Bu çalışmada ağır sanayi yapısı yatay ve düşey yükler altında mevcut olan yönetmelikler ile birlikte “ĐMO-02, Emniyet Gerilmesi Esasına Göre Hesap ve Proje Esasları” standartlarına göre boyutlandırılarak gerekli hesaplar yapılmıştır. Yapı bir yönde süneklik düzeyi normal çerçevelerden, diğer yönde sünekli düzeyi normal çapraz elemanlardan oluşmaktadır. Bu tür yapılar geniş yüzey alanlarına sahip oldukları için rüzgar yükleri de en az deprem yükleri kadar önemli olmaktadır. Bu sebeple gerekli rüzgar yükleri TS498 şartnamesinin öngördüğü şekilde ve yapının yüksekliğine bağlı olarak, rüzgarın esme yönü de gözönüne alınarak sisteme etkime noktalarından yüklenmiştir. Yapının deprem hesabı için mod birleştirme yöntemi kullanılmıştır. Mod birleştirme yöntemi ile bulunan taban kesme kuvveti, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik gereği eşdeğer deprem yükü ile bulunan taban kesme kuvveti ile kıyaslanarak gerekli katsayılarla büyütülmüştür. Yeniden arttırılmış katsayılar ile mod birleştirme yöntemine göre bir deprem hesabı yapılmıştır ve bu deprem kuvvetlerinin yapıya etkidiği varsayılmıştır.
Bu çalışmada yapıyı zorlayıcı unsurlar tasarımda önemli rol almaktadır. Rüzgar yükü, deprem yükü gibi genel zorlayıcı unsurların yanında, yapının birinci deprem bölgesinde oluşu, zeminin sağlam bir zemin olmayışı gibi etkenler ile birlikte bölgenin hava koşulları da dikkate alındığında bir çok elverişsiz etken bir araya gelmiştir. Örneğin TS498 gereği bu tür yapıya normal koşullarda 50 cm kar yüksekliğine denk gelen 2
0,75 kN/m kar yükü etkimesi gerekirken bölgenin son 30 yıllık yağış miktarları meteorolojik arşivlerden incelenmiştir ve bu zaman dilimi içinde 74 cm kar yüksekliğine ulaşıldığı görülmüştür. Bu kar yüksekliğine göre de yapıya 1,125 kN/m2kar yükü etkitilmiştir. Ayrıca yapının iki açıklığında bulunan 1,5 m ‘lik fenerlikler dolayısı ile de oldukça yüksek bir kar birikintisi oluşmaktadır. Bu kar birikintisi dolayısı ile yapının orta aksında oldukça fazla kar yükü oluşmaktadır. Bu yapının tasarım aşamasında sıcaklık değişimi de önemli bir yük olarak karşımıza çıkmıştır. Normalde böyle bir yapının yapılabileceği bir mevsime göre tasarım yapılarak sıcaklık etkisi bir miktar düşük tutulabilirdi. Fakat bu yapının yılın
herhangi bir zamanında yapılabilmesini sağlamak amacı ile toplam sıcaklık değişimi 0
20
± olarak toplamda 400’lik sıcaklık farkı sisteme etkitilmiştir. Özellikle de depremli kombinasyonlarda sıcaklık değişimi etkisi çapraz elemanlarda çok büyük gerilmelere neden olmuştur. Çapraz elemanlardaki büyük gerilmeler de bu kesitlerin büyümesine neden olmuştur.
Yapıda rüzgar yükü, deprem yükü, kar yükü gibi dış yüklerin yanında yapının geometrisi de zorlayıcı bir unsur olarak karşımıza çıkmaktadır. Ana taşıyıcı kolonların 10 m ara ile yerleştirilmesi ve kren kirişlerinin bu 10 m aralık ile basit mesnet olarak teşkili kren kirişinin büyük kesitli olarak tasarlanmasına sebep olmuştur. Bununla birlikte makasların 5 m aralıkla teşkil edilmesi her 10 m de bir ara makas teşkilini beraberinde getirmiştir. Bu durumda ana taşıyıcı kolonlara makas kirişler düzenlenerek ara makaslar bu makas kirişlere mesnetlendirilmiştir. Kar yükündeki elverişsiz yükleme, kar birikintisi ve de iki ara makasın tam orta aksta bir örgü makas kirişe oturması ve bu makas kirişlerin de orta kolonlara oturması nedeni ile en büyük kesitli kolonlar orta akstaki kolonlar olmuştur. Ayrıca ana taşıyıcı kolonların 10 m ‘de bir teşkili ile çapraz elemanların boyları da oldukça uzun olduğundan narinlik sorunu ortaya çıkmıştır ve çapraz elemanlar da kendi içlerinde örülerek zayıf yönde tutulmaları sağlanmıştır ve narinlikleri azaltılarak yeterli hale getirilmişlerdir.
Yapıda kolonlar örgü kolon olarak teşkil edilmişlerdir. Örgü kolon teşkili bulonlu bağlantılar ile sağlanmıştır. Bu tasarımda şantiyede kaynak yapılması gerekmedikçe en aza indirilmeye çalışılmıştır ve bu sebeple bağlantıların hemen hemen hepsi bulonlu olarak teşkil edilmiştir. Örgü kolonların bulonlu birleşim ile örgü kolon haline getirilmesinin şantiyede kaynak yapmayı engellemesinin ötesinde bir yararı da kolonların nakliyesi sırasında kolaylık sağlamasıdır. Örgü kolonların imalattan kaynaklı olarak getirilmesine karar verilseydi 120 cm aralıklı örgü kolonların taban levhaları da birlikte teşkil edildiğinde oldukça nakliyeye elverişsiz parçalar elde edilebilirdi. Bu şekilde hem şantiye kaynağı engellenmiştir hem de her kolon kendi taban levhasında oturacağından nakliye açısından uygun bir tasarım olmuştur. Ayrıca her kolon basit mesnetli olarak kendi taban levhasına oturduğundan taban levhasında moment oluşumu engellenmiştir ve de zeminde ekstra zorlanmalar ile gerilmeler engellenmiştir.
Yapıda stabilite problemlerini ortadan kaldırmak için çatıda rüzgar çaprazları düşeyde ise deprem çaprazları kullanılmıştır. Ayrıca makaslar arasındaki stabiliteyi de sağlamak amacı ile makaslar arası stabilite bağlantıları kullanılmıştır. Ara makasların depmaslanlarını sınırlandırmak amacı ile rüzgar çaprazları makasların arasına da yerleştirilmiştir. Fenerlikler de rüzgar çaprazları ile aynı düzende çapraz elemanlar ile bağlanmıştır. Bu şekilde çatı düzleminin rijit diyaframa yakın bir hareket yapması sağlanmıştır.
Kaynak sınıfı olarak E7018 seçilmiştir. Bu kaynak sınıfının akma mukavemeti 2
240 N/mm , çekme mukavemeti 415 N/mm2’ dir. Kaynak emniyet gerilmesi, çekme mukavemetinin %30 ‘u olarak alınabilir. Buna göre
( 2
415 N/mm = 2
41,5 kN/cm ) kaynak emniyet gerilmesi, τem=41,5x0,30=12,45 2
kN/cm olarak alınabilir. Fakat Türkiye ‘deki kaynak işçiliği de gözönünde bulundurularak yaygın olarak kullanılan bir değer olarak kaynak emniyet gerilmesi birleşim hesaplarında 2
em
τ =11 kN/cm olarak alınmıştır.
Yukarıda anlatılan bütün koşullar eşliğinde yapı sistemi oluşturulup lineer elastik hesap yapılarak gerekli olan kesitler belirlenmiştir ve bu kesitler uygun bağlantı araçları ile birbirilerine bağlanmışlardır. Sonuç olarak yapının bütün detayları ile birlikte çelik kısmının birim metrekare ağırlığı 148 kg olarak elde edilmiştir. Ayrıca yapıda toplamda 604651kg çelik kullanılmıştır.
KAYNAKLAR
[1] Uzgider ve diğerleri, 2005. ĐMO-02, Çelik Yapılar, Emniyet Gerilmesi Esasına Göre Hesap ve Proje Esasları, ĐMO Đstanbul Harbiye Şubesi, Đstanbul [2] Uzgider ve diğerleri, 2005. Çelik Yapılarda Kaynaklı Birleşim Hesap, Yapım ve
Muayene Kuralları , ĐMO Đstanbul Harbiye Şubesi, Đstanbul
[3] TS498, 1997. Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Hesap Değerleri , Türk Standartları Enstitüsü, Ankara
[4] TS648, 1980. Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara
[5] Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, 2007 , Türk Standartları Enstitüsü, Ankara
[6] TS-3357, 1979. Çelik Yapılarda Kaynaklı Birleşimlerin Hesap ve Yapım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara
[7] DEREN ve diğerleri, 2008. Çelik Yapılar, Đstanbul Teknik Üniversitesi, Đstanbul
[8] Uzgider ve diğerleri, 2002. Kafes Kiriş Çerçeveli Endüstri ve Hal Yapıları, ĐMO Đstanbul Harbiye Şubesi, Đstanbul
[9] Uzgider ve diğerleri, Çelik Yapılar, 2008, ĐMO Đstanbul Kurs Notları
[10] ÖZTÜRK, 2002. Çelik Yapılar Kısa Bilgi ve Problemler,Yıldız Teknik Üniversitesi, Đstanbul
[11] ARDA, 1978. Çelik Çatı ve Binalarda Rüzgar Karşıt-Düzenleri ve Stabilite Bağlantıları, Sakarya Devlet Mühendislik-Mimarlık Akademisi Yayınları
[12] Odabaşı, 1997.Ahşap ve Çelik Yapı Elemanları, Đstanbul [13] DIN 4100, Deutch Institute of Norme
[14] Sap2000 Analysis Reference Manual, 1998. Computers snd Structures Inc. Berkeley, California
EKLER
Ek A.1: Kullanılan Tablolar Ek A.2: Genel Yerleşim Planları
EK A.1
Hesaplarda Kullanılan Tablolar
Çizelge A. 1: ĐMO-02, Tablo 7.8b
Çizelge A. 4: ĐMO-02, Tablo 7.10
Çizelge A. 6: ĐMO-02, Tablo 7.18b
EK A.2
ÖZGEÇMĐŞ
Ad Soyad: Taner EMANET
Doğum Yeri ve Tarihi: ZONGULDAK 04.05.1984 Adres: ĐSTANBUL
EK A.2
ÇĐZELGE EK 2.1
ÇĐZELGE EK 2.3
ÇĐZELGE EK 2.5
ÇĐZELGE EK 2.6
ÇĐZELGE EK 2.8