Çelik Yapılar Yönetmeliği Tablo 2.2 de civata malzemeleri akma ve çekme dayanımları verilmiştir. Genel olarak civata kaliteleri için A.B formatında; Ax100 MPa çekme dayanımını, AxBx10 ise akma dayanımına karşılık gelmektedir.
Ankraj çubukları ile ilgili olarak yönetmelikte çekme dayanım üst sınırı 1000MPa, çekme testi altında uzaman miktarı min %14 ve enkesit azalma oranının azami %30 olması şartları getirilmiştir. İlave olarak çekme dayanımı 800 MPa ı aşmayan ankraj çubuklarının çapları 100mm i, bunun dışındaki durumlarda ise 75mm i aşmamalıdır. (Md 2.3)
Yönetmelik 13.3.2 de yukarıdaki tabloda 8.8 ve 10.9 dışında belirtilen civatalar normal civatalar olarak sınıflandırılıp basit sıkma yöntemiyle ezilme etkili bağlantılarda kullanılacak, öngerme uygulanmayacaktır.
8.8 ve 10.9 kalite civatalar yüksek dayanımlı civatalar olup basit sıkma yöntemiyle ezilme etkili bağlantılarda kullanılabilirler. Yönetmelik 13.3.3 te, bağlantıda çekme kuvvetinin bulunması durumunda veya titreşim etkisinin olması durumunda önçekme uygulaması zorunlu tutulmuştur. Makina mesnetleri, tekrarlı ve darbe yüklemelerinin bulunduğu bağlantılarda sürtünme etkili birleşim olarak tasarlanmalıdır. Örneğin çelik köprü detaylandırılmasında kullanılan bağlantı tipi sürtünme etkili olmalıdır.
Civatalarda uygulanacak olan minimum önçekme kuvveti yönetmelik Tablo 13.6 da çekme kuvveti dayanımının %70 i olarak aşağıdaki şekilde verilmiştir.
Deprem Yönetmeliği 9.2.3.2 de deprem yükleri etkisindeki eleman birleşim ve eklerinde kullanılan 8.8 ve 10.9 kalite civatalara tam önçekme verilmesi şart koşulmuştur. Bu ifade yukarı tablodaki değerlerin deprem etkisindeki birleşimler için “1/0.7” oranında arttırılması anlamına gelmemektedir. Konu ile ilgili aşağıda önçekme konusunda açıklama yapılmıştır.
Deprem Yönetmeliği ilave olarak bulonların diş açılmamış kısımlarının kayma düzleminde olmasını ve ezilme etkili birleşimlerde de yüzey sürtünme katsayısının 0.2 olmasını şart koymuştur.
EN 1090-2 (2018) de yüzey sınıfları aşağıdaki tabloda verilmiştir.
Ülkemizde tasarım standartlarında US/AISC ve yük etkilerinde ise EN standartları esas alınmaktadır. Civataların standartlarında da yine EN standartları kullanılmaktadır. Yüksek mukavemetli bulonlar EN de 14399-3 ve 14399-4 olarak HR ve HV sınıfları olarak verilmektedir. HR (14339-3) sınıfı civatalarda kalın somun ve daha uzun diş açılmış kısım kullanılarak süneklik civatanın plastik uzaması/şekil değiştirmesi (elongation) ile sağlanır. HV (14399-4) sınıfı civatalarda ise daha ince somun ve daha kısa diş açılmış kısım kullanılarak süneklik plastik deformasıyonun somun içerisinde kalması şeklinde sağlanır. HR tipi civata İngiltere/Fransa da, HV sınıfı ise Almanya da daha çok kullanılmaktadır. Önceki yıllarda kullanılan HV civata tipinin muadili yeni standartlarda 14399-4 tür.
14399-3 civata elemanına ait somun, rondela ve ilgili geometrik veriler aşağıdaki adresten indirilebilir.
PRE-LOAD BOLT ASSEMBLIES HR BS EN 14399-3:2015
(Kaynak: https://www.bapp.co.uk/assets/bapp-part-3-hr-bolt-assembley.pdf)
14399-5 düz rondela, 14399-6 ise pahlı rondelaya ait standartlardır. Somun sınıfı Class 8 ya da Class 9 olarak belirtilmiştir.
14399-4 civata elemanına ait somun, rondela ve ilgili geometrik veriler aşağıdaki adresten indirilebilir.
PRE-LOAD BOLT ASSEMBLIES HV BS EN 14399-4:2015
(Kaynak:https://www.bapp.co.uk/assets/bapp-part-4-hv-bolt-assembley.pdf)
BS EN de HV sisteminde 8.8 kalite civata bulunmadığına dikkat edilmelidir. Çelik profillerin kalitesinin S355, plakaların ise S275 olarak kullanılmasını standart olarak uygulayan İngiltere’ye özel bir durumdur.
Önceki yıllarda kullanılan 5.6 kalite civatalara ait güncel standart EN-ISO-4014 ve EN-ISO-4017 standartlarıdır. EN-4017 de civatanın tüm boyunda diş açılmıştır. Önçekmesiz civatalar için olan bu standart sadece 5.6 kalite değil 8.8 ve 10.9 kalite civataları da içermektedir.
EN-7089 düz rondelalar, EN-7090 ise pahlı rondela standardıdır. Her iki standartta da 5.6 ve 8.8 için 200HV-300HV, 10.9 için 300HV rondela kullanılmalıdır. 100HV sertlik değeri için EN 7091 standardı esastır. 5.6 ve 8.8 kalite için 200HV, 10.9 için 300HV kullanılması tavsiye edilir.
Somunlar için EN 4034 (5 kalite), EN 4032 (6,8,10 kalite) olarak verilmektedir.
https://www.steelconstruction.info/images/e/e6/BCSA_MS-Bolts.pdf
Önçekmesiz bağlantılar için kullanılacak olan civata/somun/rondela setleri aşağıdaki şekildedir. Gösterilmeyen 5.6 kalite civatalar için 8.8 ve 10.9 kalite için verilen standartlar kullanılmalıdır. “Somun property class” 6 düşünülecektir. TUCSA Çelik Yapılar Şartnamesinde somun kalitesi civata kalitesinden bir üst sınıfta seçilmesini tavsiye etmiştir, 5.6 civata için Class 6 somun, 6.8 için 7, 8.8 için 9 gibi.
Önçekme uygulanması ile ilgili prosedür ve metotlar için EN 1090-2 (2018) den yararlanılabilir. EN 1090-8.5.1 de minimum ön çekme kuvveti aşağıdaki şekildedir.
Aşağıdaki adreste, önçekme uygulaması için kapsamlı bilgi bulunabilir.
Evaluation tightening preloaded bolt assemblies
https://www.bouwenmetstaal.nl/uploads/vakblad/236_voorspanbouten_rapport.pdf
İlgili raporda, güvenilirlik oranı kombine metotta %100 olarak verilmiştir.
Türk Deprem Yönetmeliğinin şart koştuğu tam önçekme konusu da kafa karışıklığına neden olmaktadır. Tam önçekme ile ifade edilmek istenen yukarıda EN 1090 da tariflenen önçekme kuvvetine karşılık geldiği düşünülmektedir. Aşağıdaki makaledeki “Bulonlara tam önçekme sağlamak için uygulanacak minimum çekme kuvveti bulon dayanımının %70’i olarak tanımlanmaktadır.” ifadesi de bunu desteklemektedir.
Deprem Yükleri Etkisindeki Çelik Yapı Elemanların Birleşim ve Ekleri
Türk Deprem Yönetmeliği Md. 9.12.6 ya göre ankraj çubukları malzemesinin kopma uzaması oranı %14 değerinden az olmayacaktır.
EN 1193-1-8 (2005) 3.3 e göre ankraj eğer kesme kuvveti aktarıyorsa maksimum akma gerilmesi 640 MPa, sadece çekme kuvveti aktarması durumunda ise maksimum akma gerilmesi 900 MPa olmalıdır. EN 10025, EN 14399, ISO 898, EN 4014, EN 4016, EN 4017 standartlarında olabilir.
Aşağıdaki dökümanda “holding down bolts” bölümünde ise BS 7419 ankraj ve ilgili standartlar görülebilir.
Ankraj malzemesi olarak kullanılacak olan elemanların seçiminde uzama miktarları ISO 898-1 de aşağıdaki şekilde verilmiştir.
Uzama miktarları dikkate alındığında sadece 4.6 ve 5.6 malzemenin uygulanabilir olduğu görülmektedir.
Türk Çelik Yönetmeliğinde ankrajlar için taban levhalarında uygulanması tavsiye edilen delik ve pul boyutları aşağıda şekildedir.
Civataların dişdibi alanları için aşağıdaki tablodan yararlanılabilir.
https://eurocodeapplied.com/design/en1993/bolt-design-properties
