Bu sayfadaki açıklamalar belli aralıklarla form üyemiz Murat Kurt bey tarafından sunum haline getirilmektedir, sunumu (  tasarimkonulari.zip (6,720kb) downloaded 597 time(s).) adresinden indirebilirsiniz.

N-M2-M3 etkileşimi

Stasteel programında profillerde basınç ve eğilme etkisi birlikte incelenir. Bu etkiler genellikle profil kapasitesine oranlanıp birleştirilerek elde edilen toplamın 1'den az olması istenir. Etkileşim forumlleri, burkulma ve burulmalı burkulma etkilerini de göze alır.

Aşağıdaki formüller incelendiğinde:

Click to View Image806 View(s)

formülün temel olarak üç parçadan oluştuğu görülür. Yine görüldüğü gibi Zayıf yön momenti etkileri daha kritik durumdadır, çünkü profilin zayıf yön dayanımı daha azdır.

Click to View Image651 View(s)

Benzer kontroller Eurocode tarafıdan değişik durumlarda yapılmaktadır. Narinlik ile ilgili terimler ileriki konularda açıklanacaktır.

Click to View Image634 View(s)

TS648'e bakıldığında, benzer şekilde gerilmeler üstünden karşılaştırma yapılmaktadır. TS648 elastik hesap yaptığı için, sadece zayıf yön momenti incelendiğinde bile profil yetersiz gözükmektedir. Bu hesap çok basitçe kontrol edilebilir, M/W=916 kN.cm/47,3cm3=19,36kN/cm2 lik gerilme elde edilir. Burkulma etkileri ihmal edilerek emniyet gerilmesi tamamen alınsa bile profil yetersiz durumdadır.

Eurocode yönetmeliğinde depremli kombinasyonlar aynı olmasına rağmen taşıma gücüne göre hesap yapıldığı için özellikle zayıf yön momenti açısından önemli ekonomi sağlanmaktadır.

Stasteel programında, sehim hesabı yapılırken kiriş uzunluğu, kirişin kesme kuvveti diagramına ve düğüm noktası tesirlerine bağlı olarak seçilir. Bu sayede kirişlerde ek olması durumunda veya tali kirişler bağlanması durumunda da doğru uzunluk alınır. Örneğin 9m uzunuğundaki ana kirişlere 1m arayla tali kirişler bağlanmış olsun. Kesme kuvveti diagramı aşağıdaki gibi olacaktır:

Click to View Image657 View(s)

Görüldüğü gibi ana kirişin sehim kontrol noktaları, kesme kuvveti diagramından anlaşılabilmektedir. Bazı durumlarda neyin taşıyıcı neyin taşınan olduğuna mühendis bile karar veremez, yine en iyi sonuç kesme kuvveti diagramından alınmaktadır. Bu durumda programın verdiği sehim hesabı aşağıdaki gibidir:

Click to View Image705 View(s)

Ana kirişin uzunluğunun 9m alındığı, ayrıca basit kiriş olarak çalıştığı düğüm noktası tepkilerinden de anlaşılmaktadır. Ana kirişi örneğin iki parçaya bölseydik, sistemin statiği değişmeyeceği için yine aynı hesap yapılırdı.

Basit kiriş sehim sınırı olarak bilindiği gibi TS648'de L/300 şartı aranmaktadır. Eurocode'da [EN 1990:2002] kısmında [A1.4 Serviceability limit states] başlığı altında sehim kombinasyonları ve tanımları yapılmış, izin verilen sehimi yapının kullanım ihtiyaçlarına ve yerel yönetmeliklere bağlamıştır(Net rakam vermemektedir). Buna binaen Eurocode yönetmeliği seçilirse de L/300 üzerinden kontrol yapılır.

Kren kirişlerinde EN1993-6:2007 tablo 7.1 uyarınca L/600'e izin verilmektedir.

Stasteel programında bu opsiyonlar kulanıcıya açık olmakla birlikte basit kirişlerde L/300, konsol kirişlerde L/250, kren kirişlerde L/600 olarak alınır.

-------------------------------------------------------------

Birleşim tipinin sehime etkisi

Seçilen birleşim tipinin yapının taşıyıcı sistem davranışına önemli etkisi bulunmaktadır. Bazı birleşimler ankastre, bazıları mafsallı, bazıları yarı ankastre sayılırlar. Bazı durumlarda bunun ayrımına tam olarak yapabilmek zor olsa da yapıya etkisinin yaklaşık veya kesin yöntemlerle hesaba alınması gerekmektedir.

Örneğin kolon-kiriş bağlantılarında sık kullanılan bulonlu sistemde:

Click to View Image595 View(s)

aynı birleşimin iki farklı bulon dağılımını göze alalım. Bütün elemanlar aynı, sadece bulonların yeri farklı durumdadır. Yanlız bu dağılım, birleşimin kuvvet kolu uzunluğunu değiştirmektedir. Buna binaen iki birleşimin rijitlikleri de değişmektedir. Bulonların ortada olduğu duruda:

Click to View Image573 View(s)

kırmızı ile işaretlenen 2285.7kNm dönme rijitliği bulunmaktadır. Bulonlar profilin dışına çıktığında ise:

Click to View Image532 View(s)

6663.6 ve 4603.3kNm dönme rijitliği oluşmuştur. Burada dikkat edilmesi gereken hususlar:

*Dönme rijitliği kNm cinsindendir. Yani ilk birleşime 2285.7kNm moment uygularsanız 2285.7kNm/2285.7kNm=1(birimsiz=radyan) birim dönme elde edersiniz.

*İkinci birleşim ilkinden 2-3 kat daha rijittir, yani aynı dönmeyi elde etmek için 2-3 kat moment uygulamanız gerekir.

*İkinci birleşimde + ve - moment farklı rijitlikte çalışmaktadır. Çünkü negatif momenti karşılayan iki bulon, pozitif momenti karşılayan tek bulon vardır.

*Rijitlik hesapları sadece bulon yerlerine bağlı değil, plaka kalınlığı, varsa rijitleştirme levhası, kolon profiline de bağlıdır.

Birleşim rijitliğindeki fark karşımıza ilk olarak şekildeğiştirme diyagramlarında çıkar:

Click to View Image526 View(s)

Görüldüğü gibi aynı yükle yüklenmiş iki çerçevenin şekildeğiştirmesi farklı durumdadır. Ayrıca güçlü birleşim dağılımda rijit davranacak ve momenti üstüne çekecektir:

Click to View Image576 View(s)

Zayıf birleşim ise fazla moment alamayacak ve bu moment açıklıkta karşılanacaktır. Bunun sonucu olarak, zayıf birleşim kullanıldığı takdirde açıklık sehimi daha fazla olur.

Konsol kısmının mafsallı olması durumu:

Bazı birleşimler için ise tam mafsallı kabulü yapılır. Özellikle başlıkların kesildiği, devam etmediği durumlarda sistem mafsallı sayılarak bütün momentin açıklıkta karşılanması istenir. Bu birleşimler konsol sistemde uygulandığı takdirde statik olarak labile yakın bir sistem elde edilir. Profil taşıma gücü ve birleşim hesapları kurtarsa bile, sehim uyarısı alınır

Click to View Image609 View(s)

Bu durumda çözüm şöyle olabilir, konsol sistemlerde momentin karşılanacağı tek yer ana sisteme bağlanan uc olduğu için ve sehim hariç diğer hesaplar kurtardığı için kontrollü bir şekilde birleşim rijitliği artırılarak sehimin değişimi izlenir:

Click to View Image633 View(s)

Sistemin ana kiriş ile bağlandığı noktaya biraz rijitlik verilir, çözümden sonra birleşimin kurtarıp kurtarmadığı kontrol edilir. Birleşim elemanları gelen momente göre kontrol edilmektedir:

Click to View Image623 View(s)

Rijitlik yeterince artırıldığında, moment diyagramı da beklendiği gibi konsol moment diyagramına döner:

Click to View Image618 View(s)

ve konsol kısmın labilliği ortadan kalkarak sehimlerde kurtarır hale gelir:

Click to View Image623 View(s)

Bilindiği gibi deprem yönetmeliği, kayma bölgesinin kesme dayanımını, bağlanan kirişlerim kapasitesine bağlı olarak kontrol etmektedir. Özellikle iki taraftan kiriş bağlanan kolonlarda, iki kirişin birden kapasitesi hesaba girdiği için kurtarmakta zorluk çıkabilir:

Click to View Image771 View(s)

Bu durum için birkaç çözüm mevcuttur. Program gerekli gövde kalınlığını da raporlarda belirtmektedir. İstenirse kolon gövdesine ek levhalar koyularak bu kalınlık sağlanır:

Click to View Image685 View(s)

Diğer bir çözüm, yönetmelik normal sünek tasarlanan iki kata kadar olan yapılarda bazı yüksek sünek kontrollerini istememekte veya kriterlerini azaltmaktadır. Bu yapı tek katlıdır, ve programa kat tanımı yapılmamıştır. Kat tanımı yapmak için:

Click to View Image970 View(s)

Sisteme herhangi bir aksdan bakılır, kat tanımı yapılacak ızgara seçilir ve ANA KAT tanımı yapılır. Yeni güncellemelerde "0" kotunu da ANA KAT olarak tanımlamalısınız

Ayrıca programın "Yapı Bilgi" kısmında R katsayısı olarak Normal Süneğe uygun seçim yapılırsa 4.4.2.3 maddesine göre 4.3.4.3(a) kontrolünde kiriş kapasitesi yerine çarpanları büyütülmüş statik değerler kullanılacaktır.

Click to View Image771 View(s)

Tasarım kesme kuvveti bu uygulama ile 1779 kN'dan 187 kN'a düşürülmüştür. Birleşim bölgesi kapasitesi iki durumda da 762 kN'dur. Bu yapı esasında küçük bir yapı olduğu için gelen kuvvetlere göre tasarımda rahatlıkla sistem kurtarmaktadır.

Click to View Image912 View(s)

Ayrıca bakınız: Kren Örnek Projeleri 

Kren birleşimi

Seçilen birleşimde, kren kirişi başlığı kolona bağlanacaksa raya dik yatay yükler başlık üzerinden direk kolona aktarılacağı için profil ekseninde burulma ortaya çıkartmayacağı düşünülebilir. Eğer böyle bir birleşim yoksa, kirişe başlık hizasından yandan tutulacağı alt noktaya kadar program otomatik olarak "EK BURULMA" yükü yükleyecektir. EK BURKULMA yükünün seçiminde, program kirişleri yandan tutan yüzey/makas/çubuk sistemi olup olmadığını da kontrol eder.

EK BURULMA yükünün yüklenmesini istemiyorsanız soldaki seçeneği seçiniz.

Click to View Image755 View(s)

DIN-15018e göre kren tipi seçimi

Programda TS-EN13001 veya DIN-15018e göre kren tipi seçimi yapılmalıdır. Uygulama kolaylığı aşısından genellikle DIN-15018 seçilir:

Click to View Image560 View(s)

Bu yönetmelik iki parametreye göre kreni tanımlar:

Click to View Image492 View(s)

Click to View Image558 View(s)

Yük kaldırma hızı bilinmiyorsa, aşağıdaki tablodan da yararlanılabilir

Click to View Image561 View(s)

Eurocode yönetmeliğinde genel olarak χ sembolü narinliği ifade eder. Birçok yerde kullanılmaktadır, en basit şekilde şöyle açıklanabilir:

Click to View Image667 View(s)

Formülden anlaşıldığı gibi, narinlik katsayısı dayanım ile çarpılır, yani narinlik katsayısı "1" ise dayanımda azalma olmaz. Formülün ana mantığı:

[KUVVET] / [DAYANIM] < 1

şeklindedir. Narinlik arttıkça dayanım çarpanı ve kesit dayanımı azalır, formül 1'den büyük değer alır. Narinliği etkileyen faktörler şunlardır:

Click to View Image684 View(s)

Bu etkenleri teker teker ele alırsak:

Malzeme kalitesi

Malzeme kalitesi arttıkça ε değeri azalır ve daha narin kesit oluşur.

Atalet yarıçapı

Atalet yarıçapı kesit şekliyle ilgilidir. (açıklama )

Aynı alana sahip farklı kalınlıklardaki profillerin atalet yarıçapı farklı olur. Örneğin boru profilin çapını artırıp et kalınlığını azaltarak aynı alanı elde edebilirsiniz fakat atalet yarıçapı artmış olur.

Burkulma boyu

Profil yeterince tutulu değilse burkulma boyu artacağı için narinlik de artar. Stasteel'de çözümde yapılan burkulma kabul ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Gerekli durumlarda basit burkulma önlemleri alarak kesitler küçültülebilir.(aşağıda öneri getirilecek)

Click to View Image713 View(s)

Kesit şekli

Kesit şeklinin de burkulmaya etkisi vardır, fakat bu ana parametrelerden biri değildir.

Projem kurtarmıyor kesit mi büyütmeliyim?

Evet. Gerekirse kesit büyütmelisiniz. Bu sene kış biraz sert geçti, yıllardır kullanılan birçok çatı ne yazık ki göçtü. Artık herkez fabrikasını atolyesini vs. sigortalattığı için sigorta şirketleri müteahhitin ve mühendisin yakasına yapışıyor. Herkez yanlış yapabilir, fakat lütfen yanlışı referans almayın. Yönetmelikler inşaat yapılarını 40-50 sene kullanılacak gibi boyutlandırır, yani müteahhitin 20 senedir aynı işi yapıyor olması sizi ve onu her zaman kurtarmaz. Tabi Allah göstermesin can kaybı da olabilir o artık işin başka bir boyutu. Bile bile hata yapmamak lazım.

Tabi kesit büyütmeden yapılabilecek şeyler de var. İlk olarak kesitteki sorunun narinlikten mi kaynaklandığını kontrol edin. Başka sorunlar da olabilir, şu anki konumuz narinlik olduğu için bu konuyla ilgili olarak şunlar yapılabilir:

Click to View Image753 View(s)

*Ana kiriş ve makas başlıkları, doğru aşık sistemiyle ek maliyet olmadan tutulabilir.

*Bir başka konu da, zayıf yön narinliğinde sorun varken ana yönde profil boşuna büyütülüyor olabilir. Narinliğin hangi yönden kaynaklandığına bakın. Mesela I profilin zayıf yön atalet momenti (ve haliyle atalet yarıçapı) U profile göre daha düşüktür. Aynı alana sahip U profil kullanarak da kesiti kurtarabilirsiniz

*Bina şeklinde katlardan oluşan çelik yapılarda, kat tanımları yapılması durumunda o kattaki öteleme ve kesme kuvveti durumuna göre tutulma özelliği değişmektedir, varsa kat tanımlarının yapılması burkulma boyunu önemli miktarda azaltabilir:

Click to View Image970 View(s)

*Tanımlanan yükler gerçekçimi, kar yükü almaya gerek varmı, yapı animasyonu doğru mu vs. bunları kontrol edin.

*Son olarak şunu söyleyebiliriz, basitçe F/A+M/W hesabını elle yapın, zaten burdan elde ettiğiniz gerilme büyükse narinlik vs. ile hiç ilgilenmenize gerek yok, kesiti büyütün.

EN 1993-1-1:2005’de bölüm 6.3.3’de yapısal elemanların basınç ve çift yönlü burkulmalı eğilme durumu detaylı olarak incelenmiştir:

Click to View Image806 View(s)

Etkileşim katsayıları:

kyy: Y yönü(Ana yön) tesirlerinin Y yönü tasarımına etkisi

kyz: Y yönü tesirlerinin Z yönü(Zayıf yön) tasarımına etkisi

kzy: Z yönü tesirlerinin Y yönü tasarımına etkisi

kzz: Z yönü tesirlerinin Z yönü(Zayıf yön) tasarımına etkisi

Click to View Image565 View(s)

k katsayıları, Cm0 katsayıları kullanılarak hesap edilir ve Cm0 artıkça k artar, tasarımın yeterli hale gelmesi zorlaşır. Cm0,X (veya programımızda Cm0,2) katsayısı ana yön etkilerinden, Cm0,Y (veya programımızda Cm0,3) katsayısı zayıf yön etkilerinden hesaplanır. Etkiler, moment diagramları ve elastik eğrilerden elde edilir. Program bu katsayıları Annex-A’da tarif edildiği şekilde hesaplamaktadır.

Yukarıdaki şekilde hesapta zayıf yön etkileşim katsayısı yüksek çıktığı için zayıf yöne takviye gerekmektedir. Bu katsayılar 1.5’den büyük çıkıyorsa, müdahale edilip düşürülmeye çalışılmalıdır.

Click to View Image615 View(s)

Yapılan bu müdahale ile kZY katsayısı 1.67’den 0.77’lere düşürülmüştür. Aynı ana profili kullanan sistem iki kat güvenli hale gelmiştir. Gerekirse çaprazlarda daha küçük profil de kullanılabilir, önemli olan zayıf yönde yerdeğiştirmeye karşı tasarım yapılmış olunmasıdır.

Bazı durumlarda kullanıcılarımız profillerin kurtarmadığından veya sonuçların simetrik olmadığından bahsederek bize projelerini yolluyorlar. Bu durumda ilk bakılması gereken yapı animasyonu ve tesir diyagramlarıdır. Örneğin bize yollanan bir kanopi projesinde simetrik elemanların bazılarının kurtardığı bazılarının kurtarmadığı belirtildi:

Click to View Image494 View(s)

Böyle durumlarda biz de programın menülerinden raporları ve değerleri takip ediyoruz, hatayı daha kolay bulmamızı sağlayan özel araçlar bulunmuyor. İlk olarak şekildeğiştirmeye bakıldığında:

Click to View Image500 View(s)

şekildeğiştirmenin de simetrik olmadığı anlaşılır. Bir adım daha geri gidilip yükleme kontrol edilirse:

Click to View Image497 View(s)

Yüklerin bir köşeye yığıldığı görülür. Yığılan yer incelendiğinde de şu ortaya çıkar:

Click to View Image521 View(s)

Uca girilen küçük profil tam oturtulmadığı için tanımlanan yüzey elemanı yükleri simetrik dağıtamamıştır.

Görüldüğü gibi geriye doğru zincirleme giderek hata belirlenebilmektedir. Hata belirlenince çözüm de kolay olur. Kaplama sistemi ve profil yeniden düzenlenirse yük dağılımları...

Click to View Image499 View(s)

...buna bağlı olarak yerdeğiştirmeler...

Click to View Image497 View(s)

...ve tasarım sonuçları düzelir:

Click to View Image483 View(s)

sistem simetrik olarak kurtaracaktır. Genel olarak her projede yükleme dağılımlarını ve yapı animasyonlarını inceleyiniz

Türk standartları TS EN 1993-1-8:2005 yönetmeliğine göre birleşimde bulon dayanımının yanında alın levhası ve profil de kontrol edilmelidir. Aşağıdaki örnekte bir bulonun dayanımı 231.29kN, bu bulona bağlı alın levhası kısmının dayanımı 175.94kN, kolon başlık kısmında bulonun çekmesinden dolayı dayanım 30.2kN’dur. Buna binaen yetersizlik durumunda bulon çapının artırılması veya alın levhasının kalınlığının artırılması bir yarar sağlamayacaktır.

Click to View Image701 View(s)

Yük dağılımları hesaplanan rijitliklere göre yapılmaktadır. Rijitlik hesaplamasında, rijitleştirme elemanlarının yeri önemlidir. Üst sıra bulon kolonun üstünü kapatan levhaya yakın olduğu için rijit çıkmış, yükün çoğunu üstüne almıştır. Bu yüzden bulon çapını artırmak yerine, bulonlar biraz aşağı çekilebilir. Birleşimde bulon sistemi kurtarmadığında temel olarak iki konu incelenmeli:

- Neden kurtarmıyor(bulon, levha, profil başlık çekmesi, profil gövdesi ezilmesi, beton ezilmesi vs…)

- Yük dağılımlarını nasıl daha iyi hale getirebilirim

Birde alternatif olarak başka birleşimler kullanılabilir. Bu birleşim özelinde üstü kapalı şekil kullanılırsa, birleşimin taşıma gücü önemli biçimde artacaktır.

Click to View Image654 View(s)

-------------------------------------------------------

Örnek: Ekteki birleşimde bulonlar yetersiz gelmektedir:

Click to View Image601 View(s)

Bunun başlıca sebebi, bulonlar başlıklara yaklaştıkça sistemdeki yükün daha büyük bir bölümünü üstüne çekmekte, diğer bulonlara yük gitmemektedir.

Click to View Image579 View(s)

Bunu engellemek için bulon başlıktan uzaklaştırılmıştır ve guse yüksekliği artırılmıştır. Bu uygulama sistemin çok daha az bulonla kurtarmasına sebep olmuştur. Ayrıca istenirse kirişin üstüne de bulon çıkabilir:

Click to View Image580 View(s)

Alınan tedbirler ile yük dağılımı çok daha iyi hale getirilerek sistemdeki bütün bulonlardan yararlanılmıştır:

Click to View Image583 View(s)

-------------------------------------------------------

Örnek: Ekteki birleşimde yetersizlik mevcuttur:

Click to View Image598 View(s)

Yetersizliği gidermek için alın levhasına bağlı bulonlar büyütülmüştür. Fakat bunun tesiri olmamışdır. Çünkü hesap detaylarına bakıldığında, sistemin üstünü kapatan levhanın yetersiz olduğu gözükmektedir. Bu sebeple üst levhanın bulonları düzenlenerek sistem kurtarılabilir:

Click to View Image595 View(s)

-------------------------------------------------------

Kolon gövde yetersizliği

Click to View Image585 View(s)

Tasarımda kolon profili Component 1,2 ve 3 tarafından kontrol edilir.

Click to View Image533 View(s)

Bu kısımda hata çıkarsa, genellikle kolon gövdesinin ezilmesi durumunda sorun oluşur. Bunu gidermek için kuvvet kolu büyütülebilir (kiriş veya guse yüksekliği artırılması), veya gusenin devamına rijitleştirici levha koyulabilir.

-------------------------------------------------------

Kolonun/levhanın bulondan gelen kuvveti taşıyamaması

Bazı durumlarda kolon/levha et kalınlığı, bulondan gelen çekme kuvvetini taşıyamayabilir. Örneğin:

Click to View Image541 View(s)

Bu birleşimde bulonların çekmesi sonucu U profil gövdesinde hasar oluşabilir. Bunu yönetmelikte 4 ve 5 numaralı bileşenler kontrol eder:

Click to View Image516 View(s)

Click to View Image541 View(s)

Görüldüğü gibi kolon profili, 6 adet bulondan gelen kuvveti güvenli olarak taşıyamamaktadır. Yapılabilecek çözümler:

*Guse yüksekliğini artırarak gelen kuvveti azaltmak

*Kolon profil kalınlığını artırmak(sorun alın levhasında ise alın levhası kalınlığı artırılmalı)

*Kolonun içine ek levha koymak

Click to View Image569 View(s)

şeklindedir...

-----------------------------------------------------------------

Profil yetersizliğinde, hangi kısmın sorun olduğunun bulunması:

Click to View Image572 View(s)

YETERSİZLİĞİN NEDENİ İNCELENMEZSE ÇÖZÜM DE ÜRETİLEMEZ

Genelde üretim şu şekilde yapılır:

[list]

Örneğin, aşağıda görülen iki kolon ve bir kirişten oluşan “yapı” imal edilecek:

Click to View Image550 View(s)

Bu yapı iki tip assembly’den oluşur. Bu assemblylere SA1 ve BA1 ismi verilmiştir. SA1 assembly’sinden 2 adet, BA1 assembly’sinden 1 adet bulunmaktadır:

Click to View Image547 View(s)

Click to View Image538 View(s)

Bu assembly’ler atölyede üretilecektir. Üretilmeleri için profillerin ve levhaların nasıl kesileceği bilinmelidir. Detay çiziminde, elemanların nasıl kesileceği veya delineceği hakkında bilgiler bulunmaktadır:

Click to View Image533 View(s)

Parçalar kesilir, kaynaklanır ve assembly’ler oluşturulur. İki tip toplam üç adet assembly şantiyeye yollanır. Şantiyede bu elemanların nasıl yerleştirileceği bilinmelidir. Bunun içinde yerleşim planlarına bakılır:

Click to View Image518 View(s)

Click to View Image524 View(s)

Yerleşimleri tamamlamak için genellikle verilen çizimler yeterli olacaktır. Aks ve plan(aplikasyon) çizimlerinde assembly’lerin nasıl yerleştirileceği açıklanmıştır. Birleşim çizimlerinde bulonların yerleşimi ve çapı da görülmektedir. Yalnız kaynakla ilgili düzenleme mühendis tarafından yapılmalıdır. Eğer birleşimde tek tip kaynak kullanılmışsa program bu kaynağın kalınlığını belirtir. Farklı tiplerde kaynak varsa, program “?” simgesiyle kaynağı gösterir. Mühendis tarafından nerede hangi kaynağın kullanılacağı çizimde belirtilmelidir.

Ayrıca daha çok şantiye üretimine dönük olarak özel kiriş ve kolon çizimleri de alınabilir. Bu çizimler assembly mantığına göre düzenlenmemiştir:

Click to View Image516 View(s)

Click to View Image537 View(s)

Manuel olarak assembly belirlenmesi

Stasteel programı kaynaklı parçaların atölyede birleştirileceği varsayımıyla otomatik olarak tek assembly içine alır, bulonlu birleşimleri de şantiyede birleştirileceği varsayımıyla farklı assembly içine alır. Fakat bazı durumlarda şantiye de kaynak yapmak gerekebilir. Örneğin geniş açıklıklarda makaslar iki parça olarak atölyede üretilir, şantiyede birleştirilerek yerine yerleştirilir:

Click to View Image530 View(s)

Bu durumda ortaya yapılacak birleşimde kaynağın şantiyede üretileceği işaretlenmelidir:

Click to View Image560 View(s)

Assembly mantığına göre çalışan “çizim-interaktif” ve “Çizim>Tüm parçalar” kısmında bu farktan dolayı makası tek parça veya iki parça olarak farklı verir. Fakat “Çizim>Makas” kısmından alınan çizimler her zaman makas makrosuna bağlı olduğu için iki parça olacaktır.

Click to View Image563 View(s)

TS EN 1993-1-1:2005 kısım 6.1’de profil tasarımında kullanılacak olan güvenlik katsayıları belirlenmiştir. Bu katsayılar yönetmelikte Ɣm0= 1.0, Ɣm1= 1.0 ve Ɣm2= 1.25 olarak istenmektedir. StaSteel programında ise Ɣm0= 1.1 ve Ɣm1= 1.1 olarak ek bir güvenlik sağlanmaktadır. Projeleri sonlandırırken şu kontrolleri mutlaka yapın:

[list]

Benzer durum kaynaklar için de geçerlidir. Analizden sonra:

[list]

Profillerle ilgili katsayının düşürülmesi ile problem olacağını sanmıyoruz, fakat kaynak işçiliği ve imalatla ilgili sorunlar olabileceğinden kaynak katsayısının yüksek tutulması daha mantıklı görünmektedir. Bu konu sonuçta proje müellifinin deneyimine ve projesine hakimiyetine göre belirlenmelidir.

----------------------------------------------------------

Benzer şekilde minimum eksantrisite de ayarlanarak sistemin güvenliği değiştirilebilir. Yapı tasarımı bitirildikten sonra sadece çapraz, aşık ve makas elemanlar kısmi olarak kurtarmıyorsa, L/500 olan minimum eksantrisite değeri L/10000 gibi küçük bir değere çekilebilir. Eğer makasın geneli kurtarmıyorsa kesit ve makas şeklinde düzenleme yapınız, elemanların geneli kurtarıp sadece 2-3 diyagonel vs. kurtarmıyorsa bu düzenlemeye gidiniz.

Click to View Image533 View(s)

Her türlü kiriş sistemleri, yandan tutulu değillerse artan moment altında kapasitesine ulaşmadan burkulabilirler. Bu yüzden kirişler mümkün mertebe yandan tutulmalıdır.

Click to View Image514 View(s)

Çatı kirişlerinin yanal burulma burkulmasına(YBB) karşı kaplama tarafından tutulduğu varsayılabilir. Kat döşemesi kirişleri de döşemeler tarafından tutulurlar.

Kren kirişleri, krenin kapasitesine de bağlı olarak paralel bir kiriş koyularak saç kaplama veya makasla tutulmalıdırlar. Eğer tutulmazlarsa YBB problemleri yüzünden büyük kesit gerekecektir.

Click to View Image517 View(s)

Konunu açıklamak için iki örnek alalım. Birinci örnek saç kaplama ile tutulu olsun(YBB engellenmiş):

Click to View Image543 View(s)

Alternatif sistemde kaplama tanımlanmamış, fakat yüklemeler manuel olarak tanımlanmış durumdadır(YBB’ye müsait):

Click to View Image528 View(s)

İki sistemin statiği benzer şekilde olmakla birlikte, profillerin YBB’ye karşı tutulma kabulleri farklıdır. YBB’ye müsait sistemde:

Click to View Image562 View(s)

YBB yüzünden profilin eğilme dayanımı %29 oranında kullanılacaktır. YBB önlemiş sistemde:

Click to View Image538 View(s)

profil eğilme dayanımı azaltılmayacaktır. Tasarıma geçildiğinde YBB yüzünden narin sistem:

Click to View Image531 View(s)

kurtarmamakta, fakat biraz daha fazla moment gelmesine rağmen YBB önlenmiş sistem bunun tersine kurtarmaktadır:

Click to View Image528 View(s)

ÇELİK YAPILARIN TASARIM, HESAP VE YAPIM ESASLARINA DAİR YÖNETMELİK veya TS-EN 1993:2005’e göre, projelendirilen çelik yapılarda kar ve rüzgar yükleri için yük yönetmeliği olarak TS-EN 1991-1-3(kar yükleri) ve TS-EN 1991-1-4(rüzgar yükleri) kullanılmalıdır.

TS-EN 1991-1-3 yönetmeliğinde kar birikmesiyle ilgili yük artımı istenmektedir:

Click to View Image500 View(s)

Buna binaen StaSteel programında kar yükleri otomatik olarak hesaplanırken, yapıda kar yüklerinin birikebileceği noktalarda fazladan yük alınır:

Click to View Image522 View(s)

Click to View Image566 View(s)

Bu durumun sonucu olarak, aynı aşık sistemi farklı cephelerde farklı sonuçlar verebilir:

Click to View Image532 View(s)

[list]

Click to View Image529 View(s)

yukarıdaki sistemde çelik kolonun, yandan bağlanan kirişler tarafından tutulup tutulmayacağı tartışılabilir. Esasında bu, betonarme kolonların ve iki betonarme kolonun arasındaki kirişin rijitliği ile alakalı bir konudur. Verilen sistem çözüldüğünde:

Click to View Image535 View(s)

programın sadece mesneti kabul edip 2L(L:7metre >> Lb:14m) burkulma boyuna göre sistemi çözdüğü görülmektedir. Eğer bu kabul değiştirilmek isteniyorsa, profilin başlangıç noktasına göre yeni tutulma noktaları tanımlanabilir:

Click to View Image533 View(s)

Tanımlanan 3m ve 6m uzaklıklara denk gelen düğüm noktalarında, program profilin burkulmaya karşı tutulduğunu varsayar. Bu varsayım, sadece tanımlandığı profil için geçerlidir. Eğer girilen uzaklıklarda düğüm noktası yoksa, program bu değerleri ihmal eder. Bu veri girişine göre yeni durumda:

Click to View Image532 View(s)

temel üstünden ankastre ve ilk kirişle birleştiği noktadan tutulu sistem çözülmüş ve burkulma boyu L(L:2.9metre >> Lb:1.74m)'nin de altına düşmüştür.[/list]

[list]

Click to View Image526 View(s)

görülen çaprazlı sistemde tutulma noktaları program tarafından temelde ve kiriş düğüm noktalarında belirlenmiştir. Eğer kirişlerin kolonu tutamadığı varsayılacaksa, uzaklıklar negatif olarak girilir ve:

Click to View Image518 View(s)

burkulma boyu 2L(L:7metre >> Lb:14m) olarak kabul edilmiş olunur.[/list]

Bazı projelerde, profil hesaplarında güvenlik aşırı düşük çıktığı konusunda bildirimler bulunmaktadır. Bu durumda kontrol edilecekler:

• Profil tahkiklerinde, oluşan kesme kuvveti ve moment etkileşimlidir, kesme kuvveti arttıkça moment kapasitesi azalır. Profile gelen kesme kuvveti fazlaysa, gelen kesme kuvveti ile dayanım azaltma katsayısı TS-EN 1993-1-1:2005 madde 6.2.8(3)e göre


Click to View Image477 View(s)

formülüyle hesaplanır ve



Click to View Image477 View(s)

formülüyle uygulanır. Buna binaen, kesme kuvveti arttıkça moment kapasitesi sıfıra kadar düşebilir, profil en küçük momenti bile taşıyamaz duruma gelir.

• Kren hesaplarında ise, moment ve burulma kuvveti etkileşimlidir, moment arttıkça burulma dayanımı azalır:


Click to View Image506 View(s)

Bu örnekte gelen moment profil kapasitesinin 1.8 katı gibi yüksek bir değerde, sadece momenti düşünürseniz güvenlik katsayısı 0.55 gibi çıkar. Fakat moment-burulma etkileşiminde k α değeri 532 çıkmış, yani burulma kuvveti 532 kat büyütülüyor. Buna binaen güvenlik katsayısı 0.02 çıkmış durumdadır.

• Çözüm: İki durumda da moment ve kesme kuvveti diyagramları incelenmeli, ya profile gelen yük azaltılmalı veya profil büyütülmeli. Herhangi bir opsiyonla veya yorumla profili kurtarır hale getiremezsiniz. Yalnız profili dayanımını, moment veya kesme kuvveti talebinin üstüne çıkardığınızda kesit hemen kurtarır hale geçer. Mesela ikinci örnekte, profil eğilme dayanımını 50 kat değil sadece 2 kat artırmanız gerekmektedir.

*Aşık sistemleri 12m'yi geçmediği sürece parçalanmadan tek profille geçilebilir. Böylece momentin bir kısmı profilin mesnet bölgesinde taşınarak daha ekonomik bir tasarım elde edilebilir:

Click to View Image618 View(s)

*Makas sistemlerine birleşim atılmadığı takdirde moment aktarır şekilde çözülürler. Arada levha olan kaynaklı veya bulonlu birleşim atıldığında, otomatik olarak mafsal tanımlanır. Böylece yük akışı değişir, elemanların kurtarıp kurtarmama dırımı değişir.

*Eğer kutu/boru makas sistemine giydirme kaynak tanımlanırsa, moemnt aktaran sistem oluşturulacağı için birleşimler kurtarmayabilirler. Eğer moment aktarılması istenmiyorsa, makro patlatılarak mafsal ataması yapılabilir.

*Giydirme kaynak tercih edldiğinde, kaynakların güzel tanımlanabilmesi için profil aralıkları doğru belirlenmelidir.

Click to View Image558 View(s)

Yukarıdaki detay iç içe girdiği için kesim/üretim işlemi daha zor olacak, ayrıca kaynaklar daha zor kurtaracaktır.

Click to View Image571 View(s)

Profillerin arası makro ile kolayca açılabilir. Böylece daha düzgün kesimler elde edilir.

*Kutu makasın başlık ve iç elemanları aynı profil seçildiğinde, profil kenarları şekilde görüldüğü gibi kaynaklanamayabilir. Bunu engellemek için iç elemanlar biraz daha dar seçilmelidir.

Click to View Image519 View(s)

Click to View Image534 View(s)

Click to View Image569 View(s)

Aralıklar ayarlanıp düzgün yüzeye atılan solid kaynak seçildiğinde, profilde et kalınlığı kontrolü de otomatik olarak yapılır:

Click to View Image548 View(s)

Stasteel programında yapının X ve Y ekseni çevresinde devrilme tahkiki yapılmaktadır. Bu sebeple devrilme tahkiklerinin doğru yapılabilmesi için, gerekirse analiz modelinde yapı döndürülerek deneme yapılmalıdır. Yapı döndürüldüğü halde yine devrilme tahkiki kurtarıyorsa, yapı döndürülmeden hesap ve çizimler alınabilir. Örneğin:

Click to View Image502 View(s)

yukarıda görünen yapıda veri girişi dönme eksenine göre girilmemiştir. Bu durumda:

Click to View Image503 View(s)

yapının devrilme güvenliği 86.044 çıkmıştır. Fakat yapı 45 derece çevrildiğinde

Click to View Image496 View(s)

kolon ve temeller aynı hizaya gelirler, devrilmesi daha kolay bir şekil ortaya çıkar. Bu durumda devrilme güvenliği 33.63 çıkmıştır.

Click to View Image514 View(s)

Hesabın kurtardığı görüldükten sonra yine döndürülmemiş modele göre sonuçlar ve çizimler alınabilir.

Birçok makas modellemesinde, makasın bir ucuna kayıcı mesnet eklenmek istenmektedir. Bunun için ilk olarak mesnet ve mafsalın farkını, ne olduğunu ortaya koymak gerekmektedir. Bu konuda gelen maillerde ve aldığımız telefonlarda kafa karışıklığı bulunmaktadır. Yapı statiği I konularına dönersek:

Click to View Image545 View(s)

sistemde kolonlar da girildiği için MESNET değil MAFSAL kullanılmalıdır. MESNET, düğüm noktasını YER'e bağlarken MAFSAL, iki elemanın birleşiminde özel bir koşul oluşturur. Bu durumda KESME KUVVETİ MAFSALI tanımlanmalıdır.

Kesme kuvveti mafsalı tanımlarken ilk olarak hangi yöne tanımlanacağı belirlenmelidir. Genel durumda:

Click to View Image597 View(s)

betonarme veya çelik kolonlar şekildeki gibi yerleşir. Bu yüzden "3" yönünde kesme mafsalı tanımlanmalıdır. Yapıya sonlu eleman sisteminden de bakarsak:

Click to View Image568 View(s)

kolonun üst ucuna eklenecek "3" yönündeki kesme kuvveti mafsalı talebimizi karşılayacaktır. Burada kolonun üst düğüm noktasına herhangi bir kirişin bağlanmamış olmasına dikkat edilmelidir.

Click to View Image611 View(s)

Kesme kuvvetinin aktarımını engellemek için iki plaka arasına inşaat demiri koyulabilir veya plakalarda genişletilmiş delik kullanılabilir. Bu durumu statiğe aktarabilmek için kesme kuvveti mafsalı kolonun üst ucunda açılır. İşlemden sonra:

Click to View Image574 View(s)

mafsal tanımı sonlu eleman sisteminde de görülecektir. Tanımlar doğru yapıldıysa, analizden sonra kesit tesirleri incelendiğinde:

Click to View Image589 View(s)

mafsalsız kısım kesme kuvveti aktarırken mafsallı kısım kesme kuvveti aktarmaz.

Stasteel programı makas sistemlerinde momenti de göze almaktadır. Makasların yetersiz olduğu durumlarda momentin etkisi kontrol edilmeli:

Click to View Image605 View(s)

Hesaplarda moment iki şekilde elde edilir:

*Statik değerlerden.

*Minimum eksantrisiteden.

Bu hesap detayında 2 yönünde statik değerlerde, 3 yönünde minimum eksantrisitede olumsuzluk vardır. Fakat minimum eksantrisitenin etkisi kesit kapasitesinin 0.0692'si kadar olduğu için sorun teşkiletmemektedir. Statikten gelen moment kesit kapasitesinin 2.24 katı olduğu için statikle ilgili düzenleme yapmaya çalışacağız. Eğer bu mümkün değilse profil büyütülmelidir.

Sistemin momenti ve düğüm noktaları incelenirse:

Click to View Image578 View(s)

Momentin, makasın yerleşiminden kaynaklandığı görülür.Bu sistemde konsol kirişin kolonla birleştiği yerde moment aktarmayan birleşim tanımlanmış. Bu birleşim silindi ve düğüm noktasının makas ucuna alınması sağlandı. Ayrıca kirişe mafsal atanarak makasa ek moment gelmesi engellenmiştir.

Click to View Image574 View(s)

Bu şekilde sistem kurtarır hale gelmiştir:

Click to View Image579 View(s)

StaSteel programı, bazı birleşim hesaplarında yapılan kabulleri minimuma indirmek için sonlu eleman sistemi kullanır. Örneğin temel ayaklarında:

Click to View Image545 View(s)

gerilmeleri özel kabuk/solid elemanları ile elde eder. Bu işlemler çözümlerde uzun vakit aldığı için, maksimum gerilmeyi ortaya çıkartacak birkaç kombinasyon bütün temel ayaklarında kullanılır. Sistemin kurtarmaması durumunda hangi birleşimin kurtarmadığı çıktılarda belirtilir:

Click to View Image589 View(s)

Örneğin bu temel ayağında, 30 ID numaralı S1 kolonu altında bulunan birleşim kritik durumdadır. Sadece bu birleşim detayı değiştirilebilir(ankraj adedi, plaka kalınlığı vs..) veya üretim kolaylığı açısından bütün temel ayakları değiştirilebilir. Burada dikkat edilmesi gereken husus, üstüne tıklanıp bakılan birleşime değil raporda verilen birleşime bakılması gerekliliğidir.

----------------------------------------------------

Bu birleşimlerle ilgili olarak başka bir konu da, birleşimlerin "Elastik" olarak tasarlanmasıdır. Yapısal elemanlarda yönetmelikler elastik hesaba her zaman izin verirler. Birçok durumda da plastik hesapdan yararlanılarak daha ekonomik analiz yapılabilir. Örneğin:

Click to View Image571 View(s)

Bu birleşimde kolonun üst bölgelerinde gerilmenin fazla olduğu görülmektedir. Sonlu eleman birleşimi, temel levhasının basınç bölgesini çok büyük hassasiyetle bulup gerçekçi bir tasarım yapmış, fakat kolonun plastik kapasitesinden yöntemin teorisi gereği yararlanamamıştır. Bu birleşimde de tek sorun sadece kolonun üst bölgesinde çıkmış, bu bölgenin tasarımı da zaten kolon tasarımı içinde plastik teoriye göre yapılmış durumdadır. Hesap detayına bakılırsa:

Click to View Image574 View(s)

birleşimde sadece kolona ait noktalarda gerilmenin aşıldığı görülmektedir. Bunun nedeni, levha kalınlığı gereği kadar artırılabilirken kolon et kalınlığı seçilen profil ile sınırlıdır. Bu durumda, ya kolon profili büyütülecek veya kolon profilinin kontrolü zaten kolon hesaplarında yapıldığı için, opsiyonlardan temel birleşiminde kolon kontrolü kaldırılacaktır.

Bazı durumlarda kolondaki maksimum gerilme, levhalarla birleştiği yerde çıkabilir:

Click to View Image547 View(s)

Bu durumda gerilmeyi düşürecek önlemler alınması doğru olur. Maksimum gerilme kolonun üst bölgesinde değilde kolonun guse levhasıyla birleştiği bölgede çıkarsa, profil kalınlaştırılarak veya levhalar uzatılarak birleşim kurtarılmalıdır. Ayrıca guselerin yönünü değiştirmek de durumu düzeltebilir:

Click to View Image544 View(s)

Click to View Image527 View(s)

------------------------------------------------------------------------

Yetersiz kaynağın belirlenmesi:

Click to View Image523 View(s)

Kaynaklarda yetersizlik olması durumunda, kaynağın yeri ve hangi elemanlara bağlı olduğu modelde incelenmelidir. Guse uzatılarak kaynak alanı artırılabilir.

------------------------------------------------------------------------

Birleşime ait BA elemanın (temel veya kolon) seçilmesi:

Click to View Image467 View(s)

Birleşim tanımlanırken, çelik kolonlar seçildikten sonra "ENTER" tuşuna basıldığında, program kolonların oturacağı BA elemanın seçilmesini bekler. Eğer BA eleman seçilmeden tekrar "ENTER"a basılırsa, program profil kesimlerinde BA elemanı kullanmaz, ayrıca hesaplarda BA elemanın beton kalitesini kullanmaz.

------------------------------------------------------------------------

TABAN LEVHASINI BÜYÜTÜP, GUSELERİ DE UZATMAK VE YÜKSEKLİĞİNİ ARTIRMAK, MOMENT KOLONU BÜYÜTÜP BULON, KAYNAK, LEVHA, BETONA GELEN GERİLMEYİ AZALTACAĞI İÇİN GENEL OLARAK BİRLEŞİMİ RAHATLATIR. Bu işlem yapıldığında,

1) Elemanlar üstünde yük dağılımı daha iyi hale gelir.

2) Bulonlar arası mesafe artacağı için kuvvet kolu artar ve bulona gelen yük azalır. Bulon çapı düşürülebilir.

3) Bulona gelen yük azalınca taben levhası gerilmesi azalır

4) Guse de uzatılıp yüksekliği artırılacağı için kaynak alanı artar, kaynaklara gelen gerilme azalır

5) Guse levhası büyüyeceği için kuvvet aktarımı daha geniş yüzeyden/alandan olur, guse levhası gerilmesi düşer

6) Kolon daha üstten tutulur, kolon ve bağlı kaynakların gerilmesi azalır

7) Taban alanı büyüyeceği için beton bloğunun ezilmesi zorlaşır

8) Bulon kuvveti azaldığı için, bulonun betondan sıyrılması zorlaşır

9) Sistemin kesme kuvveti kapasitesi değişmez. Ama alan büyüdüğü için daha fazla bulon kullanılarak sistemin kesme kuvveti kapasitesi de artırılabilir.

Bize gönderilen bazı projelerde, oluk detayı üretebilmek için taşıyıcı sistem kesilmiş durumda oluyor:

Click to View Image466 View(s)

Bu detay statik açıdan çok hatalıdır. Kirişin çekme bölgesi boşta, birleşim kesinlikle moment taşımamaktadır. Uygulanması gereken guseli detay:

Click to View Image464 View(s)

şeklindedir. Eğer guse yoksa mutlaka kiriş üstüne de bulon atılmalıdır:

Click to View Image470 View(s)

Değişik oluk deyatları internette bulunabilir, örneğin İnşaat Ofisi adlı sayfadan alınmış şu detay:

https://www.insaatofis.com/yagmur-deresi-hesabi.html 

Click to View Image489 View(s)

veya Aspan web sayfasından alınan detay:

Click to View Image719 View(s)

statik açıdan oldukça uygun çözümlerdir. Ayrıca temizlik için bu olukların arasında işci de yürüyebilir. Gerekirse oluklar alttan profil ile desteklenebilirler.