Çelik Öngerme Elemanları- Gergi Malzemeleri
Öngermeli çelik elemanlarda, olağan çelik yapılarda kullanılan bütün çelik türleri kullanılabilir. Genelde, ayrı bir gergi düzeni kullanılarak gerçekleştirilen öngerme, ana elemandaki çelik kalitesine bir kısıtlama getirmez.
Ancak çok özel bazı öngerme verme yöntemlerinde, çelik kalitesinin de önemi olabilir. Örnek olarak, çekme başlığı çekilip öngerildikten sonra gövde + basınç başlığına kaynaklanan bir basit kirişte, hem bu öngerme verilen başlıkta kullanılan çeliğin yüksek mukavemetli olması, hem de bileşik kesitte kullanılan bütün çeliklerin kaynaklanabilir olmaları gereklidir.
Çelik Gergi Malzemeleri
Öngermeli sistemlerin pratik bir anlamı olabilmesi için, çelik gergi elemanının yüksek mukavemetli olması kesin bir zorunluluktur. Bu zorunluğu aşağıdaki şekilde açıklamak mümkündür.
Öngermeli çelik taşıyıcı sistemlerin projelenmesinde, hem ana taşıyıcı elemanda hem de özellikle gergide meydana gelen, gerek elastik ani ve gerekse elastik ötesi sonradan oluşan şekildeğiştirmeler çok önemlidir. Sürekli olarak bir çekme kuvvetinin etkisinde kalan gergi elemanı, başlangıçtaki ani elastik uzamasına ek olarak sünme türü bir uzama da gösterir. Gerginin iki ucunun birbirlerinden uzaklığının sabit kaldığı gözönüne alınırsa bu sünme uzaması bir gevşemeye, yani gergideki gerilmenin düşmesine (rölaksasyon) götürür. Bu gergide zaman sürecinde önemli bir gerilme azalması oluşur. Öngermenin sözü edilen gerilme kayıplarından sonra dahi etkili olabilmesi ancak yüksek mukavemetli gergi kullanılması durumunda mümkündür.
Yüksek mukavemetli çelikler, çelik alaşımı değişiklikleri ve farklı üretim yöntemleri ile elde edilirler. Çeşitli ülkelerin öngerme çeliği standardları arasında farklılıklar vardır. Türkiye de bu konuda başvurulabilecek standardlar TS 3233 ve TS 3721 dir. Bu standardlara göre gergi: tel, toron, çubuk ve kablo şeklinde olabilir.
Öngerme Telleri
Çapları 1,5 mm’den 7 mm’ye kadar olan öngerme telleri, kaplamasız, gerilmeden arınmış, orantılılık sınırları yükseltilmiş tellerdir. Çapı çok ufak olan öngerme telleri dışındaki teller, yan yüzleri nervürlü veya profilli olarak imal edilmektedirler.
Çap büyüdükçe minimum kopma dayanımları 18 000 kg/cm2 (1800 N/mm2) den 15 000 kg/cm (1500 N/mm2) ye düşmektedir. Minimum kabul edilmiş akma sınırları (a-e) diyagramında e =0,01 uzamaya tekabül eden gerilmedir ve kopma dayanımının olağan gevşemeli tellerde 0,80’i, az gevşemeli tellerde 0,90’ı kadardır. TS 3233’de verilen gerilme değerleri karakteristik değerlerdir. 20°C sıcaklıkta, 1000 saatlik 0,70 σkopma değerinde germe sonunda ulaşılan gevşeme, olağan teller için %5, az gevşemeli tellerde % 2,5; 0,80 σkopma değerinde germe sonunda ise sırasıyla %8,5 ve %3,5 değerini aşmamalıdır.
Öngerme Demeti-Öngerme Toronu
Öngerme toronları-öngerme demetleri iki veya daha fazla telin helis şeklinde üst üste sarılmaları ile elde edilen germe donatılarıdır. 7 telli öngerme toronlarında, bir telin çevresine konmuş 6 tel, iç tel üzerine helis şeklinde sarılmışlardır. Sargı işlemi fabrikalarda yapılır ve bu esnada teller kalıcı deformasyona uğrarlar.
Tel çapları, toron olarak mekanik özellikleri TS 3233’de verilmişlerdir. Minimum kopma dayanımları 16 000 kg/cm2 (1600 N/mm2) ve 0,01 birim uzamaya tekabül eden minimum itibarî akma sınırları kopma dayanımlarının 0,85 az gevşemeli toronlarda 0,90 katı kadardır. 20°C sıcaklıkta, 1000 saatlik germe deneyi sonundaki gevşeme, 0,70 σkopma gerilmesi altında olağan toronlarda % 7, az gevşemelilerde %2,5; 0,80 gerilmesi altında olağan toronlarda %12, az gevşemelilerde %3,5 değerini aşmamalıdır.
Öngerme Telleri (TS 3721-1983)
Anma Çapı | Karakteristik Çekme Dayanımı | Karakteristik Akma Sınırı | |||
mm | kgf/mm2 | N/mm2 | kgf/mm2 | N/mm2 | |
8.0-12.0 | 150 | 1 471 | 127.5 | 1 | 250 |
7.0 | 157 | 1 540 | 133.5 | 1 | 309 |
6.0 | 160 | 1 569 | 136 | 1 | 334 |
5.0 | 160 | 1 569 | 136 | 1 | 334 |
4.0 | 172 | 1 687 | 136 | 1 | 334 |
3.25 | 175 | 1 716 | 169 | 1 | 461 |
2.0-3.0 | 180 | 1 765 | 153 | 1 | 500 |
Kopmada Birim Uzama | (200 mm ölçü Boyu Üzerinden) | % | 4.0 | ||
Elastiklik | kgf/mm2 | (2.0±0.1) 10^4 | |||
Modülü | N/mm2 | (1.96±0.0)10^5 |
Öngerme Tel Demetleri (TS 3721-1983)
Tel
Çapı |
Tel
Sayısı |
Karakteristik Çekme Dayanımı | Karakteristik Akma Sınırı | ||
mm | kgf/mm2 | N/mm2 | kgf/mm2 | N/mm2 | |
2-3 | 2 | 168.4 | 1 651 | 143.2 | 1 404 |
2-3 | 3 | 168.4 | 1 651 | 143.2 | 1 404 |
2-4 | 7 | 168.4 | 1 651 | 143.2 | 1 404 |
Kopmada Birim Uzama (250mm-300mm Ölçme Boyu Üzerinden) | % | 3.5 | |||
Elastisite Modülü | kgf/mm2 N/mm2 | (1.8 ± 0.09)10^4 (1.77±0.09)10^5 |
Öngerme Çubuğu
Öngerme çubukları çapları 7 ile 32 mm arasında değişen, sıcakta çekilmiş özel alaşımlı tek parçadan oluşan çubuklardır. Minimum kopma dayanımları 10 000 kg/cm2 (1000 N/mm2) ve 0,01 birim uzamaya tekabül eden itibari akma sınırları 8.000 kg/cm2 (800 N/mm2) kadardır. Bunların mekanik özellikleri TS 3233’de verilmiştir.
Öngerme Kablosu
Öngerme kablosu, tel, toron veya çubuk gruplarından oluşan germe elemanlarıdır. Mekanik özellikleri bu bakımdan değişiktir. İmal eden firmaların garanti belgelerinde gerekli özellikler belirtilmişlerdir.
Standarda göre, öngerme çeliklerinde emniyet gerilmeleri olarak, germe sırasında 0,80 σkopma , gergi kenetlenmesinden hemen sonra 0,70 σkopma değerleri kullanılır. Bu değerler üreticinin verdiği değerleri aşamaz.
Kaynak: Çelik Yapıda Öngerme, Prof. Dr. Tevfik Seno Arda, Prof. Dr. Nesrin Yardımcı,