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 σ_kopma değerinde germe sonunda ulaşılan gevşeme, olağan tel­ler için %5, az gevşemeli tellerde % 2,5; 0,80 σ_kopma 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 σ_kopma 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)

Öngerme Tel Demetleri (TS 3721-1983)

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 σ_kopma  , gergi kenetlenmesinden hemen sonra 0,70 σ_kopma değerleri kullanılır. Bu değerler üreticinin verdiği değerleri aşamaz.

Kaynak: Çelik Yapıda Öngerme, Prof. Dr. Tevfik Seno Arda, Prof. Dr. Nesrin Yardımcı,