Structural Behavior of epoxy glued overlay with the tilt rod Plate Inserts

SAÜ

_Fen

Bilimleri Enstitüsü Dergisi

2

(1998) 171-180

EGİLME ÇUBUKLARININ EPOKSİ İLE YAPIŞTIRILMIŞ

BİNDİRME LEVHALI EKLERİNİN Y APlSAL DA VRANIŞI

•

tt

Ahmet Necati

YELGIN

_Hüseyin

YELGiN"*

* ..

Sakarya []niversitesi A1ühendislik Fakültesi- S:4KAR�1':4

** ...

Sakar.,va Vniversitesi _{Sapanca J\·1. Y.O- S4KARYA}

•• ••

OZE

T

: Ulkenıizdc. çelik taşıyıcı sistemli ınşaat ıle'l genel olarak endüstri yapılannda kar_şılaş_ılnı_{aktadır. Çok katlı çelik iskeletli yapı} uygula_ınaları ise yok denilebilecek kadar az buhuunaktadır. Uygulaınadak.i bu dunuıı., çoğu kez çelik iskeletli yapıların betonarıne iskeleıli yapılara göre daha pahalı bir nıaliyet göstern1esiyle açı_klan1naya çalışılnıaktadır.

Çelık

konstrüksiyonlarda önemli problem kiriş ve

kolon eklerinin _{hesaplarının doğru ve in1alatııun iyi}

yapılınası gerekıuektedir. Çoğu Lanıan bu tür ekler

buen _{perçin ve bulonlu olarale bazen de kaynaklı} olarak _{yapılnıaktadır. Çelik konstrüksiyonlarda}

genelde kaynaklı birleşünler çok sıkılıkla kullanılınaktadır.

Son _{zaınanlarda tilkentizde de araştınlnıasına} başlanan _{epoksi reçineleri, gününıüzde giderek} �ay gıtılaşan bir birleşim aracı olarak karşınuza çıknıaktadır.

Bu çalışınanın anıacı.. birleşin1deki bindirme levha bo! utları değiştirilerek deneyler tekrarlamp, böylelikle bağlantı bindimıe elenıanlarııun taşıma yilideri ve taşuna davranışlan araştınlnıaktadır. Bu tür birleşinılcrle ilgili öneriler yapılacaktır.

• •

LG IRIŞ

Ulkenuzde, _{çelik taşıyıcı sistenlli inşaat ile. genel} olarak endüstri yapılannda karşılaşılmaktadır. Çok katlı çelik iskeletli yapı uygulanıaları ise yok denilebilecek kadar az bulunınaktadır. Deprem kuşağı içinde _{yer alan ve büyük kentlerin neredeyse taınanu} dcpreındcn aşın derecede etkilenen n1eınlekethnizde .. depreın _{etkilerine en duyarlı bir şekilde cevap veren}

çelik yapılarla ilgili bu gözlenı gerçekten şaşırtıcı olup bir açıklamaya ihtiyaç gösterir.

Uygulan1adaki bu durum, çoğu kez çelik iskeletli yapılann betonamıe iskeletli yapılara göre pahalı bir maliyet göstern1esiyle açıklanmaya çalışılmaktadır.

Ozellikle ₂₀ -- 25 kattan daha yüksek binalarda, çelik konstrüksiyonltı inşaatın betonaııne inşaata nazaran önenıli bir oranda hafifliği:> deprem yüklerinin de bu hafifliğe bağlı olarak azalınası nedeniyle=- taşıyıcı sistenı boyutlannda önemli ölçüde ınaliyet azalttığından.. bu gerekçe her zaman geçerli olnıanıaktadır. Hatta daha önemli neden, çelik konstrüksiyon olarak yapılan çok katlı yapılar hakkında .. gerek proje safl1ası tasanın ve hesaplamada, mühendislerin ve inşaat fırmalanıun yeterli bilgi ve tecrübeye sahip olınanıalandır. Bu nedenle çelik inşaatıann sağlayabileceği inşaat süresinin kısaltılnıası, betonamıe sistenuerde alışılmış taşıyıcı sistenllerin dışında yeni taşıyıcı sistemlerin kullanılabilnıesi gibi önemli avantajlardan haberdar olwıduğu da bilinıneınektedir.

Çelik konstrüksiyonlarda önemli problenı kiriş ve kolon eklerinin hesaplanmn doğru ve inıalatımn iyi yapıınıası gerekmektedir. Çoğu zaman bu tür ekler bazen perçin ve bulonlu, bazen de kaynaklı olarak

yapılmaktadır.

Çelik konstrüksiyonlarda genelde kaynaklı birleşimler çok sıklıkla kullanılınaktadır. Kaynaklaına işlenlinin kalifiye işçilik ve kaynaklama sonrasında ışın kontrolü yapılması gerektiğinden hem maliyeti arttuınakta ve hem de inşaat süresini uzatmaktadır.

Bu nedenle 20. yüzyıl sonlannda ülkeınizde de araştınlmasına başlanan epoksi reçineleri, günümüzde giderek yaygınlaşan bir birleşinı ınalzemesidir.

Eğilme Çubuklannın Epoksi ile Yapaşt1rılmaş Sin dirme Levhall Eklerinin Yapısal Davranaş1

Epoksi reçinelerinin araştırılmasına Anıerika ve Avrupa ülkelerinde bu yüzyılın ilk yansında başlanmış ve kısa süre içinde kaplama, tamir ve birleşim malzenıesi olarak kullaııılnıaya başlaıulınıştır.

Son yıllarda yapıştımıa ile yapılan birleşimlerin gerilme analizi üzerine çok sayıda teorik ve denevsel • çalışına yapılmaktadır. Bu çalışmalar, daha çok., tek ve

çift levha bindinneli yapıştırma bağlantısının eksenel kuvvet ve/veya eğilnıe nıoınenti etkisi altında gerilnıe analizi üzerinde yoğunlaşan kapalı ve nümerik çözünılerdir.

Bu yapılan çalışınalardan birkaçı�

F.

Erdoğan ve _İ'l1. Ratwani

(1971)�

_{G.R. Wooley ve D.R. Carver}

(1971);

J.B.S. Carter

(1973):

_{U. Yüceoğlu ve D.P. Updike}

(1980), (1981)�

_{D. Chen ve S. Cheng}

(1983):

F.V.

Chang

(1990):

_{Durmuş Günay ve Muzaffer Elmas}

(1991):

_{S.Cheng, D. Chcn ve Y. Shi}

(1991):

_O.C.

Ja\vad ve _{H. Nayeb-Hashenıi}

(1995)�

_{A. Bogdanovich}

ve _{I. Kizhakkethara}

( 1997)

� J

_.F.

_{Ganghoffer, A.}

Brillard ve _{J. Schultz}

(1 997);

_{Y.G. Kim, S.J. Lee,}

D.G. Lee ve K. S. Jeong

(1997)

_dir.

Bu deneysel çalışmada ele alınaıı ve eğilnıeye çalışan kiriş olarak hadde profılleri kullamlınaktadır. Söz konusu bu hadde profılleri

I 200

_{kesitine salıip} buluıunaktadır. Bu hadde profılleri ortasından kesilerek ek yapılmaktadır. Söz konusu bu ek profilin gövde ve başlıklarına konan bindiııne levlıalan ile gerçekleştirilnıektedir. Bu bindiııne levhalan epoksi reçineleri kullanılarak _I profılinin gövde ve

başlıklanııa yapıştınlmaktadır. Böylelikle bindimıe levhalı ek gerçekleştiritmiş olmaktadır.

Deneylerde kullanılan hadde profil kesiti

I 200

dür.

Söz konusu profil Şekil

1'

_{de görülen dört adet}

bindirıne levhası ile birleştirilerek bir ek teşkil edilmektedir. Birleşinı ekinde kullamlan bindirıne

levhalanııın boyutlan başlıklarda

120x250xl0,

120x300xl0:-

120x350xl0

_{mm ebatlarındadır.}

Gövdede ise

150x250x10, 150x300x10

_ve

150x350x10

mm ebatlanndadır.

Söz konusu bu dört adet bindirme levhalı ve epoksi reçi nesi ile birleştirilmiş eğilme çubuğu eki _iki noktadan tekil _{yük verilerek deneye tabi tutulmaktadır.}

172 p

I 120

• \ _r • • •

1200

• • • • -� 1 ı f 1 . A

\

₄ 4 ı ı ı ı ı

/."

) //.// _A ,

I 200

A-A Kesiti 1 1 1 / / 1

Şekil 1. Epoksi İle Y apıştınlmış Bindinne Levhalı

Eğilme Kirişi

Eki

ll.

Y

APIŞTIRICI

_OLARAK

KUL�

EPOKSİ REÇiNELER

E po ksi reçineler � uygulamalanndaki kolaylıklar 'Ve

yüksek nıekanik özelliklerinden dolayı çok kullanışlı bağlama malzeınesidir. Epoksiler, gösteı rniş olduğu yüksek adezyon, sertleşirken az b_{üzülmesi, büyük} sıcaklık değişnıelerinde çabuk sertleşebilmesi. uygulanchktan kısa bir süre sonunda

hizmet

verebilnıeleri gibi önemli avantajıara sahiptir. Epoksi reçineleri bu gibi birçok avantajiara sahip o_lmasına karşıl� bazı dezavantajlara da

sahiptir. ÖZellikle

teknik üstünlükleri ve k:ullam_{mdaki kolaylık ile hızlı} oJuşwıa karşılık, pahalı ve fleksibilitesinin düşük olınası dezavantajlandır. Malzemenin pahalı alınasından dolayı çalışırken çok _{dikkatli olunmah.}

teknik açıdan yeterli ve deneyimli

kişilerce

gerçekleştirilmesi gerekınektedir.

Eıx>ksi reçinesi� uygulamadan önce gerekli _hazırlık ,.e

tenıizlik yapılarak, kaplamaya ve birleştinneve _... (yapıştırma) hazır hale getirilnıelidir. Yüzeyin

durumu

oldukça önemlidir. Şayet yeterince temiz değilse

çabuk

kınlır ve yumuşak bir tabaka ise yapışkanlık

azalır.

A.N.Yelgin,

H.Yelgin

A,nca yüzey pürüzlendirilerek birieşinun daha b

�

şanlı ve iyi olması sağlanabilir.

Epoksiler reçine türleri içinde en ,çok tcr

�

ih cdilendir.

Avantaj

_{ve dezavantajları Tablo} 1 _{de venlnıektcdır.}

E k ' R . 1 .

Tablo 1. �po sı �eçıne en

AVANTAJLARI

DEZA VANTAJLAR!

Asınınaya karşı dirençli _{, .} Fleksibilitesi kötü (Rijit)

Darbeve karşı iyi dirençli Işınlara karşı dirençsiL

Sıkışnıaya karşı dirençli Maliyeti yüksek Kimyasal etkilere dirençli

İyi

_{renk uyumuııa sahiıp}

Epoksi reçinelerinin ten1el özellikleri:

• Düşük vizkositeli sıvılar olup uygun bir karşıt

bağlan1a bileşi ği ile kanştınlnıasıy la tem1osel hale dönüştürülebilir. Aynca sertleştinci düşük vizkositeli ve uygulaınalan kolay olup, ıuodifiye edilebilir ler.

• Kolay sertleşebilme özelliğine sahiptirler. Seçilen

serticştı ri ci ye bağlı olarak e po ksi reçineleri kolay \e hı1.lı bir şekilde 5 ,_

ı

50°C arasındaki sıcaklıklarda scrtleşebilirler.

•

En

öneınli özelliklerinden biri de sertleşıne

sırasında az büzülnıesidir.

• Ki nı yasal yapı larında özellikle po lar hidroksil ve

eter gruplannı içennelerinden dolayı epoksi reçineleri çok iyi yapıştırıcıdırlar. Sertleşme sırJsında çok az bir büzülme gerçekleştirdikleri içın ) üzeyler arasındaki adezyon kuvvetinde azalına gözleıunez. Bu yüzden de adezyon kuvvetlerL herhangi bir basınç ve bekleme

ıstenıeksizin elde edilebilecek en iyi değerlerdir.

• Mekanik özellikleri oldukça yüksektir. Doğru

forınüJasyona saltip epoksi reçinelerinin n1ukJvemcti genellikle diğer dök.ün1 reçinelerinkini geçer. Bu cpoksilerin düşük büzüln1e özelliklerinin sonucudur. Böylelikle mekanik yapı za)ıflatan

genlineler azaltılmış olur.

• Yüksek elektrik yalıtkanlığına sahiptir.

• Mukaveınetini kazanmış epoksi reçinelerinin kin1yasal dircnçleri, kullanılan sertleştincinin türüne bağlıdır. Şayet uygun sertleştinci kullanılırsa çok yüksek direnç elde edilebilir.

Epoksi reçineleri çoğu kostiğe karşı çok üstün dirençli dir. Aynca aside karşıda iyi dirençlidiri er.

• Epoksi reçineleri çok kullamşlı plastiklerdir.

Teıne1 öLeliikieri birçok yolla ınodifiye edilebilir.

Bu nedenlerden dolayı .. olağan birleşiın araçları yerine (Perçin� Bulon ve Kaynak) bu çalışn1ada epoksi

reçine I eri kul lam I nu ştır.

Yapıştıncı olarak kullanılan epoksi reçineleriılİn yapılan deneyler sonucu elde edilen karakteristik

"'

özellikler: Basınç nıttkavemeti 65 N/nun�, Çekme _..,

nıukaveıneti 20 N/nun-, çeliğe yapışma mukavemeti _"'

20 N/ımn- olarak elde edilıniştir.

In.

D

ENEY DÜZENİ VE DENEYİN YAPILIŞI

..

Deııevler Sakarva Uruversitesi Mühendislik Fakültesi - �

Yapı Laboratuarında gerçekleştirilmiştir. Deneylerlu gerçekleştirilmesi için "" HI - TECH MAGNUS .. '

marka deney nıakinası kullarulnıaktadır. Bu nıakina hidrolik presle donatılnuş ve 200 kN basınç

yükü

verebilme kapasitesine sahip bulwunaktadır (Şekil

2).

--- ---,

Şekil2. Deney Çerçevesi

' .

' . ..

_i

ı

'

' :.. .�.... :. ·.:·. .4 . .·· . • 1

Bu çalışınada, Şekil ı ' de verilen epoksi reçinesi ile yapıştınlnıış bindirme levhalı ekli deney epruvetleri

Şekil

2'

_{de görülen deney çerçevesine konulup deııeye}

tabi tutuln1aktadır.

Bu deneysel çalışmada ele alınan ve eğilmeye zorlanan kiriş olarak dar başlıklı hadde profıli kullamlmaktadır. Söz konusu bu dar başlıklı hadde profilleri I 200 kesitine sahiptir.

Bu hadde profilleri başlangıçta

3

_{metre olarak}

kesilmiş, daha sonra deney çerçevesini açıklığı dikkate alınarak bu profil ortasında bir defa daha kesilerek 1,5 metrelik iki parçaya aynlnnştır. Daha sonra bu aynlan iki parça karşılıklı uç uca getirilerek birleştirilmektedir. Birleşim aracı olarak epoksi reçineleri kullamlmaktadır.

Eğilme Çubuklarınin Epoksi ile Yap1şt1rtlm•ş Sindirme Levhah Eklerinin Yaprsal DavranlŞI

Deneylerde kullamlan haclde profili Şekil

1

'de görülen

4 adet bindiıme levhası ile birleştirilerek bir ek teşkil

edilmektedir. Bu ekin teşkil i esnasında epoksi reçinesi

uygulama kurallanna özenle dikkat edilmiştir.

Y

apıştırına yapmadan önce profilin ve eklenecek

bindi

ı

me levhalannın epoksi ile yapıştınlacak

yüzeyleri zımpara ile tenrizlenıniş ve üzerinde zunpara

tozu kalmayacak şekilde elektrikli süpürge ile

zımparalanan yüzeyler tozdan anndınlmıştır. Duha

sonra Epoksi reçinesi hazırlama kurallanna uygun

olarak

_A

ve B koınponentinden meydana gelen

_iki

bileşen

1 /3

oranı gözetilerek temiz bir kaba konup=­

homojen bir kanşım (Gri renk alıncaya kadar) elde

edilineeye kadar nıikser yardımıyla kanştınlnuştır.

Daha sonra bu karışım (Epoksi Reçinesi) spatula

y

_ardnnı

yla

daha

önce

temizlemiş

yüzeylere

sürül

müştür. Epoksi reçinesi sertleşinceye kadar

(

Oda

sıcaklığında yaklaşık

8

gün) bindinne levhalan

işken� ile profile tu

_tturul

muştur.

Birleşim ekinde kullaıulan bindirıne levhalannın

boyutları başlıklarda

l20x250xl0, 120x300x 1 0

ve

120x350xl0

mm ebatlanndadır. Gövde ekinde

kullamlan levhalann boyutlan ise

150x250x10, 150x300x10

ve

150x350xl0

mm ebatlanndadır.

Söz konusu bu 4 adet bindiııne levhalı ve epoksi

reçinesi ile birleştirilmiş eğilıne çubuğu eki

Şekil

2'

de görülen deney düzeneğine konulmuş ve

_iki

no

_ktada

n eşit tekil yük verilerek deneye tabi

tutulmaktadır. Her bir

.

_tür

epruvetten deneylerdeki

muhtemel

_aksakl

ıldan da

_dikkat

e alaralt

2

adet olarak

hazırlanmıştır. Deneylerde kullanılan epruvetlerin

kesit değerleri Tablo

2'

de verilmektedir.

Tablo 2. Epnıvet Enkesit

Değerleri

Epr.

Prof.

No

No

EPR-1

_I 200

Başlık

Levha

Boyutu.

' ı

mm)

1 20.250.10

Gövde

Levha

Boyutu

�mm)

150.250.10

Bindirme

Levhası

kalınlığı

tmm)

lO

EPR-2

I

200 1 20.250. 1 0 150.250.10 10

EPR-3

1 200 1 20.300. 1 0 1 50.300.10 1 0

EPR-4

I 200 1 20.300.10 150.300.10 10

EPR-5

I

200 1 20.350.10 1 50.350.10 1 0

EPR-6

_I 200 1 20.350. 1 0 150.350.10 10

Deneylerde kullanılan malzemeler

(I

200

Profıli ve

bindinııe levhalan) St

37

çeliğidir. Çeliğin deneylerde

kullanılacak akma gerilmesi

crF == 24 kN 1

cm2

olarak çekme deneyi yapılarak belirlenmiştir.

T

174

IV.

DENEY SONUÇ

_LARI

Bu çalışınamu anıacı, birleşimdeki bindi rııı

e

le,Jha

boyutlan değiştitilerek deneyler yapmak, böylelikle

bağlantı bindirıne elemanlannın ve epoksi reçinesinin

taşıma davramşım ve bindinne levhalı ( eıx>ksi reçinesi

ile yapıştınlmış)

çelik profil

ekinin

taşıma

kapasitesinin bindirıne levhası boyutlan değiştirilerek

taşıma kapasitesinin nasıl ve ne

_kada

r değiştiğinjn

tespitidir. Şekil

3

ve Şekil 4' de deney esnasında

çekilmiş fotoğraflar görülmektedir

Bu amaçla Tablo

2'

de boyutlan verilen dene)­

epru,,etleri deneye tabi tutul

_makta

dır. Bu yapılan

deneyler sonucu elde edilen taşıma

yükü

değerleri

_ise

Tablo

3'

de toplu olarak verilmektedir.

Tablo 3. Kiriş Enkesit Değerleri ve

Deney

Sonuçlan

Epoksi

Başlık

Gövde

Epr.

Profil

Reçine

E po ksi

Epoksi

_Taşım:

No

No

Kalın.

Alanı

Alanı

Yükü

,

�mmt

�cm2)

�cm2t

_(kN)

EPR-1

I 200 1,5 600 750 _{7 .. 5}

EPR-2

I

200 1,5 600 750 _7.,3

EPR-3

! 200 1,5 720 900 8!'0

EPR-4

I

200 1,5 720 900 8�2

EPR-5

I 200 1,5 840 ₁₀₅₀ 9,0

EPR-6

I 200 1,5 840 1050 9,2

Deney esnasında epruvetlerin taşıyacağı yükler

yamnda,

deformasyonlar

_da

ölçülm

üştür

.

Defoıınasyonlann

ölçülınesinde

Strain

Gauge' ler

ve

bu ölçme elenıammn bağlı olduğu Data Logger

_cihazı

kullamlımştır. Deneylerde ölçme ele

nıanı olarak

kullanılan Strain Gauge'

_I

erin özellikleri:

Tipi

• •

OlçmeBoyu

Ölçme Rezistansı:

Ölçnıe Faktörü :

FLA-3-11 3 _mm I 20 ±0,3 _Ohm 2,13

Strain Gauge' ler epoksi reçinesi

ile

yapıştıninn

ş

bindimıe levhalı kirişin, üst başlığındaki bindirme

levhasının ortasına ve alt baş

_lıktaki

bindi

•

me

levhasııun ortasına tespit edilmiştir. Üst baş

_lıktald

bindirme levhası üzerine monte edilen Strain Gauge

yardıınıyla kısalma miktarlan, alt başl

_ıktaki

bindi

•

me

levhası üzerine nıoııte edilen Strain Gauge' ler ile

_de

uzama

_mikta

rlan tespit edilmektedir.

Strain Gauge'

ler yardımıyla ölçülen

_kısalma

ve

uzama

defoıınasyonlan ile birlikte,

kiriş

_ortasının

yük

altında yapmış olduğu çöknıe

_miktar

lan

_{da 1/100}

A.N.Yelgin, H.Yelgin

•

.. · .

.... ' .... ·.

· ··. .. . : : ., ' . .

Şekil 3. Deney Esnasında Çekilnıiş Fotoğraflar

' - ---·-· · - -�. -. - ---.. ·' . ··--��f�.) • -.. •:"'" 175

Eğilme Çubuklannin Epoksi ile Yapaşttrılm1ş Sindirme Levhah Eklerinin Yap1sal Davran lŞI

··- . �· .: .. --ı-::·:·:�: -·· �. • r. '"'�

i

_.

�

..

t.

_' "' -� .. . , .. · ·. o, .. . ··

.

. ... • ', . . o . , . . . 176 •. . . ' . .- � .. :. : .·. o o • o , .. ·. ... .

.

. . ... . -' ,!' • .. .. · . ;;,;;,.:.;, . --� .· �·· t .

.

. '· ,,· .:� .'· �--��--.. .· • • · .

.

. . . .. .

.

.

.

. .• .· . : .. .

.

·-; . ·. · .. ·.· .. " • '�-,;r,' • ·:, . ·. ·� ,. .. · ..

A.N.Yelgin,

H.Yelgin

Yapılan

çalışmada elde edilen deney sonuçları

diyagraınl

a

r halinde verilmektedir. Bu diyagraınlarda

yük altında

alt ve üst başlıkta bulıu1an bindirnıe

leYhalanndaki

uzaına ve kısalmalar ile çöknıe _türü

deplasınanlar

gösterilmekteclir (Şekil ₅ ,_ Şekil 13).

Yl)K- DEFORMASYOK (KISALl\1A) P(kN) 8 -7 -· 6 � 5 -4 ...ı 3 .. 2 -1 -• o�---8 o 200 400 600

Şekil 5. Yük- Defonnasyon (EPR-1 ve EPR-2)

Y()K - DEFORMASYON (KISALN!A)

P(kN)

6

-2

o

�---o 200 400 600

Şekil 6. Yük- Defom1asyon (EPR-3 ve EPR--4)

).� - DEFORM�<\.SYON (KISALMA) P(kN) ı o -8 -() 2 - 0-f.-.---o 200 400 600 -- -- --···--

·--Ş�kiJ 7. Yük� Defonnasyon (EPR-5 ve EPR-6)

' .

YÜK - DEFORMASYON (lJZAMA)

P(kN) 8 6 4 2 -o ·---0 ₂₀₀ 400 ₆₀₀

Şekil 8. Yük-Deformasyon (EPR-1 ve EPR-2)

Y(TK - DEFOIUv1ASYON (UZAMA)

P(kN) 8 -6 2 -o 4---o 200 400 600

Şekil 9. Yük- Defonnasyon (EPR-3 ve EPR-4)

Y()K - DEFOIDv!ASYON (UZAMA)

P(kN) 10 1 8 -1 6 -4 _, 1 . ..<... -• o �---�---o 200 400 1 • '· 1

�---Şekili O. Yük-Deformasyon (EPR-5 veEPR-6)

Eğilme Çubuklannan Epoksi ile YaplŞtirtimlŞ Sindirme Levhah Eklerinin Yapasal DavranlŞI

178

YÜK- DEPLASMAN _{(KİR İŞORT} ASI)

P(kN) 8 6 4 2 -o _<JIIC--- f o s 10

Şekil 11. Yük- Deplasn1an (EPR-1 ve EPR-2)

YÜK- DEPLAStv1AN _{(KİR İŞ ORT} ASI) P(kN) 5 -ı ' 4 � _' , 3 -2 _; ı ı _j • ı o _f o _{2 4 6}

Şekil 12. Yük- Deplasman (EPR-3 ve EPR-4)

Y(i1.( - DEPLASMAN _{(KİR İŞ ORT} ASI)

P(kN) 6 s -4 -3

J

2 ı ı

J

o �� �===--- _f o _{2 4 6}

Şekil 13. Yük- Deplasman (EPR-5 ve EPR-6)

1 1 ı i ı

ı

1

V. SONUÇLAR VE ÖNERİLER

Yapılan deneysel ç.alışma neticesi elde edilen _sonuçlar grafıkler halinde Şekil ₅ - Şekil 1 3' de toplu olaral

verilmektedir. Bu grafiklerin incelenmesi sonucu:

• Şekil

5

ve Şekil

1 O

' da görülen diyagramlar EPR-1 - EPR-6 deney numunelerine ait epok.sı �

reçinesi ile yapıştınlmış bindirme levhalı kiri�

ekinin taşıma davranışına ait _{bulunmaktadır. Söı}

konusu bu diyagramların incelenmesi _sonuCll

Yük - Deformasyon (Uzama ve

Kısalmal

diyagramlannın lineer gittiği görülmektedir.

Yani

gerilme yayılışı elastik bölgede _{bulunmaktadır.}

• Bu deneylerde yüklerneye devanı edilmiş fak.al

belirli bir değere gelince ani göçmeler

mey-dan2

geldiği görülmüştür. Çelik malzemesinde

bilinmektedir ki.. yüklerneye devam edil

di

ği

n

_de

çeliğin belirli bir değere kadar davranışının _lineer

kaldığı, bu değerden sonra çeliğin _akınaya

başladığı görülmektedir. Yani çelikte _{bir aknıa}

sahanlığı bulunmaktadır. Bu akma sahanlığının

bulunması çelik malzemesi için önemli bir

sonuçtur. Bu aknıa sahanlığı vasıtasıyla çelik

sistemlerde ani göçmeler meydana gelmemektedir.

Aym durumu epoksi reçineleri için söylemek _pek

ın_{ümkün değildir. Yapılan deneylerde} çelik

malzeınesi akmaya başlamadan ep:>ksi

reçinelerinde atnıalar (göçme) başlamıştır.

• Epoksi reçineleri için söylenebilecek en önemli

dezavantaj olarak söz konusu bu _durum

gösterilebilir. Daha önce deneylerde kullanılan

malzemelerin karakteristik özellikleri belirlen m

e

si

sırasında epoksi reçinesinin de karakteristik

özellikleri tespit edilmiştir. Bu dunım orada da

tespit edilmiştir. Söz konusu bu durum

diğer

birleşim araçlannda görü1memektedir. Bu nedenle

e}X)ksi reçineleri plastik hesaplamaya uygun bir

malzenıe olarak görülmemelidir.

• Şekil l l ve Şekil 13 ' de görülen diyagramlar

EPR- I - EPR -6 deney numunelerine ait epok.si

reçinesi ile yapıştınlmış bindiı me I ev halı ki ri ş

ekinin Yük - Deptasman (çökme) davramşına _ait

bulunmaktadır. Söz konusu bu diyagramlann _da

incelenmesi sonucu Yük - Deplasınan

diyagramlannın lineer gittiği görülmektedir. Yani

burada da bir elastik _{durum söz konusudur.}

Deneyler esnasında epruvetler de meydana gelen deplasmanlar belirli bir değere kadar orantılı

A.N.Yelgin,

H.Yelgin

• Bu çalışmada epoksi reçinesi ile yapıştınlıınş

bindirnıe levhalı eke açıklığın ortasında 20 cnı sola

ye 20 cm sağa olmak üzere iki adet tekil yük

Yerilınektedir. Yani eklemenin yapıldığı bölgede kesme kuvvetinin sıfır olnıası istenil nı ektedir. Ek sadece eğilme nıon1enti almaktadır. Yapılan

denevlerde elde edilen taşuna kapasiteleri Tablo 3 "1

w

de görülmektedir. Bu tablonun dikkatlice

incelenmesi sonucu .. epoksi reçinesi yapışma yüzeyi

alaru ne kadar büyük ise taşuna kapasitesi o oranda _"'

artınaktadır. EPR- 1 ve EPR-2 · de gövde ve

başlıklardaki epoksi reçinesi yapışına yüzeyi alaıu 1350 cnı�_ EPR-3 ve EPR-4' de gövde ve başlıklardaki epoksi reçinesi yapışma yüzeyi alanı 1520 cm2, EPR-5 ve EPR-6' da gövde ve başlıklardaki epoksi reçinesi yapışma yüzeyi alaııı

ı se 1890 cn1� dir. Taşıma kapasiteleri ise EPR- 1 ve

EPR-2 · de ortalanla 7,-+ kN .. EPR-3 ve EPR-4 .. de

ortalaına 8. 1 _kN, EPR-5 ve EPR-6� da ise ortalama

9. 1 kN olarak elde edilnıcktedir. Bu değerlerden de görülmektedir ki, epoksi reçinesi yapışnıa yüzeyi

al arnndaki _% 12,56' lık oranda� taşuna kapasitesi

�o ı -k08 artmaktadır. Epoksi reçinesi yapışma

) iizeyi oraıundak.i artış _% 40 artarsa taşıma

kapasitesindeki artış _% 28.16 olnıaktadır. Yaklaşık

iki katına çılanaktadır. Buradan da görülüyor _ki�

epoksi reçinesi yapışına yüzeyi alarum arttırınakla

ekı n taşuna kapasitesini de arttımıak mümkündür.

• ·yapılan deneysel çalışmada elde edilen deney

sonuçlannın teorik çalışmalar sonucu elde edilen sonuçlarla ayıu olduğu karşılaştınnalar sonucu tespıt edilıniştir.

Oı1eri olarak şunu söyleyebiliriz. Epoksi reçineleri çok iyi _{bir yapıştınna malzemesidir. Öze1likle çeliği çeliğe} yapıştınnada çok etkili olınaktadır. Fakat önemli bir sakıncası çelik malzemesi gibi akına sahanlığı btılunınadığı için göçmeler ani ve habersiz olnıaktadır.

I) _{i bir işçilik ve titiz bir çalışma ile epoksi reçineler}

tatbik edilirse çok iyi sonuçlar alınak _n1ünlkün

olmaktadır.

[ ı ]

[

2 ]

[

3 ]

[

4 ]

[

5 ]

[

6]

[

7 ]

[

8 ]

[ 9 ]

[

10]

[ ı ı J

VI.

KAYNAKLAR

Erdoğaa F.� Batwani.. M.. �'Stress Distribution in Bonded Joints� .. � Journal

Con1posite Materials� Vol. _S .. p.378-393, 1984.

Wooley.. G.R.: Carver� D.R., �'Stress Concentration Factors for Bonded Lap Joints";;, Journal Aircraft� Vol. 8, n. 10,

p. 8 17- 820� 197 1.

Carter., J.B.S., �"Automated Desing of Bonded Joints", Journal Engineering for Industry,

ASME., S. - ₉₁₉ - 92-k 1973. _.

Yüceoğlu .. U ... Updike, D.P., "Stress Analysis

of Bonded Plates and Joints'' .. Journal the

Engineering Mechanics, Vol. 106, ASCE�

p. 37-56. 1980.

Yüceoğlu .. U .. Updike, D.P., "Bending and

Shear Defonnation Effects in Lap Joints

'\

Journal Engineering Mechanics Division, ASCE. Vol. 107� n. EMI� p. 5 5 - 76, 198 1.

Chen� D.. Cheng, S... _"An Analysis of Adhesive-Bonded Single-Lap Joints'', Journal Applied Mechanics, Vol.50�p. 109- 1 15:- 1983.

Chang, F. _V., ''Interlaıninar Stresses of

Laıninated ComJXlsite Joints With Double Cover Plates -', Int. Journal Solid Structures ..

Vol. 26, n.

2

_{.. p. 165- 174, 1990.}

Cheng, S., Chen, D., Shi, Y.� ''Analysis of Adlıesive - Bonded Joints With Nonidentical Adherencts-·. Journal Engineering Mechanics:­

Vol. 1 17� n. 3, p. 605 - 623� 199 1.

Günay� D., Elnıas, M., "Dairesi

İki

Çubuğun Bir Ek Parça İle Yapılan Bağlantısında Çubuklar İle Ek Parça Arasındaki Gerilmelerin Belirlennıesi''., VII. Ulusal Mekanik Kongresi, S. 26 1- 270� 199 1.

Günav.. _{. ..}

D

..

_, Elnıas.. M., _� �·Yapıştıncı İle

Birleştirilnıiş Çubuklann Bağlantısında

Gerilıne Analizi'', _VIII. Ulusal Mekanik

Kongresi. S. 304 - 3 12� 1993.

Bagdanovich, A., Kizlıakkethara, _I.,

'·Three -Dimensional Finite Element Ana1ysis of Adlıesively Bonded Plates".. Structural Dynaınics and Materials Conference v3 .. 1997

Eğilme Çubuklannan Epoksi ile Yapaşt•nlm1ş Sindirme Levhall Eklerinin Yapasal Davranaşa

[ 12]

_{Ja\vad, O.C., Nayeb -}

_HasheınL

_{H. ,}

"Theoretical and Experimental Evaluation of

the Bond Strength un der Peeling Loads'�

..

Recent Advances in Solids and Structures

American Society of Mechanical Engineers ..

Vol. 321, p. 89-101, 1995.

[ 13 ]

_{Ganghoffer, J.F., Brillarci A .. Sclıutz. J.,}

c;'Modelling of the Mechanical Behaviour of

Joints Bonded by a Noıılinear Incompressible

Elastic Adhesive", European Joun1al of

Mecharucs:- Vol. 16. n.2, p. 255-276

.. ı

997.

[ 14]

Kim� Y.G .

.. Lee

.. S.J., Lee, D.G ... Jeong, K.S.,

"Strength Analysis of Adhesively - Bonded

Tubular Single Lap Steel - Steel Joints under

Axial Loads Considering Residual Them1al

Stresses''.. Journal

of Adlıesi on. Vol. 60.

'

n. 1-4� p. 125 - 140 .. 1997.

[ 15 ]

Wang, C.H., Rose, L.R.F.: c;�Determination of

Triaxial

Stresses

in

Bonded

Join.ts"

..

--International Journal of Adhesion and

Adhesives, Vol. 17, n. l�p. 17 - 25, 1997.

[

_ı

6 ]

Tong, L., '�Bond Strength for Adhesive

-Bonded Single

-

Lap

Joints",

Acta

Mechanica .. Vol.

_ı

17, n. 1 - 4� p. 101-113,

1996.

[ 17]

Kleinert

H...

Krueger..

G.,

�'

Adhesive

Bonding".. Schweissen und Schneiden

-Welding and Cutting. Vol. 48 .. n. 6. p.

E128-E 130 .. 1996.

'

[ 18 ]

Ganghoffer, J.F., Schultz,

_l�

'c;Analytical

Model of the

.

MechaııicaJ Behaviour of Elastic

Adlıesivelv Bonded Joint".. Journal of

- .

Adhesion� Vol. 55, n. 3-4, p. 285-302� 1996.

[ 19 ]

Hills, D.R... Parker.. J.D... \Villiams, N.T.,

"'Effect of Increasiııg Saınple Width on the

Strength of Weld Bonded Lap Shear Joints",

K

_ey

Engineering Materials, Vol. 99-1 00,

p.l l 9-126, 1995.

[ 20]

Prakash, V ... Chen, C.M., Engelhard, A.,

PowelL G. ;'Torsional Fatique Test for

Adhesive Bonded Butt Joints"� Jounıal of

Testing and Eveluation, Vol. 23!' n. 3,

p. 228-230,

_ı

995.

180

[ 21 ]

Apalak M.K., Davies .. R ... Apal�

Z.G-­ .

. Analysis and Desing of Adh

e

s

i

vely - Bonded

Double - Containment Comer

Joints''

� Journal

of Adhesion Science and

Technology�

Vol. 9.

n. 2 .. p. 267-293 .. 1995.