ÇelikPro. Neden ÇelikPro Kullanmalı?

Transkript

1 Neden ÇelikPro Kullanmalı? Türkiye deki çelik yapıların %80 nine yakınını depo- hangar türü yapılar oluşturmaktadır. Bu yapılar kimi zaman içinde gezer vinçler bulunan bir fabrika, kimi zaman idarî bina amaçlı ve ara katı bulunan bir depo olarak karşımıza çıkmaktadır. Depo-hangar türü yapılar bir çok yönden bir birine benzemesi rağmen, yapıların boyutları, kullanım amaçları, iklim şartları nedeni ile çoğu zaman yeni bir proje hazırlanması söz konusudur. Projelendirme aşamaları; hesaplar, kontroller, metraj, çizimler ve hesaplarının anlaşılır ve sunulabilecek bir şekilde hazırlanması olarak düşünülebilir. Hesap ve kontrollerin yönetmelik ve şartnamelere uygun bir şekilde yapılıp metrajının çıkartılması basit bir depo binası için, bu tür yapılarda tecrübeli mühendisler için dahi bir kaç gün alabilir. Plan, kesit, görünüş ve detayların çizimlerinin hazırlanması ise bu sürenin en az iki üç katı zaman almaktadır. Çoğu zaman, projelendirme süresinin uzaması nedeni ile farklı alternatifler araştırılmamaktadır. Bu nedenle projesi tamamlanan yapılar için dahi mal sahipleri daha ekonomik bir çözümün var olabileceğini düşünüp farklı arayışlar içine girmektedir. ÇelikPro ile farklı iki üç alternatifin karşılaştırılması bir iki saat almaktadır. Bu şekilde daha ekonomik yapılara ulaşılabilir. İmalat ve proje yapan firmalar için teklif verme aşamasında, işin alınıp alınmayacağı bir çok zaman kesin olmadığı için projenin tüm detayları ile hazırlanıp metrajının çıkartılması çoğu zaman mümkün olmamaktadır. Bu nedenle teklifler metraja sonuçlarına göre değil, kazanılmış tecrübeye göre verilmektedir. Oysa bu bir kader değildir İzmir Yapı Fuarında satılmaya başlanan ÇelikPro o günden bugüne sürekli bir gelişim içerisindedir. Bu son sürümde daha önce büyük bir eksiklik olarak görünen y yönündeki merkezi çaprazlı perde sistemin ve rüzgâr kolonlarının hesabının yapılması, kalkan ve yan cephelerin kesitlerinin çizimleri hazırlanması ve yeni deprem yönetmeliğine uygunluğunun sağlanması, ayrıntılı ve geniş açıklamalı hesap raporları başlıca yenilikler olarak görülebilir. İlerleyen bölümlerde bu yenilikleri anlatmaya çalışacağız. Saygılarımızla... Mehmet KAPAR İnşaat Mühendisi 1

2 ÇelikPro IV ile Gelen Yenilikler Yeni Deprem Yönetmeliğine uygunluk Kalkan cephe, rüzgar kolonu hesabı ve çizimleri Çelik Endüstri yapılarının tasarım, çözümleme, çizim ve metraj yazılımı Y yönündeki merkezi çaprazlı sistem hesap ve çizimleri Yüksek kaliteli bulonların kullanıldığı birleşimlerin hesabı En uygun kesim (Optimizasyon) Ayrıntılı raporlar Detaylı metraj 2

3 Ne Tür Sistemler Tanımlanabilir? çelik makas veya çerçeve tiplerinden biri s gezer vinç hangi arada arakat olduğuna karar verilir. Çelik Makaslı Sistemler Çerçeve Sistemler 3

4 Hangi Profiller Kullanılabilir? Kolonlarda 2U profilin arasını açarak örgü kolon Çelik Makaslarda Çift köşebent, kutu, boru veya çift U profil 2U ve ya 2I profilin arasını açarak bağ / boydan levhalı kolon Çerçeve Üst Başlık Kesiti IPN, IPE, HEA, HEB Petek IPN/IPE IPN, IPE, HEA veya HEB profilden kolon Yan Cephe ve Çatı Çaprazları ve Yan Cephe Kirişleri Köşebent, çift köşebent, kutu, boru profil Betonarme Kolon Özel Kesit Tanımlama Dolu Çatı Aşıklarında UPN, UPE, IPN, IPE, Kutu, C Profil Dolu Duvar Aşıklarında UPN, UPE, Kutu, C Profil Uzaysal Çatı/Duvar Aşıklarında Köşebent,Kutu ve Boru Profil Kalkan Cephe Rüzgar Kolonları 2UPN, Kutu, IPN, IPE, HEA, HEB Profil Profil köşe noktaları girilerek veya polyline olarak AutoCad de hazırlanıp DXF olarak kaydedilen kesitler okutularak yeni kesitler eklenebilmektedir. Böylece kesit zenginliği sağlanmaktadır. Bu yeni profillerin kesit özellikleri köşe nokta koordinatları dikkate alınarak ÇelikPro tarafından otomatik olarak hesaplanmaktadır. 4

5 Neleri Hesaplayabiliriz? Çatı ve Duvar Aşık Hesapları Çatı aşıkları dolu veya uzaysal olarak teşkil edilebilmektedir. Dolu aşıklarda UPN, UPE, IPN, IPE, Kutu veya bükme saçtan imal edilen C Profiller kullanılabilirken uzaysal aşıklarda köşebent, kutu ve boru profiller kullanılabilmektedir. ÇelikPro ile farklı makaslar arası mesafe tanımlanabilmektedir. Ayrıca her aralıkta ne tür aşık (dolu/uzaysal) kullanılacağı kullanıcı tarafından seçilebilmektedir. (Örneğin makaslar arası mesafeler sırası ile 6 m, 5 m, 5 m ve 12 m olsun, 6mve5m lerde dolu aşık, 12 m lik arada ise uzaysal aşık kullanılsın...) Hesaplar ayrıntılı olarak yazılmasının yanı sıra dikkat edilmesinin faydalı olacağına inandığımız bilgi notlarını da kaynakları ile beraber hesap raporlarında bulabilirsiniz. 5

6 ÇelikPro Neleri Hesaplayabiliriz? Gezer Vinç Hesabı P IPN 200 L=9807 IPN 200P P IPN L= 9807 IPN 200P - L= 9807 L= UPN 200 2UPN L= UPN 200 2UPN L= TON ±0.00 S PROJE ADI PROJE YERI İLİ Belediyesi Mahallesi Cadde/Sokak Pafta STATİK PROJE MÜELLİFİ CELIK YAPI EN KESITI: Ö= 1/10 (2-2 AKSI Z= 6000) ADI SOYADI ÜNVANI ODA SİCİL NO. BÜRO T.BEL.NO. Ada Parsel Parsel Alanı İmar Durumu PROJE PAFTA ADI PAFTA NO ÖLÇEK DEĞİŞİKLİK NO. Celik Yapi En Kesiti S-03 1/10 0 Bir çok sanayi yapısında farklı kaldırma kapasiteli gezer vinçler kullanılmaktadır. ÇelikPro ile 3 ila 100 ton kaldırma kapasiteli vinçlerin hesabı yapılabilmektedir. Soldaki pencere yardımıyla vinç yürüme yolunun tahkiki ve kenar ve ara açıklıklardaki reaksiyon kuvvetleri hesaplanmaktadır. Gezer vinç hesabı DIN 120 ye göre yapılmaktadır. Betonarme Guse (kısa konsol hesabı) Betonarme guse hesabı TS e göre yapılmaktadır. Gusenin yüksekliği ve gerekli donatılar sağda görülen pencere yardımıyla belirlenmektedir. 6

7 Neleri Hesaplayabiliriz? Düğüm Nokta Yükleri ÇelikPro da bütün yükler ya yazılım kullanılarak (vinç yükleri) yada girilen bilgiler doğrultusunda otomatik olarak hesaplanır ve düğüm noktalarına yerleştirilir. Aşık yükü : Seçilen aşık profiline göre (Ö: IPN 120) Kaplama yükü : Seçilen kaplama türüne göre (Ö: Alüminyum Saç) Kar yükü : Verilen kar yüküne göre (Kar birikmesi olan bölümlerde istenemesi halinde kar birikmesi etkisi ) Çubuk öz yükleri : Çubuk kesiti birim ağırlıkları ve çubuk boylarına göre Rüzgar yükü : Düğüm nokta koordinatı göre Deprem yükü : Eş değer deprem yükü yöntemi kullanılarak Vinç yükleri : Vinç hesabından elde edilen reaksiyon ve fren kuvvetlerine göre hesaplanmaktadır. Yüklerin yazılımca hesaplanması ve yerleştirilmesi kullanıcıdan kaynaklanabilecek hataları ortadan kaldırmaktadır. 7

8 Neleri Hesaplayabiliriz? Statik Çözümleme Yüklerin yazılımca hesaplanması ve yerleştirilmesi kullanıcıdan kaynaklanabilecek hataları ortadan kaldırmaktadır. Çelik makas + kolon sistemlerinde, sistem bir bütün olarak çözülmektedir. Böylece daha karmaşık ( ara katlı, gezer vinçli ) sistemler tanımlanabilmektedir. Çubuk kesit tesirleri matris-deplasman yöntemi kullanılarak hesaplanmaktadır. Statik modüllerin doğruluğu Sap2000 ile karşılaştırılarak araştırılmış, %0.1 in altında farklılık tespit edilmiştir. Ayrıca ÇelikPro kullanıcıları Sap2000 için veri hazırlayan modül sayesinde karşılaştırmayı kendileri de yapabilmektedir.. 8

9 Neleri Hesaplayabiliriz? Kesit Kontrolleri Çubuk kesit kontrolleri yapılırken emniyet gerilmeleri, yükleme durumu (H/HZ) dikkate alınarak yazılımca belirlenmektedir. Çubukların yeterlilik oranı TS_648 e göre hesaplanmaktadır. Bu orana göre üstteki şekilde de görüldüğü üzere sistem çiziminin altındaki renk ölçeği kullanılarak grafik ara yüzde sonuçlar gösterilmektedir. Böylece kullanıcı çubuk elemanların ne ölçüde zorlandığını kolayca görebilmektedir. Hesap raporlarında sonuçlar tablo halinde bulunmaktadır. Ayrıca kullanılan formüller ve hesap yöntemi hakkında genel bilgi verilerek kontrol eden kişi/makamlara kolaylık sağlamak amaçlanmıştır. Betonarme Kolon Donatı Hesabı Betonarme kolonlarda da eksenel kuvvet ve moment taşıma kapasitesi TS-500 ve Deprem Yönetmeliğine göre yapılmaktadır. Betonarme Kolon + Çelik Makas sistemi kolon boylarının yüksek olmadığı durumlarda en ekonomik sonucu vermektedir. Kolon boylarının yüksek olması halinde betonarme kolonun yerinde dökülmesi durumunda kalıpta sorun yaşanabilmektedir. Böyle durumlarda prefabrik kolon kullanılması daha uygun olabilmektedir. 9

10 Neleri Hesaplayabiliriz? Kolon Ayak Hesabı Kolon ayağı hesaplanırken, taban levhasının kalınlığı, temel betonunda oluşan basınç gerilmesi, ankraj bulonlarının adet ve çapı ile yatay ve düşey kaynaklar tahkik edilmektedir. Hesabı ekileyen değişkenlerden herhangi birinin değişmesi halinde hesaplar ve kolon ayağı detayının çizimi güncellenmektedir. Sonuçların sadece ekranda tablolar halinde verilmesi, formullerin ise yalnızca kullanım kılavuzunda bulunması nedeni ile hesaplar tam anlaşılamamaktaydı. Bu nedenle, hesaplarda kullanılan kabuller ve formüller hesap raporlarında verilmiştir. Tekil Temel Hesabı Tekil temeller için yapılan tahkikler de diğer, bütün tahkikler gibi bütün yük birleşimleri göz önüne alınarak yapılmaktadır. 10

11 Neleri Hesaplayabiliriz? Çelik ve Betonarme Metrajı Yapıda yapılan her hangi bir değişiklik sonrasında ana sayfa alt kısmında bulunan metraj sürekli olarak güncellenmektedir. Daha önceki ÇelikPro sürümlerinde kullanıcı metrajı profil bazında takip edebilmekteydi. ÇelikPro-IV ile ana sayfada kullanım yeri esas alınmakta, profillerin ayrıntılı metrajı raporda verilmektedir. Böylece yapı elemanın maliyette ne kadar payı olduğu rahatça görülebilmektedir. 11

12 Neleri Hesaplayabiliriz? En Uygun Kesim (Optimizasyon) En uygun kesim modülü her ne kadar önceki ÇelikPro sürümlerinde bulunsa da hesap ve gösterimlerin yeterli açıklıkta olmaması nedeni ile sonuçları tam olarak anlaşılamamaktaydı. İmalat alışkanlıkları (ustanın dayamayı yerleştirdikten sonra aynı boyda olanları bir defada kesip sonra artanların içinden diğer çubukları kesmesi) bu modülün kullanımının önündeki en büyük engeldir. Uzay testere veya CNC ye sahip imalâtçı firmaların bu modülü daha etkin ve verimli kullanabileceğini düşünüyoruz. Optimizasyon da en önemli iki değişken sonuçların başarısı ve işlemin süresidir. Kullanmakta olduğumuz algoritma benzerleri ile kıyaslandığında hız ve başarı açısından ilk üç e girebilecek seviyede olmasına rağmen etkin olarak kullanılmaması ülke kaynaklarının israfı olduğu düşüncesindeyiz. Umarız ilerleyen günlerde; çubuk elamanların kesimin ustanın bilgi ve becerine bırakılmaz ve % 3 ila % 7 arasında oluşan zayiat %1 mertebelerine indirilir. 12

13 Neleri Hesaplayabiliriz? Kolon Makas Birleşimi (Mesnet Detayı) ÇelikPro ile sabit, haraketli veya ankastre mesnet birleşimlerinde kullanılan kaynak, bulon ve ankraj bulonlarının gerekli tahkikleri yapılabilmektedir. Çerçeve Köşesi Hesabı Bilindiği üzere yeni Deprem Yönetmeliği göre, deprem kuvveti etkisindeki elamanların birleşimlerde yüksek kaliteli (en az ISO-8.8) bulonların kullanılması gerekmektedir. Hesabını, yukarıda verilen pencereler ile yapabilir, hesap raporlarından daha ayrıntılı olarak inceleyebilirsiniz. 13

14 Neleri Hesaplayabiliriz? Kalkan Cephe Rüzgar Kolonlarının Hesabı Y yönündeki merkezi çaprazlı perde sistemin hesabının yapılabilmesi için rüzgâr kolonlarının yerleşimi ve ana taşıyıcı kolonlardaki çapraz adedi bilinmelidir. Rüzgâr kolonları yerleştirildikten sonra en fazla zorlanan kolon için kesit kontrolü yapılmaktadır. Tüm kolon için hesaplanan tepki kuvvetleri çatı ve cephe kararlılık bağlantılarına aktarılmaktadır. Burada klâsik olarak yapılan hatalardan, çelik makaslı sistem hesaplarında rüzgâr kolonlarını konsol çalıştırmak veya makas alt başlığına bağlamak gibi düşüncelerden uzak durulmuştur. Hesaplarda konsol olarak gösterilmesine rağmen bir çok yapının imalât aşamasında bu hesap mantığı uygulanmamakta, makas alt başlığına birleştirilmektedir. Böylece rüzgâr kuvvetler alt başlık çubuklarına, hesaplarda hiç dikkate alınmayan bir kuvvet etkimektedir. Ayrıca bu uygulama çatı çapraz sisteminin yapı rüzgâr yükleri etkisinde iken beklenen görevi yapmamasına sebep olmaktadır. Bunun yanı sıra rüzgâr kolonu çelik makas alt başlığına bağlandıkları için basınç kuvveti almaktadır. Bu sebeple kolonları burkulup görev yapamaz hale gelebilecekleri düşünülmüştür. Yukarıda sayılan nedenler ile, ÇelikPro-IV de rüzgâr kolonları, çatı düzleminde bulunan çapraz sistem kotuna kadar devam etmektedir. Eksenel kuvvet almamaktadır ve tepki kuvvetlerini çatı çapraz sistemine aktarmaktadırlar. 14

15 Neleri Hesaplayabiliriz? Çatı ve Yan Cephe Merkezi Çapraz Sistem Elemanlarının Tahkiki Y-yönündeki çatı ve cephede bulunan merkezi çaprazlı perde sistemin çözümlemesi, kalkan cephe yönünden gelen rüzgâr ve deprem yükleri dikkate alınarak yapılmaktadır. Yeni deprem yönetmeliğinde bulunan en kesit koşulları ve merkezi çaprazlı perde sistemlerle ilgili maddelerde istenen kontrollerin tamamı yapılmaktadır. Ayrıca hesap yönteminin az sayıda mühendis tarafından bilinmesi nedeni ile hesap raporlarında ayrıntılı bilgi verilmiş, yer yer ilgili yönetmelik ve şartnamelere atıflar yapılarak hesapların herkes tarafından anlaşılırlığı amaçlanmıştır

16 Neler Çizebiliriz? 3 Boyutlu Sistem Görünüşleri Proje sunumlarında farklı alternatiflerin sadece metrajını vermek çoğu zaman yetmez... Bir çok teknik eleman proje teknik çizimlerinden inşa edilecek yapıyı rahatça gözünün önüne getirebilir, ya mal sahipleri... ÇelikPro nun hazırladığı 3 Boyutlu çizimler sunumlarınıza güç katar

17 Neler Çizebiliriz? Çelik Makas+Kolon Sistemi En Kesiti Makas en kesit çizimlerinde imalat için gerekli bütün ölçüler bulunmaktadır. Ayrıca çizimlerin muntazamlığı nedeni ile çizimlerde üst üste gelen yazılar dışında herhangi bir düzeltmeye gereksinim yoktur. Çelik makas düğüm nokta detayları Statik çözümleme sonrasında elde edilen kesit tesirlerine göre dikme ve diygonalleri alt ve üst başlığa bağlayan kaynak veya bulonların hesabı yapılmaktadır. Düğüm noktasında kullanılan birleşim levhasının boyutları hesaplanan kaynak boylarına veya bulon çap ve adetine bağlı olarak belirlenmektedir

18 Neler Çizebiliriz? Çatı Planı (Dolu Gövdeli ve/veya Uzaysal Aşıklı) Çatı planlarında bulunan çubuk boyları hesaplanırken 3. boyut dikkate alınmaktadır Makaslar arası mesafeler farklı olarak tanımlanabilmektedir. Yan Cephe Kararlılık Bağlantıları Yan cephelerde bulunan merkezi çaprazlı perde sistem elamanları rüzgar ve deprem yüklerine göre yapılan statik hesaplar sonucu belirlenirler

19 Neler Çizebiliriz? Çerçeve Sistem En kesitleri Çerçeve sistemler makas sistemlere göre maliyetleri yüksek olsa dahi, imalât süresinin kısalığı ve işçiliğinin kolay olması nedeni ile mühendisler ve imalâtçı firmalar tarafından tercih edilmektedir. Birleşimlerin bulonlu olması halinde, yapı sökülüp taşınabilir olacağından (çoğu yapı taşınmasa da) mal sahiplerince bu durum bir avantaj olarak algılanmaktadır. Çerçeve köşelerinde ve mahyada yapılan kesit büyültmesi % 35 mertebelerinde malzemeden tasarruf sağlarken aynı zamanda birleşim ela manlarının yerleşimini de kolaylaştırmaktadır Geleneksel olarak çerçeve sistemler tek I Profillerden inşa edilmektedir. Çerçeve üst başlığının petek, kolonların bağ levhalı çift U profilden olması halinde yapı ağırlığı çelik makas + kolon sistemlere oldukça yakınlaşmaktadır

20 Neler Çizebiliriz? Kalkan Cephe Kalkan cephelerde istenen rüzgâr kolonlarının arasına sürme kapı tanımlanabilmektedir. Arakat Yerleşim Planı Arakat ve gezer vinç bir yapıda tüm akslarda benzer şekilde bulunmayabilir. Bu nedenden doğan ihtiyacı karşılamak için bütün akslar istenmesi halinde ayrı-ayrı da çözülebilmektedir. ÇelikPro çelik makası çözüp elde edilen tepki kuvvetlerini kullanarak kolonları boyutlandırmamaktadır. Çelik makas ve kolonlardan oluşan sistemi bir bütün olarak hesaplamaktadır. Bu sayede daha karmaşık sistemlerin çözümlemesi yapılabilmektedir

21 Neler Çizebiliriz? Kolon Yerleşim Planı ve Kolon Ayak Detayı Akslar birbirlerinden farklı ise seçilen aksın statik çözümlemesi yapılabilmektedir. Bu durumlarda kolon ayakları ve tekil temellerin hesap aksı mesnet tepkilerine göre boyutlandırılmaktadır. Temel Yerleşim Planı ve Tekil Temel Detayı 21

22 Ne Kadar Doğrudur? ÇelikPro Sap2000 Karşılaştırması Çubuk kesit tesirleri matris-deplasman yöntemi kullanılarak hesaplanmaktadır. Statik modüllerin doğruluğu Sap2000 ile karşılaştırılarak araştırılmış, %0.1 in altında farklılık tespit edilmiştir. Ayrıca ÇelikPro kullanıcıları Sap2000 için veri hazırlayan modül sayesinde karşılaştırmayı kendileri de yapabilmektedir. 22