Gövde ekseninde EZİLME Üniform olmayan yayılış yerine ortalama gerilmeler göz önüne alınır. Silindirik olan basınç yüzeyi, (d x t)düzlem alana çevrilir. Gerçek gerilme yayılışı Basitleştirilmiş gerilme yayılışı

Gövde eksenine paralel (çekme) normal kuvvet etkisi Hesap Bağıntıları Makaslamaya Göre Ezilmeye göre n: Birleşimdeki bulon sayısı Gövde eksenine paralel (çekme) normal kuvvet etkisi

Birleşim araçlarına S kuvvetinin dağılışı Aynı sıradaki birleşim aracı adedi Birleşim aracı payına düşen kuvvet yüzdesi Üniformluktan Sapma Oranı % N1 N2 N3 N4 N5 N6 3 35.1 29.8 5 4 27.9 22.1 12 23.8 18.1 16.2 19 6 21 15.7 13.3 26 Aynı sıra üzerinde en fazla 5 adet birleşim aracı En az 2 adet birleşim aracı

Emniyet Gerilmeleri St52 çeliğinde kaba bulon kullanılmaz, zorunluluk olursa St37 çeliğindeki emniyet gerilmeleri kullanılır. Ankraj bulonları sadece temellerde kullanılır ve çekmeye çalıştırılır.

Birleşim aracı aralıkları ve kenara uzaklıklar e=birleşim araçları arasındaki uzaklık e1=kuvvet doğrultusuna dik kenara olan uzaklık e2=kuvvet dogrultusuna paralel kenara olan uzaklık d= birleşim aracı çapı Uzaklik Binalar Kopruler Min Max max e percinde 3d 8d,15t (12d,25t) 6d,12t bulonda 3.5d e1 2d 3d, 6t e2 1.5d Tabloda maximumlar icin iki değer verilmiştir. Bu iki değerden küçük olanı en büyük değer olarak alınmalıdır. Tablodaki t lerin hepsi tmin olarak alınmalıdır. Çekme Çubuklarında parantez içindeki değer alınacaktır.

Problem türleri Gerilme kontrolü türü problemler : Tertip belli (f ve n), S belli; d çapı kontrol edilir. Levhada ve profilde ayrı ayrı yapılır. 1.Yol : Gerilmeler irdelenir. 2.Yol : Aktarılan ve aktarılacak kuvvet kıyaslanır. Aralıkların uygunluk kontrolü.

Problem türleri Boyutlandırma türü problemler ; Uygun çap seçimi. Nem belirlenir. Bulon/ Perçin sayısı belirlenir. Eğer (n) beş adetten fazla çıkıyor ise çift sıra bağlantı yapılabilir. Uygun aralıkların belirlenmesi. Çizim.

Örnek 1 Şekilde görülen birleşimde M16 uygun bulonu kullanılmıştır. Birleşimin teşkili için gerekli tüm kontrolleri yapınız. Verilenler: Malzeme: St 37 Yükleme Durumu: H Yüklemesi

Çözüm max delik çapı kontrolü Bulon çapı bu birleşim için uygundur. Gerilme Kontrolü Uygun Bulonda; St37, H yüklemesi için Kabul edilen Emniyet Gerilmeleri 𝜏 𝑠𝑒𝑚 =1.4 𝑡 𝑐𝑚 2 𝜎 𝑙𝑒𝑚 =2.8 t/ 𝑐𝑚 2 𝜎 𝑧𝑒𝑚 =1.12 t/ 𝑐𝑚 2

Çözüm Bir Bulona gelen Kuvvet Bulon sayısı n=4 1-Makaslama gerilmesi irdelemesi 2-Ezilme gerilmesi irdelenmesi

Çözüm Bulon Aralıklarının İrdelenmesi

Örnek 2 Şekilde görülen birleşimdeki, M 12 Kaba Bulonu M 12 Uygun Bulonu tarafından aktarılacak max S kuvvetini bulunuz. Malzeme: St 37 YD : HZ yüklemesi

Çözüm max delik çapı kontrolü Kaba Bulonda: St 37, HZ yüklemesi için Kabul edilen Emniyet Gerilmeleri Bir bulonun makaslama ile aktarabileceği kuvvet;

Çözüm b) Bir bulonun ezilme ile aktarabileceği kuvvet; *Bir bulonun emniyet ile aktarabileceği kuvvet; **Birleşimde bulonlar tarafından aktarılabilecek max kuvvet;

Çözüm Uygun bulonda; St 37 , HZ yüklemesi için Kabul edilen Emniyet Gerilmeleri a) Bir bulonun makaslamayla aktarabileceği kuvvet b) Bir bulonun ezilmeyle aktarabileceği kuvvet

Çözüm *Bir bulonun emniyet ile aktarabileceği kuvvet **Birleşimde bulonlar tarafından aktarılabilecek max kuvvet maxS=n x Nem= 4 x 4.16 =16.64 t

Örnek 3 Şekilde görülen birleşimi; Kaba bulonlu Uygun bulonlu ; olarak hesap ve teşkil ediniz. Malzeme : St 37;Y.D.:H yüklemesi

Çözüm Bulon çapı hesabı Profil tablosundan ∟ 90.90.9 da maxd= Ф21 Levha için 21 mm delik çapı birleştirilen her iki eleman için uygundur. birleşim için M20 bulonu seçilmiştir Kaba bulonda

Çözüm Bir bulonun emniyetle aktarabileceği kuvvet; Birleşimde kullanılabilecek bulon sayısı;

Çözüm Bulon aralıkları hesabı Profil tablosundan W1=50 mm

Çözüm Uygun bulonda Bir bulonun emniyetle aktarabileceği kuvvet; Birleşimde kullanılabilecek bulon sayısı;

Çözüm Bulon aralıkları Profil tablosundan W1=50 mm

Çözüm

Örnek 4 Şekilde görülen çubuğun levhaya bağlantısını kaba bulonlu olarak hesap ve teşkil ediniz. Malzeme : St 37 Yükleme Durumu : H Yüklemesi

Çözüm Bulon çapı Seçilen M24 Kaba bulon Kaba bulonda Bir bulonun emniyetle taşıyabileceği kuvvet

Çözüm Birleşimde kullanılabilecek bulon sayısı Bulon Aralıkları

Çözüm

Çözüm

Yüksek Mukavemetli Bulonlar Yüksek mukavemetli bulonlar, değisik kayma emniyet gerilmeleriyle, olağan bulonlar gibi de kullanılabilirler. Ancak bunlardan tam olarak yararlanılabilmesi öngerme vermek mümkündür. Ön-germeli Bulonların Biçimdeki Ufak Değisiklikler: Baslık iç yüzü ile somun iç yüzü taslanmıs olmalıdır. Gövdede dis açılmıs kısım birlesim içinde kalabilir. Hem somun ve hem de baslık altına yüksek kalite çelikten yapılmıs pul (rondela) konur.

Ön-Germeli Bulonlar Çalışma Şekli

Ön-Germeli Bulonlar

Ön-Germeli Bulonlar N0 Ön-germe Kuvveti: Ön-germe kuvveti değişik şekiller de verilebilir. Göstergeli tork anahtarı yardımıyla M0 Burulma Momenti verilebilir. Darbe anahtarı yardımıyla N0 Ön-germe Kuvveti doğrudan doğruya verilebilir. İlk sıkmadan sonra ilave sıkıştırma döndürmesi yapılarak ön-germe kuvveti verilebilir.

Ön-Germeli Bulonlar

Ön-Germeli Bulonlar

Ön-Germeli Bulonlar Birleştirilen Parçalarda Kontrol Yapılırken: Her bulon birleştirdiği parçalardan birbirine kuvvet nakleder. Nakledilen kuvvetin %40‘ nın öngermeli bulon bünyesinde oluşan sürtünme kuvveti ile nakledilmeden önce karşılandığı kabul edilerek çekme elemanına aktarılan kuvvette azaltma yapılır

Ön-Germeli Bulonlar Öngerme Verilmede: 0,60N0 birer sıra atlayarak, diğer sıralara, geri kalan 0,40N0 da benzer biçimde yapılır. Eksenleri Doğrultusunda N Çekme Kuvveti Tasıyan Öngermeli Bulonlar: En çok etkilenen bulonlarda

Ön-Germeli Bulonlar Binalarda bundan baska, bir birlesimde çekme kuvveti alan bulonlar için olmalıdır. Bu durumda makaslamadaki P1em,1 kuvvet değerleri de (N - N0) / N0 oranında azaltılmalıdır.

Örnek Sekilde elemanları sematik olarak verilen birlesimi Öngermeli Yüksek Mukavemetli Bulonlu olarak çözünüz. Not : Kuvvet YD1’ de verilmistir. Malzeme Ç. 37 çeliğidir

Çözüm

Çözüm