İTÜ İNŞAAT FAKÜLTESİ YAPI ANABİLİM DALI YAPI STATİĞİ ÇALIŞMA GRUBU 2007-2008 BAHAR YARIYILI BİTİRME PROJESİ 1
PROJE KONUSU 8 KATLI ÇELİK OFİS BİNASI PROJEYİ VEREN Prof. Dr. Erkan ÖZER Doç. Dr. Konuralp Girgin PROJEYİ HAZIRLAYAN 010040021 - Gökçen Kesgin 010050702 - İsmail Gürkan Arıcı 010040060- Cenap Göktuğ Karataş 010030184- Recep Can Okay 010020281 - Adem Türker 2
Cephe görünüşü (y doğrultusu) 3
Cephe görünüşü (x doğrultusu-çelik çaprazların olduğu doğrultu) 4
Sistem kat planı 5
PROJE AMACI Güvenli, estetik ve ekonomik olarak yapının tasarlanması PROJE VERİLERİ Çatı Sistemi : Teras Çatı Cepheler : Boşluklu Tuğla Duvar + Doğrama Malzeme : Yapı Çeliği ( Fe 52 ) Temel taban kotu : -1.20 m Yerel Zemin Sınıfı : Z1 (*) (grovak zemin türü için) Zemin Emniyet Gerilmesi : 3 kg/cm 2 = 300 kn/m 2 (*) Zemin Yatak Katsayısı : 5 kg/cm 3 = 50000 kn/m 3 (*) (*) Yapı inşaat alanına ( Üsküdar, Altunizade, Tophanelioğlu Caddesi ) ait zemin bilgileridir. 6
ÖN VE KESİN HESAPLARDA ESAS ALINAN DIŞ YÜKLER Yapının Öz Ağırlığı Kar Yükleri Dahil Çatı Hareketli Yükleri Normal Kat Hareketli Yükleri : ( 1.5 Kn/m 2 bölme duvarı yükü dahil ) Düzgün Sıcaklık Değişmesi : ( t = +20 C ) Rüzgâr Yükleri Deprem Yükleri ( deprem bölgesi: İstanbul Birinci derece deprem bölgesi ) 7
PROJENİN TANIMI 8 katlı çelik ofis binası x doğrultusunda süneklik düzeyi yüksek dışmerkez çelik çaprazlı perdeler y doğrultusunda süneklik düzeyi yüksek moment aktaran çerçeveler Kolonların temele bağlantıları ankastre olacak şekildedir. Tüm çubuklarda atalet momentleri sabittir. Döşemeler kompozit olarak tasarlanmıştır.(trapez sac + betonarme betonu) Tasarımda Avrupa norm profilleri kullanılmıştır. Kesitler her iki katta bir değişmektedir. 8
HESAPLARA ESAS OLAN YÜKLER ÇATI DÖŞEMESİ YÜKLERİ g = 4,7 kn/m 2 q = 2,0 kn/m 2 NORMAL KAT DÖŞEMESİ YÜKLERİ g = 4.8 kn/m 2 q = 3.5 kn/m 2 (*) (*) TS 498 Yapı Elemanlarının Boyutlanmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri standardı uyarınca bölme duvarlarının 1,5 kn/m 2 lik yük değeri hareketli yük olarak hesaba katılmıştır. CEPHE YÜKLERİ g = 3,35 kn/m (*) (*) Cephe yükleri, şerit yük (çizgisel yük) olarak etkimektedir. 9
HESAPLARA ESAS OLAN YÜKLER (Devam) RÜZGAR YÜKLERİ Rüzgâr yükleri, TS 498 Yapı Elemanlarının Boyutlanmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri uyarınca belirlenmiştir. W i = c f *q *A (kn) DEPREM YÜKLERİ Deprem Yükleri eşdeğer statik yükler olarak Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (2007 Türk Deprem Yönetmeliği ) uyarınca EŞDEĞER DEPREM YÜKÜ YÖNTEMİ ne göre yapılmıştır. V t = A o * I*S (T 1 )*W / R 0.10 *A o *I*W 10
HESAPLARA ESAS OLAN YÜKLER (Devam) DEPREM KARAKTERİSTİKLERİ A o = 0.4 (1. derece deprem bölgesi) I = 1.00 (İşyeri için) T 1 = 0.08 * H N 0.75 = 0.08 * 28 0.75 = 0.97 s ( 1997 Deprem Yönetmeliği ) Z1 yerel zemin sınıfı için spektrum karakteristik periyotları : T A = 0.10 s, T B = 0.30 s T 1 değeri (T B < T 1 ) koşuluna uyduğu için S(T 1 ) için S(T 1 ) = 2,5 (T B /T 1 ) 0,8 formülü kullanılmıştır. R x = 7 (Deprem yüklerinin tamamının süneklik düzeyi yüksek dışmerkez çaprazlı perdeler ile taşındığı binalar için) R y = 8 (Deprem yüklerinin tamamının süneklik düzeyi yüksek çerçevelerle taşındığı binalar için) n = 0.30 (konut ve işyerleri için) 11
Hesapta Esas Alınan Yönetmelikler, Hesap Tabloları ve Kitaplar TS 498 Yapı Elemanlarının Boyutlanmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri TS 648 Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları TS 500 Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları TS 3357 Çelik Yapılarda Kaynaklı Birleşimlerin Hesap ve Yapım Kuralları Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (2007 Deprem Yönetmeliği) Stahlbau-Kompakt (Bemessungshilfen Profiltabellen) Rolf Kindmann / Matthias Kraus / Hans Joachim Niebuhr Çelik Yapılar Kitabı (Prof. Dr. Yalman Odabaşı ) Çubuk Sistemler ve Plakların Hesabı İçin Tablolar ( Enver Çetmeli ) 12
ÖN BOYUTLANDIRMA HESAPLARI TRAPEZ SAC HESABI TOPLAM YÜK g = 4 kn/m 2 Sistemin simetrik olmasından yararlanılmış, hesaplar 3 açıklıklı sürekli kiriş (bir döşeme için) için yapılmıştır. Tablolardan faydalanılarak sistemin moment diyagramı çizilmiş, açıklık ve mesnet bölgesi momentleri belirlenmiştir. Son aşama olarak, hesaplanan momentleri güvenli bir şekilde taşıyacak trapez sac kesiti seçilmiştir. Seçilen trapez sac kesiti ADS920070 ( t = 0,7 mm) 13
BETONARME DÖŞEME PLAĞI HESABI Sabit Yükler Betonarme döşeme plak ağırlığı = 25 kn/m 3 x 0, 096 m = 2.4 kn/m 2 Düzeltme betonu (3cm) + halı kaplama = (0,03 x 22) + 0,34 = 1 kn/m 2 Asma tavan + tesisat yükü = 0,5 kn/m 2 Trapez sac öz ağırlığı = 0,1 kn/m 2 g = 4 kn/m 2 Hareketli Yükler İşletme yükü + Bölme duvarı = 2,0 + 1,5= 3,5 kn/m 2 q = 3,5 kn/m 2 14
BETONARME DÖŞEME PLAĞI HESABI (devam) Sistem gerçekte 12 açıklıklı sürekli bir kiriş olup hesaplamalarda simetriden yaralanılmış ve 6 açıklıklı olarak çözülmüştür. İlk iki açıklığın, açıklık ve mesnet momenti değerleri yaklaşık olarak beş açıklıklı sürekli kiriş tablosundan; diğer açıklık ve mesnet momenti değerleri ise sonsuz açıklıklı sürekli kiriş tablosundan alınmıştır. Açıklıkta, donatı olarak çalıştığı düşünülen trapez saca ilave olarak her bir dişte Ǿ10 luk boyuna donatı; mesnette ise maksimum negatif momenti karşılamak amacıyla Q188/188 (her iki yönde A s = 188 m 2 ) simetrik hasır donatı kullanılmıştır. 15
İKİNCİL (TALİ ) DÖŞEME KİRİŞLERİNİN HESABI İkincil kirişlerin üzerinde, onlara dik doğrultuda ( y doğrultusunda) bulunan trapez sac tabanlı kompozit döşeme sistemi yer almaktadır. h ort = 96 mm g = 4 kn/m 2, q = 3,5 kn /m 2 ve kirişin özağırlığı = 0,25 kn/m TOPLAM YÜK p = 15,25 kn /m Tüm kesit eşdeğer çelik kesite dönüştürülerek atalet momenti hesaplanmıştır. Tahkikler için, ilk yaklaşım olarak, IPE 240 seçilmiştir. 16
Çelik için 93040,91kN/m 2 < 140000 kn/m 2 Beton için 52448,49 kn/m 2 Dönüştürülmüş hal 7995,2 kn/m 2 < 13222,22 kn/m 2 Yapılan tahkikler sonucunda seçilen IPE240 profilinin tali kiriş için uygun olduğu görülmüştür. 17
KAYMA ÇİVİSİ (STUD) HESABI Kayma çivisi, kompozit döşemeyi çelik profile bağlamak için kullanılan ve kesmekuvveti aktaran bir elemandır. Bu sebeple hesap için öncelikle, döşemeden kirişe ve kirişten döşemeye aktarılan kesme kuvvetleri hesaplanmış ve kayma çivisi de bunlardan küçük olana göre boyutlandırılmıştır. Döşeme için : V = 139,93 kn/m Kiriş için : V = 704,16 kn/m Hesap için kullanılacak kesme kuvveti V = 139,93 kn/m Kayma çivisi için sınır değerleri dikkate alınarak kayma çivisi seçilmiştir. Seçilen kayma çivisi 1,91cm çaplı 7,62 cm uzunluklu kayma çivisi x3 headed stud) (3/4 dia Kayma çivisinin alabileceği maksimum kesme kuvveti olarak hesaplanarak gerekli kayma çivisi sayısı ve aralığı belirlenmiştir. (50 cm) 18
TALİ KİRİŞLERDE SEHİM HESABI = 0,00786 m = 0,78 cm < L / 300 = 2cm DÖŞEMELERDE TİTREŞİM HESABI Bina içinde bulunan kompozit döşemelerin en zayıfları çatı katında bulunanlardır. Bu sebeple titreşim tahkikini sadece bu kattaki döşemeler için yapmak yeterlidir. İki tip titreşim tahkiki yapılabilir, yürüme durumu ve ritmik durum. Projemiz kapsamında titreşim hesabı yürüme durumu için yapılmıştır. 19
DÜŞEY YÜKLER ALTINDA ANA KİRİŞLERİN ÖN BOYUTLANDIRILMASI 1 ve 5 aksları çatı katı yükleri Sabit yük :g = 4,7 x 3 (*) + 3,35 = 17,45 kn/m Hareketli yük :q = 2,0 x 3 (*) = 6 kn/m g + q = 20,1 kn/m 1 ve 5 aksları normal kat yükleri Sabit yük :g = 4,8 x 3 (*) + 3,35 = 17.75 kn/m Hareketli yük :q = 3,5 x 3 (*) = 10.5 kn/m g + q = 28,25 kn/m (*) Bu akslar, yarım döşemeden (6m/2 =3 m) yük almaktadır. 20
DÜŞEY YÜKLER ALTINDA ANA KİRİŞLERİN ÖN BOYUTLANDIRILMASI (devam) 2-3-4 aksları çatı katı yükleri Sabit yük :g = 4,7 x 6 (*) =28,2 kn/m Hareketli yük :q = 2,0 x 6 (*) = 12 kn/m g + q = 40,2 kn/m 2-3-4 aksları normal kat yükleri Sabit yük :g = 4,8 x 6 (*) =28,8 kn/m Hareketli yük :q = 3,5 x 6 (*) = 21 kn/m g + q = 49,8 kn/m (*) Bu akslar, tam döşemeden (6m) yük almaktadır 21
DEPREM ETKİLERİ ALTINDA HESAP (Y-Y MOMENT AKTARAN ÇERÇEVE DOĞRULTUSUNDA) Deprem Karakteristikleri A o = 0,4 I = 1,00 S (T 1 ) = 2,5 T A = 0,10 s T B = 0,30 s R x = 7 R y = 8 n = 0,30 Kat ağırlıklarının belirlenmesi Çatı katı ağırlığı W 8 = 24 x 24 x (4,7 +0,3 x 2,0) = 3052,8 kn Normal kat ağırlığı W n = 24 x 24 x (4,8 +0,3 x 3,5) + 2 x (24+24) x 3,35 = 3691,2 kn Bina toplam ağırlığı W T = 3052,8 + 7 x 3691,2 = 28891,2 kn 22
DEPREM ETKİLERİ ALTINDA HESAP (Y-Y MOMENT AKTARAN ÇERÇEVE DOĞRULTUSUNDA) (devam) T 1 = 0,08 x H N 0,75 = 0,08 x 28 0,75 = 0,97 s S(T 1 ) = 2,5 x (T A / T 1 ) 0,8 = 2,5 x (0,3 / 0,97)0,8 = 0,98 V t = 28891,2 x 1,0 x 0,40 x 0,98 / 8 = 1415,67 kn F N = 0,0075 x N x V t = 0,0075 x 8 x 1415,67 = 84,94 kn Yukarıdaki veriler doğrultusunda kat kesme kuvvetleri hesaplanmış, tablo halinde verilmiştir. 23
Kat h i (m) H i (m) W i (kn) H i xw i (W i H i )/ ( W i H i ) F iy (kn) F iy +ΔF ny V iy (kn) 8 3,5 28 3052,8 85478,4 0,19 270,58 355,52 355,52 7 3,5 24,5 3691,2 90434,4 0,20 286,27 286,27 641,80 6 3,5 21 3691,2 77515,2 0,17 245,38 245,38 887,17 5 3,5 17,5 3691,2 64596 0,14 204,48 204,48 1091,65 4 3,5 14 3691,2 51676,8 0,12 163,58 163,58 1255,23 3 3,5 10,5 3691,2 38757,6 0,09 122,69 122,69 1377,92 2 3,5 7 3691,2 25838,4 0,06 81,79 81,79 1459,71 1 3,5 3,5 3691,2 12919,2 0,03 40,90 40,90 1500,61 28891,2 447216 1,00 1415,67 1500,61 24
DEPREM ETKİLERİ ALTINDA HESAP (X-X DIŞ MERKEZ ÇELİK ÇAPRAZLI PERDE DOĞRULTUSUNDA) T 1 = 0,07 x H N 0,75 = 0,08 x 28 0,75 = 0,85 s S(T 1 ) = 2,5 x (T A / T 1 ) 0,8 = 2,5 x (0,3 / 0,85)0,8 = 1,09 V t = 28891,2 x 1,0 x 0,40 x 1,09 / 7 = 1799,5 kn F N = 0,0075 x N x V t = 0,0075 x 8 x 1799,5 = 107,97 kn Yukarıdaki veriler doğrultusunda kat kesme kuvvetleri hesaplanmış, tablo halinde verilmiştir. 25
Kat h i (m) H i (m) W i (kn) H i xw i (W i H i )/ ( W i H i ) F ix (kn) F ix +ΔF nx V ix (kn) 8 3,5 28 3052,8 85478,4 0,19 343,95 451,92 451,92 7 3,5 24,5 3691,2 90434,4 0,20 363,89 363,89 815,80 6 3,5 21 3691,2 77515,2 0,17 311,90 311,90 1127,71 5 3,5 17,5 3691,2 64596 0,14 259,92 259,92 1387,63 4 3,5 14 3691,2 51676,8 0,12 207,94 207,94 1595,57 3 3,5 10,5 3691,2 38757,6 0,09 155,95 155,95 1751,52 2 3,5 7 3691,2 25838,4 0,06 103,97 103,97 1855,49 1 3,5 3,5 3691,2 12919,2 0,03 51,98 51,98 1907,47 28891,2 447216 1,00 1799,50 1907,47 26
27
ÖN HESAP SONUÇLARI Belirlenen yükler ve sistemin simetrik olması dikkate alınarak Açı Yöntemi ile hesaplamalar yapılmıştır. Bu yükler altında açıklık ve mesnet bölgelerinde oluşan maksimum (en elverişsiz) iç kuvvet değerleri belirlenerek aşağıdaki kesitler seçilmiştir: KİRİŞ KESİTLERİ 1. ve 2. kat HEA 400 3. ve 4. kat HEA 360 5. ve 6. kat HEA 340 7. ve 8. kat IPE 360 Seçilen kesitlerde, moment düzleminde, moment düzlemine dik düzlemde gerilme tahkikleri, kesme güvenliği tahkiki, sehim kontrolü ve deprem etkileri altında tahkikler yapılmıştır. 28
ÖN HESAP SONUÇLARI 29
SİSTEMİN KESİN BOYUTLARININ BELİRLENMESİ VE TAHKİKLER Sistemin kesin boyutlarının hesabı aşamasında SAP 2000 ve ETABS bilgisayar programları kullanılmıştır. Yapılan analizlerde, öncelikle, binanın ağırlığı hesaplanarak yapının her iki doğrultuda da birinci periyodu bulunmuştur. Bulunan periyotlardan yola çıkarak yapının her iki doğrultudaki deprem hesabı yapılmıştır. Analizlerde iki farklı analiz programı kullanılmasıyla, programların çalışma prensiplerindeki benzerlik ve farlılıkların belirlenmesi, ek olarak, analiz sonuçlarının mertebece doğruluğunun karşılaştırılması amaçlanmıştır. 30
Yapının bilgisayar analizi aşamasında ikincil kirişler oluşturulmamış, düşeyde sabit ve hareketli yüklerden meydana gelen iç kuvvetler, ikincil kirişlerin mesnet tepkisi olarak süneklik düzeyi yüksek çerçeveye etkitilmiştir. Bunların dışında, malzeme özelliklerinde de değişiklik yapılmış; özellikle birleşim bölgelerinde kullanılacak bulon ve ek levhalar düşünülerek profillerin ağırlıkları kolonlarda 1.2, çaprazlarda 1.15, kirişlerde ise 1.1 oranında arttırılmıştır. 31
SİSTEMİN KESİN BOYUTLARININ BELİRLENMESİ VE TAHKİKLER (devam) Binanın bilgisayar modelinde doğrultular: x-doğrultusu Deprem yüklerinin süneklik düzeyi yüksek çerçeve ile karşılandığı doğrultu y-doğrultusu Deprem yüklerinin dışmerkez çelik çapraz perdelerle karşılandığı doğrultu Yapıya etkitilecek olan yükler: G : Düşey Sabit Yükler Q : Düşey Hareketli Yükler E x : X doğrultusunda rijit diyaframlara etkitilen deprem yükleri E x1 : X doğrultusunda +0,05 dışmerkezlikle rijit diyaframlara etkitilen deprem yükleri E x2 : X doğrultusunda -0,05 dışmerkezlikle rijit diyaframlara etkitilen deprem yükleri E y : Y doğrultusunda rijit diyaframlara etkitilen deprem yükleri E y1 : Y doğrultusunda +0,05 dışmerkezlikle rijit diyaframlara etkitilen deprem yükleri E y2 : Y doğrultusunda -0,05 dışmerkezlikle rijit diyaframlara etkitilen deprem yükleri W x : X doğrultusunda etkitilen rüzgar yükleri W y : Y-doğrultusunda etkitilen rüzgar yükleri T : ±20 C için bilgisayar programına hesaplatılan sıcaklık yükleri 32
KOMBİNASYONLAR Düşey Yüklerden Oluşan Kombinasyonlar: (1 adet) Düşey + Deprem Yüklerinden Oluşan Kombinasyonlar: (4x8 =32 adet) Düşey + Rüzgar + Sıcaklık Yüklerinden Oluşan Kombinasyonlar: (4x4 =16 adet) Toplam 49 adet kombinasyon elde edilmiş ve yapıya etkitilmiştir. 33
SAP 2000 İLE ANALİZ Periyotlar ve bina ağırlığı ETABS İLE ANALİZ Periyotlar ve bina ağırlığı Göreli Kat Ötelenmelerinin Hesabı x-doğrultusundaki izafi ötelemeler Göreli Kat Ötelenmelerinin Hesabı x-doğrultusundaki izafi ötelemeler y-doğrultusundaki izafi ötelemeler y-doğrultusundaki izafi ötelemeler 34
Göreli Kat Ötelemelerinin Kontrolü 35
İKİNCİ MERTEBE ETKİLERİNİN KONTROLÜ x doğrultusu Kat W i ( i ) ort V i h i w j i 8 3297,8 0,002 261,43 3,5 3297,8 0,007208 7 3936,2 0,0034 479,37 3,5 7234 0,014659 6 3960,7 0,0041 658,71 3,5 11194,7 0,019908 5 3960,7 0,0043 808,16 3,5 15155,4 0,023039 4 3985,2 0,0043 928,46 3,5 19140,6 0,025328 3 3985,2 0,0037 1018,69 3,5 23125,8 0,023999 2 4009,7 0,0029 1079,21 3,5 27135,5 0,020833 1 4009,7 0,002 1109,47 3,5 31145,2 0,016041 y doğrultusu Kat W i ( i ) ort V i h i w j i 8 3297,8 0,0016 405,84 3,5 3297,8 0,003715 7 3936,2 0,0027 728,76 3,5 7234 0,007658 6 3960,7 0,0034 1007,28 3,5 11194,7 0,010796 5 3960,7 0,0039 1239,38 3,5 15155,4 0,013626 4 3985,2 0,0048 1426,21 3,5 19140,6 0,018405 3 3985,2 0,0047 1566,33 3,5 23125,8 0,019826 2 4009,7 0,0047 1660,32 3,5 27135,5 0,021947 1 4009,7 0,004 1707,31 3,5 31145,2 0,020848 36
Sonuçlardan da görülebileceği üzere, göreli kat ötelenmeleri Deprem Yönetmeliği nin öngördüğü sınırlar içinde kalmaktadır. Rüzgar Yüklerinin Hesabı Rüzgar yükleri ön boyutlandırma kısmında hesaplandığı şekilde yüklenecektir, SAP 2000 ve ETABS ile tekrar hesaplanmasına gerek duyulmamıştır. Sıcaklık Yüklerinin Hesabı Sıcaklık yükleri, SAP 2000 programı yardımıyla yüklenecektir, bu yükleme için ayrıca herhangi bir hesaplama yapılmamıştır. 37
KOLONLARDA GERİLME TAHKİKLERİ Konum Oluştuğu Durum N (kn) M üst M alt (knm) T (kn) (knm) 1. Kat E2 Kolonu (G+Q+0,3E x +E y1 ) -2402,56-41,82 61,22 39,13 KİRİŞLER ve ÇAPRAZLARDA (BAĞ KİRİŞİNDE) GERİLME TAHKİKLERİ 38
KOLONLARIN KİRİŞLERDEN GÜÇLÜ OLMASI KOŞULU Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (2007) gereğince, 4.3.2 ve 4.3.3 maddeleri dikkate alınarak y doğrultusunda kolonların kirişlerden güçlü olması koşulu kontrol edilmiştir. Plastik mafsal boyu çok kısa olduğu için M vi ve M vj = 0 olarak alınabilir. 2007 Deprem yönetmeliği uyarınca D a = 1.1 alınmıştır. (M pü + M pa ) 1,1 x 1,1 x (M pü + M pü ) 39
ENKESİT KONTROLLERİ Süneklik düzeyi yüksek çerçevelerin boyutlandırılmasında uyulacak kurallar DBYBHY 2007 de belirtilmiş olup kontroller bu kurallar dikkate alınarak yapılmıştır. DBYBHY 2007 de madde 4.3 uyarınca süneklik düzeyi yüksek çerçevelerden oluşan sistemin kiriş ve kolonlarında başlık genişliği/ kalınlığı ve gövde yüksekliği/kalınlığı oranlarına ait koşulların kontrolleri Tablo 4.3 yardımıyla yapılmıştır. Benzer şekilde, süneklik düzeyi yüksek dışmerkez çelik çaprazlı perdelerin boyutlandırılmasında DBYBHY 2007 madde 4.8.1.1 de verilen koşullar dikkate alınarak kontroller yapılmıştır. Yapılan kontroller sonucunda tüm kesitlerde enkesit koşullarının sağlandığı görülmüştür. 40
İKİNCİL KİRİŞ - ANA KİRİŞ BİRLEŞİMİ İkincil kiriş, ana kiriş birleşiminde, moment aktarmayan türden birleşim yapılacaktır. Bunun için de, birleşimde oluşan mevcut kesme kuvvetinin bulonlar tarafından taşıyıcılığı tahkik edilecektir. Birleşimde yük aktarımı bulonlardan levhaya, levhadan da kirişe kaynakla gerçekleştirilecektir. Seçilen bulon: M16 Uygun Bulon (5.6) 41
A-E AKSLARI KİRİŞLERİ- KOLON BİRLEŞİM DETAYI Tüm katlardaki A-E aksları doğrultusundaki ana ve ikincil (tali) kirişlerde düşeyde, sabit ve hareketli yüklerden dolayı mafsallı kiriş-kolon birleşimine etkiyen kiriş mesnet tepkisi, V = (4,8+3,5) x 6 = 49,8 kn olarak hesaplanmıştır. 42
ANA KİRİŞ- KOLON BİRLEŞİMİ Bu hesapta, mevcut olan yükleme durumlarının en elverişsizleri seçilerek 1. kat S 4 veya S 7 kolonuna bağlanan bir ana kirişin detayı irdelenmiştir. Birleşim, tasarım yükleri altında emniyet gerilmeleri esasına göre boyutlandırılmış ve tasarımda kullanılan kesit zorları düşey+deprem yüklemesinden elde edilmiştir. 43
ÇAPRAZLARIN KİRİŞ-KOLON BİRLEŞİMLERİ Kontroller, tasarım yükleri altında yapılmıştır. Nmax = G + Q + 0,3E + x E = y1 333, 59kN 44
ÇAPRAZLARIN İKİNCİL KİRİŞ BİRLEŞİMİ 45
KOLON EKLERİ Kolon ek detayları, Deprem Yönetmeliği Madde 4.3.5 e uygun olarak teşkil edilecektir. Buna göre, kolon ek detayı tam penetrasyonlu küt kaynak kullanarak oluşturulacaktır. Ancak eklenecek profillerin enkesit yüksekliklerinin farklı olması nedeniyle, profiller arasında gerilme akısını sağlamak üzere, 50 mm kalınlıklı bir geçiş plakası kullanılacaktır. Profilleri geçiş plakasına bağlayan küt kaynak kalınlıkları, birleştirilen profillerin baslık ve gövde kalınlıklarına eşit olarak seçilecektir 46
KOLONLARIN TEMEL BİRLEŞİM DETAYLARI Kolonların temel birleşim detayları, ETABS bilgisayar programından elde edilen kesit iç kuvvetlerinin en elverişsiz olanları altında tasarlanmıştır. Sistemde 4 farklı çeşit kolon bulunmaktadır. Her bir kolon için temel birleşim detay hesapları yapılmış olup ana rapor kapsamında sadece S1 kolonunun temel birleşim detayı incelenmiştir. Hesapta İzlenen Yol: Not: Hesaplamalar kesitte maksimum normal kuvvet oluşturan yükleme durumuna göre yapılmıştır. Beton gerilmesi ve ankraj bulonu hesapları Beton gerilmesi kontrolü Kaynak hesabı Kayma hesabı Kesme kuvveti sürtünmesi sonucunda bulonlarda oluşan çekme kuvveti Taban levhasında gerilme kontrolleri Kesme tahkiki Ezilme tahkiki 47
KOLONLARIN TEMEL BİRLEŞİM DETAYLARI (devam) Konum 1. Kat S1 Kolonu Oluştuğu Durum (G+Q+0,3E x +E y1 ) N (kn) M üst (knm) M alt (knm) T (kn) -2402,56-41,82 61,22 39,13 48
KESİN HESAP SONUÇLARI KİRİŞ KESİTLERİ 1. ve 2. Kat Kirişleri HEA 400 3. ve 4. Kat Kirişleri HEA 360 5. ve 6. Kat Kirişleri HEA 340 7. ve 8. Kat Kirişleri IPE 360 İKİNCİL (TALİ) KİRİŞ KESİTLERİ Tüm Kat Kirişleri IPE 240 ÇAPRAZ KESİTLERİ Tüm Katlarda 2 U 200 49
KESİN HESAP SONUÇLARI (devam) KOLON KESİTLERİ 1.ve 2. Kat Kolonları ( ± 0,00 ve +8,50 kotları arası) (S1) HEB 500 (S2) HEB 450 (S3) HEB 400 (S4) HEB 500 3.ve 4. Kat Kolonları ( +8,50 ve +15,50 kotları arası ) (S1) HEB 450 (S2) HEB 360 (S3) HEB 360 (S4) HEB 450 5.ve 6. Kat Kolonları ( +15,50 ve +22,50 kotları arası ) (S1) HEB 340 (S2) HEB 340 (S3) HEB 340 (S4) HEB 400 7.ve 8. Kat Kolonları ( +22,50 ve +28,00 kotları arası ) (S1) HEB 320 (S2) HEB 320 (S3) HEB 340 (S4) HEB 360 50
MERDİVEN TASARIMI 51
Merdivenin geometrik özellikleri Basamak Yüksekliği = Basamak Genişliği = Merdiven Genişliği = Plak Kalınlıkları; Merdiven Plak Kalınlığı = Sahanlık Plak Kalınlığı; = Kiriş Boyutları; K 101 - (30x30) (2 adet) K 102 - (20x40) (2 adet) K 103 - (20x60) (2 adet) 52
Yük Hesabı Merdiven Kolu Plağı Ağırlığı Toplam Sabit Yük = Toplam Hareketli Yük = Sahanlık Plağı Ağırlığı Toplam Sabit Yük = Toplam Hareketli Yük = Statik Hesap M1 Merdiven Kolu Plağı Statik Hesabı 53
M2 Merdiven Kolu Plağı Statik Hesabı Sahanlığın Statik Hesabı Betonarme Hesap Betonarme hesaplar, İTÜ İnşaat Fakültesi, Betonarme Yapılar Çalışma Grubu tarafından hazırlanmış olan betonarme tablo ve abaklar yardımıyla yapılmıştır. 54
BETONARME PERDE HESABI 1) Düşey Yük Hesabı 2) Yatay Yük Hesabı (Deprem Hesabı) 3) Yerdeğiştirmelerin Kontrolü 4) Perdenin Betonarme Hesabı 55
X DOĞRULTUSUNDA PERDE MODEL KESİTİ Y DOĞRULTUSUNDA PERDE MODEL KESİTİ HER İKİ DOĞRULTU İÇİN alt ve üst bölgelerde perde uç bölgesinde Etriyeler Pas payı : Ø16/250mm : 8Ø16 (Ø16/250) : Ø8/200mm : her iki doğrultuda 3cm 56
TEMEL HESABI E2 temeli hesabı Hesaplanan bu temel, aynı zamanda S1 Kolonu olarak belirlenen E1, A1 ve A2 kolonlarının da temeli olarak da uygulanacaktır. Öngörülen Temel Boyutları : Temel Derinliği : Kolon Ayağı Boyutları : Konum Oluştuğu Durum N (kn) M üst (knm) M alt (knm) T (kn) 1. Kat E2 Kolonu (G+Q+0,3E x +E y1 ) -2402,56-41,82 61,22 39,13 Hesapta izlenen yol 1. Zemin gerilmelerinin tahkiki 2. Kesit zorlarının hesabı 57
TEMEL HESABI (devam) 3. Betoanrme hesap Kesme kuvveti kontrolü Temel zımbalama kontrolü 58
KOLON AYAĞININ TABAN KESİTİNDE DONATI HESABI Boyuna Donatı Enine Donatı Her iki doğrultuda da 6 kollu Bağ Kirişi 59
C4 VE D4 TEMELLERİNİN SÜREKLİ TASARIMI Bu temelin hesabında öncelikle zemin gerilmeleri kontrolü yapılmış, sonra da iç kuvvetler bulunarak betonarme hesap sonuçlandırılmıştır. 60
PERDE TEMELİNİN TASARIMI Bu temelin hesabında öncelikle zemin gerilmeleri kontrolü yapılmış, sonra perde içi plak göz önüne alınarak iç kuvvetler bulunmuş, bunu takiben de betonarme hesap yapılmıştır. 61
SİSTEM PLAN VE GÖRÜNÜŞLERİ İLE DETAY PAFTALARININ LİSTESİ Pafta No 1: Temel planı (1/100) Pafta No 2: Tekil temel ve bağ kirişi detayları (1/20) Pafta No 3: T5 ve T6 temelleri detayları (1/20) Pafta No 4: (1) aksı cephe görünüşü (1/100) Pafta No 5: A aksı cephe görünüşü (1/100) Pafta No 6: +3.50ve + 7.00 kotları sistem planı (1/100) Pafta No 7: +10.50ve + 14.00 kotları sistem planı (1/100) Pafta No 8: +17.50ve + 21.00 kotları sistem planı (1/100) Pafta No 9: +24.50ve + 28.00 kotları sistem planı (1/100) Pafta No 10:S3 kolon detayı (1/20) Pafta No 11:Kiriş ve stabilite bağlantı detayları (1/20) Pafta No 12:Tipik Birleşim Detayları (1/10) Pafta No 13: Merdiven ve betonarme perde detayı (1/100) 62
TEŞEKKÜRLER 4 yıllık İTÜ serüveni boyunca ve 2007-2008 Bahar yarıyılı Bitirme Projesi kapsamında bizlerden yardımlarını esirgemeyen saygıdeğer hocalarımız PROF.DR ERKAN ÖZER ve DOÇ.DR KONURALP GİRGİN başta olmak üzere Yapı Statiği Çalışma Grubunda yer alan tüm hocalarımıza saygılarımızı sunar, verdikleri emeklerden dolayı teşekkür ederiz. 63