COMPARATIVE STUDY OF COMMERCIAL STRUCTURAL ANALYSIS PROGRAMS IN VIEW OF SEISMIC ASSESSMENT PROCEDURES IN TURKISH EARTHQUAKE CODE 2007 TİCARİ PROĞRAMLARIN TDY DEPREM PERFORMANSI DEĞERLENDİRMESİ UYGULAMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI SUAT YILDIRIM İnşaat Yük. Müh. Supervisor: Prof. Dr. Uğurhan Akyüz Co-Advisor:Prof. Dr. Ahmet Yakut JANUARY 2011
GİRİŞ Yeni Türk Deprem Yönetmeliğine mevcut binaların deprem performansının değerlendirilmesi amacı ile yeni bir bölüm eklendi. 2007 TDY de bu amaçla doğrusal elastik ve doğrusal elastik olmayan olmak üzere iki yöntem verilmiştir. Yeni bir konu olması, işlemlerin uzun ve hesaplamalar, modellemeler gerektirmesi ve İnşaat Mühendisliğinin bu dalında da diğer dallarda olduğu gibi yasal bir uzmanlaşma oluşmaması gibi sebeplerden mühendislerimiz hazır paket programlar kullanmayı tercih etmektedirler. Burada ana sorumuz gelmektedir. Paket proğramları nasıl kullanmalı ve onlara ne kadar güvenmeliyiz?
Türkiye de yaygın alarak kullanılan üç paket program Proğram A, Proğram B ve Proğram C de ortak olan yöntem, doğrusal elastik yapı performansı analizidir. Bu çalışmanın amacı bu üç proğramın performans analiz sonuçlarını birbirleri ile ve el ile yapılan hesaplar ile karşılaştırmaktı. Yine bu çalışmada maksat, A proğramı iyidir B proğramı kötüdür sonucuna ulaşmak değildir. Mühendisin proğramları kullanırken sorgulayıcı bir gözle yaklaşması, sonuçları mutlaka mantık, bilgi ve tecrübe süzgecinden geçirerek kullanması gerekliliğini ifade etmektir. Bu amaçla değişik malzeme, plan ve yapı özelliklerinde 4 adet yapı üzerinde Elastik Performans Analizi Yöntemi ile çalışılmıştır.
Elastik Yapı Performans Analizi Yöntemi İşlem Şeması MODELLEME EĞİLME DAVRANIŞI GÖSTEREN ELEMANLARA ÇATLAMIŞ KESİT RİJİTLİKLERİ ATAMA YAPI AĞIRLIK VE DEPREM YÜKLERİNİN HESAPLANMASI ANALİZ. DÜŞEY YÜK ANALİZİ(G+nQ). DEPREM ANALİZİ ELEMAN KESİT KAPASİTELERİNİN HESAPLANMASI KUVVETLİ KOLON-KONTROLÜ ELEMANLARIN SÜNEKLİK KONTROLÜ Ve < Vr ELEMANLARIN PERFORMANS KONTROLÜ YAPININ PERFORMANS KONTROLÜ
Çalışılan Örnek Yapıların Genel Özellikleri Kat Sayısı Beton Malzeme Çelik Malzeme Deprem Bölgesi Yapısal Sistem Dizayn Kodu Rijit Kat Sayısı Bina A 2 C20 S420 1 Frame TEC 2007 0 Bina B 6 C30 S420 1 Frame TEC 2007 0 Bina C 6 C25 S420 1 Frame + shear wall TEC 2007 1 Bina D 4 C16 S220 1 Frame ABYYHY 1975 1 Bu çalışmada kullanılan proğramlar: Analiz için Sap2000 ver 14, kapasite hesaplamaları için Response 2000, performans analizi, ara hesaplamalar ve tablolamalar için Excel.
ÇALIŞMA I: BİNA A K103 S105 T (sn) Total Mass Proğram A X 0.245 17.43 Y 0.243 17.43 Proğram B X 0.247 19.17 Y 0.242 19.17 Proğram C X 0.29 17.98 Y 0.28 17.98 Sap 2000 X 0.241 17.11 Y 0.239 17.11 Storey height : 3.1 m. Concrete : C20 Steel : S420 Bina A: Düzensizlikler sebebiyle oluşacak farklılıkları elimine etmek amacıyla mümkün olduğunca basit bir yapı alındı. Proğram B nin yüksek kütle hesaplamasının sebebi olarak döşeme ölçülerini akstan aksa alması görülmektedir.
TDY 2007 gereği Yapı Performans Analizinde Kullanılan faktörler: R=1 Spectrum: 50 yılda olma olasılığı % 10 olan deprem. S (T) 4 2% in 50 years DESIGN ACCELERATION SPECTRUM 3 2 10% in 50 years 1 50% in 50 years 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 T (sec)
Deprem Yükü Hesaplama faktörleri λ = 1: 2 storey building W = 170 t Ao= 0.4 I = 1 S(T) = 2.5 : From Response Spectrum R(T) = 1 Eşdeğer Deprem Yükü Hesabı: Vtx=Vty=λ * W *Ao * I * S(T) / R(T) Vtx= Vty= 1*170*0.40*1*2.5/1=170 t # of Storey Wi (t) Hi (m) WiHi wihi/σwihi Vxi (t) Vyi (t) 1 85 3.1 263.5 0.333 56.667 56.667 2 85 6.2 527 0.667 113.333 113.33 ΣwiHi = 790.5
Çekme dayanımı (f ctk ) ve Elastik modulus (E c ) TS-500 de verilen yöntemle hesaplanır. f ctk = 0.35 fck f ctk = 0.35 = 1.56 MPa E c = 3250 f + 14000 ck E c = 3250 + 14000 28534 MPa Elemanların çatlamış kesit rijitlikleri TDY 2007 bölüm 7.4.13 de verilmiştir. (EI)c =0.40(EI)0 Nd / (Ac fcm) 0.10 (EI)c =0.40(EI)0 : kiriş : kolon Nd / (Ac fcm) 0.40 (EI)c =0.80(EI)0
Bina A kolonları için hesaplanan rijitlik azaltma katsayıları. Nd (kn) b h Ac fcm (KN/m2) Nd/Acfcm EI reduction. S1 136 0.4 0.4 0.16 20000 0.0425 0.400 S2 209 0.4 0.4 0.16 20000 0.0653 0.400 S3 90 0.4 0.4 0.16 20000 0.0281 0.400 S4 238 0.4 0.4 0.16 20000 0.0744 0.400 S5 346 0.4 0.4 0.16 20000 0.1081 0.411 S6 176 0.4 0.4 0.16 20000 0.0550 0.400 S7 162 0.4 0.4 0.16 20000 0.0506 0.400 S8 242 0.4 0.4 0.16 20000 0.0756 0.400 S9 112 0.4 0.4 0.16 20000 0.0350 0.400
ÖRNEK KOLON VE KİRİŞ İÇİN DEĞERLENDİRME BİNA A Kiriş K103, +X Yön Deprem Analiz Sonuçları Ast Asb Moment Artık Moment Kap. +X I (cm2) (cm2) Etki (t.m) (t.m) Ve (t) Vr (t) r Proğram A K103 5.4 3.39 I 24.80 9.20 2.36 31.32 2.69 Proğram B K103 5.4 3.39 I 24.53 8.72 2.8 24.7 2.81 Proğram C K103 5.4 3.39 I 25.78 8.81 3.29 21.39 2.93 THIS STUDY K103 5.4 3.39 I 24.81 9.96 1.71 31.22 2.49 +X J Proğram A K103 5.4 3.39 J 18.99 5.80 9.98 31.32 3.27 Proğram B K103 5.4 3.39 J 19.95 4.69 9 24.7 4.25 Proğram C K103 5.4 3.39 J 20.79 0.46 8.27 21.39 45.20 THIS STUDY K103 5.4 3.39 J 18.87 5.16 9.26 31.22 3.66 Proğram C nin hesapladığı düşük artık kapasite kiriş ve kolonlarda yüksek r(etki/kapasite) yol açmaktadır. 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 Me (tm) Mk(tm) Ve(t) Proğram A Proğram B Proğram C THIS STUDY 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 Vr (t) r (Me/Mk) Proğram A Proğram B Proğram C THIS STUDY
Kolon S105 Analiz Sonuçları +X I Moment Etki (t-m) Artık Moment Kap.(t-m) Ve (t) Vr (t) Proğram A S105 34.20 18.43 11.03 28.04 1.86 Proğram B S105 32.3 16.5 10.25 36.03 1.96 Proğram C S105 37.29 10.41 7.59 25.11 3.58 THIS STUDY S105 33.5 18.96 9.76 29.59 1.77 r 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 Me (tm) Mk (tm) Ve(t) Proğram A Proğram B Proğram C THIS STUDY 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 Vr (t) r (Me/Mk) Proğram A Proğram B Proğram C THIS STUDY
YAPI PERFORMANS DEĞERLENDİRME +X DEPREM BİNA A Kolon Doğrusal değerlendirme: 1. Kat (+X ) Kiriş Doğrusal Değerlendirme: 1. Kat (+X ) +X Direction Proğram A Proğram B Proğram C This Study +X Direction Proğram A Proğram B Proğra m C This Study MEMBERS SATISFYING LIFE SAFETY PERFORMANCE LEVEL (r/r limit <1) MEMBERS NOT SATISFYING LIFE SAFETY PERFORMANCE LEVEL (r/r limit >1) Number of Columns Column Percentage Shear Force Percentage Number of Columns Column Percentage Shear Force Percentage 9 9 9 9 100% 100% 100% 100% 100% 100 % 100 % 100 % 0 0 0 0 0 % 0 % 0 % 0 % 0 % 0 % 0 % 0 % MEMBERS SATISFYING LIFE SAFETY PERFORMANCE LEVEL (r/r limit <1) MEMBERS NOT SATISFYING LIFE SAFETY PERFORMANCE LEVEL (r/r limit >1) Number of Beams Beam Percentage Number of Beams Beam Percentage 12 12 0 12 100% 100% 0 % 100% 0 0 12 0 0 % 0 % 100 % 0 % BUILDING A + X + Y Proğram A OK OK Proğram B OK OK Proğram C NO NO This Study OK OK
Bina B Normal Kat Planı
Bina B Proğramlar ve bu çalışma tarafından hesaplanan değerler T (sn) Total Weight (t) Base Shear Proğram B X 0.8 2473.30 208.13 Y 0.67 231.88 Proğram A X 0.69 2226.77 234.15 Y 0.5 252.57 Proğram C X 0.64 2121.71 204.02 Y 0.52 219.67 This Study X 0.84 2318.98 203.17 Y 0.59 238.82
Bina B Örnek Elemanlar Karşılaştırma MEMBER Proğram A (1) Proğram B (2) Proğram C (3) THIS STUDY (4) (1)/(4) (2)/(4) (3)/(4) + X Moment Demand ( tm ) S221 24,1 27.9 17.1 23.4 1.0 1.2 0.7 + X Moment Capacity ( tm ) S221 10.9 4.4 2.4 6.8 1.5 0.6 0.4 + X Ve value (t) S221 2.7 2.3 1.5 3.6 0.7 0.7 0.4 + X Vr value (t) S221 23.1 44.0 28.8 17.3 1.33 2.5 1.7 + X ( r ) S221 2.2 6.4 7.1 3.4 0.7 1.9 2.1 + Y Moment Demand ( tm ) S202 168.1 65.5 273.7 268.0 0.63 0.2 1.0 + Y Moment Capacity ( tm ) S202 179.6 44.5 147.0 91.1 1.9 0.5 1.6 + Y Ve value (t) S202 36.5 77.1 13.4 19.9 1.9 3.9 0.7 + Y Vr value (t) S202 97.2 44.5 108.1 61.2 1.6 0.7 1.8 + Y ( r ) S202 0.94 1.5 1.9 2.9 0.4 0.5 0.6 Kolan S202 ve benzer kolonlar Proğram B tarafından gevrek eleman olarak tanımlanmaktadır. Bu doğru değildir. Kolonlarda hesaplanan farklı eksenel yük oranları farklı Vr değerlerine yol açmaktadır. + Y Moment Demand ( tm ) K244 48.9 88.8 33.8 38.4 1.3 2.3 0.9 + Y Moment Capacity ( tm ) K244 9.8 12.5 10.2 10.9 0.9 1.1 0.9 + Y Ve value (t) K244 18.9 14.3 8.7 16.9 1.1 0.8 0.5 + Y Vr value (t) K244 30.1 35.3 43.5 41.5 0.7 0.9 1.0 + Y ( r ) K244 4.9 7.1 3.3 3.5 1.4 2.0 0.9 + X Moment Demand ( tm ) K427 24.3 24.5 13.3 22.2 1.1 1.1 0.6 + X Moment Capacity ( tm ) K427 10.3 3.6 14.1 17.0 0.6 0.4 0.8 + X Ve value (t) K427 18.9 13.5 12.8 5.1 3.7 2.6 2.5 + X Vr value (t) K427 44.1 39.3 49.1 51.8 0.9 0.8 0.9 + X ( r ) K427 2.4 6.7 0.9 1.3 1.8 5.1 0.7
Summary of Assessment for + X of Building B + X Proğram A Proğram B Proğram C V Not Satisfying (t) V Total (t) % of Member Not Satisfying LS level V Not Satisfying (t) V Total (t) % of Member Not Satisfying LS level V Not Satisfying (t) V Storey (t) # of Member Not Satisfying LS level Member Type Storey 6 Beams 2 (%9.09) Columns 251.30 378.38 5 Beams Columns 477.27 651.67 4 Beams 1 (%4.55) Columns 676.47 860.65 3 Beams 18.688 Columns 849.15 1 (%3.57) 1005.33 (%1.86) 2 Beams Columns 995.06 1 (%3.57) 16.666 1087.98 (%1.53) 3.6% 1 Beams Columns 1096.42 1190.59 3.6% 3.6%
Summary of Assessment for + Y of Building B Storey Member Type # of Member Not Satisfying LS level + Y Proğram A Proğram B Proğram C V Storey (t) V(t) Not Satisfying % of Member Not Satisfying LS level V Total (t) V Not Satisfying (t) % of Member Not Satisfying LS level 6 Beams 1 (%5.56) Columns 339.16 436.783 5 Beams 2 (%11.1) Columns 631.27 752.245 4 Beams 2 (%11.1) Columns 893.09 3 (%10.7) 993.48 3 Beams 2 (%11.1) Columns 1116.03 3 (%10.7) 1160.49 2 Beams 2 (%11.1) Columns 1299.16 5 (%17.9) 1255.9 1 Beams 2 (%10) 118.459 (%11.9) 133.442 (%11.5) 3.6% 243.116 (%19.4) 7.1% Columns 1400.52 5 (%17.9) 1358.51 279.62 (%20.6) 10.7% BUILDING B + X - X + Y - Y Proğram A OK OK OK OK Proğram B OK OK NO OK Proğram C NO NO NO NO
ÇALIŞMA III: BİNA C K210 K215 S206 Total T (sn) Weight (t) Base Shear Proğram B X 0.52 1704.98 164.35 Y 0.613 142.15 Proğram A X 0.506 1967.11 158.95 Y 0.631 132.24 Proğram C X 0.525 2403.45 161.65 Y 0.622 207.42 This Study X 0.504 1927.97 159.12 Y 0.629 133.71 K208 Storey heights for 1,2,3,4,5,6. storey: 3m, 5.6m, 3.2m,3.2m, 4.0m, 4.0m Concrete Steel : C25 : S420
Bina C Örnek elemanlar karşılaştırma Member Proğram A (1) Proğram B Proğram C (2) (3) THIS STUDY (4) (1)/(4) (2)/(4) (3)/(4) + Y Moment Demand (tm) S206 34.4 149.0 121.5 38.9 0.9 3.8 3.1 + Y Moment Capacity (tm ) S206 133.1 101.0 61.8 90.3 1.5 1.1 0.7 + Y Ve value (t) S206 9.1 3.9 6.6 23.5 0.4 0.2 0.3 + Y Vr value (t) S206 71.5 87.6 80.8 97.0 0.74 0.9 0.8 + Y ( r ) S206 0.3 1.5 2.0 0.4 0.8 3.4 4.6 + Y Moment Demand ( tm ) K210 16.5 48.3 282.6 37.0 0.45 1.3 7.6 + Y Moment Capacity ( tm ) K210 6.2 9.9 6.2 9.3 0.67 1.1 0.7 + Y Ve value (t) K210 4.3 10.6 3.3 8.9 0.48 1.2 0.4 + Y Vr value (t) K210 54.2 47.9 37.0 63.4 0.9 0.8 0.6 + Y ( r ) K210 2.7 4.9 45.7 4.0 0.7 1.2 11.5 + X Moment Demand ( tm ) K208 55.9 78.1 237.4 107.7 0.6 0.7 2.2 + X Moment Capacity ( tm ) K208 35.1 29.3 22.2 17.7 2.0 1.7 1.3 + X Ve value (t) K208 37.8 20.0 20.7 25.5 0.78 0.81 1.5 + X Vr value (t) K208 127.3 112.6 87.1 149.0 0.9 0.8 0.6 + X ( r ) K208 1.6 2.7 10.7 6.1 0.3 0.4 1.8 + Y Moment Demand ( tm ) K215 9.78 36.5 69.4 25.5 0.4 1.4 2.7 + Y Moment Capacity ( tm ) K215 8.75 14.2 6.1 13.9 0.63 1.0 0.4 + Y Ve value (t) K215 9.85 13.7 7.4 14.7 0.67 0.9 0.5 + Y Vr value (t) K215 54.2 51.0 41.5 68.0 0.8 0.8 0.6 + Y ( r ) K215 1.1 2.6 11.4 1.8 0.61 1.4 6.2 Proğram C, K208 ve K215 gibi ortogonal olmayan kirişlerde yüksek etki momenti ve bunun sonucunda yüksek r değeri hesaplıyor. K210 iki perde arasına yerleşmiş bir kiriştir. Bu elemanda proğramlar arasındaki farklılığın daha belirgin olduğu görüldü. Bunun sebebi perdeye bağlantı modelinin farklılığıdır. K210 da Proğram C yüksek r değeri hesaplıyor.
Summary of Assessments for +X direction of building C + X Proğram A Proğram B Proğram C V Not Satisfying V Total (t) % of Member Not Satisfying LS level V Not Satisfying V Total (t) % of Member Not Satisfying LS level V Not Satisfying V Storey (t) # of Member Not Satisfying LS level Member Type Storey 6 Beams Columns 295.13 251.43 5 Beams Columns 500.39 498.78 4 Beams Columns 649.25 668.14 3 Beams 22.20% Columns 763.3 782.788 2 Beams 11.10% Columns 855.4 873.035 1 Beams Columns 1762.76 10.71% 1275.9 44.33%
Summary of Assessments for + Y direction of Building C + Y Proğram A Proğram B Proğram C V Not Satisfying V Total (t) % of Member Not Satisfying LS level V Not Satisfying (t) V Total (t) % of Member Not Satisfying LS level V Not Satisfying ( t ) V Storey (t) # of Member Not Satisfying LS level Member Type Storey 6 Beams 33.30% Columns 278.78 251.43 5 Beams 55.50% Columns 469.23 498.78 4 Beams 88.80% Columns 593.64 6.25% 668.14 28.16% 0.50% 3 Beams 88.90% Columns 689.43 6.25% 782.471 32.17% 0.60% 2 Beams 88.90% Columns 766.44 12.50% 873.039 26.12% 1 Beams 11.10% Columns 1297.54 7.14% 1209.22 29.50% BUILDING C + X - X + Y - Y Proğram A OK OK OK OK Proğram B NO NO NO NO Proğram C NO NO NO NO
ÇALIŞMA IV: BİNA D K224 S210 T (sn) Total Weight (t) Base Shear (t) Proğram B X 0.421 1175.34 129.48 Y 0.361 129.48 Proğram A X 0.412 1128.15 124.67 Y 0.329 106.5 Proğram C X 0.389 1149 171.89 Y 0.329 153.81 This Study X 0.411 1124.23 125.1 Y 0.326 106.1 K215 Storey height: 3.1 m Concrete : C16 Steel : S220 Storey plan views
Bina D Örnek Elemanlar Karşılaştırma MEMBER Proğram A (1) Proğram B (2) Proğram C (3) THIS STUDY (4) (1)/(4) (2)/(4) (3)/(4) + Y Moment Demand ( tm ) K224 75.7 98.1 68.3 89.6 0.84 1.09 0.76 + Y Moment Capacity ( tm ) K224 1.4 2.3 0.1 6.9 0.2 0.4 0.0 + Y Ve value (t) K224 10.6 11.9 10.7 18.8 0.6 0.6 0.6 + Y Vr value (t) K224 35.8 27.9 37.0 47.6 1.5 1.4 1.8 + Y ( r ) K224 54.0 42.5 1025.7 13.0 39.9 28.8 694.4 + Y Moment Demand ( tm ) K215 94.8 118.1 93.5 95.4 0.99 1.24 0.98 + Y Moment Capacity ( tm ) K215 10.99 12.7 9.3 14.0 0.8 0.91 0.66 + Y Ve value (t) K215 1.1 2.1 9.6 5.7 0.2 0.37 1.7 + Y Vr value (t) K215 24.7 9.7 40.4 56.6 0.44 0.2 0.7 Proğram C K224 ve K215 kirişlerinde çok düşük artık kapasite sebebiyle çok yüksek r değeri hesaplıyor.. Proğram B yine iki noktadan tanımlı S210 kolonunu gevrek olarak tanımlıyor. + Y ( r ) K215 8.62 9.3 10.0 6.8 1.3 1.4 1.5 + Y Moment Demand ( tm ) S210 255.7 64.5 631.5 160.6 1.6 0.40 3.93 + Y Moment Capacity ( tm ) S210 115.0 45.8 110.8 94.4 1.2 0.5 1.1 + Y Ve value (t) S210 20.4 64.5 8.5 35.2 0.58 1.83 0.24 + Y Vr value (t) S210 112.9 45.8 92.1 143.7 0.8 0.3 0.6 + Y ( r ) S210 1.9 2.7 10.7 0.3 6.4 9.3 37.2
Summary of Assesments for + X directions of Building D + X Proğram A Proğram B Proğram C V Not Satisfying V Total (t) % of Member Not Satisfying LS level V Not Satisfying (t) V Total (t) % of Member Not Satisfying LS level V Not Satisfying (t) V Storey (t) # of Member Not Satisfying LS level Member Type Storey 4 Beams 2 (15%) 5(38%) 10(76.9%) Columns 1 (5%) 520.88 20.5(4%) 4(21%) 428.62 82(19%) 100% 3 Beams 6 (46%) 11(85%) 12(92.3%) Columns 800.81 5(26%) 950.712 255(27%) 100% 2 Beams 97(54%) 11(85%) 7(53.9%) Columns 984.15 3(15.8%) 1155.161 525(45%) 75.50% 1 Beams 1 (14%) 4 (%25) 1 (25%) Columns 1288.03 5.37(0%) 4(93.7%) 2329.788 2183.88 1.00%
Summary of Assesments for + Y directions of Building D + Y Proğram A Proğram B Proğram C V Not Satisfying V Total (t) % of Member Not Satisfying LS level V Not Satisfying (t) V Total (t) % of Member Not Satisfying LS level V Not Satisfying (t) V Storey (t) # of Member Not Satisfying LS level Member Type Storey 4 Beams 2 (13%) 8 (50%) 12(75%) Columns 439.03 1 (5.3%) 530.79 77(14.5%) 100% 3 Beams 6 (38%) 12(75%) 14(88%) Columns 750.14 2 (10.5%) 1000.785 180(18%) 100% 2 Beams 7(44%) 13(81%) 14(88%) Columns 901.81 1 (5.3%) 1218.413 120(9.8%) 95.80% 1 Beams 1 (11%) 5 (60%) 3(50%) Columns 1410.43 5 (13.9%) 2364.037 2026(86%) 0.20% BUILDING D + X - X + Y - Y Proğram A NO NO NO NO Proğram B NO NO NO NO Proğram C NO NO NO NO
Modelleme Farklılıkları -Perdeye Gömülü Kolon- Proğramların perde-çerçeve elemanı bağlantı modelleleri: Proğram A perde içinde kalan kolonu kendi ağırlık merkezinde ve perde ile her SE noktasında bağlı parçalara bölüyor ve her düğüm noktasında rijit elemanlarla bağlantı yapıyor. Proğram C kolonu kendi ağırlık merkezinde ama sadece en üst noktadan rijit link ile bağlıyor. Proğram B kolonu perde ekseninde ve her bir SE noktasından bağlıyor. Hangisi daha doğru?
Analiz Farklılıkları -Perde kesme diyagramı- Programlar ve bu çalışma tarafından hesaplanmış rijit diyafram kabulu yapılmış ve yapılmamış perde kesme diyagramları.
BINA A KOLON SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 S101 S102 S103 S104 S105 S106 S107 S108 S109 Figure A_1 Demand Moments of Columns +X direction PROGRAM A PROGRAM B PROGRAM C SUAT 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 PROGRAM A PROGRAM B PROGRAM C SUAT 0,00 S101 S102 S103 S104 S105 S106 S107 S108 S109 Figure A_2 Residual Capacity Moments of Columns +X direction
12,00 BINA A KOLON SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA 10,00 8,00 6,00 4,00 PROGRAM A PROGRAM B PROGRAM C SUAT 2,00 0,00 0 2 4 6 8 10 Figure A_3 Ve of Columns +X direction 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 PROGRAM A PROGRAM B PROGRAM C SUAT 5,00 0,00 0 2 4 6 8 10 Figure A_4 Vr of Columns +X direction
BINA A KOLON SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 S101 S102 S103 S104 S105 S106 S107 S108 S109 Figure A_5 ( r ) of Columns +X direction PROGRAM A PROGRAM B PROGRAM C SUAT 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 S101 S102 S103 S104 S105 S106 S107 S108 S109 Figure A_10 ( r ) of Columns +Y direction PROGRAM A PROGRAM B PROGRAM C SUAT
BINA A KİRİŞ SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 PROGRAM A PROGRAM B PROGRAM C SUAT 10,00 5,00 0,00 K101 K102 K103 K104 K105 K106 K107 K108 K109 K110 K111 K112 Figure A_11 Demand Moments of Beams +X direction
BINA A KİRİŞ SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 PROGRAM A PROGRAM B PROGRAM C SUAT 2,00 0,00 K101 K102 K103 K104 K105 K106 K107 K108 K109 K110 K111 K112 Figure A_13 Residual Moment Capacity of Beams +X direction
BINA A KİRİŞ SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 PROGRAM A PROGRAM B PROGRAM C SUAT 1,00 0,00 K101 K102 K103 K104 K105 K106 K107 K108 K109 K110 K111 K112 Figure A_15 Ve of Beams +X direction
BINA A KİRİŞ SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 PROGRAM A PROGRAM B PROGRAM C SUAT 5,00 0,00 K101 K102 K103 K104 K105 K106 K107 K108 K109 K110 K111 K112 Figure A_17 Vr of Beams +X direction
BINA A KİRİŞ SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA 50,00 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 K101 K102 K103 K104 K105 K106 K107 K108 K109 K110 K111 K112 PROGRAM A PROGRAM B PROGRAM C SUAT Figure A_19 r of Beams +X direction
BINA B KİRİŞ SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 PROGRAM A PROGRAM B PROGRAM C 1,00 0,50 0,00 K202 K203 K204 K205 K206 K207 K209 K210 K211 K212 K213 K214 K215 K216 K218 K219 K220 K222 K223 K224 K226 K227 Figure B_15 r of Beams +X direction Bir saplama kirişi olan K211 i ucunda Program B ve C nin burulma rijitliği hesaplamadığından r ler 0 hesaplanıyor.
BINA B KOLON SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 PROGRAM A 8,00 PROGRAM B 6,00 PROGRAM C 4,00 2,00 0,00 S201 S202 S203 S204 S205 S206 S207 S208 S209 S210 S211 S212 S213 S214 S215 S216 S217 S218 S219 S220 S221 S222 S223 S224 S225 S226 S227 S228 Figure B_5 r of Columns +Y direction Döşemeye bağlı olmayan S221 ve S222 kolonu Y yönünde, proğramların elemanları rijit diyaframa bağlama yöndemlerindeki Farklılıklar sebebiyle oluşan belirgin farklılık. Kolonlar döşemeye bağlı olmadığı halde Proğram C rijit diyaframa bağlıyor.
SONUÇLAR Her üç programda farklı moment etki değerleri hesaplıyor. Bunun sebeplerinden birisi her proğramın kendi modelleme tekniğini kullanmasıdır. Proğram C kısa ve Rijit kirişlerde yüksek etki momenti hesaplıyor. Proğram C özellikle kirişlerin bir ucunda yüksek etki momenti ve düşük artık moment kapasitesi Hesaplıyor. Bu değerlere bağlı olarak da yüksek r (etki kapasite oranı) hesaplıyor. Proğramlar tarafından hesaplanan Ve (kesme etkisi) Vr (kesme kapasitesi) dikkat çekecek Şekilde farklılaşmaktadır. Bu noktada TDY 2007 bazı proğramlar tarafından tam anlaşılamamış veya takip edilmemiş olduğu anlaşılmaktadır. Yapı modeli karmaşıklaştıkca proğramların hesapladıkları değerlerin farkları artmaktadır. Bu Farklılaşma özellikle ortogonal olmayan kolon ve kirişlerde ve döşemelere bağlanmayan kolonlarda Modelleme farklılıkları sebebiyle artmaktadır.
SONUÇLAR Proğram B tüm yapıdaki kirişler için bir çatlamış kesit rijitlik azaltma katsayısı ve kolonlar içinde yine ayrı ama tek bir katsayı kullanmaktadır ve bu katsayı kullanıcıdan istenmektedir. Ancak TDY 2007 ye göre kolonlarda çatlamış kesit rijitlik azaltma katsayısı eksenel yüke bağlı olarak her bir kolon için ayrı ayrı hesaplanmak zorundadır. Diğer proğramlar ve bu çalışmanın aksine Proğram B iki noktadan tanımlanan kolonları gevrek eleman olarak sınıflamaktadır. Kirişlerin Vr değeri, kolonların Ve, Vr, ve Mr hesaplama yöntemleri yönetmelikte daha açık ifade edilmelidir.
SONUÇLAR Proğramların Yapı performansı değerlendirme raporları geliştirilmeli ve kullanıcıya yapı hakkında daha fazla bilgi vermelidir. Proğramların analiz sonuçları da oldukça farklılaşmaktadır. Döşemelerde Rijit diyafram kabulu yapılan yapılarda eğer rijit bodrum perdeli kat var ise, kesme perde elemanlarının kesme diyagramlarında umulmayan ve doğru olmayan etkiler oluşmaktadır. Proğramlar bu tip yapılar için rigid diyafram kabulu yapmadan analiz opsiyonunu dahil etmelidir.
ÖNERİLER Proğramlar, kullanıcıların girdileri ile yapı modellerini analitik modellere dönüştürerek analiz yaparlar. Kullanıcı her yapı tipi ve her modeli her proğramın doğru analiz yapabileceğini düşünmemelidir. Basit Yöntemlerle bazı kritik değerleri manuel yöntemlerle ve tecrübesi ile kontrol etmeli. (Yapı ağırlığı, yapı titreşim periyodu, kütle ve rijitlik merkezleri gibi vb) Analiz sonrasında mutlaka çerçevelerin moment, eksenel yük, kesme ve burulma diyagramları irdelenmeli, yapı davranışının doğruluğu teyit edilmeli. Mümkünse birden fazla proğram kullanarak karşılaştırma yapılabilmeli.
ÖNERİLER Kullanıcı, kullandığı proğramların yeteneklerini iyi öğrenmelidir. Kullanıcının modellediği yapılarda gerekirse analiz ve çizim için ayrı modeller kullanması önerilir. Yapı davranışı ve analizini etkilemeyecek yada önemli bir fark yaratmayacak sadece çizim için önemli olan bir takım detayların analiz modelinde girilmemesi önerilir. Tüm irdelemeler sonucunda analizden emin olduktan sonra alınan plan ve detay çizimleri mutlaka incelenmeli ve gerekli müdahaleler yapılmalıdır. Programlar kullanım ve sonuçları için sorumluluk kabul etmediklerini sözleşmelerinde belirtirler. Sorumluluk tamamiyle kullanıcıya aittir. Bu durumda mühendisler dışında proğram kullanımı ile kırık ve kopya proğram kullanımı da ayrı bir sorun olarak önümüze çıkmaktadır. Odalalarımız ve Yapı denetim firmaları yapıda kullanılan bir torba kirecin TSE sini aradıkları gibi, yapının tamamının güvenliğini teslim ettiğimiz Proğram kullanıcılarından lisans belgelerini de istemelidirler. Mühendislik tecrübesi proğramlardan alınamaz, proğramlar Mühendislik tecrübesi ile kontrol edilip kullanılabilir.
Soru, Görüş ve Öneriler Teşekkürler