🏗

Çekme Elemanı Kapasitesi Hesaplama Aracı

Eksenel çekme kuvveti etkisindeki çelik elemanlarda akma, kırılma ve blok kırılma sınır durumlarına göre taşıma gücü

Çelik Yapı ÇYTHYE Bölüm 7

⚠ Bu hesaplama aracı ön değerlendirme amacıyla tasarlanmıştır. Gerçek proje hesabı olarak kullanılamaz; sonuçların sorumlu mühendis tarafından onaylanması gerekir.

Hesap Yap

Mühendis Notu

Literatür

Yeterli

Tasarım yöntemi i

Birleşim durumu — Tablo 7.1 i

Çelik sınıfı — Tablo 2.1A

Karakteristik kalınlık aralığı

Kayıpsız enkesit alanı, A_g (mm²)

Birleşim bölgesi kalınlığı, t (mm)

Bulon çapı, d (mm) i

Kırılma çizgisindeki delik sayısı, n

Gerilme düzensizliği etki katsayısı, U

Etkin delik çapı d_e = d_h + 2 mm uygulansın Denk. 5.3

Bulonlu ek levhası — A_e = A_n ≤ 0,85A_g 13.4.1

Şaşırtmalı (zikzak) delik düzeni

Blok kırılma sınır durumu hesaba katılsın 13.4.3

Gerekli çekme kuvveti, T_r (kN) i

Eleman boyu, L (m)

Minimum atalet yarıçapı, i (mm)

Sınır Durumlara Göre Dayanımlar

Akma (7.2.1) Kırılma (7.2.2) Blok kırılma (13.4.3) Mevcut dayanım Gerekli T_r

Delik Sayısı n — Mevcut Çekme Dayanımı

Kesikli kırmızı çizgi gerekli çekme kuvvetini, işaretli nokta mevcut delik sayısını gösterir. Eğrinin yataylaştığı bölge akma sınır durumunun belirleyici olduğu aralıktır.

Sonuçlar

A_n — NET ENKESİT ALANI

—mm²

—

A_e — ETKİN NET ALAN

—mm²

—

AKMA SINIR DURUMU

—kN

—

KIRILMA SINIR DURUMU

—kN

—

BLOK KIRILMA

—

MEVCUT ÇEKME DAYANIMI

—kN

—

KAPASİTE KULLANIM ORANI

—

NARİNLİK L/i

—

Sınır: 300 (Bölüm 7.1.1)

—

Hesap Adımları

—

Hesabın mantığı

ÇYTHYE Bölüm 7.2 uyarınca, eksenel çekme kuvveti etkisindeki elemanın tasarım çekme kuvveti dayanımı φ_tT_n (YDKT) veya güvenli çekme kuvveti dayanımı T_n/Ω_t (GKT), üç sınır duruma göre hesaplanan dayanımların en küçüğü olarak alınır:

Akma sınır durumu (7.2.1): Eleman boyunca yayılı, sünek davranış. Kayıpsız enkesit alanı kullanılır.
Kırılma sınır durumu (7.2.2): Delik bölgesinde yoğunlaşan gevrek kopma. Etkin net enkesit alanı kullanılır ve daha yüksek güvenlik katsayısı ile sınırlandırılır.
Blok kırılma sınır durumu (13.4.3): Uç birleşimde bir bloğun kesme + çekme yüzeyleri boyunca kopup ayrılması. Özellikle korniyer ve düğüm levhası birleşimlerinde çoğu zaman belirleyici olan sınır durumdur.

Tasarımın amacı akmanın kırılmadan önce gelmesini, yani göçme öncesi uyarı veren sünek davranışı sağlamaktır.

T_n = F_y A_g — φ_t = 0,90 (YDKT) | Ω_t = 1,67 (GKT) Denk.(7.2) — Akma sınır durumu, ÇYTHYE Bölüm 7.2.1

T_n = F_u A_e — φ_t = 0,75 (YDKT) | Ω_t = 2,00 (GKT) Denk.(7.3) — Kırılma sınır durumu, ÇYTHYE Bölüm 7.2.2

R_n = 0,60F_uA_nv + U_bsF_uA_nt ≤ 0,60F_yA_gv + U_bsF_uA_nt Denk.(13.19) — Blok kırılma dayanımı, φ = 0,75 (YDKT) | Ω = 2,00 (GKT)

Net enkesit alanı A_n Bölüm 5.4.3

A_n = A_g − ∑(d_e·t) + ∑(s²/4g)·t (Denk. 5.3)

d_h: karakteristik bulon deliği çapı — Tablo 13.8: M16–M24 için d+2 mm, M27, M30 ve M36 üzeri için d+3 mm.
d_e = d_h + 2 mm: etkin delik çapı. Delik açılırken delik çevresindeki çeliğin hasar görme olasılığı nedeniyle net alan hesabında bu değer kullanılacaktır (zorunlu).
s: ardışık iki deliğin merkezleri arasında kuvvet doğrultusundaki aralık; g: kuvvete dik doğrultudaki aralık.
Şaşırtmalı ve şaşırtmalı olmayan tüm kırılma çizgileri denenir, en küçük A_n esas alınır.
Delik içermeyen elemanlarda A_n = A_g'dir.
Bulonlu ek levhalarında A_e = A_n ≤ 0,85A_g koşulu sağlanmalıdır; sağlanmıyorsa A_e = A_n = 0,85A_g alınır (Bölüm 13.4.1).

Etkin net alan A_e ve U Bölüm 7.1.3

A_e = U · A_n (Denk. 7.1)

Çekme elemanı birleşim bölgesine tüm enkesit parçalarıyla bağlanmadığında gerilme yayılışı üniform olmaz. Bu düzensizlik, gerilme düzensizliği etki katsayısı U ile hesaba katılır ve değerleri Tablo 7.1'de Durum 1–8 olarak verilir.

Genel bağıntı: U = 1 − x/l. Burada x birleşim etki alanı ağırlık merkezinin birleşim düzlemine dik uzaklığı (dışmerkezlik), l ise yük doğrultusundaki etkin birleşim uzunluğudur (bulonlu birleşimlerde en uzun bulon sırasındaki en dış bulon merkezleri arası).

Tablo 7.1'in korniyer ve I-profil satırlarındaki ortalama değerler ön boyutlandırmada kullanılabilir; birleşim tasarımı tamamlandıktan sonra formüllerle hesaplanan daha büyük U değerlerinin kullanılmasına izin verilir.

Narinlik oranı sınırı Bölüm 7.1.1

Çekme elemanlarında stabilite bir tasarım kriteri olmamasına karşın, narinlik oranı L/i ≤ 300 olmalıdır. Bu sınır çelik kablolar ve miller için geçerli değildir.

Adım adım hesap sırası

1. Profil kataloğundan kayıpsız enkesit alanı A_g alınır.
2. Tablo 2.1A / 2.1B'den, karakteristik kalınlığa göre F_y ve F_u belirlenir.
3. Tablo 13.8'den d_h, ardından d_e = d_h + 2 mm hesaplanır.
4. Tüm kırılma çizgileri Denk.(5.3) ile taranır, en küçük A_n bulunur.
5. Tablo 7.1'den U seçilir; Denk.(7.1) ile A_e = U·A_n hesaplanır.
6. Denk.(7.2) ile akma, Denk.(7.3) ile kırılma karakteristik dayanımları bulunur.
7. Uç birleşimde Denk.(13.19) ile blok kırılma dayanımı hesaplanır.
8. YDKT'de φ ile çarpılan, GKT'de Ω'ya bölünen üç değerin en küçüğü mevcut dayanımdır.
9. T_r ≤ mevcut dayanım ve L/i ≤ 300 kontrolleri yapılır.

Kapsam sınırı: Bu araç eleman gövdesinin çekme dayanımını ve (etkinleştirildiğinde) basitleştirilmiş bir blok kırılma geometrisini değerlendirir. Bulon kesme ve ezilme dayanımları (Bölüm 13.3), kenar ve aralık mesafeleri, kaynak dikişi kapasitesi (Bölüm 13.2), yapma enkesitli elemanlarda ara bağlantı koşulları (Bölüm 7.3) ve yorulma etkisi (Ek-2) ayrıca kontrol edilmelidir.

Tablo 2.1A — Sıcak haddelenmiş yapısal çeliklerde karakteristik F_y ve F_u

Standart ve çelik sınıfı	t ≤ 40 mm		40 < t ≤ 80 mm
Standart ve çelik sınıfı	F_y (MPa)	F_u (MPa)	F_y (MPa)	F_u (MPa)
EN 10025-2 — S235	235	360	215	360
EN 10025-2 — S275	275	430	255	410
EN 10025-2 — S355	355	510	335	470
EN 10025-2 — S450	440	550	410	550
EN 10025-3 — S275 N/NL	275	390	255	370
EN 10025-3 — S355 N/NL	355	490	335	470
EN 10025-3 — S420 N/NL	420	520	390	520
EN 10025-3 — S460 N/NL	460	540	430	540
EN 10025-6 — S460 Q/QL/QL1	460	570	440	550

S450 sınıfında karakteristik akma gerilmesi 440 MPa'dır. Boru ve kutu profiller için Tablo 2.1B kullanılmalıdır.

Tablo 13.8 — Karakteristik (standart dairesel) delik çapları

Bulon	M16	M20	M22	M24	M27	M30	≥ M36
d_h (mm)	18	22	24	26	30	33	d + 3

Net alan hesabında etkin delik çapı d_e = d_h + 2 mm kullanılır (Bölüm 5.4.3). Büyük dairesel ve oval delikler için Tablo 13.8'in diğer sütunlarına bakılmalıdır.

Tablo 7.1 — Gerilme düzensizliği etki katsayısı, U

Durum	Çekme elemanı tanımı	U
1	Birleşim bölgesine tüm enkesit parçalarıyla bağlanma	1,0
2	I, U ve T enkesitli elemanların tüm parçalarıyla bağlanmaması	1 − x/l
3	Kuvvetin çekme doğrultusuna dik kaynaklarla aktarıldığı birleşim	1,0 (A_n = doğrudan birleşen parça alanı)
4	Kuvvetin sadece boyuna kaynaklarla aktarıldığı levha, korniyer, U ve T enkesitler	formül
5	Bir birleşim levhasına bağlanan boru enkesitli profiller	formül
6	Birleşim levhasına bağlanan kutu enkesitli profiller	formül
7	I ve yarım I: başlıktan, b_f/d ≥ 2/3, sırada ≥3 bulon	0,90
7	I ve yarım I: başlıktan, b_f/d < 2/3, sırada ≥3 bulon	0,85
7	I ve yarım I: gövdeden, sırada ≥4 bulon	0,70
8	Tek ve çift korniyer: kuvvet doğrultusunda sırada ≥4 bulon	0,80
8	Tek ve çift korniyer: kuvvet doğrultusunda sırada 2 veya 3 bulon	0,60

Durum 7 ve 8'deki ortalama değerler ön boyutlandırma aşamasında kullanılabilir; birleşim tasarımından sonra tablodaki ifadelerle hesaplanan daha büyük U değerlerinin kullanılmasına izin verilir.

ÇYTHYE bölüm referansları

Bölüm 5.4.3 — Kayıpsız ve net enkesit alanları; Denk.(5.3), etkin delik çapı d_e.
Bölüm 7.1.1 — Narinlik oranı sınırı, L/i ≤ 300.
Bölüm 7.1.2 — Kayıpsız ve net enkesit alanları.
Bölüm 7.1.3 — Etkin net enkesit alanı, Denk.(7.1).
Tablo 7.1 — Gerilme düzensizliği etki katsayısı U.
Bölüm 7.2 / 7.2.1 / 7.2.2 — Çekme kuvveti dayanımı; Denk.(7.2) ve Denk.(7.3).
Bölüm 7.3 + Tablo 7.2 — Yapma enkesitli çekme elemanlarında ara bağlantı koşulları.
Bölüm 13.4.1 — Birleşim elemanlarında çekme dayanımı; ek levhalarında 0,85A_g sınırı.
Bölüm 13.4.3 — Blok kırılma dayanımı, Denk.(13.19), U_bs.
Tablo 13.8 — Karakteristik delik boyutları.
Tablo 2.1A / 2.1B — Karakteristik F_y ve F_u değerleri.
Ek-2 — Yorulma etkisindeki elemanlar (bu bölümün kuralları statik yükleme içindir).

Diğer standartlar ve kitaplar

AISC 360 — Chapter D (Design of Members for Tension); ÇYTHYE Bölüm 7'nin kaynağıdır.
TS EN 1993-1-1 — §6.2.3 Çekme; N_t,Rd = min(N_pl,Rd ; N_u,Rd).
TS EN 1993-1-8 — Birleşimlerin tasarımı.
TS EN 10025 — Yapısal çeliklerin malzeme özellikleri.
Deren, H.; Uzgider, E.; Piroğlu, F.; Çağlayan, Ö. — Çelik Yapılar.
Odabaşı, Y. — Çelik Yapılar.
Segui, W. T. — Steel Design.
Salmon, C. G.; Johnson, J. E. — Steel Structures: Design and Behavior.
McCormac, J. C.; Csernak, S. F. — Structural Steel Design.

Eurocode karşılığı ile ilişki

TS EN 1993-1-1 §6.2.3'te aynı sınır durumlar kısmi güvenlik katsayıları ile ifade edilir: N_pl,Rd = A·f_y/γ_M0 (γ_M0=1,00) ve N_u,Rd = 0,9·A_net·f_u/γ_M2 (γ_M2=1,25).

Bu araç ÇYTHYE formatını (φ ve Ω katsayıları ile) esas alır. İki yaklaşım birbirine yakın sonuçlar verir ancak karıştırılmamalıdır; bir projede tek bir tasarım formatı kullanılmalıdır.

📚 Bu sekmedeki bölüm, tablo ve denklem numaraları ÇYTHYE resmî metninden doğrudan alınmıştır; proje uygulamasında yürürlükteki güncel metnin ve varsa değişikliklerinin kontrol edilmesi gerekir. Teknik referansların listelenmesi, tek başına tam standart uygunluğu veya proje onayı anlamına gelmez.