Öngerilmeli çelik kafes kirişlerin minimum ağırlıklı boyutlandırılması

Abstract

Bu çalışmada öngerilmeli yanal burkulması önlenmiş çelik kafes kirişlerin minimum ağırlıklı olarak boyutlandırılması ele alındı. Seçilen kafes kiriş türü paralel başlıklı düzlem geometriye sahiptir. Öngerme verme tekniği olarak alt başlığın altına takoz yerleştirmek suretiyle, kafes kirişin iki ucundaki mesnetler arasında öngerme kablosunun gerildiği düşünüldü. Yükleme sınıfı olarak kar, kaplama yükü ve öz ağırlık dikkate alındı. Öngerilme kayıpları ise ânî ve ilave kayıplar olmak üzere iki aşamalı olarak hesaba katıldı. Kafes kirişlerin tasarımı için gerekli olan profil kesitleri boru kesit olarak seçildi. Bu çalışmanın amacı, çelik kafes kirişlere öngerilme uygulanmak suretiyle, malzeme miktarında ve dolayısıyla maliyette bir kazanç sağlanıp sağlanamayacağının belirlenmesidir. Ayrıca öngerilme uygulamak suretiyle kafes kiriş yüksekliğinde bir azalma olup olamayacağı incelendi. Bu tezin bir diğer amacı ise öngerme kablosunun geometrisini belirlemekte kullanılan takozlar için uygun boyların belirlenmesidir. Bu amaçlar doğrultusunda, çalışmada 40 m, 60 m, 80 m ve 100 m açıklığa sahip kafes kirişler incelendi. Bu kirişler farklı kiriş yüksekliklerinde ve farklı öngerme kuvvetleri altında boyutlandırılarak, hangi öngerme kuvvetinin en uygun olduğu ve ne kadar malzeme tasarrufu sağlandığı belirlendi. Yine bir adet kafes kiriş farklı takoz boyutları ile çözülmek suretiyle en uygun takoz boyutları belirlendi. Çalışmanın sonucunda kiriş uzunluğu arttıkça ve kiriş yüksekliği azaldıkça çelik kafes kirişlerde öngerme uygulanın sağladığı kazancın da arttığı görüldü. Ayrıca çelik kafes kirişlere öngerilme uygulanmak suretiyle kullanılan yapı çeliği malzeme ağırlığında %35’ e varan oranda kazanç sağlandı.

In this study, minimum-weighted design of prestressed steel truss beams is investigated. Bottom and top bar of selected plane truss beam are parallel. It is considered that prestressing cable is settled under the bottom bar between two ends of beam using wedge. Snow, coating and self-weight loads are considered. Prestress loses are calculated in two steps as initial loses and additional loses. Profile sections for the bars of the truss beam are selected as pipe section. Purpose of this study is to determine whether the amount of material and cost of truss beam will be less using prestressing. Changing of the height of truss beam according to prestressing is also investigated. Another purpose of this study is to determine the appropriate length of wedges which are used for prestressing tendon geometry. For these purposes, truss beams with 40 m, 60 m, 80 m and 100 m span length were studied. These beams were designed for different beam heights and different prestressing forces. The fittest prestressing forces and amount of cost saving were determined. A selected truss beam was analyzed for different wedge heights and the appropriate height of the wedges was investigated. It is concluded from this study that the profit of applying prestressing to steel truss beams is studied higher the bigger the beam span and the smaller is beam height. Amount of structural steel can be reduced up to 35% by applying prestressing to steel truss beams.