ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ ÇELİK YAPILARIN SAP000 PROGRAMI İLE ANALİZ VE TASARIMI İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA, 005

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ÇELİK YAPILARIN SAP000 PROGRAMI İLE ANALİZ VE TASARIMI YÜKSEK LİSANS TEZİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Bu Tez 3/1/005 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği İle Kabul Edilmiştir. İmza:... İmza:... İmza:... Yrd. Doç. Dr. Beytullah TEMEL Prof. Dr. A.Kamil TANRIKULU Yrd. Doç. Dr.S.Seren GÜVEN DANIŞMAN ÜYE ÜYE Bu tez Enstitümüz İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No: Prof. Dr. Aziz ERTUNÇ Enstitü Müdürü Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ ÇELİK YAPILARIN SAP000 PROGRAMI İLE ANALİZ VE TASARIMI ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman: Jüri: Yrd. Doç. Dr. Beytullah TEMEL Yıl: 005, Sayfa: 107 Yrd. Doç. Dr. Beytullah TEMEL Prof. Dr. A.Kamil TANRIKULU Yrd. Doç. Dr. S.Seren GÜVEN Dünyada ağırlıklı olarak kullanılmakta olan çeliğin ülkemizde de özellikle endüstri ve sanayi yapılarında ve çok katlı yapılarda kullanımı artmaktadır. Ülkemizde çeliğin sürekli kullanılır hale gelmesi analiz, tasarım ve uygulamada teknolojiden faydalanma gerekliliğini doğurmaktadır. Bu tez çalışmasında, tek açıklıklı kafes ve dolu gövdeli endüstri yapıları ile iki katlı bir binanın analiz, tasarım ve projelendirilmesi yapılmıştır. Endüstri yapılarının analiz ve tasarımı statik yükler (öz ve kar) ve rüzgar yükleri altında, iki katlı binanın analiz ve tasarımı ise statik yükler (sabit ve hareketli) ve deprem yükleri altında yapılmıştır. Tüm analiz ve boyutlandırmalar sonlu elemanlar yöntemine dayalı yapı analizi yapan SAP000 programı ile gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Çelik yapılar, SAP000, taşıyıcı sistem tasarımı, çerçeve, kafes kiriş I

4 ABSTRACT MsC THESIS ANALYSIS AND DESIGN OF STEEL CONSTRUCTIONS WITH THE AID OF SAP000 DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF NATUREL AND APPLIED SCIENCE UNIVERSITY OF CUKUROVA Supervisor: Asist. Prof. Dr. Beytullah Temel Year: 005, Pages:107 Jury: Asist. Prof. Dr. Beytullah Temel Prof. Dr. A.Kamil Tanrıkulu Asist. Prof. Dr. S.Seren Güven The widespread using area of the steel especially for industrial and multistorey buildings in our country is increasing. The continuous usage of the steel generates the necessity of using technological developments for analysis, design and practice. In this thesis study, a truss beam-column frame system and single story gabled frame system and two storey building have been analyzed, designed and projected. Industrial buildings have been analyzed and designed under static loads (dead and snow) and wind loads. Two storey building has been analyzed and designed under static loads (dead and live) and seismic loads. Analysis and design of constructions are executed with the aid of general purpose SAP000 computer program, which use finite elements method for analysis. Key Words: Steel constructions, SAP000, Design of carrier system, frame, truss II

5 TEŞEKKÜR Mühendisler, mimarlar ve yatırımcılar olarak zamanla kendimizi aşma ve teknolojiyi yakalama yolunda, çelik yapı tasarımı ve Sap000 programı ile analiz ve tasarıma yönelik, faydalı olacağını düşündüğüm bu kaynağı hazırlamamda bana yardımcı olan, bilgisini ve fikirlerini esirgemeyen, tecrübesini paylaşan bütün hocalarıma, arkadaşlarıma ve daima manevi desteğini hissettiğim aileme teşekkür ederim. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖZ...I ABSTRACT... II TEŞEKKÜR.III İÇİNDEKİLER...IV TABLOLAR DİZİNİ.... VII ŞEKİLLER DİZİNİ... VIII 1.GİRİŞ Program ve kullanımı Tasarım adımları.... ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR MATERYAL VE METOD Materyal Metod KAFES KİRİŞ KOLON ÇERÇEVE SİSTEM Sisteme Ait Bilgileri Makasa Ait Bilgiler Yük Analizi Düğüm Noktası Yüklerinin Hesabı Malzeme Sistemin SAP000 de Oluşturulması ve Çözümü Makas Elemanları Kesit Tahkiki Kolon Kesiti Tahkiki Aşık Hesabı Ara Aşık Hesabı a Gergisiz Hesap b Çift Gergili Hesap Mahya Aşığı Gergi Hesabı Aşık Üzerindeki Ek Yerinde Hesap Alt başlık çubuğu üzerinde ek yerinde hesap IV

7 4.9 Düğüm Noktaları Birleşim Hesabı Kren Kirişi Hesabı Kren Konsolu Hesabı Temel Hesabı DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM Sisteme Ait Bilgiler Makasa Ait Bilgiler Yük Analizi Düğüm Nokta Yüklerinin Hesabı Malzeme Sistemin SAP000 de Oluşturulması ve Çözümü Aşık Hesabı Ara Aşık a Gergisiz Hesap b Çift Gergili Hesap Mahya Aşığı Gergi Hesabı Aşık Üzerindeki Ek Yerinde Hesap Düğüm Noktası Birleşim Detayları Köşe Birleşim Detayı Mahya Detayı Temel Hesabı ÇOK KATLI KİRİŞ KOLON ÇERÇEVE SİSTEM Sisteme Ait Bilgiler Yük Analizi Zemin Kat Döşeme Yükü Kat Döşeme Yükü Kolon yükü Deprem Hesabı Sistemin SAP000 de Oluşturulması ve Çözümü Detaylar V

8 6.4.1 B Detayı A Detayı Temel Hesabı SONUÇLAR VE ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ EKLER VI

9 TABLOLAR DİZİNİ SAYFA Tablo 4.1. Sistemin serbestlik derecesi Tablo 4.. Malzeme Özellikleri Tablo 4.3. Malzeme Özellikleri Tablo 4.4. Kesit Özellikleri Tablo 4.5. Çubuk Uçları Şartı Tablo 5.1. Sistemin serbestlik derecesi Tablo 5.. Malzeme Özellikleri Tablo 5.3. Malzeme Özellikleri Tablo 5.4. Çubuk Uçları Şartı Tablo 6.1. Sistemin serbestlik derecesi Tablo 6.. Malzeme Özellikleri Tablo 6.3. Malzeme Özellikleri VII

10 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA Şekil 4.1. Makas Kesiti ve Planı... 7 Şekil 4.. Rüzgar Yükünün Etkisi... 8 Şekil 4.3. Makas Eleman İsimleri Şekil 4.4. Makas Eleman Kesitleri... 1 Şekil 4.5. Öz ağırlık Yüklemesi Şekil 4.6. Tam Kar Yüklemesi Şekil 4.7. Yarım Kar Yüklemesi Şekil 4.8. Rüzgar Soldan Yüklemesi Şekil 4.9. Rüzgar Sağdan Yüklemesi Şekil Kren Solda Yüklemesi Şekil 4.11 Kren Sağda Yüklemesi Şekil 4.1 Dikme ve diyagonaller mafsallıyken kesit yeterliliği Şekil 4.13 Tüm makas elemanlarının bağlantısı mafsallıyken kesit yeterliliği... 3 Şekil 4.14 Tüm makas elemanlarının rijit bağlıyken kesit yeterliliği... 3 Şekil 4.15 Belli Bir Listeye Göre Program Tarafından Atanan Kesitler ve Yeterlilikleri... 5 Şekil 4.16 Kolon Kesit Tesirleri... 8 Şekil 4.17 Kolon Kesitinde burkulma bölgesi... 8 Şekil 4.18 Gergisiz aşık yüklemesi Şekil 4.19 M3 Diyagramı Şekil 4.0 M Diyagramı Şekil 4.1 Çift gergili aşık yüklemesi Şekil 4. M Diyagramı Şekil 4.3 Mahya Aşığı Yüklemesi... 3 Şekil 4.4 M3 Diyagramı... 3 Şekil 4.5 M Diyagramı Şekil 4.6 Aşıktaki Ekin Teşkili Şekil 4.7 Alt Başlıkta Ek Detayı Şekil Nolu Düğüm Noktası Detayı VIII

11 Şekil 4.9 Nolu Düğüm Noktası Detayı Şekil Nolu Düğüm Noktası Detayı Şekil Nolu Düğüm Noktası Detayı Şekil 4.3 Kren Kirişi ve Konsolu Şekil 4.33 Kolon Ayağının Teşkili Şekil 4.34 M30 Bulonu Detayı Şekil 5.1 Makas Kesiti ve Planı Şekil 5. Rüzgar Yükünün Etkisi Şekil 5.3 Makas Eleman İsimleri Şekil 5.4 Makas Eleman Kesitleri... 5 Şekil 5.5 Öz ağırlık Yüklemesi Şekil 5.6 Tam Kar Yüklemesi Şekil 5.7 Yarım Kar Yüklemesi Şekil 5.8 Rüzgar Soldan Yüklemesi Şekil 5.9 Rüzgar Sağdan Yüklemesi Şekil 5.10 Kolon temel bağlantısı mafsallıyken kesit yeterliliği Şekil 5.11 Kolon temel bağlantısı ankastreyken kesit yeterliliği Şekil 5.1 M3 Diyagramı Şekil 5.13 Gergisiz aşık yüklemesi Şekil 5.14 M3 Diyagramı Şekil 5.15 M Diyagramı Şekil 5.16 Çift gergili aşık yüklemesi Şekil 5.17 M Diyagramı Şekil 5.18 Mahya Aşığı Yüklemesi... 6 Şekil 5.19 M3 Diyagramı... 6 Şekil 5.0 M Diyagramı Şekil 5.1 Aşıktaki Ekin Teşkili Şekil 5. Köşe düğüm noktası kesiti Şekil 5.3 Köşe düğüm noktası detayı Şekil 5.4 Köşe düğüm noktası kesitinde kaynak isimleri Şekil 5.5 Tepe düğüm noktası detayı IX

12 Şekil 5.6 Tepe düğüm noktası kesitinde kaynak isimleri Şekil 6.1 Sistem Planı Şekil 6. Zemin Kat Planı(XY)... 8 Şekil Kat Planı(XY)... 8 Şekil 6.4 Zemin Kat ve 1. Kat Eleman Kesitleri(XY) Şekil 6.5 Zemin Kat ve 1. Kat Eleman Kesitleri(XZ) Şekil 6.6 G (Sabit yük) yüklemesi Şekil 6.7 Q (Hareketli yük) yüklemesi Şekil 6.8 EX ve EY yüklemesi Şekil 6.9 Zemin ve 1.Kat kiriş kesit yeterliliği Şekil 6.10 Zemin ve 1.Kat kolon kesit yeterliliği Şekil 6.11 Zemin ve 1.Kat kiriş kesit yeterliliği(döşeme kirişleri rijit bağlı) Şekil 6.1 Zemin ve 1.Kat kolon kesit yeterliliği(döşeme kirişleri rijit bağlı) Şekil 6.13 Dış cephede düzenlenmiş çaprazlar ve kesitleri... 9 Şekil 6.14 Çaprazlı durumda Zemin ve 1.Kat kiriş kesit yeterliliği... 9 Şekil 6.15 Çaprazlı durumda Zemin ve 1.Kat kolon kesit yeterliliği Şekil 6.16 B-B Aksı M3 Diyagramı Şekil 6.17 B Detayı Şekil 6.18 A Detayı Şekil Kolon Ayağının Teşkili X

13 1.GİRİŞ 1.GİRİŞ 1.1.Program ve kullanımı Mühendislik yapılarında çelik malzeme yaklaşık iki yüz yıldan beri kullanılmaktadır. 0.yüzyıl başlarında kaynaklı birleşimlerle uygulama alanına girmesiyle kullanımı yaygınlaşmıştır. Günümüzde gerek içerisinde kolon bulunmayan büyük açıklıklı binalara, gerekse büyük yerleşim yerlerinde belirli merkezlerde toplanan yoğun insan kitlesini barındıracak çok katlı binalara olan ihtiyaç; bu binaların taşıyıcı iskelelerinde yüksek dayanımlı malzeme kullanma zorunluluğu getirmektedir. Büyük açıklıklı ve çok katlı betonarme taşıyıcı sistem kullanılması halinde esas taşıyıcı elemanlara etkiyen kesit tesirlerinin büyüklüğü, çok büyük betonarme kesitlerin kullanılmasını gerektirmektedir. Binalarda büyük kesitli kolon ve kirişler fazla yer kaplamakta, dolayısı ile bina öz ağırlığının artmasına ve ayrıca maliyetlerin yükselmesine neden olmaktadır. Bu nedenle çeliğin kullanılması ihtiyacı ortaya çıkmaktadır. Böylece, büyük açıklıkların daha küçük kesitli taşıyıcı elemanlarla aşılması sayesinde rahat hacimler sağlanmış olacak ve nüfus yoğunluğu fazla olan yerleşim merkezlerinde çok katlı bina yapılarak ihtiyaçlar karşılanmış olacaktır. Bugün ülkemizde çelik yapılar genellikle büyük açıklıklı, tek katlı endüstri yapıları veya çok katlı teknolojik binalar şeklinde uygulanmaktadır. Temel esaslardan biri olan doğru analizin yanı sıra malzeme seçiminde etken olarak, mimari, işlevsel katkılar, yapım süresi ve rekabet gücü gibi tasarıma dair özellikler söz konusudur. Bu noktada çelik malzeme, yapı tasarımı aşamasında özellikle detaylandırma ve uygulama konusunda proje yapan mühendislere değişik seçenekler sunmaktadır. İlerleyen teknoloji ve beyin gücü ile en zorlu uygulamalar bile hayata geçirilebilmektedir. Bu sürecin projelendirme aşamasında faydalanılan üç boyutlu yapı modelleme programlarından biri de SAP000 programıdır. Kaba hatlarıyla SAP000, sonlu elemanlar yöntemine dayalı, hızlı ve kolay modelleyebilme, hazır model kütüphanesinden ve başka bir programdan model aktarabilme veya ekleme, 1

14 1.GİRİŞ model üzerinde her an değişik yapabilme, analiz sonuçlarını şeklen ve sayısal olarak izleyebilme, boyutlandırma da optimizasyon gibi pek çok işleve izin veren kapsamlı bir programdır. Hesap ve detaylarda titizlikle çalışmaya izin vermesinin yanında tasarım aşamasında oluşturulan eleman verilerinin CNC (Computer numerically controlled) tezgahlarına elektronik ortamda aktarımı ile aynı uygulamanın farklı safhalarında aynı verilerin işlenmesini mümkün kılmaktadır. Böylece klasik sistemlerdeki her iş istasyonunda düzenlenmesi gereken belge kalabalığı ve getirebileceği sorunlar da ortadan kalkmış olmaktadır. Beklentileri karşılayabilmek ve teknolojiyi yakalayabilmek için, kalifiye işçilerin ve bu konuda çalışan projecilerin az olması gibi caydırıcı sebeplere rağmen çelik kullanımını artırmaya, ufku açık bireyler yetişmenin de önünü açmaya yönelik çalışmalar arasında yer almasını hedeflediğimiz bu tez kapsamında; çelik ile ilgili mevcut bilgi düzeyini artırmanın yanında, çelik yapıların SAP000 programı ile analizi ve tasarımı hakkında da ışık tutması amaçlanmıştır. Bu tezde Türkiye de kullanımı yaygınlaşan yapı tiplerinden gerek hal gerekse karkas yapılara örnek üç farklı proje SAP000 programından yararlanılarak çözülmüş ve irdelenmiştir. Bu irdelemeler sonucunda analiz ve tasarıma ait bazı tespitlerde bulunulmuştur. 1..Tasarım adımları Genel olarak tasarım, işlevsel tasarım ve taşıyıcı sistemin tasarımı olmak üzere iki bölümde düşünülebilir. İşlevsel tasarımda iç ve dış mimari göz önünde tutulur; taşıyıcı sistemin tasarımında ise işletme yüklerini güvenle taşıyacak elemanların seçimi gerekir. Tasarımın adımları, planlama, ön tasarım, yüklerin saptanması, ön boyutlama, analiz(yüklerin ve sistemin modellenmesi, iç kuvvetlerin ve yer değiştirmelerin saptanması), değerlendirme (dayanım ve işletme koşullarının kontrolü; sonucun optimum tasarım kriterleriyle uyumunun belirlenmesi), gerekiyorsa yeniden tasarım ve sonuç şeklinde özetlenebilir. Tasarım adımları, bu tezde incelenen çelik yapıların, SAP000 programı yardımıyla hesap ve projelendirmesinde izlenen yol ve yöntemler ile örneklenmiştir.

15 1.GİRİŞ Farklı tasarım şekilleri uygulanarak verilerin karşılaştırılması ile çeşitli sonuçlara varılmış ve öneriler düzenlenmiştir. Çalışmada ayrıca temel projelendirmesinde İdeCAD ve çizimlerin hazırlanmasında AutoCAD programlarından yararlanılmıştır. 3

16 .ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Bu bölümde Dünya da yaklaşık 00 yıllık bir geçmişi olan, Türkiye de ise ancak 30 yıllık bir geçmişi olan çelik yapılar üzerine yapılan çalışmalardan bir kaçı hakkında kısaca bilgi verilmeye çalışılmıştır. Yalman Odabaşı (1990), yapı sistemlerinin karşılaştırılması, çelik yapı sistemlerinin günümüzde kullanımı, çelik malzemenin özellikleri, diğer malzemelerle ekonomik anlamda karşılaştırılması gibi konular üzerinde durmuştur. Çoşkun Bahar (1995), mevcut bir alana uygulanabilecek farklı taşıyıcı sistemleri ekonomi bakımından karşılaştırmıştır. Bu yapılar komple çelik, komple betonarme(prefabrike), karma sistem (çelik çatı makası ve betonarme kolon) olmak üzere farklı malzeme tiplerinden oluşmuştur. Elde edilen sonuçlara göre, komple çelik ve prefabrike sistemler arasında maliyet farkı bulunmadığı, karma sistemlerinse en ekonomik sistemler olduğu görülmüştür. Ayça TARTAR (00) ın çalışmasında konstrüksiyon teknolojileri arasında yeni bir teknoloji olarak kabul edilen hafif çelik konstrüksiyon sistemi anlatılmıştır. Tez bu teknolojide kullanılan malzemenin üretim teknolojisi, malzemenin statik, yapısal özellikleri hakkında özet bilgi içermektedir. Murat Doğan ÇELİK (003) in çalışmasında, dünyadaki yüksek yapıların gelişimi ile inşasında kullanılan çelik malzeme ve yüksek yapıların iskeletini oluşturan çeşitli şekillerdeki çelik taşıyıcı sistemler ve bu sistemlerin rijitlik açısından irdelenmesi amacıyla araştırma yapılmıştır. Muhammed Ayhan (005) ın çalışmasında bir ara katı bulunan deprem yükleri dikkate alınmadan boyutlandırılmış, çelik ve betonarme taşıyıcı sistemden oluşan mevcut bir uçak hangar yapısının güçlendirilmesi üzerinedir. Mevcut sisteme dokunmadan taşıyıcı sistemde değişiklik yapılarak süneklik düzeyi yüksek, sadece çelik taşıcı sistemden oluşacak şekilde yatay ve düşey yükler altında statik ve çelik hesapları yapılmış, ilgili imalat çizimleri ile birlikte maliyet analizleri de yapılmıştır. 4

17 3.MATERYAL VE METOD 3.MATERYAL VE METOD 3.1.Materyal Bu tezde, tek ve çok açıklıklı taşıyıcı sistemler ile çok katlı sistemlerin ilgili yönetmelik koşullarına göre analiz ve tasarımları yapılmıştır. Endüstri yapılarının statik yükler ve rüzgar yükleri altında projelendirilmesinde TS498 (Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yükler), TS648 (Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları), ve TS3357 (Çelik Yapılarda Kaynaklı Birleşimlerin Hesap ve Yapım Kuralları) kullanılmıştır; iki katlı binanın statik yükler ve deprem yükleri altında projelendirilmesinde ise standartlara ek olarak TDY98 (Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik) kullanılmıştır. Yapı analiz ve tasarımları için geliştirilmiş sonlu elemanlar yöntemine dayalı, genel amaçlı SAP000 yapısal analiz programı kullanılmıştır.ayrıca yardımcı program olarak İdeCAD ve AutoCAD programlarından da yararlanılmıştır. 3..Metod SAP000 bir (çubuk), iki (alan) ve üç (katı cisim) boyutlu elemanlar ile mühendisin problemlerine cevap verebilmektedir. Genel olarak kullanılan elemanlar bir boyutlu çubuk (frame) elemanlardır. Çubuk elemanlar aslında sonlu elemanlar yönteminin özel bir halini temsil eder. En gerçekçi davranışa ulaşabilmek için örneğin bir kiriş elemanının katı modellemesi yapılabilir veya iki boyutlu alan elemanları ile çözüme ulaşılabilir. Ancak, bu konuda yapılan teorik çalışmalar neticesinde belirli bir geometride üç boyutlu ya da iki boyutlu yapısal elemanların bir boyutlu çubuk elemanlar ile temsil edilebileceği belirlenmiştir. Bu çalışmada da düzlemsel ve üç boyutlu bina çerçevelerini modellerken taşıyıcı sistem elemanları için çubuk elemanları kullanılmıştır. Çubuk eleman kesitleri seçimi için SAP000 programındaki profil kütüphanesinden yararlanılmıştır. Çalışmada ilk olarak tek açıklıklı kafes kiriş- kolon çerçevesinin çözümü için tasarım adımları izlenerek SAP000 programı ile kesit tesirleri elde edilmiş ve kesit tahkikleri 5

18 3.MATERYAL VE METOD yapılmıştır. Çeşitli kontroller ve hesaplar ile ekonomik ve güvenli olacak şekilde kesitler ve elemanlar seçilmiştir. Yapı temeline ait hesaplar İdeCAD le, analiz ve boyutlandırma sonrasında uygulama projeleri ise AutoCAD programı ile hazırlanmıştır. Dolu gövdeli çerçeve sisteminde ve iki katlı kiriş- kolon çerçeve sisteminde de aynı sıra izlenmiştir. 6

19 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM Bu bölümde 4m açıklıklı, 30m uzunluğunda kafes kiriş makas, 8m yüksekliğinde kolon ve üzerinde krenden oluşan bir sistem çözülmüştür. Bölüme ait plan ve detaylar Ek-1 de verilmiştir. 4.1.Sisteme Ait Bilgiler - Sistem şekli : Kafes kiriş - Çelik malzemesi : ST37, ST44(kolonda) - Birleşim aracı : Kaynak(makas, kolon ve temelde), Bulon(temelde) - Kaplama malzemesi : alüminyum sac levha (t=0.7mm) Şekil 4.1 Makas Kesiti ve Planı 7

20 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM 4..Makasa Ait Bilgiler - Makas aralığı(l) : 6.00m - Makas açıklığı(lm) : 4.00m - Aşık sayısı : 14 - Aşık aralığı (Y.D.) (a) :.00m - Aşık aralığı (Ç.D.) (a1) :.0m - Makas orta yüksekliği : 40cm - Çatı eğimi : Yük Analizi Çatı örtüsü öz ağırlığı. =5.00kg/m (Y.D.) Aşık öz ağırlığı.. =10.00kg/m (Y.D.) Çatı makası öz ağırlığı.. =15.00kg/m (Y.D.) Kar yükü (TS498 e göre Adana 1.Kar bölgesi ; H<00m...k=75.00kg/m (Y.D.) Rüzgar yükü hesabı, P=Cq, h=10.4 => q r =80 kg/m E F Rüzgar yönü A α=8.53 B h C A =+0.8 C B =-0.4 C E =(1.sinα-0.4) C F =-0.4 Şekil 4. Rüzgar yükünün Etkisi E düzleminde P re =C e.q=(1,sinα-0,4).q=(1,.0,148-0,4).80=-17.80kg/m (Ç.D.) F düzleminde P rf =C f.q=(-0,4).q=(-0,4) =-3.00kg/m (Ç.D.) A düzleminde P ra =C a.q=(0,8).q=(0,8) =64.00kg/m (D.D.) B düzleminde P rb =C b.q=(-0,4).q=(-0,4) =-3.00kg/m (D.D.) 8

21 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM Düğüm noktası yüklerinin hesabı Öz ağırlık: Çatı örtüsü+aşık+çatı makası =30 kg/m g=30.6,00.,00=360 kg=0,360 t. g/=0,180 t. Tam kar yüklemesi: k=75 kg/m ; k=75.6,00.,00=900 kg=0,900 t. ; k/=0,450 t. Yarım kar yüklemesi: y k =75 kg/m ; y k =75.6,00.,00=900 kg=0,900 t. ; y k /=0,450 t. Rüzgar yüklemesi: r sol -E=P we =P re.a 1.L=-17,80.,0.6,00=-15,74 kg=-0,16 t. P we /=0,108 t r sol -F= P wf =P rf.a 1.L=-3,00.,0.6,00=-387,84 kg=-0,388 t. P wf /=0,194 t. r sol -A=P wa =P ra.l=-64,00.6,00=-384 kg/m r sol -B=P wb =P rb.l=3,00.6,00=19 kg/m r sag -E=P we =P re.a 1.L=-3,00.,0.6,00=-387,84 kg=-0,388 t. P we /=0,194 t. r sag -F= P wf =P rf.a 1.L=-17,80.,0.6,00=-15,74 kg=-0,16 t. P wf /=0,108 t. r sag -A=P wa =P ra.l=3,00.6,00=19 kg/m r sag -B=P wb =P rb.l=-64,00.6,00=384 kg/m Kolon zati yüklemesi: g= =0.78t. Kren yüklemesi: (kren kirişi hesabından) v sol =v sag =-1.33(+z yönünde) ; -1.33(+x yönünde) 4.3..Malzeme Çelik : ST37 σ H em = 1.44t H τ em = 0.83t σ = t HZ em = HZ τ em = 0.95t Kaynak τ H kem = 1.10t Betonarme : Temel : Beton : B160 Zemin : σ zem = 1.0t Çelik : S40 (ST III) 9

22 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM 4.4.Sistemin SAP000 de Oluşturulması ve Çözümü Şekil 4.3 Makas Eleman İsimleri 1. Sap000 ekranı açıldığında önce sağ alt köşede birim Ton,m olarak ayarlanır.. Yeni bir sistem oluşturmak için; i) File New Model seçilir. Açılan pencerede Select Template D Trusses seçilir. ii) Açılan pencerede D Truss Type» Praft Truss seçilir. iii) Boşluklar doldurulur. L1=L=1 ; H1=H3=0.6 ; H=.4 ; N1=N=6 ve onaylanır. 3. Ekrana gelen makastaki diyagonallerin tam tersi düzenlenmesi için; i) Diyagonaller seçilir, Edit Delete ile silinir. ii) Draw Draw Frame seçilir. İstenilen şekilde noktadan noktaya diyagonaller çizilir. 4. Dosyayı saklamak için; File Save ile dosyayı proje 1 adıyla kaydederiz. 5. Malzeme tanımlamak için; i) Define Materials» STEEL Modify/Show Material seçilir. ii) Material Name: ST37 ; Modulus of Elasticity=1e 6 ; Fy=4000 ; Fu=37000 olarak değiştirilir ve onaylanır. 10

23 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM iii) Add New Material seçilir. Açılan pencerede Material Name: ST44 ; Modulus of Elasticity=1e 6 ; Fy=9600 ; Fu=44000 yazılır ve onaylanır. 6. Kesit tanımlamak için; i) Define Frame Sections seçilir. ii) Açılan pencerede Choose property type to Add» Import Double Angle Add New Property seçilir. iii) Açılan pencerede Konum kısmındaki listeden C/Program Files/Computer and Structures/SAP000 9/EURO.PRO seçilir. Section Labels başlığı altındaki listeden CTRL tuşu kullanılarak L50X5/10/ ; L60X6/10/ ; L70X7/10/ ; L80X8/10/ ; L90X9/10/ ; L100X10/10/ kesitleri seçilir ve onaylanır. iv) Material açılır listesinden ST37 işaretlenir. v) Choose property type to Add» Import I/Wide Flange Add New Property seçilir. v) Açılan pencerede Konum kısmındaki listeden C/Program Files/Computer and Structures/SAP000 9/EURO.PRO seçilir. Section Labels başlığı altındaki listeden HE40-A ; HE300-A ; HE30-A kesitleri seçilir ve onaylanır. vi) Material açılır listesinden ST44 işaretlenir. 7. Çubuklara O1-O1 ; V1-V13 ; U1-U1 ; D1-D1 şeklinde isim vermek için; i) View Set Display Options seçilir. ii) Açılan pencerede Frame başlığı altında Labels kutusu işaretlenir. iii) Görünen çubuk eleman numaralarına göre, önce 6-37 arası seçilir. iv) Edit Change Labels seçilir. v) Açılan pencerede Item Type» Element Labels-Frame seçilir. Prefix : 0 yazılır; First Relabel Order» X seçilir ve Edit Auto Relabel seçilirse çubuklar O1 den O1 ye sıralanmış olur. vi) Aynı işlemler sırasıyla; 1-13 arası ; 14-5 arası ; arası seçilerek yapılırsa istenilen sıralamalar ve isimlendirmeler yapılmış olur. 11

24 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM Şekil 4.4 Makas Eleman Kesitleri 8. Kesitleri çubuklara atamak için; i) O1 den O1 ye üst başlık çubukları seçilir. Assign Frame Sections» L90x9/10/ seçilir ve onaylanır. ii) V1 den V13 e dikme çubukları seçilir. Assign Frame Sections» L50x5/10/ seçilir ve onaylanır. iii) U1 den U1 ye alt başlık çubukları seçilir. Assign Frame Sections» L70x7/10/ seçilir ve onaylanır. iv) D1 den D1 ye diyagonal çubukları seçilir. Assign Frame Sections» L60x6/10/ seçilir ve onaylanır. 9. Dosyayı saklamak için; File Save seçilir. 10. Çubukları gruplandırmak için; i) O1 den O1 ye elemanlar seçilir. Assign Assign to Group Add New Group seçilir. ii) Açılan pencerede Group Name : UST yazılır ; Group Uses başlığı altında Selection kutusu işaretlenir ve onaylanır 1

25 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM iii) Aynı şekilde V1 den V13 e elemanlar için DIK ; U1 den U1 ye elemanlar için ALT ; D1 den D1 ye elemanlar için DIA grupları oluşturulur. 11. Yüklemeleri tanımlamak için; i) Define Load Cases seçilir. ii) Açılan pencerede, Load Name Type Self Weight Multiplier g DEAD 0 Modify Load k SNOW 0 Add New Load yk SNOW 0 Add New Load rsol WIND 0 Add New Load rsag WIND 0 Add New Load vsol DEAD 1 Add New Load vsag DEAD 1 Add New Load ve onaylanır. **Yük analizine çubuk elemanların zati ağırlıklarını da eklediğimiz için self weight multiplier sıfır yapılmalıdır ki zati ağırlıklar kez hesaba katılmasın. 1. g yüklemesine ait Analysis Case Name : g olması için; i) Define Analysis Cases seçilir. ii) Açılan pencere Case Name» DEAD Modify/Show Case seçilir ve açılan pencerede Analysis Case Name : g yazılır ve onaylanır. iii) Aynı pencerede, Modal analiz yapılmadığı için, Case Name» MODAL Delete Case seçilir. 13. Kolon ve kren konsolunu eklemek için; i) Yeni akslar eklemek için Define Coordinate/Grid System Modify/Show System seçilir. ii) Açılan pencerede, X Grid Data başlığı altındaki tabloda a) Ordinate : 11.4 ve olmak üzere satır eklenir. b) Z Grid Data başlığı altındaki tabloda Ordinate : ve -.80 olmak üzere satır eklenir. c) Reorder Ordinates düğmesine basılır ve onaylanır. 14. Dosyayı saklamak için; File Save seçilir. 13

26 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM 15. Ana ekrana döndüğümüzde Draw Draw Frame seçilir. Properties of Object penceresinde Sections HE30-A seçilir. (-1.00;0.00;-8.00) den (-1.00;0.00;-.80) e S11 (-1.00;0.00;-.80) den (-1.00;0.00;0.00) a S1 (1.00;0.00;-8.00) den (1.00;0.00;-.80) e S1 (1.00;0.00;-.80) den (1.00;0.00;0.00) a S kolonları oluşturulur. (-1.00;0.00;-.80) den (-11.4;0.00;-.80) e K1 (1.00;0.00;-.80) den (11.4;0.00;-.80) e K kren konsolları oluşturulur. 16. g yüklemesi için; Şekil 4.5 g (Öz ağırlık) yüklemesi i) 4-4 arası üst başlık düğüm noktaları seçilir. Assign Joint Loads Forces seçilir. ii) Açılan pencerede Load Case Name g seçilir. Loads başlığı altında Force Global Z : yazılır. iii) ve 6 nolu düğüm noktaları seçilir. Aynı yolla Force Global Z : yazılır. iv) 1 ve 5 nolu düğüm noktaları seçilir. Aynı yolla Force Global Z : yazılır. 17. k yüklemesi için; Şekil 4.6 k (Tam kar) yüklemesi 14

27 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM i) 4-4 arası üst başlık düğüm noktaları seçilir. Assign Joint Loads Forces seçilir. ii) Açılan pencerede Load Case Name k seçilir. Loads başlığı altında Force Global Z : yazılır. iii) ve 6 nolu düğüm noktaları seçilir.aynı yolla Force Global Z : yazılır. 18. y k yüklemesi için; Şekil 4.7 y k (Yarım kar) yüklemesi i) 4-1 arası üst başlık düğüm noktaları seçilir. Assign Joint Loads Forces seçilir. ii) Açılan pencerede Load Case Name yk seçilir. Loads başlığı altında Force Global Z : yazılır. iii) ve 14 nolu düğüm noktaları seçilir.aynı yolla Force Global Z : yazılır. 19) r sol yüklemesi için; Şekil 4.8 r sol (rüzgar soldan) yüklemesi 15

28 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM i) O1 çubuğu seçilir. Assign Frame Loads Point seçilir. a) Açılan pencerede Load Case Name rsol seçilir b) Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys Local ; Direction seçilir. Point Loads başlığı altındaki kısım, Distance Load olarak düzenlenir. ii) O3 ve O5 çubukları seçilir, 19i deki yolla, Point Loads başlığı altındaki kısım, Distance Load olarak düzenlenir. iii) O6 çubuğu seçilir, 19i deki yolla, Point Loads başlığı altındaki kısım, Distance Load olarak düzenlenir. iv) O7 çubuğu seçilir, 19i deki yolla, Point Loads başlığı altındaki kısım, Distance Load olarak düzenlenir. v) O9 ve O10 çubukları seçilir, 19i deki yolla, Point Loads başlığı altındaki kısım Distance Load olarak düzenlenir. vi) O11 çubuğu seçilir, 19i deki yolla, Point Loads başlığı altındaki kısım, Distance Load olarak düzenlenir. vii) S11 ve S1 çubukları seçilir. Assign Frame Loads Distributed seçilir. a) Açılan pencerede Load Case Name rsol seçilir b) Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys GLOBAL ; Direction X seçilir. c) Uniform Load başlığı altında, Load : yazılır. viii) S1 ve S çubukları seçilir. Assign Frame Loads Distributed seçilir. a) Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys GLOBAL ; Direction X seçilir. 16

29 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM b) Uniform Load başlığı altında, Load : 0.19 yazılır. 0) r sag yüklemesi için; Şekil 4.9 r sag (rüzgar sağdan) yüklemesi i) O1 çubuğu seçilir. Assign Frame Loads Point seçilir. ii) Açılan pencerede Load Case Name rsag seçilir iii) Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys Local ; Direction seçilir. Point Loads başlığı altındaki kısım, Distance Load olarak düzenlenir. iv) O3 ve O5 çubukları seçilir, 0i deki yolla, Point Loads başlığı altındaki kısım Distance Load olarak düzenlenir. v) O6 çubuğu seçilir, 0i deki yolla, Point Loads başlığı altındaki kısım, Distance Load olarak düzenlenir. vi) O7 çubuğu seçilir, 0i deki yolla, Point Loads başlığı altındaki kısım, Distance Load olarak düzenlenir. 17

30 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM vii) O9 ve O10 çubukları seçilir, 0i deki yolla, Point Loads başlığı altındaki kısım Distance Load olarak düzenlenir. viii) O11 çubuğu seçilir, 0i deki yolla, Point Loads başlığı altındaki kısım, Distance Load olarak düzenlenir. ix) S11 ve S1 çubukları seçilir. Assign Frame Loads Distributed seçilir. a) Açılan pencerede Load Case Name rsag seçilir b) Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys GLOBAL ; Direction X seçilir. c) Uniform Load başlığı altında, Load : yazılır. x) S1 ve S çubukları seçilir. Assign Frame Loads Distributed seçilir. a) Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys GLOBAL ; Direction X seçilir. b) Uniform Load başlığı altında, Load : yazılır. 1) v sol yüklemesi için; Şekil 4.10 v sol (kren solda) yüklemesi i) K1 çubuğu seçilir. Assign Frame Loads Point seçilir. ii) Açılan pencerede Load Case Name vsol seçilir 18

31 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM iii) Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys GLOBAL ; Direction Gravity seçilir. Point Loads başlığı altındaki kısım, Distance Load olarak düzenlenir. iv) K1 çubuğu tekrar seçilir. Assign Frame Loads Point seçilir. v) Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys GLOBAL ; Direction X seçilir.point Loads başlığı altındaki kısım, Distance Load olarak düzenlenir, vi) Options başlığı altında Add to Existing Loads işaretlenir ve onaylanır. ) v sag yüklemesi için; Şekil 4.11 v sag (kren sağda) yüklemesi i) K çubuğu seçilir. Assign Frame Loads Point seçilir. ii) Açılan pencerede Load Case Name vsag seçilir. iii) Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys GLOBAL ; Direction Gravity seçilir. Point Loads başlığı altındaki kısım, Distance Load olarak düzenlenir. iv) K çubuğu tekrar seçilir. Assign Frame Loads Point seçilir. 19

32 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM v) Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys GLOBAL ; Direction X seçilir.point Loads başlığı altındaki kısım, Distance Load olarak düzenlenir. vi) Options başlığı altında Add to Existing Loads işaretlenir ve onaylanır. 3) Yük kombinasyonlarını tanımlamak için; H yüklemesi için, 1) Öz ağırlık+tam kar yüklemesi(g+k) ) Öz ağırlık+yarım kar yüklemesi(g+y k ) HZ yüklemesi için, 1) Öz ağırlık+tam kar+rüzgar soldan yüklemesi(g+k+r sol ) ) Öz ağırlık+tam kar+rüzgar sağdan yüklemesi(g+k+r sag ) 3) Öz ağırlık+yarım kar+rüzgar soldan yüklemesi(g+y k +r sol ) 4) Öz ağırlık+yarım kar+ Rüzgar sağdan yüklemesi(g+y k +r sag ) 5) Öz ağırlık+rüzgar soldan yüklemesi(g+r sol ) 6) Öz ağırlık+rüzgar sağdan yüklemesi(g+r sag ) 7) Öz ağırlık+tam kar+rüzgar soldan+kren solda yüklemesi(g+k+r sol +v sol ) 8) Öz ağırlık+tam kar+rüzgar sağdan+kren solda yüklemesi(g+k+r sag +v sol ) 9) Öz ağırlık+tam kar+rüzgar soldan+kren sağda yüklemesi(g+k+r sol +v sag ) 10) Öz ağırlık+tam kar+rüzgar sağdan+kren sağda yüklemesi(g+k+r sag +v sag ) 11) Öz ağırlık+yarım kar+rüzgar soldan+kren solda yüklemesi(g+y k +r sol +v sol ) 1) Öz ağırlık+yarım kar+rüzgar sağdan+kren solda yüklemesi(g+y k +r sag +v sol ) 13) Öz ağırlık+yarım kar+rüzgar soldan+kren sağda yüklemesi(g+y k +r sol +v sag ) 14) Öz ağırlık+yarım kar+rüzgar sağdan+kren sağda yüklemesi(g+y k +r sag +v sag ) **Bu yüklemelerden sonucunda en elverişsiz çubuk kuvvetlerini elde etmek için bu 16 yüklemenin zarfını aldığımız max yüklemesi tanımlanır. i) g+k kombinasyonunu oluşturmak için, a) Define Combinations Add New Combo seçilir. b) Açılan pencerede Response Combination Name : g+k yazılır. c) Case Name» g Add ve Case Name» k Add seçilir ve onaylanır. ii) g+yk kombinasyonunu oluşturmak için, 0

33 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM a) Add New Combo seçilir. b) Açılan pencerede Response Combination Name : g+yk yazılır. c) Mevcut listede Case Name : k işaretlenir. d) Case Name açılır listesinden» yk Modify seçilir veya Mevcut listede Case Name : k işaretlenir Delete düğmesi ile silinir. e) Case Name açılır listesinden» yk Add seçilir ve onaylanır. iii) 3i ve 3ii maddelerinde anlatılanlar doğrultusunda diğer kombinasyonlar da tanımlanır. iv) En büyük çubuk kuvvetlerini görebilmek için, a) Add New Combo seçilir. b) Açılan pencerede Response Combination Name : max yazılır. c) Combination Type Envelope seçilir. d) Mevcut listedeki yükleme tipleri Delete düğmesine basılarak silinir. e) Case Name açılır listesinden» daha önce tanımlanan tüm kombinasyonlar tek tek seçilir ve Add düğmesi ile listeye alınır ve onaylanır. 4) Dosyayı saklamak için; File Save seçilir. 5) Dikme ve diyagonal çubukların başlık çubuklarına bağlantılarını mafsallı kabulüne göre teşkil için; i) Dikme ve diyagonaller seçilir. Assign Frame Releases seçilir. ii) Açılan pencerede Moment 33 (Major) karşısındaki Release Start End işaretlenir ve onaylanır. iii) U1 seçilir ve aynı pencerede Moment 33 (Major) karşısındaki Release Start işaretlenir ve onaylanır. iv) U1 seçilir ve aynı pencerede Moment 33 (Major) karşısındaki Release End işaretlenir ve onaylanır. 6) Analiz yaptırmak için önce Analysis Set Analysis Options seçilir. i) Açılan pencerede FAST DOFs Plane Frame seçilir. ii) Analysis Run Analysis seçilir ve çözüm yapılmış olur. 7) Options Preferences Steel Frame Design seçilir. 1

34 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM Açılan pencerede, Design Code» AISC-ASD89 seçilir.stress Ratio Limit :1 yazılır ve onaylanır. 8) Kesit kontrolu için, i) Design Select Design Combos seçilir. ii) List of Combos» max Add ile Design Combos listesine eklenir ve onaylanır. iii) Design Start Design/Check of Structure seçilir. iv) Ekranda renk değişimleri ve 1 den küçük oranlar ile kesit yeterlilğini gösterir sonuçlara bakarsak yetersiz kesitin olmadığını görebiliriz. Şekil 4.1 Dikme ve diyagonaller mafsallıyken kesit yeterliliği

35 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM **Tüm makas elemanlarının birbirleriyle bağlantılarının mafsallı olduğunu düşünürsek elde edeceğimiz kesit kapasitesi diyagramı bu şekildedir. Gözlendiği üzere kesitler azalmaktadır. Ancak, gerçeğe uygunluğu açısından Şekil 4.1 esas alınmalıdır. Şekil 4.13 Tüm makas elemanlarının bağlantısı mafsallıyken kesit yeterliliği v) Eğer 5.maddedeki mafsallı kabullünü yapmayıp tüm bağlantıları rijit kabul etseydik elde edeceğimiz kesit yeterlilik Şekli ise şöyle olacaktı; Şekil 4.14 Tüm çubuklar rijit bağlıyken kesit yeterliliği 3

36 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM **Şekilden de görüldüğü üzere dikme ve diyagonal elemanların dönmesi engellendiğinde çubuklar moment alıyor ve bazı çubuklarda kesit yetersiz geliyor. Gerçekteki bağlantı şekli mafsallıya yakın olduğu için mafsallı çözüm esas alınmıştır. 9) Uygun kesitin belirlenmesinde bir yöntem de çeşitli kesitlerden oluşan bir liste hazırlayıp, bu listeden eleman kesitlerinin program tarafından atanmasıdır. i) 6.maddedeki mevcut kütüphaneden kesit alma işleminden sonra Choose property type to Add» Add Auto Select Add New Property seçilir. ii) Choose Sections başlığı altındaki List of Sections bölümündeki kesitlerden istenenler Add düğmesi ile Auto Selections bölümüne eklenir. iii) Hemen altındaki Overwrite düğmesine bastığımızda Auto selentions listesindeki kesitler görünür. Programın uygun kesiti bulmak için iterasyona hangi kesitten başlayacağı buradan seçilebilir veya programın belirlediği gibi kalabilir. iv) Pencereler kapatıldıktan sonra bütün çubuklar seçilir ve Assign Frame Sections» AUTO1 seçilir ve onaylanır. v) Analiz yaptırılır ve Design Start Design/Check of Structure seçilir. 4

37 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM vi) Ekranda renk değişimleri ve 1 den küçük oranlar ile kesit yeterlilğini gösterir sonuçlara bakarsak yetersiz kesitin olmadığını görebiliriz. Şekil 4.15 Belli bir listeye göre program tarafından atanan kesitler ve yeterlilikleri **Kesitlerin ve yeterliliklerinin iki çözümde de birbirine yakın çıktığı gözlenmiştir. vi) Yetersiz kesit olduğu zaman, Design Start Design/Verify all Members Passed seçilerek kaç adet elemanın yetersiz olduğu ve Do you want to select them? sorusuna cevap evet verilirse hangi elemanların kesitinin yetersiz olduğu görülür. Bu durumda analiz kilidi çözülerek Auto selections listesine yeni kesitler eklenir. vii) Design Start Design/Verify all Members Passed seçilir ve All steel frames passed the stres/capasity check yazısı görülür. viii) Design Start Design/Verify Analysis vs Design Sections seçilir ve Analysis and design sections match for all steel frames yazısı veya 5

38 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM Analysis and design sections differ for 43 steel frames. Do you want to select them? yazısı görülür. Eğer.ileti görüldüyse, 1.ileti görülene kadar Run Analysis, ardından Start Design/Check of Structure ve Start Design/Verify Analysis vs Design Sections seçimleri tekrarlanır. ix) İstenirse kesitler değiştirilebilir. Örneğin alt başlık çubuklarının aynı kesitli olması isteniyorsa U1, U, U11 ve U1 elemanları seçilerek L70X7/10/ atanmalıdır. x) Design ettikten sonra herhangi bir elemanı seçip sağa tıkladığımızda açılan pencerede Analysis Section kısmında yazan, analize başlarkenki kesit olup; Design Section kısmında yazansa programın uygun görüp atadığı kesittir. Bu iki kısımda geçen kesit aynı olana kadar iterasyon yapılır. xi) Nihayi kesit seçimi için kullanılabileceği gibi ön seçim amaçlı da kullanılabilecek bu yöntem programın kullanışlı özelliklerinden biri. 4.5.Makas Elemanları Kesit Tahkik En elverişsiz çubuk kuvvetlerine göre elde tahkik; Üst başlık S max =S O4 =-,93 t. L90X9/10/ F=15,50.=31,00 cm i x =i y =,74 λ=s k /i=0/,74=74 w=1,53 σ=w.s max /F=1,53.,93/31,00=1,13<1,44 t/cm Alt başlık S max =S U4 =,54 t. L70X7/10/ F=9,40.=18,80 cm σ=s max /F=,54/18,80=1,0<1,44 t/cm Diogonal S max =16,08 t. L60X6/10/ F=6,91.=13,8 cm σ=s max /F=16,08/13,8=1,16<1,44 t/cm S max =-3,51 t. L60X6/10/ F=6,91.=13,8 cm i x =i y =1,8 λ=s k /i=90/1,8=159 w=4,39 6

39 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM σ=w.s max /F=4,39.3,51/13,8=1,11<1,44 t/cm Dikme S max =S V1 =-7,56 t. L50X5/10/ F=4,80.=9,60 cm i x =i y =1,51 λ=s k /i=60/1,51=39,7 w=1,14 σ=w.s max /F=1,14.7,56/9,60=0,90<1,44 t/cm S max =4,41 t. L50X5/10/ F=4,80.=9,60 cm σ=s max /F=4,41/9,60=0,46<1,44 t/cm Basınç çubuklarında burkulmaya karşı hesap, P (t.) l λ=s k /i l/3 (λ/)i min 50i min U /.74= ad plaka 0/3=67~65cm ara ile eklenmelidir. D /1.8= D /1.8= D /1.8= ad plaka l/3 ara ile eklenmelidir. V /1.51= V /1.51= V /1.51= V /1.51= ad plaka l/3 ara ile eklenmelidir. 4.6.Kolon Kesiti Tahkiki HE30-A ; I x =930cm 4 ; W x =1479cm 3 ; i x =13.6cm ; I y =6985cm 4 ; W y =466cm 3 i y =7,50cm ; F=14cm ; S kx =50cm ; S ky =300 cm t f =1.55cm ; t w =0.9cm ; b=30cm ; h=31cm ; d 1 = =13.95cm σ eb σ bem = Yalnız eksenel basınç kuvveti altında hesaplanan gerilme = Yalnız eksenel basınç kuvveti altında uygulanacak emniyet gerilmesi 7

40 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM σ bx, σ by = Yalnız (M x, M y ) eğilme momentleri etkisi altında hesaplanan (eğilmebasınç) başlığı gerilmeleri σ B = Yalnız eğilme momentleri etkisi altında uygulanacak (eğilme-basınç) başlığı için emniyet gerilmeleri σ ' ' ex, σ ey = (x-x) ve (y-y) asal eksenleri etrafındaki burkulmalar için hesaplanan ve Euler gerilmesi nden türetilen gerilmeler C, C = M mx my x, M y moment diyagramlarını ve hesap yapılan düzleme dik doğrultuda çubuğun tutulma düzenini göz önünde tutan katsayılar F b = Basınç başlığı ve gövdenin basınç bölgesinin 1/3ünden oluşan kesit alanı(cm ) i yb = Basınç başlığı ve gövdenin basınç bölgesinin 1/3ünden oluşan kesitin, gövde eksenine göre atalet yarıçapı(cm) b1 t1 d1/3 d1 Şekil 4.16 Kolon Kesit tesirleri Şekil 4.17 Kolon kesitinde burkulma bölgesi Cephede rüzgar yükü 1.5 katsayısı ile büyütülür. Buna göre r sol -A=P wa =P ra.l=-64,00.6,00.1,5=-480 kg/m r sol -B=P wb =P rb.l=3,00.6,00.1,5=40 kg/m alınarak yapılan analiz sonucu HZ yüklemesi olan g+k+r sol +v sol yüklemesinden max normal kuvvet; g+k+r sag +v sag yüklemesinden max M3 elde edilmiştir. F b =1.55*30+(13.95*0.9)/3=50.69cm I yb =1.55*30 3 /1=3488cm 4 8

41 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM i yb = (3488/50.69)=8.30cm N=0.66 t. σ eb =N/F=0.66/14=0.166=166 kg/cm λ x =S kx /i x =50/13.6=38 w=1,13 σ bem =1660/1.13=1469 kg/m σ eb /σ bem =166/1469=0.11<0.15 σ bx =Max M x /W x =191000/1479=139 kg/cm λ yb =S ky /i yb =300/8.30=36 w=1.11 M 1 M C b = M M 7.11 C b = =1.37<.3 λ yb = S i ky yb 3 10 σ 7 a C b σ a * λb ise σ B = *10 C b *σ a λ yb = S i ky yb 3 10 σ 7 a C b 5 10 ise σ B = λ b C b λ yb = S i ky yb = σ a * λb σ B = *10 C b *σ a 400 *36 σ B = * 400 = 1540kg * F σ B = b S ky 4 h C σ B = = 67kg b 67kg/cm > 1540kg/cm 67kg/cm > 0.6*400=1440kg/cm σ B =1440kg/cm (σ eb /σ bem )+(σ bx /σ B )=(166/1469)+(139/1440)=0.97<1 kesit yeterlidir 9

42 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM 4.7.Aşık Hesabı Ara Aşık Hesabı Projede aşıklar sürekli ve çift gergili teşkil edilecektir. SAP000 de iki düzlemde yükleme yapılarak üç boyutlu hesaplanacaktır. Çatı eğimi α<19.5 o olduğundan (q r ) rüzgar etkileri (-) işaretli yani emmedir. Bu nedenle hesaplarda etken olmaz. q = ( g + g + P ) a o k q = ( ) = 180kg / m q x = q cos α = 180 cos8.53 = 178kg / m q y = qsin α = 180 sin 8.53 = 7kg / m a a.Gergisiz Hesap I140 kesit özellikleri W x =81.9 cm 3 I x =573 cm 4 W y =10,7 cm 3 I y =36, Şekil 4.18 Gergisiz aşık yüklemesi (kg/m) Şekil 4.19 M3 Diyagramı (kgm) 30

43 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM Şekil 4.0 M Diyagramı (kgm.) M x =674 kgm M y =10 kgm σ = M W x x M + W y y = = 1776kg f y =.48 =.40cm >. 00cm kg b.Çift Gergili Hesap Şekil 4.1 Çift gergili aşık yüklemesi (kg/m) Şekil 4. M Diyagramı (kgm) 31

44 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM M3 diyagramı gergisisizle aynıdır. M x =674 kgm M y =11.40 kgm σ = Sehim kontrolu: f x 4 qx L =.48 I = 99kg 10.7 x f x =.48 = 1. 00cm (gergiden dolayı) f y 1440kg f L 600 = ( f x + f y ) = 1. 00cm < = =.00cm Mahya aşığı qx 178 qx ' = = = 89kg / m q y 7 q y ' = = = 13.5kg / m Şekil 4.3 Mahya aşığı yüklemesi (kg/m) Şekil 4.4 M3 Diyagramı (kgm) 3

45 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM Şekil 4.5 M Diyagramı (kgm) M x =337 kgm σ = Sehim kontrolu: M y =51.15 kgm 5115 = 890kg kg f x =.48 = 0. 50cm f y =.48 = 1. 0cm 36. L 600 f = ( f x + f y ) = 1. 30cm < = =.00cm Gergi Hesabı Çift gergi için, 1 L n 3 Z max = q y n=toplam aşık sayısı cosb Z max = 0.07 = t cos 48 F z π (0.86d = 4 ) ( ) F z = π = 0.84cm 4 Z σ = F max z = = 0.79t t 1φ 1yeterlidir. 33

46 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM Aşık üzerindeki ek yerinde hesap Aşıkta maksimum moment için ek hesabı yapılacaktır. σ = M W x x σ = = 883kg 1440kg (kaynak çekme emniyet gerilmesi) I140 h I'k =105 g a g =5.7 I'k b b L= L(b L )=90 Şekil 4.6 Aşıktaki ekin teşkili F baş = b t (profilin başlığı) F baş = = 5.7cm Çekme başlığındaki çekme kuvveti Z = F σ baş kay = = t Ek laması kesiti için b t L L = 90mm.5 a = 86mm = 10mm σ = Z F lama σ = 5.03 (1 9) = 0.56t 1.44t Ek lamasını profile bağlıyan kaynak dikişlerinin hesabı 3mm a=4mm 0.7tmin=0.7x8.6=6mm 34

47 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM l 1 = Z a1 τ kem 5.03 l1 = = 5. 7cm a l' l kay lev 1 = 15 4 = 60mm l = l 1 + a = l ' = 150mm a = = 75mm Başlık ek levhası ; a 1 =4mm Gövde kaynak dikişlerinde gerilme hesabı I140 h-c=105 mm l ' = 105mm a s 7mm = = 5. l ' = mm = 1 1 = = 400mm l 1 = 71olsun F kay = a 0 = cm σ l = c = M I 9.36 = kay = x 0.48t τ kay = Q F kay τ kay = = 0.0t t 4.8.Alt başlık çubuğu üzerinde ek yerinde hesap L / Şekil 4.7 Alt başlıkta ek detayı L70X7/10/ F=9.40cm S max =.54 t. Ek elemanların toplam en kesiti mevcut en kesit alanından büyük olmalıdır. Toplam enkesit alanı simetriyi bozmayacak düzende olmak üzere, olsun. 10*1=10cm >9.40cm Kaynak kalınlığı 3mm a=4mm 0.7*t min =0.7*7=4.9mm 35

48 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM 15a=45mm 100mm 100a=300mm Başlık levhasında ; τ k =.54/(*0.4*7)=1.04 < 1.1 t/cm Başlık ek levhası ; a=4mm 4.9.Düğüm Noktaları Birleşim Hesabı Açıklama: En büyük kuvvete göre kaynak hesabı yapılmıştır. U 1 =-1.37 t. U -U 1 = =16.63 t. U 3 -U = =5.6 t. U 4 -U 3 = =1.68 t. U 5 -U 4 =.6-.54=-0.8 t. ve U 6 -U 5 = =-1.4 t. için, 3mm<a=4mm <0.7tmin=0.7*7=4.9mm ; l min =15a=60mm< l 1 = 60mm <100a=400mm ise, Şekil Nolu D.N.detayı 6*5.03=1.97*l l =15.3cm τ k = N/F k =16.63/(*0.4*(15.3+6))=0.98 < 1.10 t/cm l 1 =6+*0.4=6.8cm >> l 1 =70mm ; l =15.3+*0.4=16.1cm >> l =160mm O 1 = t. O -O 1 = =5.66 t. O 3 -O = =1.70 t. O 4 -O 3 = =-0.8 t. O 5 -O 4 = =-1.4 t. O 6 -O 5 = =-.1 t. ve O 6 =19.11t için, 3mm a=4mm 0.7tmin=0.7*9=6.3mm l min =15a=60mm l1 = 60mm 100a=400mm olsun. Şekil 4.9 Nolu D.N.detayı 6*6.46=.54*l l =15.3cm τ k = N/F k =19.11/(*0.4*(15.3+6))=1.10< 1.10 t/cm 36

49 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM l 1 =6+*0.4=6.8cm >> l 1 =70mm ; l =15.3+*0.4=16.1cm >> l =160mm D 1 =16.08 t. için, 3mm a=3mm 0.7tmin=0.7*6=4.mm ; l min =15a=45mm l 1 = 70mm 100a=300mm olsa 7*4.31=1.69*l l =17.9cm τ k = N/F k =16.08/(*0.3*(17.9+7))=1.08< 1.10 t/cm l 1 =7+*0.3=7.6cm >> l 1 =75mm ; Şekil Nolu D.N.detayı l =17.9+*0.3=18.5cm >> l =185mm D =6.14 t. ; D 3 =1.96 t. ; D 4 =-1.18 t. ; D 5 =-.46 t. ; D 6 =-3.51 t. için, 3mm a=3mm 0.7t min =0.7*6=4.mm ; l min =15a=45mm l 1 = 45mm 100a=300mm olsun 4.5*4.31=1.69*l l =11.5cm τ k = N/F k =16.08/(*0.3*( ))=0.64< 1.10 t/cm l 1 =4.5+*0.3=5.1cm >> l 1 =55mm ; l =11.5+*0.3=1.1cm >> l =10mm V 1 =-7.56 t. ; V =-4.6 t. ; V 3 =-.5 t. ; V 4 =-1.01 t. ; V 5 =0.76 t. ; V 6 =1.65 t. V 7 =4.41 t. için, 3mm a=3mm 0.7tmin=0.7*5=3.5mm ; l min =15a=45mm l 1 = 45mm 100a=300mm olsa 4.5*3.60=1.40*l l =11.6cm τ k = N/F k =7.56/(*0.3*( ))=0.78<1.10 t/cm l 1 =4.5+*0.3=5.1cm >> l 1 =55mm ; Nolu D.N.detayı l =11.6+*0.3=1.cm >> l =10mm 37

50 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM 4.10.Kren Kirişi Hesabı Grup II : Ağırlık kaldıran atölye ve ambar krenleri Kumanda yeri: Yerden Kren yük kapasitesi : 5 t. Kren köprüsü mesnet açıklığı L 1 =150 mm Kren köprüsü klavuz tekerlek f=400 mm Kren köprüsü klavuz tekerlek arası a=3540 mm x=440 mm b=175 mm Eşdeğer katsayısı ψ=1,4 ; Çarpma katsayısı ϕ=1,1 En büyük çökme f max =l/800 Şekil 4.3 Kren kirişi ve konsolu Vinç kirişi kesiti IPBL30 (HE30-A) H=310 mm ; s=9,0 mm ; B=300 mm ; t=15,5 mm ; F=150 cm ; e 1 =18,5 cm e =17,5 cm ; I x =9550 cm 4 ; W xu =1590 cm 3 ; I y =3660 cm 4 ; W xo =1690 cm 3 Düşey ve yatay hesap yükleri : Düşey yükler, kren köprüsü tekerlek basınçları R 1max =7,1 t. R max =5,3 t. R min =3,8 t. R min =,1 t. 38

51 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM Yan kuvvet, H max =(R 1max +R max )/=1,4 t. Fren Kuvveti, V max =R 1max /7=1,01 t. Gezer Vinç moment ve tepki kuvveti katsayıları 3.54/6.00=0.59 M I (kenar mesnet) :0.17 M Io (kenar açıklık):0.1 M II (ara mesnet) :0.16 M IIo (ara açıklık) :0.17 T(mesnet tepki);t o :1.307 ; T I =1.737 Gezer Vinç kirişi moment katsayıları (eşit açıklıklı sürekli) Kenar mesnet ve kenar açıklık için : 11 Ara mesnet ve ara açıklık için : 16 Kirişin kendi ağırlığından ileri gelen momentler max M I =max M Io =(1,1*0.015*7,85)*6/11=0,44 tm max M II =max M IIo =(1,1*0.015*7.85)*6/16=0,91 tm En büyük mesnet momentleri: ΣM I =0,17*1,4*7,1*6+0,44=10,56 tm ; M Iy =0,17*1,4*7,1*6=10,14/10=-1,01 tm ΣM II =0,16*1,4*7,1*6+0,91=9,83 tm ; M IIy =0,16*1,4*7,1*6=9,54/10=-0,95 tm En büyük açıklık momentleri: ΣM Io =0,1*1,4*7,1*6+0,44=1,95 tm ; M Ioy =0,1*1,4*7,1*6=1,53/10=1,5 tm ΣM IIo =0,17*1,4*7,1*6+0,91=10,43 tm ; M IIoy =0,17*1,4*7,1*6=10,14/10=1,01tm Mesnet tepkileri T Imax =1,307*7,1=9,8 t. ; T Iy =9,8/10=0,93 t T IImax =1,737*7,1=1,33 t. ; T IIy =1,33/10=1,3 t T Imin =1,307*3,8=,74 t. T IImin =1,737*3,8=3,65 t. Gerilme tahkiki σ= /1590=656 kg/cm < 1440 kg/cm Kenar açıklıkta takviyeli kesit gerekmektedir. e 1 =(150*18,5+*8,0*1,0*8,95+*8,0*1,0*,05)/(150+4*8,0*1,0)=17,97 18 cm e =31+(5,5-0,5)-18=18 cm I x =9550+*8,0*1,0*15,95+*8,0*1,0*10,95+150*0,5=35576 cm 4 I y =3660+*8,0*1,0*9+*1*83/1=5041 cm 4 W xu =I x /e 1 =35576/18=1976 cm 3 39

52 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM Açıklıkta; /1976=655 kg/cm < 1440 kg/cm Kren kirişine etkiyen fren kuvvetinden doğan kiriş ekseni dogrultusunda burkulma tahkiki; Ara açıklıkta; σ=(1043*1,5/9550)+(101*15/3660)=0,86 t/cm < 1,6 t/cm Kenar açıklıkta; σ=(195*1,5/35576)+(15*15/5041)=0,83 t/cm < 1,6 t/cm Açıklıkta sehim kontrolü;f max =L/800=600/800=0,75 cm Kenar açıklıkta;f max =(,433*7100*6003)/(100000*35576*100)=0,50 cm Ara açıklıkta;f max =(1,835*7100*6003)/(100000*35576*100)=0,38 cm Kren rayını kren kirişine tesbit eden kaynak dikişlerinin tahkiki maxm I =10,56 tm ; T I =1,33 t. maxm Iy =1,01 tm ; T Iy =1,3 t. σ kaynak =1056*13/35576)+(101*6,5/5041)=0,51 t/cm τ kaynak =T I *S x /(I x *S a )=1,33*376/(9550**0.3)=0,60 < 0,900 t/cm σ h =(1/)(σ kaynak + (σ kaynak +4τ kaynak )=(1/)(0.51+ (0.51+4*0.6) =0.6 t/cm < 1.60 t/cm 4.11.Kren Konsolu Hesabı e=0,45-(0,31/)=0,7 m M max =P max *e=1,33*7=333 tcm IPBL30 kren konsolunu seçelim. Başlık ve gövde kaynak kalınlıkları: a 1 =6mm< 0,7t min =0,7*15,5=11 mm a =6mm< 0,7t min =0,7*9=6,3 mm l 1 '=300 mm l 1 =300-*6=88 mm l '=118 mm l =118-*6=106 mm l 3 '=35 mm l =35-*6=3 mm I kaynak =*8,8*0,6*16,3+4*10,6*0,6*14,+*0,6*,33/1=1541 cm 4 W kaynak =1541/16,6=99 cm 3 maxσ kaynak =M max /W kaynak =333/99=0,36 < 1,44 t/cm 40

53 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM Gövde kaynaklarında; maxτ kaynak =P max /S(a*l)=1,33/6,76=0,46 < 0,90 t/cm 3 Maximum kaynak gövde gerilmesi maxσ kaynak =M max *k/i kaynak =333*11,1/15411=0,4 < 1,44 t/cm Gövde kaynak asal gerilmesi; σ h =(1/)(σ kaynak + (σ kaynak +4τ kaynak )=(1/)(0.4+ (0.4+4*0.46)=0.60t/cm <1.10 t/cm 4.1.Temel Hesabı t1 h c1 hk I a a4 h1 t t' a B a t h1 B c1 b M30 lk a3 a a1 Z S M H P A/4 e1 I A e1 e1 ez A ed A/8 Şekil 4.33 Kolon ayağının teşkili A ve B taban levhasının boyutları olmak üzere; A=1000mm B=0+*90=400mm seçilmiştir. e 1 =100mm e z =(A/)-e 1 = =400mm e d =(3/8)A=375mm D=(17,10+0,66*0,400)/(0,400+0,375)=33 t. Z=(17,10-0,66*0,375)/(0,400+0,375)=1.1 t. P=33*1000/(5*40)=33 kg/cm < 55 kg/cm n=3(bir tarafta kullanılacak olan bulon sayısı) n*(π*(0,86d) /4)*σ zem Z σ zem =σ çem =1,1 t/cm Şekil 4.34 M30 bulonu detayı 41

54 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM d=(1/0.86)* {(4/3)*Z/(π*σ çem )}=.5cm φ30 taban levhasının kalınlığının saptanması; p=n/(a*b)=0.66/(40*100)=5.*10-3 t/cm3 t 1 =10mm olsun c 1 =( )/=40 mm M 1 =p*c 1 /=5.*4.5 / =5.7 kgcm/cm M =p*b*((b/)-c 1 )/=5.*30((30/4)-4.5)/=34kgcm/cm t,45* (34/1440)=0.99cm t=0mm Guse levhası yüksekliğinin (h 1 ) saptanması; P=(S/4)+M/h P=(0,66/4)+(17,10*100/(*31))=33 t. (4dikişten birindeki max zorlanma) h 1 (P/(a 1 *τ em ))+a 1 (33/(0.7*1,1))+*0.5=43.9 h 1 =45cm Guse levhasını profil başlığına bağlayan dikişlerde tahkik a 1 =7mm τ kem =P/(a 1 *(h 1 -*a 1 )=33/(0.7*(45-*0.7)=1.08 < 1.1 t/cm I-I kesitinde kontrol M D =33*((100-31)/-100/8)=76 tcm M Z =1,1*((100-31)/-10)=97 tcm X g =(*45*1,0*4+40*,0*1,0)/(*1,0*45+40*,0)=13,44 cm I x =*1.0*45 3 /1+40*.0 3 /1+*1,0*45* ,0*40*1.44 =38604 cm 4 W x =I x /33,56=1150 cm 3 σ bmax =76/1150=0,63 t/cm < 1,44 t/cm Guse levhasını taban levhasına bağlıyan dikişlerde tahkik a =4mm Q=max(D;Z)=33 t. S x =B*t*(y-(t/))=40*.0*(13,44-1,0)=995 cm 3 τ kayma =Q*S x /(I x **a )=33*995/(38604**0.4)=1,06<1,1 t/cm Kolon gövdesini taban levhasına bağlayan dikişlerde a 3 =4mm τ k =H/(*a 3 *(l '-*a 3 ) τ kem τ k =3,53/(*0.4*(0-*0.4)=0,3 1,1 t/cm Ayak korniyerinde tahkik; Beton gerilmesi kontrolü Ayak korniyeri L l k =00mm F b =(b k -t')*l k σ b =H/F b =3530/((10-4)*0)=9.4<40 kg/cm 4

55 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM Kesit kontrolü M=3.53*(10-4)/=10.6 tcm W=l k *(b k -t ) /6=0*(10-4) /6=10 cm 3 σ=m/w=10.6/10=0.09 t/cm <1,44 t/cm Kamayı taban levhasına bağlayan kaynaklar a 4 =4mm I kaynak =*(0-*0.4)*0,4*(0.+5)+*0.4*(10-*0.4) 3 /1)=13 cm 4 M=H*e=3,53*7=4,71 tcm W k =13/(10/)=6.4 cm 3 σ k =4.71/6,4=0,94 > 0,75 t/cm F kgövde =*(b k -*a 4 )*a 4 =*(10-*0.4)*0,4=7.36 cm M 30 bulonu τ k =H/F kg =3,53/7.36=0,48 < 0,75 t/cm d=30mm σ v = ( )=1.06 < 1.1 t/cm C=570mm Ankraj bulonu p em =40 kg/cm τ aem =4 kg/cm N=50mm Z 1 '=(*G -π*(d +d )/4)*p em =943 kg D=76mm E=60mm Z '=p*t aem *(D.N+d*(C-N-F)=3537kg F=15mm Z'=Z 1 '+Z '=1960 kg G=10mm Z 1 =Z/n Z' 1100/ a=6mm Kolon kiriş birleşim yerinde hesap; Birleşim tek etkili, m=1 ; n=6 (kullanılan bulon sayısı) d=d 1 =1 (M0 uygun bulon) P 1em,τ=m*(π*d /4)*τ a,em =1*(π*.1 /4)*1.4=4.85 t. P 1em,l=d*t min *σ l,em =.1*1.0*.8=5.88 t. P 1em =4.85 t. Gerekli bulon sayısı: n=1.37/4.85~1 n=6 (çift sıra) yeterlidir. σ zem =σ çem =1,1 t/cm n*(π*(0,86d) /4)*σ zem Z 6*(π*(0.86*.1) /4)*1.1 = t. e=140 4d 1 =4*1=84mm 8d 1 =8*1=168mm 15t min =15*10=150mm e 1 =60 d 1 =*1=4mm 3d 1 =3*1=63mm 6t min =6*10=60mm 43

56 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM TABLE : Active Degrees of Freedom UX UY UZ RX RY RZ Yes/No Yes/No Yes/No Yes/No Yes/No Yes/No Yes No Yes No Yes No Tablo 4.1 Sistem serbestlik derecesi TABLE : Material Properties 01 - General Material Type DesignType UnitMass Unit Wt E U Text Text Text Ton-s/m4 Ton/m3 Ton/m Unitless ST37 Isotropic Steel E Tablo 4. Malzeme özellikleri 1 TABLE: Material Properties 03 - Design Steel Material Fy Fu Text Ton/m Ton/m ST ST Tablo 4.3 Malzeme özellikleri TABLE: Frame Section Properties 01 - General Sect Name Material Shape t3 t tf tw tb tfb dis Area Text Text Text m m m m m m cm m L50X5/10/ ST L60X6/10/ ST L70X7/10/ ST L90X9/10/ ST AUTO1 Auto Select HE40-A ST44 I HE300-A ST44 I HE30-A ST44 I Sect Name FileName Text Text L50X5/10/ c:\program files\computers and structures\sap000 9\euro.pro L60X6/10/ c:\program files\computers and structures\sap000 9\euro.pro L70X7/10/ c:\program files\computers and structures\sap000 9\euro.pro L90X9/10/ c:\program files\computers and structures\sap000 9\euro.pro HE40-A c:\program files\computers and structures\sap000 9\euro.pro HE300-A c:\program files\computers and structures\sap000 9\euro.pro HE30-A c:\program files\computers and structures\sap000 9\euro.pro 44

57 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM TABLE: Frame Section Properties 01 - General Sect Name TorsConst I33 I AS AS3 S33 S Text m4 m4 m4 m m m3 m3 L50X5/10/ L60X6/10/ L70X7/10/ L90X9/10/ AUTO1 HE40-A HE300-A HE30-A TABLE: Frame Section Properties 01 - General Sect Name Z33 Z R33 R FromFile SectInFile Text m3 m3 m m Yes/No Text L50X5/10/ Yes L50X5/10/ L60X6/10/ Yes L60X6/10/ L70X7/10/ Yes L70X7/10/ L90X9/10/ Yes L90X9/10/ AUTO1 HE40-A Yes HE40-A HE300-A Yes HE300-A HE30-A Yes HE30-A TABLE: Frame Section Properties 01 - General ListName SectionName Text Text AUTO1 L50X5/10/ AUTO1 L60X6/10/ AUTO1 L70X7/10/ AUTO1 L90X9/10/ AUTO1 HE40-A AUTO1 HE300-A AUTO1 HE30-A Tablo 4.4 Kesit özellikleri TABLE: Frame Release Assignments 1 - General Frame PI VI V3I TI MI M3I PJ VJ V3J TJ MJ M3J Yes/No Y/N Y/N Y/N Y/N Y/N Y/N Y/N Y/N Y/N Y/N Y/N Y/N D1 No No No No No Yes No No No No No Yes D No No No No No Yes No No No No No Yes D3 No No No No No Yes No No No No No Yes D4 No No No No No Yes No No No No No Yes D5 No No No No No Yes No No No No No Yes D6 No No No No No Yes No No No No No Yes D7 No No No No No Yes No No No No No Yes D8 No No No No No Yes No No No No No Yes 45

58 4.KAFES KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE SİSTEM D9 No No No No No Yes No No No No No Yes U1 No No No No No Yes No No No No No No V1 No No No No No Yes No No No No No Yes V No No No No No Yes No No No No No Yes V3 No No No No No Yes No No No No No Yes V4 No No No No No Yes No No No No No Yes V5 No No No No No Yes No No No No No Yes V6 No No No No No Yes No No No No No Yes V7 No No No No No Yes No No No No No Yes V8 No No No No No Yes No No No No No Yes V9 No No No No No Yes No No No No No Yes D10 No No No No No Yes No No No No No Yes D11 No No No No No Yes No No No No No Yes D1 No No No No No Yes No No No No No Yes U1 No No No No No No No No No No No Yes V10 No No No No No Yes No No No No No Yes V11 No No No No No Yes No No No No No Yes V1 No No No No No Yes No No No No No Yes V13 No No No No No Yes No No No No No Yes Tablo 4.5 Çubuk Uçları Şartı Yapıya ait özellikler dikkate alınarak ve TS 498 kullanılarak, statik yükler ve rüzgar etkisinde, yük analizi için gerekli olan değerler ilgili tablolardan okunmuştur. SAP000 de modelleme yapılmış ve kesit tesirleri elde edilmiştir. Modellemede uygulama aşamasında üst ve alt başlığın sürekliliği düşünülerek çubuklar rijit bağlı kabul edilmiştir. Dikme ve diyagonal çubukların alt ve üst başlığa bağlantıları ise mafsallı kabul edilerek Tablo 4.5 teki düzenlemeler yapılmıştır. Tüm makas elemanları rijit bağlı düşünüldüğünde bazı çubuklar için kesitlerin yetersiz olduğu gözlenmiştir. Tüm makas elemanları mafsallı bağlı düşünüldüğünde ise kesitler azalmaktadır. Ancak bu durum uygulamadaki birleşim şekline uygun değildir, başlık çubuklarının sürekliliği esas alınmıştır. Aşık hesabında gergisiz durumda gerilme tahkiki sağlanamamıştır, aşık çift gergili teşkil edilmiştir. Kolon hesabı için yapının A ve B yüzlerine gelen rüzgar yükleri 1.5 kat büyütülmüş ve boyutlandırma yapılmıştır. TS648 ve TS3357 den de yararlanılmıştır. Plan ve detaylar için Ek-1 e bakınız. 46

59 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM Bu bölümde 40m açıklıklı, 30m uzunluğunda, kolonu ve makası aynı kesite sahip, 7.40m yüksekliğinde kolon ve 3.00m orta yükseklikten oluşan bir sistem çözülecektir. Yüklerin seçiminde, boyutlandırma ve detaylandırmada TS498, TS648 ve TS3357 den yararlanılacaktır. Projeye ait plan ve detaylar Ek- de verilmiştir. 5.1Sisteme Ait Bilgiler - Sistem şekli : Çerçeve (makas ve kolon) - Malzeme : ST37, ST44(kolon ve makasta) - Birleşim aracı : Kaynak(makas, kolon ve temelde), Bulon(temelde) - Kaplama malzemesi : alüminyum sac levha t=0.7mm Şekil 5.1 Makas Kesiti ve Planı 47

60 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM 5..Makasa Ait Bilgiler - Makas aralığı : 6.00m - Makas açıklığı : 40.00m - Aşık sayısı : - Aşık aralığı (Y.D.) :.00m - Aşık aralığı (Ç.D.) :.0m - Çerçeve orta yüksekliği : 3.00m - Çatı eğimi : Yük Analizi Çatı örtüsü öz ağırlığı. =5.00kg/m (Y.D.) Aşık öz ağırlığı.. =10.00kg/m (Y.D.) Çatı makası öz ağırlığı.. =15.00kg/m (Y.D.) Kar yükü (TS498 e göre Adana 1.Kar bölgesi ; H<00m...k=75.00kg/m (Y.D.) Rüzgar yükü hesabı, P=C*q, h=10.4 => q r =80 kg/m E F Rüzgar yönü A α=8.53 B h C A =+0.8 C B =-0.4 C E =(1.sinα-0.4) C F =-0.4 Şekil 5. Rüzgar yükünün Etkisi E düzleminde P re =C e.q=(1,sinα-0,4).q=(1,.0,148-0,4).80=-17.80kg/m (Ç.D.) F düzleminde P rf =C f.q=(-0,4).q=(-0,4) = -3.00kg/m (Ç.D.) A düzleminde P ra =C a.q=(0,8).q=(0,8) =64.00kg/m (D.D.) B düzleminde P rb =C b.q=(-0,4).q=(-0,4) =-3.00kg/m (D.D.) 48

61 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM Düğüm noktası yüklerinin hesabı Öz ağırlık: Çatı örtüsü+aşık+çatı makası =30 kg/m g=30.6,00.,00=360 kg=0,360 t. g/=0,180 t. Tam kar yüklemesi: k=75 kg/m ; k=75.6,00.,00=900 kg=0,900 t. ; k/=0,450 t. Yarım kar yüklemesi: y k =75 kg/m ; y k =75.6,00.,00=900 kg=0,900 t. ; y k /=0,450 t. Rüzgar yüklemesi: r sol -E=P we =P re.a 1.L=-17,80.,0.6,00=-15,74 kg=-0,16 t. P we /=0,108 t r sol -F= P wf =P rf.a 1.L=-3,00.,0.6,00=-387,84 kg=-0,388 t. P wf /=0,194 t. r sol -A=P wa =P ra.l=-64,00.6,00=-384 kg/m r sol -B=P wb =P rb.l=3,00.6,00=19 kg/m r sag -E=P we =P re.a 1.L=-3,00.,0.6,00=-387,84 kg=-0,388 t. P we /=0,194 t. r sag -F= P wf =P rf.a 1.L=-17,80.,0.6,00=-15,74 kg=-0,16 t. P wf /=0,108 t. r sag -A=P wa =P ra.l=3,00.6,00=19 kg/m r sag -B=P wb =P rb.l=-64,00.6,00=384 kg/m Kolon zati yüklemesi: g=0.039*7.850=188 kg/m=0.188 t/m 5.3..Malzeme Çelik : ST37 σ H em = 1.44t H τ em = 0.83t σ = t HZ em = HZ τ em = 0.95t Kaynak τ H kem = 1.10t Betonarme : Temel : Beton : B160 Zemin : σ zem = 1.0t Çelik : S40 (ST III) 49

62 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM 5.4.Sistemin SAP000 de Oluşturulması ve Çözümü Şekil 5.3 Makas Eleman İsimleri 1. Sap000 ekranı açıldığında önce sağ alt köşeden birim Ton, m olarak ayarlanır.. Yeni bir sistem oluşturmak için; i) File New Model seçilir. Açılan pencerede Grid Only seçilir. ii) Açılan pencerede Number of Grid Lines X;Y;Z 3 ; 0 ; 3 ve Grid Spacing X;Y;Z 0 ; 1 ; 7.4 olarak duzenlenir.edit Grid dugmesine basılır. iii) Açılan pencerede Z Grid Data kısmında 14.8 olan değer 10.4 yapılarak Reorder Ordinates duğmesine basılır ve ekran kapatılır. iv) Draw Draw Frame seçilir. İstenilen şekilde noktadan noktaya elemanlar çizilir. 3. Dosyayı saklamak için; File Save ile dosyayı proje adıyla kaydederiz. 4. Malzeme tanımlamak için; i) Define Materials» STEEL Modify/Show Material seçilir. ii) Material Name: ST37 ; Modulus of Elasticity=1e 6 ; Fy=4000 ; Fu=37000 olarak değiştirilir ve onaylanır. iii) Add New Material seçilir. Açılan pencerede Material Name: ST44 ; Modulus of Elasticity=1e 6 ; Fy=9600 ; Fu=44000 yazılır ve onaylanır. 50

63 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM 5. Kesit tanımlamak için; i) Define Frame Sections seçilir. ii) Açılan pencerede Choose property type to Add» Import I/Wide Flange Add New Property seçilir. iii) Açılan pencerede Konum kısmındaki listeden C/Program Files/Computer and Structures/SAP000 9/EURO.PRO seçilir. Section Labels başlığı altındaki listeden CTRL tuşu kullanılarak HE400-B ; HE500-B ; HE600-B kesitleri seçilir ve onaylanır. iv) Material açılır listesinden ST44 işaretlenir. 6. Çubuklara ve düğüm noktalarına isim vermek için; i) View Set Display Options seçilir. ii) Açılan pencerede Frame başlığı altında Labels kutusu işaretlenir. iii) All düğmesi ile bütün elemanlar seçilir. Edit Change Labels seçilir. iv) Açılan pencerede Item Type» Element Labels-Frame seçilir. Prefix : boş bırakılır, Next Number : 1, Increment : 1 yazılır ; First Relabel Order» X seçilir ve Second Relabel Order» X seçilir. Edit Auto Relabel seçilirse çubuklar 1 den ye sıralanmış olur. v) Yine bütün elemanlar seçilip Change Labels penceresinden Item Type» Element Labels-Joints, First Relabel Order» X, Second Relabel Order» X ve Edit Auto Relabel seçilerek düğüm noktaları için yapılırsa düğüm noktaları 1 den 3 e sıralanmış olur. 51

64 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM 7. Kesitleri çubuklara atamak için; All düğmesi ile bütün çubuklar seçilir. Assign Frame Sections» HE500-B seçilir ve onaylanır. Şekil 5.4 Makas Eleman Kesitleri 8. Dosyayı saklamak için; File Save seçilir. 9. Yüklemeleri tanımlamak için; Define Load Cases seçilir. Açılan pencerede, Load Name Type Self Weight Multiplier g DEAD 0 Modify Load k SNOW 0 Add New Load yk SNOW 0 Add New Load rsol WIND 0 Add New Load rsag WIND 0 Add New Load ve onaylanır. **Yük analizine çubuk elemanların zati ağırlıklarını da eklediğimiz için self weight multiplier sıfır yapılmalıdır ki zati ağırlıklar kez hesaba katılmasın. 10. g yüklemesine ait Analysis Case Name : g olması için; i) Define Analysis Cases seçilir. ii) Açılan pencere Case Name» DEAD Modify/Show Case seçilir ve açılan pencerede Analysis Case Name : g yazılır ve onaylanır. 5

65 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM iii) Aynı pencerede, Modal analiz yapılmadığı için, Case Name» MODAL Delete Case seçilir. 11. Dosyayı saklamak için; File Save seçilir. 1. g yüklemesi için; Şekil 5.5 g (Öz ağırlık) yüklemesi i) -1 arası başlık çubukları seçilir. Assign Frame Loads Distributed seçilir. ii) Açılan pencerede Load Case Name g seçilir. iii) Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys GLOBAL ; Direction Z veya Gravity seçilir. Uniform Loads kısmına veya 0.18 yazılır. iv) 1 ve nolu cubuklar seçilir. Aynı yolla aynı kısma veya yazılır. 13. k yüklemesi için; Şekil 5.6 k (Tam kar) yüklemesi i) -1 arası başlık çubukları seçilir. Assign Frame Loads Distributed seçilir. 53

66 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM ii) Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys GLOBAL ; Direction Z veya Gravity seçilir. iii) Uniform Loads kısmına veya 0.45 yazılır. 14. yk yüklemesi için; Şekil 5.7 yk (Yarım kar) yüklemesi i) -11 arası başlık çubukları seçilir. Assign Frame Loads Distributed seçilir. ii) Açılan pencerede Load Case Name yk seçilir. Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys GLOBAL ; Direction Z veya Gravity seçilir. iii) Uniform Loads kısmına veya 0.45 yazılır. 15. rsol yüklemesi için; Şekil 5.8 rsol (Rüzgar soldan) yüklemesi i) -11 arası başlık çubukları seçilir. Assign Frame Loads Distributed seçilir. 54

67 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM ii) Açılan pencerede Load Case Name rsol seçilir. Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys Local ; Direction seçilir. iii) Uniform Loads kısmına yazılır. iv) 1-1 arası başlık çubukları seçilir. Assign Frame Loads Distributed seçilir. v) Açılan pencerede Load Case Name rsol seçilir. Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys Local ; Direction seçilir. vi) Uniform Loads kısmına 0.19 yazılır. vii) 1 nolu çubuk seçilir. Load Case Name rsol seçilir. Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys GLOBAL ; Direction X seçilir. viii) Uniform Loads kısmına 0.384*1.5=0.48 yazılır. ix) nolu çubuk seçilir. Load Case Name rsol seçilir. Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys GLOBAL ; Direction X seçilir. x) Uniform Loads kısmına 0.19*1.5=0.4 yazılır. 16. rsag yüklemesi için; Şekil 5.9 rsag (Rüzgar sağdan) yüklemesi i) -11 arası başlık çubukları seçilir. Assign Frame Loads Distributed seçilir. ii) Açılan pencerede Load Case Name rsag seçilir. Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys Local ; Direction seçilir. iii) Uniform Loads kısmına 0.19 yazılır. 55

68 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM iv) 1-1 arası başlık çubukları seçilir. Assign Frame Loads Distributed seçilir. v) Açılan pencerede Load Case Name rsag seçilir. Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys Local ; Direction seçilir. vi) Uniform Loads kısmına yazılır. vii) 1 nolu çubuk seçilir. Load Case Name rsag seçilir. Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys GLOBAL ; Direction X seçilir. viii) Uniform Loads kısmına *1.5=-0.48 yazılır. ix) nolu çubuk seçilir. Load Case Name rsag seçilir. Load Type and Direction başlığı altında Coord Sys GLOBAL ; Direction X seçilir. x) Uniform Loads kısmına -0.19*1.5=-0.4 yazılır. 17. Yük kombinasyonlarını tanımlamak için; -H yüklemesi için, 1) Öz ağırlık+tam kar yüklemesi(g+k) ) Öz ağırlık+yarım kar yüklemesi(g+y k ) -HZ yüklemesi için, 1) Öz ağırlık+tam kar+rüzgar soldan yüklemesi(g+k+r sol ) ) Öz ağırlık+tam kar+rüzgar sağdan yüklemesi(g+k+r sag ) 3) Öz ağırlık+yarım kar+rüzgar soldan yüklemesi(g+y k +r sol ) 4) Öz ağırlık+yarım kar+ Rüzgar sağdan yüklemesi(g+y k +r sag ) 5) Öz ağırlık+rüzgar soldan yüklemesi(g+r sol ) 6) Öz ağırlık+rüzgar sağdan yüklemesi(g+r sag ) **Bu yüklemelerden sonucunda en elverişsiz çubuk kuvvetlerini elde etmek için bu yüklemelerin zarfını aldığımız max yüklemesi tanımlanır. i) g+k kombinasyonunu oluşturmak için, a) Define Combinations Add New Combo seçilir. b) Açılan pencerede Response Combination Name : g+k yazılır. c) Case Name» g Add ve Case Name» k Add seçilir ve onaylanır. ii) g+yk kombinasyonunu oluşturmak için, a) Add New Combo seçilir. 56

69 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM b) Açılan pencerede Response Combination Name : g+yk yazılır. c) Mevcut listede Case Name : k işaretlenir. d) Case Name açılır listesinden» yk Modify seçilir veya Mevcut listede Case Name : k işaretlenir Delete düğmesi ile silinir, e) Case Name açılır listesinden» yk Add seçilir ve onaylanır. iii) 17i ve 17ii maddelerinde anlatılanlar doğrultusunda diğer kombinasyonlar da tanımlanır. iv) En büyük çubuk kuvvetlerini görebilmek için, a) Add New Combo seçilir. b) Açılan pencerede Response Combination Name : max yazılır. c) Combination Type» Envelope seçilir. d) Mevcut listedeki yükleme tipleri Delete düğmesine basılarak silinir. e) Case Name açılır listesinden» daha önce tanımlanan tüm kombinasyonlar tek tek seçilir ve Add düğmesi ile listeye alınır ve onaylanır. 18. Dosyayı saklamak için; File Save seçilir. 19. Kolonun temele bağlantısı mafsallı teşkil edilecektir. i) Kolonlar seçilir. Assign Frame Releases seçilir. ii) Açılan pencerede Moment 33 (Major) karşısındaki Release Start işaretlenir ve onaylanır. 0. Analiz yaptırmak için önce Analysis Set Analysis Options seçilir. i) Açılan pencerede FAST DOFs Plane Frame seçilir. ii) Analysis Run Analysis seçilir ve çözüm yapılmış olur. 1. Options Preferences Steel Frame Design seçilir. Açılan pencerede, Design Code» AISC-ASD89 seçilir. Stres Ratio Limit : 1 yazılır ve onaylanır.. Kesit kontrolu için, i) Design Select Design Combos seçilir. ii) List of Combos» max Add ile Design Combos listesine eklenir ve onaylanır. iii) Design Start Design/Check of Structure seçilir. 57

70 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM Şekil 5.10 Kolon temel bağlantısı mafsallıyken kesit yeterliliği **Ekranda renk değişimleri ve 1 den küçük oranlar ile kesit yeterliliğini gösterir sonuçlara bakarsak yetersiz kesitin olmadığını görebiliriz. **Kolonun temele bağlantısı ankastre teşkil edilseydi, yani madde19 düzenlenmeseydi kesit yeterlilik şekli şöyle olurdu. Şekil 5.11 Kolon temel bağlantısı ankastreyken kesit yeterliliği **İki diyagram incelendiğinde ankastre bağlıyken kesitlerin çalışma kapasitelerinin düştüğü görülmektedir. 58

71 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM 3) Kesit tesiri diyagramlarını görmek için, i) Display Show Forces/Stresses Frames/Cables seçilir. ii) Case/Combo Name» max seçilir. iii) Component kısmında istenilen kesit tesiri seçilir. iv) Scaling kısmında Auto veya isteğe bağlı olarak değer yazılabilir. v) Options kısmındaki seçime göre ise diyagram yalnızca şeklen görülebileceği gibi, beraberinde değerler de okunabilir. Şekil 5.1 M3 Diyagramı **Çerçeve köşelerindeki ve temel bağlantı düğüm noktalarını teşkil için, ilgili çubuğun ilgili noktasındaki değerler alınıp hesaplarda kullanılmıştır. 5.5.Aşık Hesabı Ara Aşık Hesabı Projede aşıklar sürekli ve çift gergili teşkil edilecektir. SAP000 de iki düzlemde yükleme yapılarak üç boyutlu hesaplanacaktır. Çatı eğimi α<19.5 o olduğundan (q r ) rüzgar etkileri (-) işaretli yani emmedir. Bu nedenle hesaplarda etken olmaz. q = ( g a + g o + Pk ) a q = ( ) = 180kg / m q x = q cos α = 180 cos8.53 = 178kg / m q y = qsin α = 180 sin 8.53 = 7kg / m 59

72 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM a.Gergisiz Hesap I140 kesit özellikleri W x =81.9 cm 3 I x =573 cm 4 W y =10,7 cm 3 I y =36, Şekil 5.13 Gergisiz aşık yüklemesi (kg/m) Şekil 5.14 M3 Diyagramı (kgm) Şekil 5.15 M Diyagramı (kgm.) M x =674 kgm M y =10 kgm σ = M W x x M + W y y = = 1776kg 1440kg f x =.48 =.40cm >, 00cm 36, 60

73 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM b.Çift Gergili Hesap Şekil 5.16 Çift gergili aşık yüklemesi (kg/m) Şekil 5.17 M Diyagramı (kgm) M3 diyagramı gergisisizle aynıdır. M x =674 kgm M y =11.40 kgm σ = Sehim kontrolu: f x 4 qx L =.48 I = 99kg 10.7 x f x =.48 = 1. 00cm 573 f y 0 (gergiden dolayı) 1440kg 61

74 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM f L 600 = ( f x + f y ) = 1. 00cm < = =.00cm Mahya aşığı qx 178 qx ' = = = 89kg / m q y 7 q y ' = = = 13.5kg / m Şekil 5.18 Mahya aşığı yüklemesi (kg/m) Şekil 5.19 M3 Diyagramı (kgm) 6

75 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM Şekil 5.0 M Diyagramı (kgm) M x =337 kgm σ = Sehim kontrolu: M y =51.15 kgm 5115 = 890kg kg f x =.48 = 0. 50cm f y =.48 = 1. 0cm 36. L 600 f = ( f x + f y ) = 1. 30cm < = =.00cm Gergi Hesabı Çift gergi için, 1 L n 3 Z max = q y n=toplam aşık sayısı cosb Z max = 0.07 = t cos 48 F z π (0.86d = 4 ) ( ) F z = π = 0.84cm 4 Z σ = F max z = = 0.79t t 1φ 1yeterlidir. 63

76 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM Aşık üzerindeki ek yerinde hesap Aşıkta maksimum moment için ek hesabı yapılacaktır. M W x σ = = x / 1440 / = kg cm kg cm (kaynak çekme emniyet gerilmesi) I140 h I'k =105 g a g =5.7 I'k b b L= Şekil 5.1 Aşıktaki ekin teşkili L(b L )=90 F baş = b t (profilin başlığı) F baş = = 5.7cm Çekme başlığındaki çekme kuvveti Z = F σ baş kay = = Ek laması kesiti için b t L L = 90mm.5 a = 86mm = 10mm t σ = Z F lama σ = 5.03 (1 9) = 0.56t 1.44t Ek lamasını profile bağlıyan kaynak dikişlerinin hesabı 3mm a=4mm 0.7tmin=0.7x8.6=6mm l 1 Z = a1 τ kem 64

77 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM 5.03 l1 = = 5. 7cm a l' l kay lev 1 = 15 4 = 60mm l = l 1 + a = l ' = 150mm a = = 75mm Başlık ek levhası ; a 1 =4mm Gövde kaynak dikişlerinde gerilme hesabı I140 h-c=105 mm l ' 105mm 1 1 = = 400mm l 1 = 71olsun = a = s = 5. 7mm l ' = mm = F kay = a 0 = cm σ l = c = M I 9.36 = kay = x 0.48t τ kay = Q F kay τ kay = 5.34 = 0.0t 0.90t 5.6.Düğüm Noktası Birleşim Detayları Köşe Birleşim Detayı Kesit tesirleri N1 Q1 M1 N Q M V = 9,08 t V = 11, 1 5 t M = 67,17 tm M = 67, 1 17 tm N = 1,74 t N = 10, 87 t 1 65

78 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM o α = 8,53 45 α = 40, 74 N = N1 sinα + Q1 cosα 1,74 = 10,87 sin 8, ,5cos8, 53 Q = N1 cosα 1 sinα 9,08 = 10,87 cos8,53 11,5sin 8, 53 Q M = 67,17 = 67, 17 M 1 HEB-500 h = 500 mm b = 300 mm s = 14,5 mm t = 8 mm h-c = 390 mm h ' = 500 cos 40,74 = 660 mm 390 cos 40,74 ( h c) ' = = 515 α N ' = N sin Q Şekil 5. Köşe düğüm noktası kesiti mm α cos 45 + N' = 1,74sin 49,7 + 9,08cos 49,7 = 15,58t α Q ' = N cos Q α sin 45 + Q' = 1,74 cos 49,7 + 9,08sin 49,7 = 1,43t M '= 67,17 tm Tarafsız Eksenin Yeri: ' b1a1 h1 + tç e = ' a h 1 1 a1 + h' a tç b1a1 b a + h' a + h t ç ç + t ç + b ç t ç,8,8,0 30,8 66+, ,0 (33+ ) + 30,8 +,0 + 6 e = 30, ,0 + 6,0 950 = = 9,51. cm 3 66

79 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM ' h1 e = + t ç e = 3,49cm Kesit Karakteristikleri: I x I x e ' = b1a1 h1 + t = 30,8 66 +,0 ç,8 + 30,8 9,51,0 I x = 38439cm 4 M ' = M + N' e ' 3 a1 h a1 tç 3 3 '( ) e + a + a h e + b a e t + ç bçtç e,8 9,51 M ' = 67, ,58 3,49 0,01 = 67,71tm ,0 + 1,0 51 3,49 1,0 + 6,0 9, Şekil 5.3 Köşe düğüm noktası detayı nolu kaynak kordonunda; x ' N' ( h1 + tç e) + kem M ' σ k = σ I F σ k = ,58 3 ( 66 +,0 9,51) + = 0,95t 1,1 t 67

80 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM 1 3 A-A KESİT İ Şekil 5.4 Köşe düğüm noktası kesitinde kaynak isimleri A kesitinden hareketle; Z 1 1 M ' = e t α I x cos 45 ç α1 N' b1a F ,8 15,58 Z = 9,51,0 30,8 1 cos 40, = 76,84 t Z 1 M ' tç N' = e bçt I α x F cos 45 ç ,0 15,58 Z = 9,51 6 = 5, 4t cos 40, Z = Z + Z 19, 08t 1 = 1 M ' D = h α I x cos 45 ' 1 + t ç α1 e + N' b1a F ,8 15,58 D = 66,0 9,51 30,8 = 1, 13t cos 40, Ara Levhada ( ( b. )( ) ); P = Dsin 45 o a ta α P = 19,08 sin 40,74 = 168, 48t 68

81 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM P σ = σ b a t a σ = çem 168,48 = 1,40 1,44t 40 3 Çekme Levhasında ( ); σ = M ' N' e I F x ,58 σ = 9,51 = 0,79 < 1,44t Çekme lamasını profil başlığına bağlayan 4 nolu kaynaklarda; Z τ k = τ a ( l' a ) 4 4 kem 5,4 τ k = = 0,93 < 1,1 t 1,0 σ = σ = ( 30 1,0 ) M ' tç N' ( e + ) I F x Çekme kuvveti: Z 4 = σ A ,58 (9,51+ ) = 0,8 < 1,44t 3 Z = t 4 = Çekme lamasını kolon veya kirişe birleştiren kaynak dikişlerinde: A k = = 40cm Z 4 τ k = A k = = 1.07t 3 nolu kaynak kordonlarında, M ' h' N' σ k = + e + I x F σ v = Q τ k = a ( h a ) 3 ' 3 1.1t k k σ + τ σ (gerekiyorsa) vem 69

82 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM Q max 1,43 1,43 + ( 19,08 1,13) sin 40,74 = ( 19,08 1,13) sin 40,74 = 5,97t 3,11t ,58 σ k = + 3,49 + = 1, σ v 5,97 τ k = = 0,06 1,0 ( 51 1,0 ) = 1,08 + 0,06 = 1,08 1,1 t 5.6..Mahya Detayı Kesit tesirleri Q = 3, 65t M = 33, 01tm N = 8, 98t N ' = N sinα + Q cosα N' = 8,98sin 81,5 + 3,65cos81,5 = 1, 68t Q ' = N cosα + Qsin α Q' = 8,98cos81,5 + 3,65sin 81,5 = 4, 94t o α = 73 N'= 1, 68t M = 33, 01tm Şekil 5.5 Tepe düğüm noktası detayı Q'= 4, 94t Tarafsız Eksenin Yeri:,8,8,0 30,8 50 +, ,0 ( 5 +,0) + 30,8 +,0 + 6 e = 30, , e = =, 4cm 94 e = 5,0,4 =, 60cm 70

83 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM Kesit Karakteristikleri: I x 3,8 37 = 30,8 50 +,0,4 + 1,0 + 1,0 37,6 1,8,0 + 30,8,4,0 + 6,0,4 4 I x = 19880cm F = 94cm M = 33,01+ 1,68,6 0,01 = 33, 34tm 1 3 B-B KESİT İ Şekil 5.6 Köşe düğüm noktası kesitinde kaynak isimleri nolu kaynak kordonunda; σ k = B kesitinden hareketle; 1,68 94 ( 50 +,0,4) + = 0,8t 1.1t ,8 1,68 Z 1 =,4,0 30, cos 45 Z = 1 37, 76t ,0 1,68 Z =,4 6, cos 45 Z = 6, 6t 71

84 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM ,8 1,68 D = 50,0, cos 45 D = 65, 15t Ara Levhada ( ( b. )( ) ); a ta P = 65,15 sin 8,5 = 19, 6t σ = 19,6 = 0,16 < 1,44t 3,0 40 Çekme Levhasında ( ); σ = ,68,4 = 0,53 < 1,44t 94 30,8 Çekme lamasını profil başlığına bağlayan 4 nolu kaynaklarda; 6,6 τ k = = 0,48 < 1,1 t 1,0 σ = Çekme kuvveti; ( 30 1,0 ).0 1,68 (,4 + ) = 0,56 < 1,44t 94 Z = t 4 = Çekme lamasını kolon veya kirişe birleştiren kaynak dikişlerinde; A k = = 40cm Z 4 τ k = A k = 9.1 = 0.73t 40 3 nolu kaynak kordonlarında; ,68 σ = +, Q 1.1t k = max = Q' α ( Z D) sin 45 0,75t ( 64,38 65,15) sin 8,5 5, t Q = 4,94 05 max = 5,05 τ = 1,0 ( 39 1,0 ) k = tahkiklere gerek yok. 0,07t 7

85 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM 5.7.Temel Hesabı Taban Levhası Parametrelerinin Belirlenmesi S F t = ( A B) = = P em A B = 60 40cm P em = 55kg P S / em P = = 6kg < Taban levhası kalınlığı 55kg 1 1 ( A 0.95h) = ( ) = 6.5 u u max =8 1 1 ( B 0.80h) = ( ) = 8 3P 3 6 t = umax = 8 = 0.9cm tmin = σ 1440 çem 30mm seçildi. Yatay kuvveti aktarmak için L kamasını seçelim. P' = l k H 9080 = = 51.8kg ( b t') 35 (10 5) k 55kg L kamasının düşey kolunda eğilme gerilmesi ( b M = P' t) k d (d: yatay kuvvetin etkidiği noktadan profilin ağırlık merkezine uzaklık) ( 10 5) (10 3,,5) M = 0,0518 = 0. 57tcm W = t k 6 W = = 0.667cm 6 σ = M W σ çem 3 73

86 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM σ = ,667 = 0,85 1,44t Korniyeri kolona bağlayan kaynaklarda kontrol a1=4mm V=M/h profil =(9.08*7,5)/10=6.81t τ k = H Σal 9.08 = = 0.91t V 6.81 σ k = = = 0,65t a l (0,3 35) Nervür a=3mm 1.1t 1,1 t Kolon ucunda toplam nervür alanı A 1 =*10*1,0=0cm σ P A = = = 0.71t σ çem = Bir nervüre gelen kuvvet: A P 1 = σ 1 =0.71*1,0*10=7,1t Bu kuvveti aktaran dikişlerdeki gerilme: P1 7,1 τ k = = = 0,59t Σal Kolon ucu kaynakları a3=3mm 1.44t 1,1 t Yatay kuvveti sadece gövde dikişleri alacaktır. a=3mm a=3mm l 1 =390mm τ kem = 0.9t H 9.08 τ k = = = 0,39t Σal 0.3 (39 0,3) Başlık boyunca min kaynak a4=3mm Bulon hesabı M4 uygun seçelim. P = d1tminσ l, em =,5 3,0,7 0, 5t 1, σ = π * d1 π (,5) P1 τ = m τ em = 1,6 = 6, 18t 4 4 0,9t P1, em min( P1, ; P1, ) = 6,18t *6,18 = 1,36t 9, 08t = σ τ 74

87 5.DOLU GÖVDELİ ÇERÇEVE SİSTEM TABLE : Active Degrees of Freedom UX UY UZ RX RY RZ Yes/No Yes/No Yes/No Yes/No Yes/No Yes/No Yes No Yes No Yes No Tablo 5.1 Sistem serbestlik derecesi TABLE : Material Properties 01 - General Material Type DesignType UnitMass Unit Wt E U Text Text Text Ton-s/m4 Ton/m3 Ton/m Unitless STEEL Isotropic Steel E Tablo 5. Malzeme özellikleri 1 TABLE : Material Properties- Design Steel Material Fy Fu Text Ton/m Ton/m ST Tablo 5.3 Malzeme özellikleri TABLE : Frame Release Assignments-General Frame PI VI V3I TI MI M3I Yes/No Yes/No Yes/No Yes/No Yes/No Yes/No Yes/No 1 No No No No No Yes No No No No No Yes Tablo 5.4 Çubuk Uçları Şartı Bu bölümde dolu gövdeli bir makas kolon sisteminin özellikleri doğrultusunda TS498 kullanılarak boyutlandırmaya esas statik yükler ve rüzgar etkisinde ve belirli yük birleşimleri altında analizi ve boyutlandırılması yapılmıştır. SAP000 de modelleme yapılmış ve kesit tesirleri elde edilmiştir. Kesit tesirleri kullanılarak düğüm noktası birleşim detayları teşkil edilmiştir.aşık hesabında gergisiz durumda gerilme tahkiki sağlanamamıştır, aşık çift gergili teşkil edilmiştir. Kolon hesabı için yapının A ve B yüzlerine gelen rüzgar yükleri 1.5 kat büyütülmüş ve boyutlandırma yapılmıştır. Kolon temel bağlantısı mafsallı teşkil edilmiştir. Ayrıca ankastre de teşkil edilip kesitlerin çalışma kapasitelerinin mafsallıya göre düştüğü gözlenmiştir. TS648 ve TS3357 den de yararlanılmıştır. Plan ve detaylar için Ek- e bakınız. 75

88 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE 6.ÇOK KATLI KİRİŞ KOLON ÇERÇEVE SİSTEM Bu bölümde 10m ye 5m açıklıklı iki katlı çerçeve sistem çözülmüştür.statik ve (eşdeğer deprem yöntemine göre)dinamik yükler altında TS498, TS648, TS3357 ve TDY98,afet bölgelerinde yapılacak yapılar hakkında yönetmelikten yararlanılarak analiz ve boyutlandırma yapılmıştır.bölüme ait plan ve detaylar Ek-3 de verilmiştir. 6.1.Sisteme Ait Bilgiler - Sistem şekli : Katlı Çerçeve (Kiriş ve Kolon) - X doğrultusunda uzunluk : *5.00m=10.00m - Y doğrultusunda uzunluk : *.50m=5.00m - Z doğrultusunda yükseklik : *3.00m=6.00m - Malzeme : ST5(kolonda), ST37(kirişlerde) - Birleşim aracı : Kaynak ve Bulon - Kaplama malzemesi : OSB(döşemede), alçıpan (duvar ve döşemede) Şekil 6.1 Sistem Planı 76

89 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE 6..Yük Analizi 6..1.Zemin Kat Döşeme Yükü Sabit Yük G Zati yük G yüklemesinin içindedir. Kaplama =170.0 kg/m OSB:(10mm) 1000kg/m 3 x0.010m =10.0 kg/m Alçıpan:(10mm) =10.0 kg/m =190.0 kg/m Duvar yüzü alçıpan: x10x(h=3.00m ) =60.0 kg/m Hareketli Yük Q Odalarda: =00.0 kg/m X Doğrultusunda Ana Kiriş Yükü (Duvarlı) Sabit Yük G Zati yük G yüklemesinin içindedir. Döşeme yükü döşemeden aktarılmaktadır. Duvar yükü: =60.0 kg/m =60.0 kg/m Hareketli Yük Q Döşeme yükü döşemeden aktarılmaktadır. X Doğrultusunda Ana Kiriş Yükü (Duvarsız) Sabit Yük G Zati yük G yüklemesinin içindedir. Döşeme yükü döşemeden aktarılmaktadır. =0.001 kg/m =0.001 kg/m Y Doğrultusunda Ana Kiriş Yükü (Duvarsız, Yanı Döşemeli) Sabit Yük G Zati yük G yüklemesinin içindedir. Döşeme yanı: 190 kg/m x0.50m =95 kg/m =95 kg/m 77

90 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE Hareketli Yük Q 00 kg/m x0.50m =100 kg/m =100 kg/m Y Doğrultusunda Ana Kiriş Yükü (Duvarlı, Yanı Döşemeli) Sabit Yük G Zati yük G yüklemesinin içindedir. Döşeme yanı: 190 kg/m x0.50m =95 kg/m Duvar yükü: duvar kirişin üzerinde ise =60 kg/m =155 kg/m Hareketli Yük Q 00 kg/m x0.50m =100 kg/m =100 kg/m Y Doğrultusunda Ana Kiriş Yükü (Duvarlı, 1Yanı Döşemeli) Sabit Yük--G Zati yük G yüklemesinin içindedir. Döşeme yanı: 190 kg/m x0.5m =48 kg/m Duvar yükü: =60 kg/m =108 kg/m Hareketli Yük Q 00 kg/m x0.5m =50 kg/m =50 kg/m Y Doğrultusunda Tali Kiriş Yükü (Duvarsız, Yanı Döşemeli) Sabit Yük G Zati yük G yüklemesinin içindedir. Döşeme yanı: 190 kg/m x0.50m =95 kg/m =95 kg/m Hareketli Yük Q 00 kg/m x0.50m =100 kg/m =100 kg/m 78

91 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE Kat Döşeme Yükü Sabit Yük G Zati yük G yüklemesinin içindedir. Kaplama =170.0 kg/m OSB:(10mm) 1000kg/m 3 x0.010m =10.0 kg/m Alçıpan:(10mm) =10.0 kg/m =190.0 kg/m Duvar yüzü alçıpan: x10x(h=1.00m ) =0.0 kg/m Hareketli Yük Q Odalarda: =150.0 kg/m X Doğrultusunda Ana Kiriş Yükü (Duvarlı) Sabit Yük G Zati yük G yüklemesinin içindedir. Döşeme yükü döşemeden aktarılmaktadır. Duvar yükü: =0.0 kg/m =0.0 kg/m Hareketli Yük Q Döşeme yükü döşemeden aktarılmaktadır. X Doğrultusunda Ana Kiriş Yükü (Duvarsız) Sabit Yük G Zati yük G yüklemesinin içindedir. Döşeme yükü döşemeden aktarılmaktadır. =0.001 kg/m =0.001 kg/m Y Doğrultusunda Ana Kiriş Yükü (Duvarsız, Yanı Döşemeli) Sabit Yük G Zati yük G yüklemesinin içindedir. Döşeme yanı: 190 kg/m x0.50m =95 kg/m =95 kg/m 79

92 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE Hareketli Yük Q 150 kg/m x0.50m =75 kg/m =75 kg/m Y Doğrultusunda Ana Kiriş Yükü (Duvarlı, 1Yanı Döşemeli) Sabit Yük--G Zati yük G yüklemesinin içindedir. Döşeme yanı: 190 kg/m x0.5m =48 kg/m Duvar yükü: =0 kg/m =68 kg/m Hareketli Yük Q 150 kg/m x0.5m =38 kg/m =38 kg/m Y Doğrultusunda Tali Kiriş Yükü (Duvarsız, Yanı Döşemeli) Sabit Yük G Zati yük G yüklemesinin içindedir. Döşeme yanı: 190 kg/m x0.50m =95 kg/m =95 kg/m Hareketli Yük Q 150 kg/m x0.50m =75 kg/m =75 kg/m 6..3.Kolon yükü Sabit Yük G Zati yük G yüklemesinin içindedir Deprem Hesabı =0.001 kg/m =0.001 kg/m Deprem hesabında Afet yönetmeliğinden yararlanılmıştır. Eşdeğer deprem yöntemi ile yüksek süneklikte çözülmüştür. Zemin Z3 sınıfı, bölge 1.derece deprem bölgesi kabul edilmiştir. 80

93 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE Üst kat---g=1390 kg ---Q=7508 kg Alt kat---g=15049 kg ---Q=10003 kg W i = G + nq n=0.3 W i = kg 1 = W iz = = 18050kg. W = ΣWi = 369kg T= 0.08 * H 0.75 =0.08* =0.31 I=1 Ta=0.15 Tb=0.60 Ao=0.40 R=8 A( T1) V ( t) = W R A T1) = A S( T ) I ( 0 A ( T1) = = 1 1 V ( t) = 369 = 4087kg 8 Wi 1 H i = = 8785kg Wiz H i = = 54150kg Σ Wi H i = 1400kg Wi H i Fi = V ( t) ΣW H 8785 F1 = 4087 = 58kg 1400 i = 843kg = 63 kg F z = 4087 = 1559kg = 50kg = 390 kg 3 4 i 81

94 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE 6.3.Sistemin SAP000 de Oluşturulması ve Çözümü Şekil 6. Zemin Kat Planı(XY) Şekil Kat Planı(XY) 1. Sap000 ekranı açıldığında önce sağ alt köşeden birim Kgf, m olarak ayarlanır.. Yeni bir sistem oluşturmak için; i) File New Model seçilir. Açılan pencerede Grid Only seçilir. ii) Açılan pencerede Number of Grid Lines X;Y;Z 3 ; 3 ; 3 ve Grid Spacing X;Y;Z 5 ;.5 ; 3 olarak duzenlenir. 8

95 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE iii) Draw Draw Frame seçilir. İstenilen şekilde noktadan noktaya elemanlar çizilir. 3. Dosyayı saklamak için; File Save ile dosyayı Proje 3 adıyla kaydederiz. 4. Malzeme tanımlamak için; i) Define Materials» STEEL Modify/Show Material seçilir. ii) Modulus of Elasticity=1e6 ; Fy=4000 ; Fu=37000 olarak değiştirilir. 5. Kesit tanımlamak için; i) Define Frame Sections seçilir. ii) Açılan pencerede Choose property type to Add» Import I/Wide Flange Add New Property seçilir. iii) Açılan pencerede Konum kısmındaki listeden C/Program Files/Computer and Structures/SAP000 9/EURO.PRO seçilir. Section Labels başlığı altındaki listeden CTRL tuşu kullanılarak HE180-B kesiti seçilir ve onaylanır. iv) Kesit kütüphanesinde olmayan kesitlerden I160 için Frame Sections penceresinde, Choose property type to Add» Add I/Wide Flange Add New Property seçilir. v) I/Wide Flange Section penceresinde Section Name : I160 yazılır ve kesitle ilgili ölçüler tablo dan alınarak pencere düzenlenir. vi) Kutu için Frame Sections penceresinde, Choose property type to Add» Add Box/Tube Add New Property seçilir. vii) Box/Tube Section penceresinde Section Name : K yazılır ve kesitle ilgili ölçüler düzenlenir. 6. Çubuklara ve düğüm noktalarına isim vermek için; i) XY plan Z=3 kotunda View Set Display Options seçilir. ii) Açılan pencerede Frame başlığı altında Labels kutusu işaretlenir. Pencere kapatılır. iii) X doğrultusundaki ana kirişler seçilir. iv) Edit Change Labels seçilir. 83

96 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE v) Açılan pencerede Item Type» Element Labels-Frame seçilir. Prefix : K10, Next Number : 1, Increment : 1 yazılır ; First Relabel Order ve Second Relabel Order» Y seçilir. Edit Auto Relabel seçilirse çubuklar K101 den K109 a sıralanmış olur. vi) Y doğrultusundaki ana kirişler seçilir ve Change Labels penceresinde Item Type» Element Labels-Frame seçilir. Prefix : K1, Next Number : 10, Increment : 1 yazılır ; First Relabel Order ve Second Relabel Order» X seçilir. Edit Auto Relabel seçilirse çubuklar K110 dan K117 ye sıralanmış olur. vii) Bu kez döşeme kirişleri seçilir ve Change Labels penceresinde Item Type» Element Labels-Frame seçilir. Prefix : N, Next Number : 1, Increment : 1 yazılır ; First Relabel Order» X, Second Relabel Order» Y seçilir. Edit Auto Relabel seçilirse çubuklar N1 dan N34 e sıralanmış olur. viii) Son olarak zemin kat kolonları seçilir ve Change Labels penceresinde Item Type» Element Labels-Frame seçilir. Prefix : SZ, Next Number : 1, Increment : 1 yazılır ; First Relabel Order» Y, Second Relabel Order» Y seçilir. Edit Auto Relabel seçilirse çubuklar SZ1 den SZ1 ye sıralanmış olur. ix) Düğüm noktalarına isim vermek için; pencere içine alma yolu ile plandaki elemanlar seçilip Item Type» Element Labels-Joints seçilir. Prefix : z, Next Number : 1, Increment : 1 yazılır First Relabel Order ve Second Relabel Order» Y seçilir. Edit Auto Relabel seçilerek düğüm noktaları için yapılırsa düğüm noktaları z1 den z63 e sıralanmış olur. x) Kısa yol düğmelerinden Move up in list ile XY plan Z=6 kotu seçilir.aynı yöntemlerle çubuk elemanlar K01 den K17 ye, N35 den N68 e ve SC1 den SC1 ye ; düğüm noktaları ise c1 den c63 e sıralanır. xi) Yine Move up in list ile XY plan Z=0 kotu seçilir.aynı yöntemlerle düğüm noktaları t1 den t1 e sıralanır. 84

97 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE 7. Kesitleri çubuklara atamak için; Şekil 6.4 Zemin Kat ve 1.Kat Eleman kesitleri(xy) Şekil 6.5 Zemin Kat ve 1.Kat Eleman kesitleri(xz) i. YZ veya XZ plan seçilir, kısa yol düğmelerinden Perspective Toggle e basıldığında gelen ekranda tüm kolonlar rahatlıkla seçilir. Assign Frame Sections» HE180-B işaretlenir ve onaylanır. ii. XY plan Z=3 ve Z=6 kotunda ana kirişler seçilir ve I160 kesiti atanır, döşeme kirişleri seçilir ve K kesiri atanır. 85

98 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE 8. Dosyayı saklamak için; File Save seçilir. 9. Yüklemeleri tanımlamak için; Define Load Cases seçilir. Açılan pencerede, Load Name Type Self Weight Multiplier G DEAD 1 Modify Load Q LIVE 0 Add New Load EY QUAKE 0 Add New Load EX QUAKE 0 Add New Load ve onaylanır. 10. G yüklemesine ait Analysis Case Name : G olması için; i) Define Analysis Cases seçilir. ii) Açılan pencere Case Name» DEAD Modify/Show Case seçilir ve açılan pencerede Analysis Case Name : G yazılır ve onaylanır. iii) Aynı pencerede, Modal analiz yapılmadığı için, Case Name» MODAL Delete Case seçilir. 11. Dosyayı saklamak için; File Save seçilir. 1. G yüklemesi için; ilgili kiriş veya kirişler seçilir. i) Assign Frame Loads Distributed adımları sonrası açılan pencerede(frame Distributed Loads) Load Case Name G seçilir. ii) Load Type and Direction başlığı altında Forces işaretli iken Coord Sys GLOBAL ; Direction Z veya Gravity seçilir. iii) Bu seçime göre Uniform Loads kısmına da (-değer) veya (değer) yazılır. iv) Options başlığı altında Replace Existing Loads işaretli olacaktır. v) Aşağıda kiriş isimleri ile Gravity seçili ve yukarıdaki ayarlar mevcut iken Uniform Loads kısmına yazılacak değerler şöyledir: K110, K111, K116, K kgf/m K113, K kgf/m K11, K kgf/m N1 den N34 e..95 kgf/m K101, K10, K103, K107, K108, K kgf/m K104, K105, K kgf/m K10, K11, K16, K kgf/m K1, K13, K14, K15 95 kgf/m N35 den N68 e..95 kgf/m 86

99 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE Şekil 6.6 G (Sabit yük) yüklemesi 13. Q yüklemesi için de yukarıdaki açıklamalar ışığında aynı mevcut şartlar altında Load Case Name Q seçilerek Uniform Loads kısmına yazılacak değerler şöyledir: K110, K111, K116, K kgf/m K11, K113, K114, K kgf/m N1 den N34 e 100 kgf/m K10, K11, K16, K kgf/m K1, K13, K14, K kgf/m N35 den N68 e.75 kgf/m Şekil 6.7 Q (Hareketli yük) yüklemesi 87

100 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE 14. EX yüklemesi için; Z=3 kotunda z1, z, z43 düğüm noktaları seçilir. i) Assign Joint Loads Forces adımları sonrası açılan pencerede(joint Forces) Load Case Name EX seçilir. ii) Coord Sys GLOBAL ve Options başlığı altında Replace Existing Loads işaretli iken, Loads başlığı altında Force Global X kısmına 50 kgf yazılır. iii) Aynı işlem sırasında Z=6 kotunda c1, c, c43 düğüm noktaları seçilerek aynı mevcut koşullarda Force Global X kısmına 843 kgf yazılır. 15. EY yüklemesi için; Z=3 kotunda z43, z49, z57, Z63 düğüm noktaları seçilir. i) Assign Joint Loads Forces adımları sonrası açılan pencerede(joint Forces) Load Case Name EY seçilir. ii) Coord Sys GLOBAL ve Options başlığı altında Add Existing Loads işaretli iken, Loads başlığı altında Force Global X kısmındaki değer silinir, Force Global Y kısmına -390 kgf yazılır. iii) Aynı işlem sırasında Z=6 kotunda c43, c49, c57, c63 düğüm noktaları seçilerek aynı mevcut koşullarda Force Global Y kısmına -63 kgf yazılır. Şekil 6.8 EX ve EY yüklemesi 16. Yük kombinasyonlarını tanımlamak için; Statik yükler için, 1) Sabit yükler+hareketli yükler(pd=1.4g+1.6q) Statik + Dinamik yükler için, 1-) Sabit yükler+hareketli yükler+deprem X yönünde(g+q±ex) 88

101 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE 3-4) Sabit yükler+hareketli yükler+deprem Y yönünde(g+q±ey) 5-6) Sabit yükler+deprem X yönünde(g±0.9ex) 7-8) Sabit yükler+deprem Y yönünde(g±0.9ey) **Bu yüklemelerden sonucunda en elverişsiz çubuk kuvvetlerini elde etmek için bu yüklemelerin zarfını aldığımız max yüklemesi tanımlanır. i) G+Q+EX kombinasyonunu oluşturmak için, a) Define Combinations Add New Combo seçilir. b) Açılan pencerede Response Combination Name : G+Q+EX yazılır. c) Case Name» G Add, Case Name» Q Add ve Case Name» EX Add seçilir ve onaylanır. ii) G+Q-EX kombinasyonunu oluşturmak için, a) Add New Combo seçilir. b) Açılan pencerede Response Combination Name : G+Q-EX yazılır. c) Mevcut listede Case Name : EX işaretlenir d) Scale Factor : -1 yazılarak Modify seçilir ve onaylanır. iii) G+Q+EY kombinasyonunu oluşturmak için, a) Add New Combo seçilir. b) Açılan pencerede Response Combination Name : G+Q+EY yazılır. c) Mevcut listede Case Name : EX işaretlenir d) Case Name açılır listesinden» EY Modify seçilir veya Mevcut listede Case Name : EX işaretlenir Delete düğmesi ile silinir, e) Case Name açılır listesinden» EY Add seçilir ve onaylanır. iv) 16i, 16ii ve 16iii maddelerinde anlatılanlar doğrultusunda G+Q-EY; 0.9G+EY; 0.9G-EY; 0.9G+EX; 0.9G-EX ve Pd=1.4G+1.6Q kombinasyonları tanımlanır. v) En büyük çubuk kuvvetlerini görebilmek için, Add New Combo seçilir. vi) Açılan pencerede Response Combination Name : max yazılır. vii) Combination Type» Envelope seçilir. viii) Mevcut listedeki yükleme tipleri Delete düğmesine basılarak silinir. ix) Case Name açılır listesinden» daha önce tanımlanan tüm kombinasyonlar tek tek seçilir ve Add düğmesi ile listeye alınır ve onaylanır. 89

102 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE 17. Döşeme ızgaralarının kirişlere bağlantısını mafsallı teşkili için, i) Z=3 kotunda K110 dan K117 ye ve N1 den N34 e kirişler ile Z=6 kotunda K10 dan K17 ye ve N35 den N68 e kirişler seçilir. ii) ssign Frame/Cable/Tendon Releases/Partial Fixity ile açılan pencerede Moment 33 (Major) e ait Releases, Start /End kutucukları işaretlenir ve onaylanır. 18. Dosyayı saklamak için; File Save seçilir. 19. Analiz yaptırmak için önce Analysis Set Analysis Options seçilir. i) Açılan pencerede FAST DOFs Space Frame seçilir. ii) Analysis Run Analysis seçilir ve çözüm yapılmış olur. 0. Options Preferences Steel Frame Design seçilir. Açılan pencerede, Design Code» AISC-ASD89 seçilir. Stres Ratio Limit : 1 yazılır ve onaylanır. 1) Kesit kontrolu için, i) Design Select Design Combos seçilir. ii) List of Combos» max Add ile Design Combos listesine eklenir ve onaylanır. iii) Design Start Design/Check of Structure seçilir. **Ekranda renk değişimleri ve 1 den küçük oranlar ile kesit yeterlilğini gösterir sonuçlara bakarsak yetersiz kesitin olmadığını görebiliriz. Şekil 6.9 Zemin ve 1.Kat kiriş kesit yeterliliği 90

103 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE Şekil 6.10 Zemin ve 1.Kat kolon kesit yeterliliği **Çerçevede döşeme kirişleri ana çerçeve kirişlerine rijit bağlıyken, Şekil 6.11 Zemin ve 1.Kat kiriş kesit yeterliliği(döşeme kirişleri rijit bağlı) Şekil 6.1 Zemin ve 1.Kat kolon kesit yeterliliği(döşeme kirişleri rijit bağlı) 91

104 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE **Döşeme kirişleri ile ana kirişlerin bağlantılarının mafsallı ve rijit olduğunda elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında ortadaki kiriş ve kolonlarda çalışma kapasitelerinde artma olduğu gözlenmiştir. **Mevcut yapıya ek olarak A-B ile B-C aksları arasında ve -3 aksları arasında dış cephede L50*5/10 profilinden çapraz düzenlendiğinde elde edilen kesit yeterlilik diyagramları şöyledir. Şekil 6.13 Dış cephede düzenlenmiş çaprazlar ve kesitleri Şekil 6.14 Çaprazlı durumda Zemin ve 1.Kat kiriş kesit yeterliliği 9

105 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE Şekil 6.15 Çaprazlı durumda Zemin ve 1.Kat kolon kesit yeterliliği **Sonuçlar karşılaştırıldığında çaprazlı çerçeve de kesit kapasiteleri kiriş ve kolonda, düşmüştür. Özellikle kolonlarda mevcut kesitin çalışma kapasitesi çok düşmüştür.. Kesit tesiri diyagramlarını görmek için, i) Display Show Forces/Stresses Frames/Cables seçilir. ii) Case/Combo Name» max seçilir. iii) Component kısmında istenilen kesit tesiri seçilir. iv) Scaling kısmında Auto veya isteğe bağlı olarak değer yazılabilir. v) Options kısmındaki seçime göre ise diyagram yalnızca şeklen görülebileceği gibi, beraberinde değerler de okunabilir. Şekil 6.16 B-B Aksı M3 Diyagramı 93

106 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE **Çerçeve köşelerindeki ve temel bağlantı düğüm noktalarını teşkil için, ilgili çubuğun ilgili noktasındaki değerler alınıp hesaplarda kullanılmıştır. 6.4.Detaylar B Detayı M3 Q Q3 N3 Q1 M1 N1 M 1 = kgm M = 51 kgm M 3 = 689 kgm Q 1 =.044 kg Q = 474 kg Q 3 =515 kg N 1 = 0 N =7.41 kg N 3 = kg M N B-B Kesitinde F k = [ *b * ( b 1 a 1 ) + * ( h 1 * a 1 ) ]*a 1 G F k = *( h 1 * a 1 )]*a 1 F k = [ * 7, * (,30 0,60 )] * 0,60 + * ( 1,50 * 0,40 )*0,40 =,3cm I k = * b 1 * a 1 * I k = * 7,40 * 0,60 * + * 0,40 * h1 M 1 = M 1 Q 1 * ( h 1 ) + 4 *(b 1 - a 1 )* a 1 * 16 F k G h 1 1) + * a1 *( ( t ( ) + 4 * (,30 0,60 ) * 0,60 * ( 0.40) =878cm h1 ' ( a1) ( 0.95) M 1 = 1666, * = 115,50 kgm Q 1 = Q 1 Q 1 = 044 kg 94

107 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE M ' 1 h1 N' 1 σ kmax = * + σ kem I k F k σ kmax = * = 1,05 1,5 t/cm 878 σ k1 = σ k1 = τ ki = M I k h' * N' + F' ' Q' 1 G F k k 1.50 * = 0,8 t/cm τ ki = = 0, t/cm k1 k1 σ v = ( σ + τ ) σ v = ( ) =0,85 t/cm A-A Kesitinde h M = M Q * 16 M = 0,51 0,474 * = 48,30 tcm Q = Q Q = 0,474 t N = N N = 7,41 t Kiriş Alt Başlığından Kolona Gelen Basınç Kuvveti P= (8 0.45) * * 7,40 * 0,95 = 6,96 t 878 Bu Kuvveti Karşılayan Temas Alanında Gerilme Kontrolü HEB 180 için boyutlar h = b = 180; s = 8,5; t = 14; c = 9 ; h c = 1 h = 0,95 + *,14 = 3,75 ( ) b n = 8,58 = 8.5 cm 95

108 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE σ = 6.96 = 0,34 < 1,44 t/cm (3.75* *8.5*10) Berkitmeleri Kolona Bağlayan Kaynaklarda P n = τ k = 6.96 * 8,50 * 1,0 =,93 t (3.75* *8.5*10).93 = 0,4 < 1,5 t/cm (*0.30*(1. *0.)) Kolon Gövdesinde Asal Gerilme Kontrolü ( ) T = = 0,63 < 0,831 t/cm (1.0* 0.85) σ = * ( 1,40 ) = 0, σ v = ( σ ' + 3τ ) σ v = ( * 0.63 ) =1,10 < 0,75 *.4 = 1.80 t/cm Şekil 6.17 B Detayı (Bkz.Ek3) I160 ın gövdesinde kullanılabilecek bulon : d ( 5* 0.63) 0,0 = 1,57 cm M1 Birleşim Levhası Kalınlığı 10 mm Kontroller Bulonda: a 1 = 3 cm M= 0,341 * 3 = 1,03 tcm V = 0,341 / =0,171 t H = 1,03 / 6 * 3 = 0,51 t 96

109 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE R = ( 0, ,51 ) =0,54 t < N s1 = л x 1, / 4 * 1,6 = 1,4 N L = 1, * 0,63 *,70 =,04 Kaynakta ; l = 10 mm l =10- * 3,00 = 114 mm F k = * 0,35 * 11 = 6,6 m W k = * 0,3 * 11 / 6 = 1,10 cm A Detayı M M 1 = 1344 kgm M = 855 kgm Q1 Q N Q 1 = 1669 kg N 1 = 0 Q =515 kg N = 341 kg M1 N1 e 1 = ( 5 * 1,00 * 10 / + * 0,30 * 1 * ( 16 / +1.0 ) * 0,95 * ( ,00 0,95 / ) * 0,95 * ( 1,00 + 0,95 / ) ) / ( 5 * 1,0 + * 0,3 * 1 + 7,4 * 0,95 ) e = ,54 = 7,46 cm e 1 = 9,54 10 / = 9,04 cm e = 16 / + 1,00 9,54 = 0,54 cm Birleşim Kesiti Elemanlarının Atalet Momenti I x1 = 5 * 1,00 * ( 9,54 1,0 / ) 7,40 * 0,95 * ( 7,46 0,95 / ) + * 0,30 x 1 3 / 1 + * 0,30 * 1 * 0,54 = 840 cm M1 = 134,40 1,669 * 0,5 0,515 * 0,54 = 9,40 tcm M1 = 0 Q1 = 1,669 t Süreklilik Levhası Kenar Lifinde ΣF = 5 * 1,00 + * 0,30 * 1 + 7,40 * 0,95 = 19,3 cm σ = 9,40 / 8,40 * 9,54 = 1,05 < 1,44 97

110 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE 1 Nolu Kaynak Kordonunda Z = [ 9,40 / ,83 ] * 5 * 1,00 = 4,31 t l 1 4,31 / ( * 0,30 * 1,5 ) + * 0,30 = 6,30 Seçilen 100 mm Nolu Kaynak Kordonunda 4,13 / ( * 0,30 * ( 1 * 0,30 ) ) = 0,63 < 1,5 3 Nolu Kaynak Kordonunda τ k = 1,669 / ( * 0,30 * ( 1 * 0,30 ) ) = 0,4 < 1,5 4 Nolu Kaynak Kordonunda σ = 9,40 / 840 7,40 = 0,8 < 1,5 B-B Kesitinde M = 85,50 0,515 x 16 / = 81,38 tcm Q = 0,515 t N = 3,14 t Kiriş Alt Başlığından Geçen Basınç Kuvveti P = 9,40 / 840 ( 7,46 0,95 / ) * 7,40 * 0,95 = 5,40 t h = 0,95 + x,90 = 6,75 cm b n ( 18 0,85 ) / = 8,58 85 mm Temas Alanındaki Gerilme Kuvveti τ = 5,40 / ( 6,75 + * 0,85 * 1,00 ) 0,4 < 1,44 Berkitmeleri kolon Gövdesine Bağlayan Kaynaklarda Pn= 5,40 / ( 6,75 + * 0,85 * 1,00 ) * 8,50 * 1,00 =,0 t τ k =,0 / ( * 0,30 * (1 - * 0,30 ) = 0,30 < 1,1 Kolon Gövdesinin I Kesitinde Asal Gerilme Kontrolü T = 5,40 0,515 = 4,885 t τ = 4,885 / ( 18,9 ) * 0,85 = 0,47 < 0,83 Şekil 6.18 A Detayı (Bkz.Ek3) 98

111 t 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE 6.5 Temel Hesabı t1 h hk a4 h1 t' 70 a a t h lk a a3 I a1 B=400 I-I KESITI 100 a I Z S M H P A/ Şekil 6.19 Kolon ayağının teşkili e1 ez A=400 ed A/8 A ve B taban levhasının boyutları olmak üzere; A=400mm B=400mm seçilmiştir. e 1 =100mm e z =(A/)-e 1 =00-100=100mm e d =(3/8)A=150mm D=(1,65+7,6*0,100)/(0,100+0,150)=9.64 t. Z=(1,65-7,6*0,150)/(0,100+0,150)=.04 t. p=9640/((40/4)*40))=4 kg/cm < 55 kg/cm n=(bir tarafta kullanılacak olan M16 ankraj bulonu sayısı) n*(π*(0,86d) /4)*σ zem Z σ zem =σ çem =1,1 t/cm d=(1/0.86)* {(4/)*Z/(π*σ çem )}=1.5cm φ16 taban levhasının kalınlığının saptanması; t 1 =10mm olsun c 1 =( )/=100 mm M=p*c 1 /=4*11.5 / =1587 kgcm/cm t,45* (1587/1440)=.6cm t=30mm Guse levhası yüksekliğinin (h 1 ) saptanması; P=(S/4)+M/h P=(7,6/4)+(165/(*18))=6.5 t. (4dikişten birindeki max zorlanma) 99

112 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE h 1 (P/(a 1 *τ em ))+a 1 (6.5/(0.3*1,1))+*0.3=0 h 1 =30cm Guse levhasını profil başlığına bağlayan dikişlerde tahkik a 1 =3mm τ kem =P/(a 1 *(h 1 -*a 1 )=6.5/(0.3*(30-*0.3)=0.74 < 1.1 t/cm I-I kesitinde kontrol M D =9.64*((40-18)/-(40/8))=58 tcm M Z =,04*((40-18)/-10)=.04 tcm X g =(*30*18+40*3,0*1,5)/(*1,0*30+40*3,0)=7 cm I x =*1.0*30 3 /1+40*3.0 3 /1+*1,0*30*(18-7) +1,0*40*(7-1.5) =13060 cm 4 W x =I x /6=50 cm 3 σ bmax =58/50=0,1 t/cm < 1,44 t/cm Guse levhasını taban levhasına bağlıyan dikişlerde tahkik a =3mm Q=max(D;Z)=9.64 t. S x =B*t*(y-(t/))=40*3.0*(7-1,5)=660 cm 3 τ kayma =Q*S x /(I x **a )=9.64*660/(13060**0.3)=0,81<1,1 t/cm Kolon gövdesini taban levhasına bağlayan dikişlerde a 3 =3mm τ k =H/(*a 3 *(l '-*a 3 ) τ kem τ k =0.47/(*0.3*(1-*0.3)=0,07 1,1 t/cm Ayak korniyerinde tahkik;(beton gerilmesi kontrolü) Ayak korniyeri L l k =100mm F b =(b k -t')*l k σ b =H/F b =474/((10-5)*10)=9.48<40 kg/cm Kesit kontrolü M=0.474*(10-5)/=1.19 tcm W=l k *(b k -t ) /6=10*(10-5) /6=41.7 cm 3 σ=m/w=1.19/41.7=0.03 t/cm <1,44 t/cm Kamayı taban levhasına bağlayan kaynaklar a 4 =3mm I kaynak =*(10-*0.3)*0,3*(0.15+5)+*0.3*(10-*0.3) 3 /1)=71 cm 4 M=H*e=0.474*7.5=3,56 tcm W k =71/(10/)=14. cm 3 σ k =3.56/14.=0,5 > 0,75 t/cm F kgövde =*(b k -*a 4 )*a 4 =*(10-*0.3)*0,3=5.64 cm τ k =H/F kg =0.474/5.64=0,08 < 0,75 t/cm 100

113 6.ÇOK KATLI KİRİŞ-KOLON ÇERÇEVE TABLE : Active Degrees of Freedom UX UY UZ RX RY RZ Yes/No Yes/No Yes/No Yes/No Yes/No Yes/No Yes Yes Yes Yes Yes Yes Tablo 6.1 Sistem serbestlik derecesi TABLE : Material Properties 01 - General Material Type DesignType UnitMass Unit Wt E U Text Text Text Ton-s/m4 Ton/m3 Ton/m Unitless STEEL Isotropic Steel E Tablo 6. Malzeme özellikleri 1 TABLE: Material Properties 03 - Design Steel Material Fy Fu Text Ton/m Ton/m ST ST Tablo 6.3 Malzeme özellikleri Yapıya ait özellikler dikkate alınarak ve TS 498, TS648, TS3357 ye ek olarak TDY98, Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik kullanılarak, statik ve dinamik yükler etkisinde, yük analizi için gerekli olan değerler ilgili tablolardan okunmuştur. Yapının dışı duvarla çevrilidir. Duvar, iki yüzü alçıpan; döşeme, alçıpan+osb+kaplama olarak düşünülmüştür. SAP000 de modelleme yapılmış ve kesit tesirleri elde edilmiştir. Modellemede her kat döşeme düzlemi içinde diyafram gibi davranmaktadır. Döşeme ızgaraları kirişlere mafsallı bağlıdır. Kolon temel bağlantısı ankastredir. Her katın kütlesi hesaplandıktan ve yapının yapılacağı bölgeye, kullanım amacına ve zeminin sınıfına göre bazı parametreler belirlendikten sonra katlara gelen kesme kuvvetleri belirlenmiş ve etkitilmiştir. Daha sonra elde edilen kesit tesirleri kullanılarak detaylandırma yapılmıştır. Ayrıca aynı sistemin A-B aksları ile B-C aksları arasında ve -3 aksları arasında L50*5/10 profili ile dış cephede çaprazlar teşkil edildiğinde kiriş ve özellikle kolon kesitlerinde ciddi anlamda küçülme olduğu gözlenmiştir. Plan ve detaylar için Ek-3 e bakınız. 101

114 7.SONUÇLAR VE ÖNERİLER 7. SONUÇLAR VE ÖNERİLER Çeliğin vazgeçilmez bir malzeme haline geldiği Dünya da, ülkemizde de çeliğin kullanımı yaygınlaşmaktadır. Bunun nedeni ise, günden güne değişen, artan ihtiyaçlar ve bilinçlenen toplum çerçevesinde, yapılarda özellikle aranan depreme karşı performans, imalatta yüksek kalite ve uygulamada kontrol edilebilirlik, yapı ağırlığının az olması, düşük temel maliyeti, inşaat süresinin kısalması, mekanda tasarruf vb. gibi vasıflara uygunluğudur. Estetik, işlevsellik, kullanım ömrü gibi yapının rekabet gücünü artıran yönler açısından düşünüldüğünde çelik malzeme, yapı tasarımına ve programlamaya özellikle detaylandırma ve uygulama konusunda projelendirmeyi yaparken mühendise değişik seçenekler sunmaktadır. Beklentileri karşılayabilmek ve teknolojiyi yakalayabilmek için, kalifiye işçilerin ve bu konuda çalışan projecilerin az olması gibi caydırıcı sebeplere rağmen çelik kullanımını artırmaya, ufku açık bireyler yetişmenin de önünü açmaya yönelik çalışmalar arasında yer alması hedeflenmiştir. Bu tez kapsamında; çelik ve çelik yapı tasarımı ile ilgili mevcut bilgi düzeyini artırmanın yanında, çelik yapıların SAP000 programı ile analizi ve tasarımı hakkında ışık tutması amaçlanmıştır. Bu çalışmada üç farklı proje ile çelik yapı çözümüne örnekleme yapılmıştır. Üst yapı statik hesabın yapılmasında SAP000, yapı temel statik hesaplarında İdeCAD, çizimlerin hazırlanmasında AutoCAD programlarından yararlanılarak bilgisayar kullanımı en üst düzeyde tutulmaya çalışılmıştır. Böylece harcanan zaman kaybı azaltılmış, verimli ve etkin bir şekilde projenin sonuçlandırılması sağlanmıştır. Her yapı tipi için çeşitli tasarım şekilleri uygulanarak bazı sonuçlara varılmış ve öneriler özetlenmiştir. 4.Bölümde, 4m açıklıklı kafes kiriş-makas, 8m yüksekliğinde kolon, 5.0m de gezer vinçten oluşan, 30m uzunluğunda kafes kiriş-kolon sistem çözülmüştür. 10

115 7.SONUÇLAR VE ÖNERİLER Yapıya ait özellikler dikkate alınarak ve TS 498, TS648 ve TS3357 kullanılarak, statik yükler ve rüzgar etkisinde, yük analizi için gerekli olan değerler ilgili tablolardan okunmuştur. Makas ve kolon birlikte çerçeve olarak analiz edilmiştir. Tek başına makas çözülüp, mesnetlerden elde edilen reaksiyonların kolona yük olarak atandığı çözüm yöntemi ile yakın sonuçlar gözlenmiştir. SAP000 de modellemede uygulama aşamasında üst ve alt başlığın sürekliliği, dikme ve diyagonallerinse parçalı olduğu düşünülerek örgü çubuklarının başlıklara bağlantılarına mafsallı şartı atanmıştır. (Tablo 4.5) Tüm makas elemanları birbirine rijit bağlı düşünüldüğünde, bir başka deyişle örgü çubuklarının dönmesi engellenip moment çubuğu gibi çalıştırıldığında, normal kuvvete çalıştığı esasına göre boyutlandırılan çubukların moment aldığı ve bazı çubuklar için kesitlerin yetersiz olduğu gözlenmiştir. Tüm makas elemanları mafsallı bağlı düşünüldüğünde kesitler daha ekonomik çıkmaktadır. Ancak bu durum uygulamadaki birleşim şekline uygun değildir. Aşık hesabında gergisiz durumda gerilme tahkiki ve sehim kontrolu sağlanamamıştır, aşık çift gergili teşkil edilmiştir. Gergiler aşık kesitini küçültmektedir. Bu da yapının ağırlığı ve ekonomiklik konusunda olumlu bir etkendir. Aynı zamanda sehimi azalttığı için de güvenlidir. Uygun kesitin belirlenmesinde SAP000 in sunduğu bir yöntem de çeşitli kesitlerden oluşan bir liste hazırlayıp, bu listeden eleman kesitlerinin program tarafından atanmasıdır. Auto select, nihai kesit seçimi için kullanılabileceği gibi ön seçim amaçlı da kullanılabilecek bir özelliktir. Bu özellik ile çözümde elde edilen kesitlerin ve yeterliliklerinin mevcut sonuçlar ile uyumluluğu gözlenmiştir. 5.Bölümde, 7.40m yüksekliğinde kolon, 3.00m orta yükseklikli, 40m açıklıklı kırık çerçeveden oluşan, 30m uzunluğunda dolu gövdeli çerçeve sistem çözülmüştür. 103

116 7.SONUÇLAR VE ÖNERİLER Yapıya ait özellikler dikkate alınarak ve TS 498, TS648 ve TS3357 kullanılarak, statik yükler ve rüzgar etkisinde, yük analizi için gerekli olan değerler ilgili tablolardan okunmuştur. Kolonun temele bağlantısı mafsallı teşkil edilmiştir. Bu şartın SAP000 de kolon ucuna atanması için Tablo 5.3 teki düzenleme yapılmıştır. Şekil 5.1 deki moment diyagramı elde edilmiş ve kesit tesirleri ile köşe düğüm noktaları ve kolon temel bağlantı noktası birleşim detayları teşkil edilmiştir. Kolonun temele bağlantısı ankastre teşkil edildiğinde ise kesitlerin çalışma kapasitelerinin düştüğü görülmektedir. Temel bağlantısının ankastre olmasıyla üst çerçevede daha küçük kesit seçilebilmektedir. Bu da yapının ağırlığı ve ekonomiklik konusunda olumlu bir etkendir. 6.Bölümde, Bir doğrultuda 10m, diğer doğrultuda 5m açıklığı, 3.00m kat yüksekliği olan, dış cephesi iki yüzü alçıpan duvarla çevrili, döşemesi alçıpan+osb+kaplama malzemesinden oluşan, iki katlı kiriş kolon çerçeve sistem çözülmüştür. Yapıya ait özellikler dikkate alınarak ve TS 498, TS648, TS3357 ye ek olarak TDY98, Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik kullanılarak, statik ve (eşdeğer deprem yöntemine göre)dinamik yükler etkisinde, yük analizi için gerekli olan değerler ilgili tablolardan okunmuştur. SAP000 de modelleme yapılmış ve kesit tesirleri elde edilmiştir. Her kat döşeme düzlemi içinde diyafram gibi davranmaktadır, bu yüzden bir katı temsil eden düğüm noktalarına diyafram şartı atanmıştır. Döşeme kirişleri sadece düşey kuvvet aktaracak şekilde teşkil edilmiştir, bir başka deyişle döşeme ızgaraları kirişlere mafsallı bağlıdır. Döşeme kirişleri ile ana kirişlerin bağlantılarının mafsallı ve rijit olduğunda elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında rijit bağlıyken ortadaki kiriş ve kolonlarda çalışma kapasitelerinde artma olduğu gözlenmiştir. Sayısal bakımdan çok farklı olmasa da mafsallı detaylandırma ile orta ana kiriş ve kolon kesitleri daha küçük seçilebilir. Kolon temel bağlantısı ankastredir. 104

117 7.SONUÇLAR VE ÖNERİLER Dinamik analizler eşdeğer deprem yükü yöntemi ile hesaplanmıştır. Her katın kütlesi (G ve Q olarak) hesaplandıktan ve yapının yapılacağı bölgeye, kullanım amacına ve zeminin sınıfına göre bazı parametreler belirlendikten sonra (1.deprem bölgesi, konut, Z3 sınıfı zemin), katlara gelen kesme kuvvetleri belirlenmiş ve etkitilmiştir (6..4 Deprem Hesabı ve Şekil 6.8 EX ve EY yüklemesi). Daha sonra elde edilen kesit tesirleri kullanılarak detaylandırma yapılmıştır. Sistemin A-B aksları ile B-C aksları arasında ve -3 aksları arasında L50*5/10 profili ile dış cephede çaprazlar teşkil edildiğinde kiriş ve özellikle kolon kesitlerinde ciddi anlamda küçülme olduğu gözlenmiştir. Sistem çaprazlı düzenlendiğinde kesitler azalmakta, yapı hafiflemekte ve gerek rüzgar gerekse dinamik etkilere karşı daha rijit olmaktadır. Yapıların projelendirilmesinde kullanılan programların doğruluğu önemlidir. Ancak, aynı zamanda kullanıcı, programın temel varsayımlarını açıkça anlamalı ve programın oluşturduğu sonuçları kendisi bağımsız olarak kontrol edebilmelidir. 105

118 KAYNAKLAR ÇELEBİ, T., Sanayi Yapı Projeleri, Üçer Matbaacılık, İstanbul, DEREN, H., UZGİDER, E., PİROĞLU, F., Çelik Yapılar, Çağlayan Kitabevi, İstanbul, 00. İDEYAPI Bilgisayar Destekli Tasarım Müh. Dan. Taah. Ltd.Şti., Bursa ODABAŞI, Y., Ahşap ve Çelik Yapı Elemanları, Beta Basım Yayım Dağıtım A.Ş.,000. ÖZMEN, G., ORAKDÖĞEN, E., DARILMAZ, K., SAP000 Uygulamaları, İstanbul, 003. ÖZTÜRK, Z., Çelik Yapılar, Birsen Yayınevi, İstanbul, 00. TDY98, Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, The Apache Software Foundation AutoCAD Autodesk, Inc. TS3357, Çelik Yapılarda Kaynaklı Birleşimlerin Hesap ve Yapım Kuralları, TS498, Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yükler, 1987 TS648, Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları, 198. Türkiye Mühendislik Haberleri Dergisi ULUĞ, T. N., Çelik Yapılar, Teknik Kitaplar Yayınevi, İstanbul, WILSON,E.L., SAP000 Integrated Finite Element Analysis and Design of Structures, Computers and Structures, Inc., YARDIMCI, N., Çelik Yapılar 1 Ders Notları, İstanbul, 001. YORGUN, C., Çelik Yapılar Ders Notları, İstanbul,

119 ÖZGEÇMİŞ 1980 yılında Kahramanmaraş ta doğdu. İlköğrenimini Kahramanmaraş ta tamamladı. Daha sonra orta öğrenimine Kahramanmaraş Çukurova Elektrik Anadolu Lisesinde devam etti. Lise öğreniminin ilk iki yılını Adana Fen Lisesinde, son yılını da Kahramanmaraş Lisesinde tamamladı yılında İstanbul Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümünde lisans programına başladı. 00 yılında bu bölümden mezun oldu. 00 güz döneminde Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalında yüksek lisans öğrenimine başladı. Aynı dönemde Adana da bir inşaat firmasında çalışmaya başladı. Temmuz 005 te buradan ayrılıp Kahramanmaraş ta bir inşaat firmasında işe başladı. Halen Kahramanmaraş ta çalışmaktadır. 107

120

121

122