SAP2000. Yapõlarõ Sonlu Elemanlarla BOYUTLAMA KILAVUZU. TS500 ve Deprem Yönetmeliği Uyarlamalõ

Transkript

1 SAP2000 Yapõlarõ Sonlu Elemanlarla Çözümleme ve Boyutlama için Yazõlõmlar Serii BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU TS500 ve Deprem Yönetmeliği Uyarlamalõ COMPUTERS & ENGINEERING Verion 7, Mayõ 2000 Türkçei:

2 TELİF HAKKI Copyright Computer & Struture, Computer & Engineering. Her hakkõ aklõdõr. SAP2000 programõ ve ilgili tüm yazõlõ belgeler ahiplik ve çoğaltma haklarõ aklõ ürünlerdir. Evrenel ahiplik haklarõ Computer & Struture In.'a aittir. Türkçe yazõlõ belgelerin ahiplik haklarõ Computer & Engineering kuruluşuna aittir. Computer & Struture In. ve Computer & Engineering kuruluşlarõndan yazõlõ izin alõnmadan programõn lianõz kullanõmõ veya yazõlõ belgelerinin çoğaltõlmaõ tamamen yaaktõr. Daha ayrõntõlõ bilgi, yazõlõm lianõ ve belgelerin kopyalarõ için başvuru adrei: Türkiye, Almanya ve Ru Fed. Devletleri Ana Dağõtõmõ: COMPUTERS & ENGINEERING Holzmühlerweg D Lollar, ALMANYA Tel: Fax: tp://tp.iberkeley.om/webdld Copyright Computer and Struture In., Copyright Computer & Engineering CSI Logo'u Computer & Struture In. kuruluşunun teilli tiari markaõdõr. SAP2000 Computer & Struture In. kuruluşunun tiari markaõdõr. ETABS Betonarme Çerçeve Boyutlama Kõlavuzu Saya: ii COMPUTERS & ENGINEERING Tel:

3 SORUMLULUK SAP2000 programõnõn ve yazõlõ belgelerinin hazõrlanmaõna büyük zaman, çaba haranmõş ve maddi edakarlõk yapõlmõştõr. Program tam olarak tet edilmiş ve kullanõlmõştõr. Bununla birlikte programõ kullanõrken, kullanõõ, programõn güvenilirliği veya keinliği konuunda programõ hazõrlayan veya dağõtanlarõn herhangi bir orumluluk almadõğõnõ veya bunu ima etmediğini kabul eder ve anlar. Program, betonarme çerçevelerin boyutlamaõ için çok pratik bir araçtõr. Programõn bundan öneki ürümleri çok başarõlõ olmuş ve çeşitli tür yapõlarda kullanõlmõştõr. Bununla beraber kullanõõ, bu kõlavuzu tamamen ve dikkatlie okumalõ ve betonarme heabõnda program algoritmalarõnõn kapamadõğõ durumlarõ iyie anlamalõdõr. Kullanõõ, programõn temel varayõmlarõnõ açõkça anlamalõ ve programõn oluşturduğu onuçlarõ kendii bağõmõz olarak kontrol etmelidir. ETABS Betonarme Çerçeve Boyutlama Kõlavuzu Saya: iii COMPUTERS & ENGINEERING Tel:

4 TEŞEKKÜR Bu ürünün bugünkü durumuna gelmeinde yõllar boyu üren değerli çalõşmalarõyla katkõ ağlayan bütün mühendi melekdaşlarõmõza teşekkür ederiz. Özellikle orjinal SAP erii programlarõnõn kavramallaştõrõlmaõ ve geliştirilmeinden orumlu, Caliornia Berkeley Üniveritei emekli proeörlerinden Dr. Edward L. Wilon õ özel olarak anõyoruz. Kendiinin devam eden orijinal çözümler üretmei, programõn bu veriyonunda kullanõlan eşiz kavramlar oluşturulmaõnda rol oynamõştõr. ETABS Betonarme Çerçeve Boyutlama Kõlavuzu Saya: iv COMPUTERS & ENGINEERING Tel:

5 Yukarõdan Bakõş Penerei Ana Başlõk Çubuğu Başlõk Üt Menü Ana Araç Çubuğu Simge Durumuna Küçültme Düğmei Ekranõ Kaplatma Düğmei Yan Araç Çubuğu Kapatma Düğmei Durum Çubuğu Günel Birimler İmleç Yeri Koordinatlarõ SAP2000 MENÜLERİNİN TANIMLARI SAP2000 komutlarõna Uygulama Simgeli (İkon lu) Ana Araç Çubuğu, Yan Araç Çubuğu, ve Üt Menü'den (Pull Down) erişileektir. Bununla birlikte Uygulama Simgeli araç çubuklarõ Üt Menü de bulunan işlemlerin çoğuna, daha çabuk erişimi ağlar. Atama (Aign) işlemi õraõnda hatõrlamanõz gereken iki önemli nokta vardõr. Birinii; bir değeri atayaağõnõz neneyi belirtmeden öne o değeri tanõmlamõş (Deine) olmalõõnõz. İkinii; öne elemanlarõ eçmeli (Selet) onra onlara yeni büyüklükler atamalõ (Aign) ya da ekilerini değiştirmeliiniz. ETABS Betonarme Çerçeve Boyutlama Kõlavuzu Saya: v COMPUTERS & ENGINEERING Tel:

6 ETABS Betonarme Çerçeve Boyutlama Kõlavuzu Saya: vi COMPUTERS & ENGINEERING Tel:

7 İÇİNDEKİLER: Saya BÖLÜM I Giriş 1 Genel 1 Kitap Düzeni 2 Önerilen Okuma Şekli 3 BÖLÜM II Boyutlama Algoritmalarõ 5 Boyutlama Yük Kombinezonlarõ 6 Boyutlama ve Keit Kontrol Noktalarõ 7 Kiriş ve Kolonlarõn Tanõnmaõ 7 Kirişlerin Boyutlamaõ 8 Kolonlarõn Boyutlamaõ 8 P Etkileri 12 Elemanlarõn Menetlenmemiş Boylarõ 12 Deprem Yükleri için Özel Huular 14 Veri Birimlerinin Seçimi 14 BÖLÜM III ACI a Göre Boyutlama 15 Boyutlama Yük Kombinezonlarõ 16 Dayanõm Azaltma Çarpanlarõ 19 Kolon Boyutlamaõ 19 İki Ekenli Karşõlõklõ Etki Yüzeylerinin Oluşturulmaõ 20 Kolon Kapaiteinin Kontrolu 22 Çarpanlarla Artõrõlmõş Moment ve Kuvvetlerin Belirlenmei 22 Moment Büyütme Çarpanlarõnõn Belirlenmei 22 Kapaite Oranõnõn Belirlenmei 24 Kolon Kayma Donatõõnõn Heabõ 25 Keit Kuvvetlerinin Belirlenmei 25 Beton Kayma Kapaiteinin Belirlenmei 27 Gerekli Kayma Donatõõnõn Belirlenmei 29 Kiriş Boyutlamaõ 31 Kirişin Eğilme Donatõõ Heabõ 31 Çarpanlarla Artõrõlmõş Makimum Momentlerin Belirlenmei 31 Gerekli Eğilme Donatõõnõn Belirlenmei 31 Dikdörtgen Keit Heabõ 32 Tablalõ (T) Keit Heabõ 35 Minimum Çekme Donatõõ 37 ETABS Betonarme Çerçeve Boyutlama Kõlavuzu Saya: vii COMPUTERS & ENGINEERING Tel:

8 Deprem Boyutlamaõ için Özel Huular 37 Kiriş Kayma Donatõõnõn Heabõ 39 Keme Kuvveti ve Momentin Belirlenmei 39 Beton Kayma Kapaiteinin Belirlenmei 41 Gerekli Kayma Donatõõnõn Belirlenmei 41 BÖLÜM IV AASHTO LRFD 1997 ye Göre Boyutlama 43 Boyutlama Yük Kombinezonlarõ 44 Dayanõm Azaltma Çarpanlarõ 48 Kolon Boyutlamaõ 49 İki Ekenli Karşõlõklõ Etki Yüzeylerinin Oluşturulmaõ 49 Kolon Kapaiteinin Kontrolu 52 Çarpanlarla Artõrõlmõş Moment ve Kuvvetlerin Belirlenmei 52 Moment Büyütme Çarpanlarõnõn Belirlenmei 52 Kapaite Oranõnõn Belirlenmei 54 Kolon Kayma Donatõõnõn Heabõ 55 Keit Kuvvetlerinin Belirlenmei 55 Beton Kayma Kapaiteinin Belirlenmei 56 Gerekli Kayma Donatõõnõn Belirlenmei 58 Kiriş Boyutlamaõ 63 Kirişin Eğilme Donatõõ Heabõ 63 Çarpanlarla Artõrõlmõş Makimum Momentlerin Belirlenmei 63 Gerekli Eğilme Donatõõnõn Belirlenmei 63 Dikdörtgen Keit Heabõ 64 Tablalõ (T) Keit Heabõ 66 Minimum ve Makimum Çekme Donatõõ 69 Kiriş Kayma Donatõõnõn Heabõ 71 Keme Kuvveti ve Momentin Belirlenmei 71 Beton Kayma Kapaiteinin Belirlenmei 72 Gerekli Kayma Donatõõnõn Belirlenmei 73 BÖLÜM IX Boyutlama Çõktõlarõ 77 Genel 77 Boyutlama Çõkõşlarõnõn Graik Görüntülenmei 78 Boyutlama Çõkõşlarõnõn Tablo Göterimi 79 Özel Eleman Bilgileri 80 ETABS Betonarme Çerçeve Boyutlama Kõlavuzu Saya: viii COMPUTERS & ENGINEERING Tel:

9 Bölüm I Giriş Genel SAP2000 hem çelik, hem de betonarme yapõlarõn boyutlamaõ için güçlü ve tümüyle bütünleştirilmiş program modülleri unmaktadõr (CSI 1998a, 1998b, 1997). Program kullanõõya, tümü aynõ kullanõõ arabirimi içinde olmak üzere, yapõal modeller oluşturma, değiştirme, çözümleme ve boyutlama eçenekleri ağlar. Program, kullanõõnõn gerilme durumlarõnõ ineleyebildiği, keit büyüklüklerinin yeniden düzenlenmei gibi uygun değişiklikleri yapabildiği ve yapõyõ yeniden çözümlemekizin boyutlamayõ iyileştirebildiği etkileşimli bir çevre ağlar. Bir eleman üzerine are ile tek bir tõklama ayrõntõlõ boyutlama bilgiini ekrana getirir. Boyutlama amaõ ile elemanlar gruplandõrõlabilir. Sonuçlar hem graik ve hem de tablo düzeninde görüntülenebilir ve baõlabilir. Program betonarme çerçeve elemanlarõnõn otomatik boyutlamaõ için çok ayõda şartnameyi detekleyebilen bir yapõya ahiptir. Şu anda programõn deteklediği şartnameler şunlardõr: A.B.D. (ACI 1999, AASHTO 1997), Kanada (CSA 1994), İngiliz (BSI 1989), Avrupa (CEN 1992) ve Yeni Zelanda (NSZ ). BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 1

10 Program, kullanõõnõn belirlediği bir takõm yükleme kombinezonlarõna dayanõr. Bununla birlikte, SAP2000 in deteklediği herbir şartnameye uygun öneden hazõrlanmõş (deault) bir yük kombinezon veri takõmõ ağlar. Bu varayõm yük kombinezonlarõ kabul edilebiliyora hiç bir ek yük kombinezonu tanõmlamaya gerek kalmaz. Kolonlarõn boyutlamaõnda, program gerekli boyuna donatõyõ ve kayma donatõõnõ heaplar. Bununla birlikte, kullanõõ boyuna donatõyõ veri olarak girebilir, bu durumda kolon taşõma kapaitei oranõ heaplanõp yazõlõr. Kolon kapaite oranõ, kolon kapaiteine göre gerilme durumu hakkõnda bilgi verir. Her kirişte, kiriş açõklõğõ boyuna kullanõõnõn tanõmladõğõ ayõdaki keitte, eğilme ve kayma için boyutlama heabõ yapõlõr. Sonuçlarõn unuluşu açõk ve özdür. Çõkõş bilgileri mühendie, elemanõn gerilme õnõrlarõnõ aşmaõ durumunda uygun önlemler alma olanağõnõ vereek ormdadõr. Programõn ürettiği boyutlama bilgileri de, onuçlarõ kolaya gerçeklemek için hazõrlanõp aklanõr. Model geometriini tanõmlama ve boyutlama parametrelerini belirtmede İngiliz birimleri kullanõlabildiği gibi SI ve MKS metrik birimleri de kullanõlabilir. Bu program paketi Türkiye'de konu ile ilgili şartnamelerden olan "TS500 Betonarme Yapõlarõn Taarõm ve Yapõm Kurallarõ, 2000" ve "Aet Bölgelerinde Yapõlaak Yapõlar Hakkõnda Yönetmelik" kurallarõ çerçeveinde Pro. Dr. Nahit Kumbaar ve Pro. Dr. Zekai Celep (İtanbul Teknik Üniveritei, Betonarme Yapõlar Bilim Dalõ) taraõndan gözden geçirilmiştir. Program paketinin bu şartnamelere uygun kullanõlmaõ konuunda hazõrladõklarõ ek bilgiler koyu eğik yazõ karakteri ile ilgili yerlere eklenmiştir. Kitap Düzeni Bu el kitabõ aşağõda açõklandõğõ gibi düzenlenmiştir: İkini Bölüm SAP2000 programõnõn betonarme boyutlama işlemlerinin değişik yanlarõnõ özetlemektedir. Bu bölüm SAP2000 betonarme boyutlamaõnda en çok geçen terminolojiyi açõklamaktadõr. Bundan onraki altõ bölümün her biri SAP2000 de bulunan belirli bir şartnamenin SAP2000 de yorumlandõğõ ve uygulandõğõ biçimde ayrõntõlõ açõklamaõnõ verir. Her bölüm, şartnamenin gereği olan boyutlama yük kombinezonlarõnõ, kolon ve kiriş boyutlama işlemini ve diğer huularõ açõklar. BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 2

11 Üçünü Bölüm SAP2000 de uygulanan şekli ile ACI Şartnamei nin (ACI 1999) ayrõntõlõ bir açõklamaõnõ vermektedir. Dördünü Bölüm SAP2000 de uygulanan şekli ile AASHTO LRFD betonarme Şartnamei nin (AASHTO 1997) ayrõntõlõ bir açõklamaõnõ vermektedir. Beşini Bölüm SAP2000 de programlanan şekli ile Kanada Şartnamei nin (CSA 1994) ayrõntõlõ bir açõklamaõnõ vermektedir. (Bu bölüm Türkiye de kullanõlmadõğõndan çevrilmemiştir.) Altõnõ Bölüm SAP2000 de programlanan şekli ile İngiliz Şartnamei nin (BSI 1989) ayrõntõlõ bir açõklamaõnõ vermektedir. (Bu bölüm de Türkiye de kullanõlmadõğõndan çevrilmemiştir.) Yedini Bölüm SAP2000 de programlanan şekli ile Euroode 2 Şartnamei nin (CEN 1992) ayrõntõlõ bir açõklamaõnõ vermektedir. (Bu bölüm Türkiye de henüz kullanõlmadõğõndan çevrilmemiştir akat ilerde kullanõlaağõ düşünülerek çevrilmei planlanmõştõr.) Sekizini Bölüm SAP2000 de uygulanan şekli ile Yeni Zelanda betonarme Şartnamei nin (NZS 1997) ayrõntõlõ bir açõklamaõnõ vermektedir. (Bu bölümde Türkiye de kullanõlmadõğõndan çevrilmemiştir.) Dokuzunu Bölüm SAP2000 in betonarme boyutlama ile ilgili tablo ve graik çõkõşlarõnõ içeren değişik konularõ özetlemektedir. Onunu Bölüm (Örnek 1), ilk kez kullananlara el alõşkanlõğõ vermek amaõ ile hõzlõ bir alõştõrma örneği ağlar. Bu alõştõrma örneğinde SAP2000 betonarme boyutlama modüllerinin bir çok temel işlemi inelenmiştir. Onbirini Bölüm (Örnek 2), çok katlõ bir yapõnõn çözümleme ve boyutlamaõnõ içerir. Betonarme Yapõlar Zekai Celep, Nahit Kumbaar 2001 üçünü bakõ.748 Örnek 20.1 deki yapõ için giriş bilgileri ve örnek çõkõşlarõ verilmiştir. Önerilen Okuma Şekli Kullanõõnõn İkini Bölüm'deki Boyutlama Algoritmalarõ ve izleyen altõ bölümden ilgi duyduğu şartname bölümünü okumaõ önerilir. Son olarak, kullanõõ, SAP2000 in betonarme boyutlama çõkõşlarõnõ anlayõp yorumlayabilmei için Dokuzunu Bölüm deki Boyutlama Çõkõşlarõ nõ okumalõdõr. SAP2000 Quik Tutorial el kitabõnda Conrete Deign Tutorial bölümünde bir betonarme boyutlama açõklamaõ bulunmaktadõr. Ayrõa elinizdeki kitabõn Onunu Bölümü Hõzlõ Alõştõrma (Örnek 1) olarak bahi geçen Conrete Deign Tutorial õn Türkçe çeviriini içermektedir. İlk kullanõõnõn bu el kitabõnõ okumadan öne Onunu Bölüm deki öz konuu açõklamanõn adõmlarõnõ inelemeleri önerilir. BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 3

12 BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 4

13 Bölüm II Boyutlama Algoritmaları Bu bölüm SAP2000 programõnõn kullandõğõ betonarme keit heabõ ve keit kontrolü yöntemleri ile ilgili çeşitli huularõn ana çizgilerini verir. Betonarme keit heabõ ve keit kontrolü SAP2000 de aşağõdaki şartnamelerden birine göre yapõlabilir. Yapõal Beton için Amerikan Beton Entitüü Bina Şartnamei 1999, ACI (ACI 1999). Köprü Boyutlama Şartnamei olarak Amerikan Devlet Karayollarõ ve Taşõmaõlõk Bürou Şartnamei AASHTO LRFD 1997 (AASHTO 1997). Kanada Standartlar Birliği Binalar için Betonarme Yapõlarõn Boyutlamaõ 1994, CAN3-A (CSA 1994). İngiliz Standartlar Entitüü Betonun Yapõal Kullanõmõ 1989, BS , R1989 (BSI 1989). Avrupa Standardizayon Komitei, Betonarme Yapõlarõn Boyutlamaõ 1992, EUROCODE 2 (CEN 1992). Yeni Zelanda Betonarme Yapõlar Standardõ NZS (NZS 1995). BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 5

14 Bu şartnamelerin herbirinin algoritma ayrõntõlarõ, SAP2000 de kullanõldõğõ şekli ile, onraki bölümlerde verilmiştir. Bununla birlikte, bu bölüm, bütün boyutlama şartnameleri için ortak olan bir taban ağlamaktadõr. Bu elkitabõ yazõlõrken, kullanõõnõn genelde betonarme heabõ konuunda yeterli mühendilik bilgiine ahip olduğu ve yukarõda adõ geçen şartnamelerden enaz birine yabanõ olmadõğõ kabul edilmiştir. Şartnamelerin uygun kõõmlarõna reeran verirken herbir şartnameye kõaltõlmõş bir ad verilmiştir. Örneğin AASHTO Şartnamei ne verilen bütün atõlarõn önünde AASHTO kelimei gelir. Benzer şekilde: - ACI Şartnamei ne yapõlan bütün atõlar ACI kõaltmaõnõ, - Kanada Şartnamei ne yapõlan bütün atõlar CSA kõaltmaõnõ, - İngiliz Şartnamei ne yapõlan bütün atõlar BS kõaltmaõnõ, - Euroode 2 ye yapõlan bütün atõlar EC2 kõaltmaõnõ, - Yeni Zelanda Şartnamei ne yapõlan bütün atõlar NZS kõaltmaõnõ taşõr. Boyutlama Yük Kombinezonlarõ Boyutlama yük kombinezonlarõ yapõnõn boyutlama heabõ ya da keit kontrolünde gerekli yükleme durumlarõnõn çeşitli kombinezonlarõnõn belirlenmei için kullanõlõr. Kullanõlaak yük kombinezonu katayõlarõ eçilen boyutlama şartnameine göre değişir. Bu yük kombinezonu katayõlarõ ilgili yükleme durumlarõndan elde edilen kuvvet ve momentlere uygulanarak toplanõr ve yük kombinezonu için çarpanlarla artõrõlmõş kuvvet ve momentler bulunur. Davranõş pektrumu, zaman tanõm alanõnda heap yöntemi, hareket eden yüklerle ilgili çok-değerli yük kombinezonlarõnda ve etkileşen büyüklükler araõndaki karşõlõklõğõn kaybolduğu (zar alma tipi, karelerin toplamõnõn karekökü veya mutlak değer) çokdeğerli yük kombinezonlarõnda, ilgili büyüklüklerin makimum/minimum permutayonlarõnõ kullanarak program otomatik olarak çoklu alt kombinezonlar oluşturur. Davranõş pektrumlarõ için negati çarpanlõ ayrõ kombinezon gerekli değildir; çünkü program otomatik olarak minimumu makimumun ter işaretlii olarak alõr ve yukarõda açõklanan permutayonlara gerekli alt kombinezonlarõ oluşturur. Bir boyutlama kombinezonu, zaman tanõm alanõnda heap veya hareket eden yükün adee bir tane çok değerli durumu ile ilişkili ie, daha başka eçenekler de unulmuştur. Program, zaman tanõm alanõnda heap yönteminin her adõmõnda alt kombinezonlar oluşturmaõnõ iteme eçeneğine ahiptir. Hareket eden yükler kombinezonunda, etkileşimli olan büyüklüklerin biribirine karşõ gelen değerleri için, her bir boyutlama büyüklüğünün makimum ve minimumunu kullanarak alt kombinezonlar oluşturma eçeneği vardõr. BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 6

15 Statik abit yük, hareketli yük, rüzgar yükü ve deprem yükü ve/veya dinamik davranõş pektrumu deprem yükü ile ilişkili normal yükleme koşullarõnda, programda her bir şartname için hazõr (deault) yük kombinezonlarõ vardõr. Bunlar şartname önerilerine dayanmaktadõr ve her şartname için ilgili bölümde açõklanmõştõr. Hareket eden yükler, zaman tanõm alanõnda heap, düzenlenmiş hareketli yük, çatõ hareketli yükü ile kar yükünün ayrõ düşünülmei, vb. yükleme durumlarõ için kullanõõ, var olanlar yerine veya onlara ek olarak boyutlama yük kombinezonu tanõmlamalõdõr. Programda öneden hazõr olan (deault) yük kombinezonlarõ, abit yük olarak tanõmlanmõş bütün tatik yük durumlarõnõn toplanaağõnõ varayar. Benzer şekilde hareketli yük olarak tanõmlanan durumlarõn da toplanaağõ varayõlõr. Fakat tatik yük durumu olarak tanõmlanmõş, rüzgar, deprem ya da davranõş pektrumunun biribiri ile toplanmayaağõ ve çoklu yanal yük kombinezonlarõ oluşturaaklarõ varayõlõr. Ayrõa deprem ve rüzgar yük durumlarõ, yönleri ter alõnarak (poziti veya negati) ayrõ yük kombinezonlarõ oluştururlar. Bu durumlar doğru değile kullanõõ doğru olan boyutlama kombinezonunu oluşturulmalõdõr. Bu hazõr olan (deault) yük kombinezonlarõ, kullanõõ itediği takdirde ya da betonarme heabõ için kullanõõ taraõndan tanõmlanmõş başka yük kombinezonu yoka, boyutlamada devreye girer. Hazõr olan (deault) bu yük kombinezonlarõndan herhangi biri heaba girmişe, boyutlama şartnamei değiştirildiğinde veya tatik ya da davranõş pektrumu yüklerinde değişiklik yapõldõğõnda program bütün öneden hazõr olan (deault) yük kombinezonlarõnda gerekli değişiklikleri otomatik olarak yapar. Çarpanlarla artõrõlmõş yüklerde hareketli yükün payõnõ azaltmak için, hareketli yük azaltma çarpanõ, eleman hareketli yük kuvvetlerine eleman-eleman uygulanabilir. Kullanõõ, hareket eden yük ya da zaman tanõm alanõnda heap yöntemi onuçlarõnõn çözümlemede çerçeve elemanlarõnõn bazõlarõ veya hepi için heaba katõlmaõnõ itemedikçe, bu yüklerin etkiinin bunlarõ içeren herhangi bir yük kombinezonunda õõr alõnaağõnõ bilmelidir. Boyutlama ve Keit Kontrol Noktalarõ Her elemanda, her yük kombinezonu için, eleman boyuna belli ayõdaki yerde betonarme keit heabõ veya keit kontrolu yapõlõr. Bu yerler elemanõn erbet açõklõğõnõn eşit aralõklõ parçalarõ ile oluşur. Elemandaki parça ayõõ, çözümlemeden öne, kullanõõ taraõndan belirtilir. Kullanõõ eleman boyuna boyutlama heaplarõnõ daha inelikli kõlmak üzere daha çok ayõda parça tanõmõ iteyebilir. Kiriş ve Kolonlarõn Tanõnmaõ SAP2000 genel amaçlõ bir çözümleme ve boyutlama programõ olduğundan, bütün kiriş ve kolonlar çerçeve elemanõ olarak temil edilmişlerdir. Fakat kiriş ve kolonlarõn BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 7

16 betonarme heabõ arklõ işlemler gerektirir. Bu nedenle her çerçeve elemanõnõn kiriş ya da kolon olduğunun tanõtõlmaõ gereklidir. Bu tanõtma, betonarme bir elemanda, eleman için atanan çerçeve keitinin kiriş ya da kolon tipi olduğu belirtilerek yapõlõr. Kirişlerin Boyutlamaõ Betonarme kirişlerin boyutlamaõnda SAP2000, kiriş eğilme momentleri, keme kuvvetleri ve şartname ile ilgili bölümde ayrõntõlõ olarak verilen yük kombinezonlarõ ve diğer kriterlere dayanarak gerekli eğilme ve kayma donatõ alanlarõnõ heaplar ve verir. Donatõ gerekinimleri kiriş erbet açõklõğõ boyuna kullanõõ taraõndan belirlenmiş ayõdaki noktada heaplanõr. Bütün kirişler adee ea eğilme doğrultuundaki moment ve keme kuvveti için boyutlanõr. Ekenel kuvvet, ikinil doğrultuda eğilme ve burulma gibi oluşabileek diğer etkiler, bağõmõz olarak, kullanõõ taraõndan araştõrõlmalõdõr. Belirli bir kirişin belirli bir keitinde ea moment için eğilme donatõõ heaplanõrken gerekli adõmlar, çarpanlarla artõrõlmõş makimum momentin belirlenmei ve gerekli eğilme donatõõnõn heabõnõ içerir. Kiriş keiti tüm yük kombinezonlarõndan elde edilen makimum poziti M + - u ve makimum negati M u yük çarpanlarõ ile artõrõlmõş momentlerinin zarlarõ için heaplanõr. Negati kiriş momentleri üt donatõyõ oluşturur. Bu durumlarda kiriş daima dikdörtgen keit olarak heaplanõr. Poziti kiriş momentleri alt donatõyõ oluşturur. Bu durumlarda kiriş dikdörtgen ya da T keit olarak heaplanõr. Eğilme donatõõnõn heabõnda kiriş öne tek donatõlõ olarak boyutlanõr. Kiriş keiti yeterize, bu durumda gerekli baõnç donatõõ heaplanõr. Belirli bir kirişin belirli bir keitinde belirli bir yük kombinezonu için ea doğrultudaki keme kuvveti için kayma donatõõ heaplanõrken gerekli adõmlar, çarpanlarla artõrõlmõş keme kuvvetinin belirlenmei, beton taraõndan karşõlanabilen keme kuvvetinin belirlenmei ve ark kuvveti karşõlamak için gerekli donatõnõn heabõnõ içerir. Deprem heabõnõn ACI, Kanada ve Yeni Zelanda Şartnamelerine göre yapõlmaõ için SAP2000 programõna özel huular yerleştirilmiştir. Kolonlarõn Boyutlamaõ Kolonlarõn boyutlamaõnda program gerekli boyuna donatõyõ heaplar, ya da eğer boyuna donatõ verilmişe, kolon taşõma kapaiteine göre kolon gerilme durumunu belirleyen bir işaret olarak kolon gerilme durumunu kolon taşõma kapaiteine oranõnõ verir. Yapõnõn betonarme kolonlarõnõn boyutlama işlemi aşağõdaki adõmlarõ içerir: BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 8

17 Modelin bütün arklõ betonarme keitleri için ekenel yük - iki ekenli eğilme karşõlõklõ etki yüzeyleri oluşturulur. Tipik bir karşõlõklõ etki yüzeyi Şekil II-1 de göterilmiştir. Ekenel Baõnç Eğri No.1 Eğri No.NRCV Eğri No.2 Ekenel Çekme Şekil II-1 Tipik Kolon Karşõlõklõ Etki Yüzeyi Her kolonun iki uunda her bir yük kombinezonundan elde edilen çarpanlarla artõrõlmõş eğilme momentleri ve normal kuvvetler için kapaite kontrolü yapõlõr. Bu adõm aynõ zamanda (eğer bir donatõ tanõmlanmamõşa) 1.0 kapaite oranõ oluşturaak donatõnõn da heaplanmaõnda kullanõlõr. Kolon kayma donatõõ heaplanõr. Karşõlõklõ etki yüzeyinin oluşturulmaõ kabul edilen şekil değiştirme ve gerilme yayõlõşõ ile diğer bazõ baitleştirii kabullere dayanõr. Bu gerilme ve şekil değiştirme yayõlõşõ kabulleri şartnameden şartnameye değişir. Tipik bir şekil değiştirme yayõlõşõ kabulü Şekil II-2 de açõklanmõştõr. BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 9

18 Şekil II-2 Karşõlõklõ Etki Yüzeylerinin Oluşturulmaõ için İdealleştirilmiş Şekil Değiştirme Yayõlõşõ BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 10

19 Burada makimum beton birim kõalmaõ ε olarak õnõrlanmõştõr. Kabul edilen şekil değiştirme yayõlõşõ şartnamelerin birçoğu için geçerlidir. Anak ε şartnameden şartnameye değişir. Örneğin ACI, AASHTO ve Yeni Zelanda Şartnamelerinde ε =0.003, ve Kanada, İngiliz ve Avrupa şartnamelerinde ε = tur. Karşõlõklõ etki yüzeylerinin oluşturulma ayrõntõlarõ şartnameden şartnameye değişir. Bu ayrõntõlar ilgili şartnameye ayrõlmõş bölümde açõklanmõştõr. Kapaite kontrolü, heap yükü noktalarõnõn Şekil II-3 de göterildiği gibi, kuvvet uzayõnda karşõlõklõ etki haminin içinde kalõp kalmadõğõna dayanõr. Eğer nokta haim içinde kalõyora, kolon kapaitei uygun, kalmõyora uygun değildir. Kolonlar için kayma donatõõ heabõ işlemi, ekenel yükün beton kayma kapaiteine etkiinin gözönüne alõnmaõ gereği dõşõnda, kirişler için olanõn çok benzeridir. Ekenel Baõnç Şekil II-3 Kolon Kapaite Oranõnõn Geometrik Göterimi BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 11

20 P- Etkileri SAP2000 boyutlama algoritmalarõ, çözümleme onuçlarõnõn P- etkilerini içermeini gerektirir. P- etkileri yanal öteleme yapamayan ya da çaprazlõ çerçeveler ve yanal öteleme yapan ya da çaprazõz çerçeveler için arklõ biçimde yapõlõr. Çaprazlõ çerçeveler için P- etkii bireyel eleman tabilitei ile õnõrlõdõr. Çaprazõz çerçeveler için yanal ötelenme etkileri de bireyel eleman tabilitei etkiine ek olarak gözönüne alõnmalõdõr. SAP2000 de çaprazlõ veya yanal ötelenme yapamayan çerçevelerdeki momentlerin abit veya hareketli yüklerden oluştuğu varayõlmõştõr. Çaprazõz veya yanal ötelenme yapan çerçevelerdeki momentlerin de diğer bütün tip yüklerden oluştuğu varayõlmõştõr. Bireyel eleman tabilite etkileri için, momentler ACI, AASHTO, Kanada ve Yeni Zelanda Şartnameleri nde olduğu gibi moment büyütme katayõlarõ ile ya da İngiliz ve Euroode Şartnameleri nde olduğu gibi ek momentlerle büyütülür. Yanal öteleme yapan çaprazõz çerçevelerde yanal ötelenme etkii için, P- etkileri göz önüne alõndõğõndan, SAP2000, büyütmenin onuçlara katõlmõş olduğunu varayar. ACI, Kanada ve Yeni Zelanda Şartnameleri nde olduğu gibi, geçerli olan şartname bunu gerektiriyora, P- çözümlemeinden elde edilen moment ve kuvvetler, kolonun bireyel tabilite etkii için, bir kez daha büyütülür. SAP2000 kullanõõlarõ, öneden hazõr olan (deault) çözümlemede SAP2000 in P- etkileri için OFF (kapalõ) durumda olduğunu bilmeleri gerekir. Kullanõõ P- çözümlemeini ON (açõk) durumuna getirebilir ve çözümleme için makimum iterayon ayõõnõ girebilir. İterayon ayõõ öneden hazõr (deault) olarak 1 dir. Daha azla bilgi için kullanõõ SAP2000 Analyi Reerene Manual kaynağõna başvurabilir. Kullanõõ, SAP2000 in mevut durumda adee çerçeve elemanlarõnda ekenel yük nedeniyle P- etkilerini gözönüne aldõğõna dikkat etmelidir. Diğer tip elemanlardaki kuvvetler bu etkiye katkõda bulunmazlar. Eğer diğer tip elemanlarda önemli kuvvetler mevuta, örneğin kabuk elemanlar olarak modellenmiş perdelerde çok büyük ekenel kuvvetler vara, P- çözümlemei ile bulunan ek kuvvetler gereken doğrulukta heaplanmõş olmayaaktõr. Elemanlarõn Menetlenmemiş Boylarõ Kolon narinlik etkilerinin heaba katõlmaõ için menetlenmemiş kolon boylarõna gerek vardõr. İki menetlenmemiş boy vardõr: l 33 ve l 22. Bunlar, karşõ gelen doğrultularda elemanõn menet noktalarõ araõndaki boyudur. l 33 boyu 3-3 ekeni (ea eken) doğrultuunda kararõzlõğa, l 22 boyu ie 2-2 ekeni (tali eken) doğrultuunda kararõzlõğa karşõ gelir. Normal olarak elemanõn menetlenmemiş boyu, eleman boyuna yani END-I (I-UCU) ve END-J (J-UCU) araõndaki uzaklõğa eşittir. Şekil II-4 e bakõn. BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 12

21 Şekil II-4 Eğilme Ekenleri ve Menetlenmemiş Boy Bununla beraber program aynõ kolonda birkaç elemanõ tek bir eleman gibi değerlendirip boyutlama olanağõ verir. Bu işlem ea ve tali ekenler için ayrõ ayrõ uygulanabilir. Böylee Şekil II-5 de göterilen ve bir elemanõn menetlenmemiş boyunu etkileyen ek birleşim noktalarõ kendiliğinden gözönüne alõnmõş olur. Şekil II-5 Menetlenmemiş Boylar ve İç düğüm noktalarõ BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 13

22 Elemanõn l 33 ve l 22 boylarõnõn belirlenmeinde program, eleman bağlantõlarõ, diyaram kõõtlamalarõ ve menet noktalarõ gibi yapõnõn bu boylarõ etkileyen değişik durumlarõnõ gözönüne alõr. Program eleman menet noktalarõnõ otomatik olarak belirler ve karşõ gelen menetlenmemiş eleman boyunu heaplar. Bu nedenle bir kolonun menetlenmemiş boyu karşõ gelen elemanõn boyundan daha uzun olarak heaplanabilir. Eğer kiriş kolona bir doğrultuda bağlanõyora bu kirişin kolona adee bu doğrultuda yanal menet ağladõğõ varayõlõr. Kullanõõ elemanlarõn menetlenmemiş boylarõnõ eleman-eleman eaõna göre belirtme eçeneğine ahiptir. Deprem Yükleri için Özel Huular ACI Şartnamei deprem bölgelerindeki çerçeveleri Sõradan, Orta veya Özel moment karşõlayõõ çerçeveler olarak belirleyip bunlara özel bir üneklik koşulu getirir. Özel moment karşõlayõõ çerçeve, yön değiştirerek şekil değiştirmelerin doğrual olmayan bölgede gerek duyulan üneklik ve enerji yutma özelliğini ağlayabilir. AASHTO Şartnamei ne göre betonarme çerçeveler Zone 1, Zone 2, Zone 3 veya Zone 4 den birinde bulunmalõdõr. Bunlardan Zone 4 en şiddetli deprem bölgeidir. Kanada Şartnamei de betonarme çerçevelerin, Sõradan, Nominal ve Sünek moment karşõlayõõ çerçeve olarak boyutlanmaõnõ öngörür. Yeni Zelanda Şartnamei de betonarme çerçevelerin, Sõradan, Elatik davranõşlõ, Sõnõrlõ üneklikli veya Sünek moment karşõlayõõ çerçeve olarak boyutlanmaõnõ öngörür. ACI, AASHTO ve Kanada ve Yeni Zelanda Şartnamei'nden arklõ olarak; İngiliz Şartnamei'nin ve Euroode 2 nin SAP2000 e konan uyarlamaõ depreme göre boyutlama için herhangi bir özel koşulu heaba katmamaktadõr. Veri Birimlerinin Seçimi Giriş bilgilerinde İngiliz birimleri kullanõlabildiği gibi, SI ve MKS metrik birimleri de kullanõlabilir. Fakat şartnameler belirli bir birim itemine dayanõrlar. Bundan onraki bölümlerde unulan bütün eşitlikler ve tanõmlamalar, aki belirtilmedikçe, bu özel birim itemine karşõ gelir. Örneğin, ACI Şartnamei inh-pound-aniye birimlerinde yayõnlanmõştõr. Programda öneden hazõr olan (deault) ACI e Göre Boyutlama bölümündeki bütün eşitlik ve tanõmlar SI birim itemine dönüştürülerek verilmiştir. Bununla birlikte SAP2000 le bir yapõyõ tanõmlama ve boyutlamada herhangi bir birim itemi kullanõlabilir. BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 14

23 Bölüm III ACI a Göre Boyutlama Bu bölüm, kullanõõ ACI Boyutlama Şartnamei ni (ACI 1999) eçtiğinde SAP2000 in kullandõğõ betonarme keit heabõ yönteminin değişik yönlerini ayrõntõlõ olarak açõklamaktadõr. Bu bölümde kullanõlan emboller Tablo III-1 de litelenmiştir. Boyutlama kullanõõ taraõndan belirlenen yük kombinezonlarõna dayanõr. Fakat program bir çok bina tipi yapõnõn boyutlama gereklerini karşõlayan öneden hazõr olan (deault) bir yük kombinezonu takõmõ ağlar. SAP2000, Sõradan, Orta (orta deprem tehlike bölgei) ve Özel (yükek deprem tehlike bölgei) tipte moment karşõlayõõ çerçevelerin, depreme göre boyutlama kurallarõnõn gereklerine uygun olarak betonarme keit heabõ veya keit kontrolü için eçenekler unar. Değişik çerçeve itemleri için boyutlama kriterlerinin ayrõntõlarõ aşağõdaki paragralarda açõklanmõştõr. Giriş bilgileri için İngiliz birimleri olduğu kadar SI ve MKS metrik birimleri de kullanõlabilir. Fakat şartname Inh-Pound-Saniye itemine dayanmaktadõr. Aki belirtilmedikçe, baitliği ağlamak üzere, bu bölümdeki bütün eşitlikler ve açõklamalar SI birim iteminde verilmiştir. BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 15

24 Boyutlama Yük Kombinezonlarõ Boyutlama yük kombinezonlarõ, belirtilen yükleme durumlarõnõn, yapõnõn keit heaplarõnda kullanõlaak çeşitli birleştirme şekilleridir. ACI Şartnamei ne göre eğer yapõ adee abit yük (DL) ve hareketli yük (LL) taşõyora boyutlama adee bir yük kombinezonunu gerektirir, bu da 1.4 DL+1.7 LL dir (ACI 9.2.1). Bununla birlikte, eğer yapõda abit ve hareketli yüklere ek olarak rüzgar (WL) ve deprem (EL) yükleri de vara, rüzgar ve deprem yüklerinin yön değiştiren kuvvetler olduğu da göz önünde tutularak, aşağõdaki yük kombinezonlarõnõn göz önüne alõnmaõ gerekir (ACI 9.2). 1.4 DL 1.4 DL+1.7 LL (ACI 9.2.1) 0.9 DL ± 1.3 WL 0.75 (1.4 DL+1.7 LL ± 1.7WL) (ACI 9.2.2) 0.9 DL ± 1.3*1.1 EL 0.75 (1.4 DL+1.7 LL ± 1.7*1.1EL) (ACI 9.2.3) Bunlar aynõ zamanda, ACI Şartnamei kullanõldõğõnda SAP2000 in öneden hazõr olan (deault) boyutlama yük kombinezonlarõdõr. Çarpanlarla artõrõlmõş yüklerde hareketli yükün payõnõ azaltmak için, hareketli yük azaltma çarpanõ, eleman hareketli yük kuvvetlerine eleman-eleman uygulanõr. TS500 Standardõ'na göre, yapõda adee abit yük (DL) ve hareketli yük (LL) vara, boyutlama için adee 1.4DL+1.6LL yük kombinezonuna ihtiyaç vardõr. Eğer bu yükler yanõnda deprem yükleri de vara aşağõdaki yük kombinezonlarõnõn gözönüne alõnmaõ gerekir: DL +1.6 LL 2. DL + LL + EX 3. DL + LL + EY 4. DL + LL - EX 5. DL + LL - EY DL + EX DL - EX DL + EY DL - EY BETONARME ÇERÇEVE BOYUTLAMA KILAVUZU Saya: 16