TMMOB İNŞAAT MÜHENDİSLERİ ODASI İSTANBUL ŞUBESİ



Benzer belgeler
TMMOB İNŞAAT MÜHENDİSLERİ ODASI İSTANBUL ŞUBESİ

GENEL KESİTLİ KOLON ELEMANLARIN TAŞIMA GÜCÜ (Ara donatılı dikdörtgen kesitler)

INSA 473 Çelik Tasarım Esasları Basınç Çubukları

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 5- Risk Tespit Uygulaması: Betonarme Bina

Tanım: Boyuna doğrultuda eksenel basınç kuvveti taşıyan elemanlara Basınç Çubuğu denir.

Çelik Yapılar - INS /2016

Çelik Yapılar - INS /2016

Çok Katlı Yapılarda Perdeler ve Perdeye Saplanan Kirişler

ÇELİK YAPILAR EKSENEL BASINÇ KUVVETİ ETKİSİ. Hazırlayan: Yard.Doç.Dr.Kıvanç TAŞKIN

Merkezi Çaprazlı Çerçevelerde Dayanım Farklılığı Sonucu Oluşan Burulma Etkileri

Çerçeve Sistemlerin Stabilite Analizi için Yaklaşık bir Yöntem

Burkulması Önlenmiş Çelik Çaprazlı Sistemler ile Süneklik Düzeyi Yüksek Merkezi Çelik Çaprazlı Sistemlerin Yapısal Maliyet Analizi Karşılaştırması

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 5-Kontrol Uygulaması

TAŞIYICI SİSTEM TASARIMI 1 Prof. Dr. Görün Arun

Çelik Bina Tasarımında Gelişmeler ve Yeni Türk Deprem Yönetmeliği

d : Kirişin faydalı yüksekliği E : Deprem etkisi E : Mevcut beton elastisite modülü

idecad Çelik 8 Kullanılan Yönetmelikler

Çelik Yapılar - INS /2016

BETONARME-II (KOLONLAR)

MUTO YÖNTEMİ. Çerçeve Sistemlerin Yatay Yüklere Göre Çözümlenmesi. 2. Katta V 2 = F 2 1. Katta V 1 = F 1 + F 2 1/31

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 1 s Ocak 2006

ÇELİK YAPILARIN TASARIM, HESAP ve YAPIM ESASLARI. ÖRNEKLER ve TS648 le KARŞILAŞTIRILMASI

Proje Genel Bilgileri

ÖZHENDEKCİ BASINÇ ÇUBUKLARI

DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ İÇİN KULLANILAN TİCARİ PROGRAMLARIN ÇERÇEVE SİSTEMLER İÇİN KARŞILAŞTIRILMASI

Yapı Elemanlarının Davranışı

DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI

Bina Türü Yapı Sistemlerinin Analizi Üzerine Rijit Döşeme ve Sınır Şartları ile İlgili Varsayımların Etkisi

Depreme Dayanıklı Çelik Bina Tasarımının Temel İlkeleri Ve Yeni Türk Deprem Yönetmeliği

idecad Çelik 8 idecad Çelik Kullanılarak AISC ve Yeni Türk Çelik Yönetmeliği ile Petek Kirişlerin Tasarımı

D102 d= tarihinde yapılacak olan Proje Kontrol Sınavında (2. Vize) yanınızda sadece. D104 d=120 K109 K kat. 1.

Yatak Katsayısı Yaklaşımı

KESME BAKIMINDAN DOĞRU TASARLANMAMIŞ BETONARME PERDE DUVARLI YÜKSEK BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI

CS MÜHENDİSLİK PROJE YAZILIM HİZMETLERİ EUROCODE-2'ye GÖRE MOMENT YENİDEN DAĞILIM

KISA KOLON TEŞKİLİNİN YAPI HASARLARINA ETKİSİ. Burak YÖN*, Erkut SAYIN

Yapma Enkesitli Çift I Elemandan Oluşan Çok Parçalı Kirişlerin Yanal Burulmalı Burkulması Üzerine Analitik Bir Çalışma

Orion. Depreme Güvenli Yapı Tasarımı. PROTA Mühendislik. Bina Tasarım Sistemi. Joseph Kubin Mustafa Tümer TAN

Prefabrik yapıların tasarımı, temelde geleneksel betonarme yapıların tasarımı ile benzerdir.

ÖRNEK 18 4 KATLI BETONARME PANSİYON BİNASININ GÜÇLENDİRİLMESİ ve DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN YÖNTEM İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

Betonarme Çerçevelerde Narinlik Etkisi *

idecad Çelik 8 Kullanılan Yönetmelikler

İNŞ 320- Betonarme 2 Ders Notları / Prof Dr. Cengiz DÜNDAR Arş. Gör. Duygu BAŞLI

DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI

BÖLÜM II D. YENİ YIĞMA BİNALARIN TASARIM, DEĞERLENDİRME VE GÜÇLENDİRME ÖRNEKLERİ

idecad Çelik 8 idecad Çelik Kullanarak AISC ve Yeni Türk Çelik Yönetmeliği ile Kren Tasarımı Hazırlayan: Nurgül Kaya

DEPREME DAVRANIŞI DEĞERLENDİRME İÇİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ. NEJAT BAYÜLKE 19 OCAK 2017 İMO ANKARA ŞUBESİ

Birleşimler. Birleşim Özellikleri. Birleşim Hesapları. Birleşim Raporları

DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI

BİLGİLENDİRME EKİ 7E. LİFLİ POLİMER İLE SARGILANAN KOLONLARDA DAYANIM VE SÜNEKLİK ARTIŞININ HESABI

YAPISAL DÜZENSİZLİKLERİ OLAN BETONARME YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ

BÖLÜM DÖRT KOMPOZİT KOLONLAR

YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİNİN VE DOLGU DUVARLARIN BETONARME BİNALARIN DEPREM DAVRANIŞINA ETKİLERİ

BASINÇ ALTINDAKİ ÇELİK ELEMANLARIN TAŞIMA GÜCÜ HESABI

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 7-Örnekler 2. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Alt Yapı ve Kentsel Dönüşüm Hizmetleri Genel Müdürlüğü

ANTAKYA MÜZE OTEL TAŞIYICI SİSTEM PROJESİ. İnş.Yük.Müh. Bülent DEVECİ

Birleşimler. Birleşim Özellikleri. Birleşim Hesapları. Birleşim Raporları

BETONARME KESİT DAVRANIŞINDA EKSENEL YÜK, MALZEME MODELİ VE SARGI DONATISI ORANININ ETKİSİ

DEPREM TASARIMINDA ÖTELENMENİN VE ENERJİ TÜKETİMİNİN KONTROLÜ

MODELLEME TEKNİKLERİNİN MEVCUT BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI ÜZERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

BETONARME ÇERÇEVELERDE NARİNLİK ETKİSİ

Çelik Çaprazlı Çerçevelerde Farklı Performans Seviyeleri İçin Sismik Enerji İstemleri

ihmal edilmeyecektir.

Temeller. Onur ONAT Tunceli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

1- BELGELER 2- YAPI GENEL BİLGİLERİ BAŞLIKLAR 3- YAPIDAN BİLGİ TOPLANMASI 4- RİSKLİ YAPI TESPİT ANALİZİ 5- ZEMİN ETÜD RAPORU 6- YIĞMA YAPI ANALİZİ

BASINÇ ÇUBUKLARI. Yapısal çelik elemanlarının, eğilme momenti olmaksızın sadece eksenel basınç kuvveti altında olduğu durumlar vardır.

BETONARME YAPI TASARIMI -KOLON ÖN BOYUTLANDIRILMASI-

MEVCUT BİNALARIN DEĞERLENDİRİLMESİ VE GÜÇLENDİRME PROJESİ HAZIRLANMASI İŞİ

DEPREM HESABI. Doç. Dr. Mustafa ZORBOZAN

Gerilme. Bölüm Hedefleri. Normal ve Kayma gerilmesi kavramının anlaşılması Kesme ve eksenel yük etkisindeki elemanların analiz ve tasarımı

Dinamik Etki: Deprem Etkisi. Deprem Dayanımı için Tasarım. Genel Deprem Analizi Yöntemleri - 1

10 - BETONARME TEMELLER ( TS 500)

BÖLÜM 2: DÜŞEY YÜKLERE GÖRE HESAP

YAPILARIN ÜST RİJİT KAT OLUŞTURULARAK GÜÇLENDİRİLMESİ

Yapı Elemanlarının Davranışı

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 4- Özel Konular

idecad Çelik 8.5 Çelik Proje Üretilirken Dikkat Edilecek Hususlar Hazırlayan: Nurgül Kaya

MOMENT DAĞITMA HARDY CROSS YÖNTEMİ

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 2-Genel Açıklamalar

BETONARME YAPI TASARIMI DERSİ Kolon betonarme hesabı Güçlü kolon-zayıf kiriş prensibi Kolon-kiriş birleşim bölgelerinin kesme güvenliği M.S.

Mukavemet. Betonarme Yapılar. İç Kuvvet Diyagramları. Dr. Haluk Sesigür İ.T.Ü. Mimarlık Fakültesi Yapı ve Deprem Mühendisliği

Mukavemet-II PROF. DR. MURAT DEMİR AYDIN

ANKARA ŞUBESİ PERŞEMBE SEMİNERLERİ

Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile Belirlenmesi

İNŞAAT MÜHENDİSLERİ ODASI İSTANBUL ŞUBESİ DEPREM ETKİSİ ALTINDA ÇELİK BİNALARIN TASARIMI

PERDELERDEKİ BOŞLUKLARIN YATAY ÖTELENMEYE ETKİSİ. Ayşe Elif ÖZSOY 1, Kaya ÖZGEN 2 elifozsoy@hotmail.com

DEPREME DAYANIKLI YAPI İNŞAATI SORULAR

Kirişlerde Kesme (Transverse Shear)

TDY 2007 de Kullanılan Farklı Zemin Sınıfları İçin Performans Değerlendirme Yöntemleri Üzerine Bir Araştırma

YAPAN: ESKISEHIR G TIPI LOJMAN TARİH: REVİZYON: Hakan Şahin - ideyapi Bilgisayar Destekli Tasarım

YARI RİJİT BİRLEŞİMLİ ÇELİK ÇERÇEVELERİN ANALİZİ

Süneklik Düzeyi Yüksek Perdeler TANIMLAR Perdeler, planda uzun kenarın kalınlığa oranı en az 7 olan düşey, taşıyıcı sistem elemanlarıdır.

BETONARME-II ONUR ONAT HAFTA-1 VE HAFTA-II

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 6- Risk Tespit Uygulaması: Yığma Bina

ÇELİK YAPILARIN TASARIM, HESAP ve YAPIM ESASLARI YÖNETMELİĞİ 2016

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 1-Temel Kavramlar

DİNAMİK BENZERİ DENEYLERLE YETERLİ DAYANIMA SAHİP BİR BETONARME ÇERÇEVENİN BİRLEŞİM BÖLGELERİNİN PERFORMANSININ İRDELENMESİ

Açı Yöntemi. 1 ql 8. Açı yöntemi olarak adlandırılan denklemlerin oluşturulmasında aşağıda gösterilen işaret kabulü yapılmaktadır.

ÇELİK YAPILARIN TASARIM, HESAP VE YAPIM ESASLARI YÖNETMELİĞİ

Prof. Dr. Ayşe Daloğlu Karadeniz Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü. INSA 473 Çelik Tasarım Esasları Basınç Çubukları

ÇOK KATLI BİNALARIN DEPREM ANALİZİ

Transkript:

TMMOB İNŞAAT MÜHENDİSLERİ ODASI İSTANBUL ŞUBESİ Bahar Dönemi Meslek İçi Eğitim Seminerleri Çelik Yapılarda Bilgisayar Destekli Stabilite Analizi Mayıs 2013 Crown Hall at IIT Campus Chicago. Illinois Ludwig Mies van der Rohe Doç.Dr.Bülent AKBAŞ Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Deprem ve Yapı Mühendisliği Anabilim Dalı

Sunum Sırası Giriş: Kolonlar Stabilite Tasarımı Yöntemleri Birinci Mertebe Analizi Yöntemi Etkin Boy Yöntemi Doğrudan ğ Analiz Yöntemi Moment Büyütmesi Yöntemi Örnekler Özet

Giriş: Kolonlar P x Kolonlar genellikle hem eksenel kuvvet hem de iki eksenli eğilme momenti etkisindedirler. Özellikle çelik yapılarda, kl kolonlarınl zayıf eksenleri doğrultusunda onaylanmış bir moment birleşimi bulunmadığından dolayı M y =0 olacaktır. M x M y y Şekil 1. Eksenel kuvvete (P) ve iki eksenli eğilmeye (M x and M y ) maruz bir kolon

Giriş: Kolonlar P ve M arasındaki karşılıklı etkileşim bir kolon elemanının ana özelliğidir. Bu etkileşim temel tasarım denkleminin her iki tarafını da istem ve sunum etkiler. a) Sunum (Kapasite) Tarafı Şekil 2 de görüldüğü gibi P arttıkça eğilme momenti kapasitesi önemli ölçüde düşmektedir. M c (tasarım eğilme momenti dayanımı) 1 P r = P c 4 1 P r = P c 2 3 P r = P c 4 P r = 0 Çelik Elemenalar içim P M Etkileşimi P r (gerekli eksenel kuvvet dayanımı (istem)) M r (gerekli eğilme momenti dayanımı (istem)) θ P c (tasarım eksenel kuvvet dayanımı) θ Şekil 2. P M etkileşiminin eğilme dayanımına etkisi

Giriş: Kolonlar b) İstem tarafı (P δ etkisi) q, kn/m L L, m q, kn/m δ 0 q, kn/m M 0 =ql 2 /8 (a) q yatay yükü etkisiyle oluşan deformasyon (b) (c) Şekil 3. Yatay kuvvet q etkisindeki basit mesnetli bir kolon q yatay yükü etkisiyle oluşan eğilme momenti

Giriş: Kolonlar b) İstem tarafı (P δ etkisi) P, kn B Eksenel kuvvetin etkisiyle, eğilme momenti deformasyon arttıkça daha da artar. Yatay yük q ve eksenel lkuvvet P etkisiyle oluşan deformasyon P, kn L/2 Yatay yük q ve eksenel kuvvet P etkisiyle oluşan eğilme momenti δmax q, kn/m L L, m q, kn/m δ 0 q, kn/m δ max δ q, kn/m M r M 0 =ql 2 /8 M M*=Pδ max M r P A q yatay yükü etkisiyle oluşan deformasyon q yatay yükü etkisiyle oluşan ş eğilme ğ momenti (a) (b) (c) Şekil 4. Yanal öteleme yapmayan (nt) AB elemanında P δ etkileşiminin eğilme momenti istemini arttırması

Giriş: Kolonlar M r : q ve P etkisinde gerekli eğilme momenti dayanımı (LRFD için Mu, ASD için Ma) M o : satece yatay yüklerden (q yükü) oluşan eğilme momenti (birinci mertebe analiziyle bulunacak) M* : P δ etkileşiminden dolayı oluşan ilave eğilme momenti P δ nin M o üzerindeki büyütme etkisini içeren büyütme katsayısı

b) İstem t tarafı (P ΔΔ etkisi) i) Giriş: Kolonlar Eksenel kuvvetin etkisiyle, yanal deformasyon arttıkça eğilme momenti daha da artar. P Δ F M = FL (birinci mertebe momenti) m M = FL + PΔ= B 2 (FL) (ikinci i mertebe momenti) L M P F

Giriş: Kolonlar Özet: Kolonlarda P δ ve P Δ etkisi

Giriş: Kolonlar P Δ analizi için kısa not: Yapı rijitlik matrisi: {F} = [K]{u} {F} = {[K]+[K g ]}{u} birinci mertebe analizi için bir yapıdaki kuvvet deformasyon ilişkisi ikinci mertebe analizi için bir yapıdaki kuvvet deformasyon ilişkisi Elastik rijitlik matrisi Geometrik rijitlik matrisi Bir çerçeve elemanı için geometrik rijitlik matrisi, [k g ] Bir çerçeve elemanı için elastik rijitlik matrisi, [k]

Stabilite Tasarımı ANSI/AISC 360 10, Bölüm C stabilite tasarımı için 3 yöntem önermektedir: a) First Order Analysis Method (Birinci mertebe analizi yöntemi) b) Effective length method (Etkin boy yöntemi) (ikinci mertebe analizi veya birinci mertebe etkilerinin yaklaşık olarak büyütülmesini (moment büyütmesi yöntemi) gerektirir) c) Direct Analysis Method of Design (Doğrudan Analiz Yöntemi) Bu yöntem önümüzdeki senelerde eğer uygulamacı mühendislere öğretilebilirse standart yöntem olacaktır. Bu yöntem de ikinci mertebe analizi veya birinci mertebe etkilerinin yaklaşık olarak büyütülmesini (moment büyütmesi yöntemi) gerektirir.

Birinci Mertebe Analizi Yöntemi P Delta (Δ) analizi (ikinci mertebe analizi) gerekmez. Analizlerde nominal EI ve EA kullanılır. Tüm elemanlar için K=1.0 dir. Eğilme rijitliği çerçevenin yanal dayanımına katkıda bulunan tüm elemanlar için arttırılmış eksenel yükler akma dayanımının (F y A g ) %50 sinden fazla olmamalıdır. Tüm yük kombinasyonlarında geometrik tikkusurları göz önüne almak küzere fiktif yatay yükler (düşey yükün belirli bir yüzdesi olarak 2.1(Δ/L)Y i 0.0042, Y i i nci kattaki düşey kuvvet) taşıyıcı sisteme uygulanmaktadır. Yöntemin uygulanabilirliği ile ilgili kısıtlamalar için ilgili yönetmelik bölümüne bakınız.

Etkin Boy Yöntemi Stabilite analizi için alternatif bir yöntemdir. Yöntem hem ikinci mertebe analizi kullanılarak hem de birinci mertebe etkileri büyütülerek uygulanabilir. Analizlerde nominal EI ve EA kullanılır.. Sadece düşey ş yüklü kombinasyonlarında geometrik kusurları göz önüne almak üzere fiktif yatay yükler (düşey yükün belirli bir yüzdesi olarak 0.002Y i, Y i i nci kattaki düşey kuvvet) taşıyıcı sisteme uygulanmaktadır. Yöntemin uygulanabilirliği ile ilgili kısıtlamalar için ilgili yönetmelik bölümüne bakınız.

Etkin Boy Yöntemi (ANSI/AISC 360 10, Appendix 7) Etkin boy yöntemi 1961 den beri kullanılmaktadır ve doğrudan analiz yöntemine alternatif bir yöntemdir. İki ucu mafsallı elemanlarda l K10 di K=1.0 dir. Bu tür kolonlar kl l ii için KL=L dir. Uygulamada, moment sıfır noktasının yeri uçlardaki ankastrelikten dolayı değişeceğinden KL azalacaktır. Yanal ötelenmesi önlenmemiş sistemlerde K>1 olacaktır. Yanal ötelenmesi önlenmiş sistemlerde ise K=1.0 alınabilir (yapısal analizle daha küçük bir K değeri alınabileceği de gösterilebilir)

Etkin Boy Yöntemi (ANSI/AISC 360 10, Appendix 7) K iki yolla bulunabilir: 1 2 Etkin boy için yaklaşık değerler kullanılabilir Nomogramlar

Etkin Boy Yöntemi (ANSI/AISC 360 10, Appendix 7) Yanal ötelenmesi önlenmiş çerçevelerdeki kolonlar Yanal ötelenmesi önlenmemiş çerçevelerdeki kolonlar 1

Etkin Boy Yöntemi (ANSI/AISC 360 10, Appendix 7) K=1.2 Kolon ayakları ankastre K=2.0 Kolon ayakları mafsallı Tüm kolonlar ve çaprazlar için K=1.0

Etkin Boy Yöntemi (ANSI/AISC 360 10, Appendix 7) ANSI/AISC 360 10 2

Etkin Boy Yöntemi (ANSI/AISC 360 10, Appendix 7) 2 ANSI/AISC 360 10

Etkin Boy Yöntemi (ANSI/AISC 360 10, Appendix 7) Nomogramları kullanabilmek için kiriş ve kolonların boyutlarını bilmemiz gerekir. Uygulamada tasarım için K=1.0 alınabilir Tüm kolonlar ve çaprazlar için K=1.0

Etkin Boy Yöntemi (ANSI/AISC 360 10, Appendix 7) Yanal ötelenmesi önlenmiş ve önlenmemiş çerçeveler: Yanal stabilitesi çaprazlarla veya perde duvarlarla sağlanan çerçevelere yanalötelenmesi önlenmiş çerçeveler denir. Yanal stabilitesi rijit olarak birbirine bağlanan kiriş ve kolonların Yanal stabilitesirijitolarakbirbirine bağlanankiriş ve kolonların eğilme rijitlikleriyle sağlanan çerçevelere yanal ötelenmesi önlenmemiş çerçeveler denir.

Örnek Şekildeki yanal ötelenmesi önlenmiş ve önlenmemiş çerçevelerdeki ABve CD kolonları için etkin boy katsayılarını bulunuz. I b =2I c A I b =2I c C I b =2I c L c =L L c =L I c B D L g =L L g =L L g1 =2L L g2 =L g Çaprazlı çerçeve (yanal ötelenmesi önlenmiş) Moment çerçevesi (yanal ötelenmesi önlenmemiş) g2

Çözüm Etkin boy katsayıları: AB kolonu için: G B G A = = 10 ( pinned end) Ι Ι C b / L / L C g Ι = 2Ι C C / L / L = 0. 5 K AB =0.8 (nomogramdan)

Çözüm Etkin boy katsayıları: CD kolonu için: 3 1 2 2 2 2 1 = = = = L L L L L G end fixed G C C C A B / / / / / ) ( Ι Ι Ι Ι Ι K CD =1.2 (nomogramdan) 3 2 2 2 2 + L L L C C g b A / / / Ι Ι Ι

Doğrudan Analiz Yöntemi Bu yöntemin uygulanmasında hiçbir kısıtlama bulunmakatadır. İkinci mertebe eksenel kuvvetlerini ve eğilme momentlerini hesaplayabilmek için bilgisayar destekli bir P Delta (Δ) gerekmektedir. İkinci mertebe etkileri, birinci mertebe etkilerinin büyütülmesi ile de (moment büyütmesi) elde edilebilir. Geometrik nonlinearitiler, başlangıç kusurları ve malzemenin doğrusal olmayan davranışı gözöüne alınmaktadır. Sadece d düşey yük taşıyan kl kolonlardaki l dki( (yaslanan kl kolonlar l leaning columns) )tüm eksenel yükler analizlerde gözönüne alınmalıdır (sonraki slayta bakınız). İkinci mertebe ve birinci mertebe kat ötelemelerinin oranına bağlı olarak geometrik kusurları gözönüne almak üzere düşey yüklü veya tüm yük kombinasyonlarında fiktik yatay yükler (düşey yükün belirli bir yüzdesi olarak (0.002 veya 0.003)Y i, Y i i nci kattaki düşey kuvvet) taşıyıcı sisteme uygulanmaktadır. Doğrusal olmayan davranışı göz önüne almak üzere azaltılmış EI ve EA kullanılmaktadır.

Doğrudan Analiz Yöntemi Yaslanan kolonlar (leaning columns) Not: yaslanan kolonların yanal rijitlikleri yoktur; tasarımda K=1.0 K10 alınır) Yatay yükleri çevreçerçevelerçerçeveler taşırlar Not: yaslanan kolonlardaki eksenel yükler çevre çerçevelerin tasarımında gözönüne alınmalıdır.

Doğrudan Analiz Yöntemi Bilgisayar Modeli

Doğrudan Analiz Yöntemi Geometrik bozuklukları, şakülden sapmaları, artık gerilmeleri göz önüne almak için azaltılmış EI ve EA (yaklaşık 0.80EI ve 0.80EA) Bilgisayar Modeli Yaslanan kolonlar

Moment Büyütmesi Yöntemi ile Yaklaşık İkinci Mertebe Analizi Moment Büyütme Katsayıları, B 1 ve B 2, ve Gerekli Tasarım Eğilme Momenti Pratik mühendislik uygulamalarında, P δ ve P Δ nın gerekli tasarım eğilmeğ momenti dayanımı, M r, üzerindeki etkisini belirlemek için basit bir yaklaşım yeterli olacaktır. Yanal öteleme yapmayan elemanlar (nt) Çaprazlı Çerçeveler H r ve P r dolayı oluşan deformasyon M 0 = M nt = H rl 4 Şekil 5. Yanal öteleme yapmayan tipik bir kolon elemanı (nt)

Moment Büyütmesi Yöntemi ile Yaklaşık İkinci Mertebe Analizi Yanal öteleme yapmayan elemanlar (nt) Çaprazlı Çerçeveler P δ etkisinden dolayı gerekli ikinci mertebe eğilme momenti dayanımı, M r, ve eksenel kuvvet, P r, dayanımı (ANSI/AISC 360 10, Appendix 7): B 1 : eğilme ve basınç etkisindeki her elemanda P δ etkisini gözönüne almak için büyütme katsayısı (basınç etkisi olmayan elemanlarda B 1 =1 alınır) M nt : yanal öteleme yapmayan sistemde birinci mertebe analizinden elde edilen eğilme momenti (LRFD veya ASD yük kombinasyonlarına göre) P nt : yanal öteleme yapmayan sistemde birinci mertebe analizinden elde edilen eksenel kuvvet (LRFD veya ASD yük kombinasyonlarına göre) Not: düğüm noktaları arasında yatay yükün etkimediği durumlarda B 1 =1 alınabilir (AISC360 10, Comm.Appendix 7 7.3)

Moment Büyütmesi Yöntemi ile Yaklaşık İkinci Mertebe Analizi Yanal öteleme yapmayan elemanlar (nt) Çaprazlı Çerçeveler 3 M 1 M 1 M 2 M 2 Note: M 1 and M 2 are taken from the moment diagram. Tek Eğrilik Çift Eğrilik C m = 1

Moment Büyütmesi Yöntemi ile Yaklaşık İkinci Mertebe Analizi Yanal öteleme yapmayan elemanlar l (nt) Çaprazlı Çerçeveler

Örnek Şekildeki tek katlı çerçevedeki A ve B kolonları için C m değerlerini bulunuz. 100 100 B A 200 200 Moment diyagramı

Çözüm 100 A kolonu (çift eğrilik) M M 1 2 = + 0. 5 C m =0.6 0.4(0.5)=0.4 200 100 B kolonu (tek eğrilik) M M 1 2 = 0. 5 C m =0.6 0.4( 0.5)=0.8 200

Moment Büyütmesi Yöntemi ile Yaklaşık İkinci Mertebe Analizi Yanal öteleme yapan elemanlar (lt) Çerçeveler P δ ve P Δ etkilerinden dolayı gerekli ikinci mertebe eğilme momenti, M r, ve eksenel kuvvet, P r, dayanımı (ANSI/AISC 360 10, Appendix 7): B 2 : yapının her katında P Δ etkisini gözönüne almak için büyütme katsayısı M lt : sistemin yanal ötelemesinden dolayı oluşan ve birinci mertebe analizinden elde edilen eğilme momenti (LRFD veya ASD yük kombinasyonlarına göre) P lt : sistemin i yanal ötelemesinden dolayı oluşan ve birinci i i mertebe analizinden i elde edilen eksenel kuvvet (LRFD veya ASD yük kombinasyonlarına göre)

Moment Büyütmesi Yöntemi ile Yaklaşık İkinci Mertebe Analizi Yanal öteleme yapan elemanlar (lt) Çerçeveler 1 Bu denklemi kullanabilmek için kolon ve kiriş boyutlarını bilmemiz gerekir. (e.g. including leaning columns) Bulmak çok da kolay değildir 2 2 Bu denklemin kullanımı çok daha rahattır. Yönetmeliklerde Δ H için önerilen etkin göreli kat ötelemesi sınırını kullanabiliriz.

Moment Büyütmesi Yöntemi ile Yaklaşık İkinci Mertebe Analizi Yanal öteleme yapan elemanlar (lt) Çerçeveler (R m = 0.85 for moment frames; or 0 for braced frames (AISC 360 10, Comm. Appendix 8)

Moment Büyütmesi Yöntemi ile Yaklaşık İkinci Mertebe Analizi Moment Çerçeve Elemanlarının Tasarımı w D, w Lr or w s H r w D or w L H 1 = Şekil 6. Düşey ve yatay yükler etkisindeki moment çerçevesi

Moment Büyütmesi Yöntemi ile Yaklaşık İkinci Mertebe Analizi Moment Çerçeve Elemanlarının Tasarımı w D, w Lr or w s H r V r w D or w L + H 1 V 1 Şekil 7. P nt ve M nt yi elde etmek için yanal öteleme yapmayan çerçeve (M nt, B 1 ile arttırılacak)

Moment Büyütmesi Yöntemi ile Yaklaşık İkinci Mertebe Analizi Moment Çerçeve Elemanlarının Tasarımı V r V 1 Şekil 8. P lt ve M lt yi elde etmek için yanal öteleme yapan çerçeve (P lt ve M nt, B 2 ile arttırılacak)

Moment Büyütmesi Yöntemi ile Yaklaşık İkinci Mertebe Analizi Özet: Moment Çerçeve Elamanlarının Tasarımı w D, w Lr or w s H r H 1 w D or w L a. Düşey ve yatay yükler etkisindeki moment çerçevesi w D, w Lr or w s H r V V r r H 1 w D or w L V 1 V 1 + = b. P nt ve M nt yi elde etmek için yanal öteleme yapmayan çerçeve (M nt, B 1 ile arttırılacak)(p δ etkisini içerir) Şekil 9. c. P lt ve M lt yi elde etmek için yanal öteleme yapan çerçeve (P lt ve M nt, B 2 ile arttırılacak)(p Δ etkisini içerir)

Moment Büyütmesi Yöntemi ile Yaklaşık İkinci Mertebe Analizi Özet: Moment Çerçeve Elamanlarının Tasarımı (alternatif yaklaşım) w D, w Lr or w s, Düşey yüklerin yanal deformasyona yol açmayacağını kabul edelim. Bu kabule göre, çerçeve, düşey yükler altında yanal öteleme yapmayan bir çerçeve gibi davranır, çünkü herhangi bir yanal deformasyon oluşmamaktadır. H r w D or w L H 1 a. Düşey ve yatay yükler etkisindeki moment çerçevesi w D, w Lr or w s = H r + w D or w L H 1 b. P nt ve M nt yi elde etmek için yanal öteleme yapmayan çerçeve (M nt, B 1 ile arttırılacak)(p δ etkisini içerir) Şekil 10. c. P lt ve M lt yi elde etmek için yanal öteleme yapan çerçeve (P lt ve M nt, B 2 ile arttırılacak)(p Δ etkisini içerir)

Moment Büyütmesi Yöntemi ile Yaklaşık İkinci Mertebe Analizi Moment Çerçeve Elamanlarının Tasarımı 3 2

Örnek H=125 kn P=1250 kn İstenen: İkinci mertebe etkilerinin bulunması. I=3,786x10 8 mm 4 E=200,000.00 Mpa L=3000 mm k=8,413.33 N/mm

Çözüm P=1250 kn Birinci Mertebe Analizi: H=125 kn

Çözüm P=1250 kn İkinci Mertebe Analizi: H=125 kn

Örnek Verilen: 3 açıklıklı 4 katlı bir moment çerçevesine etki eden düşey ve yatay yükler şekilde verilmiştir. (Not: düşey yükler yaslanan kolonlardan gelen yükleri de içermektedir. İstenen: Birinci kat kolonları için B 2 moment büyütme katsayısını bulunuz. 360 kn q D = 45.0 kn/m q S = 30.0 kn/m (snow load) 270 kn 30kips 30kips 30kips q D = 90 kn/m q L = 35.0 kn/m 180 kn q D = 90.0 kn/m q L = 35.0 kn/m 4@4 4.50m 90 kips q D = 90.0 kn/m q L = 35.0 kn/m 3@9.15m

Solution R M = 0.85 Δ H L = 1 400 (R=8 için kabul edilen birinci mertebe etkin göreli kat ötelemesi) H = 360 kn + 270 kn + 180 kn + 90 kn = 900 kn

Solution Uygun yük kombinasyonunu kullanarak P story yi hesaplayalım (düşey deprem etkisini ihmal edelim): LRFD B 2 nin hesabında kiritik değil 12D=12[450 1.2D=1.2[45.0 kn/m + 90.0 0 kn/m + 90.00 kn/m + 90.00 kn/m ]x27.45 m = 10,376.1 1 kn L=[35.0 kn/m + 35.0 kn/m + 35.0 kn/m ]x27.45 m = 2,882.3 kn 0.2S=0.2[30.0 kn/m ]x27.45 m = 164.7 kn P story =10,376.1 kn + 2,882.3 kn + 164.7 kn = 13,423.1 kn ASD B 2 nin hesabında kiritik değil D=[45.0 kn/m + 90.0 kn/m + 90.0 kn/m + 90.0 kn/m ]x27.45 m = 8,646.8 kn 0.75L=0.75[35.0 75[35 0 kn/m + 35.0 kn/m + 35.0 kn/m ]x27.45 m = 2,161.7 kn 0.75S=0.75[30.0 kn/m ]x27.45 m = 617.6 kn P story =8,646.8 kn + 2,161.7 kn + 617.6 kn = 11,426.1 kn

Solution 1 1.0(13,423.1 ) 1 900(400) 0.85 1 LRFD B = = 1.05 < 1.5 O.. kn 2 K 1 1.6(11,426.1 ) 1 900(400) 0.85 1 ASD B = = 1.06 < 1.5 O.. kn 2 K Not: B 2 > 1.5 2 olması durumunda doğrudan analiz yönteminin kullanılması gerekir.

Örnek: 6-Katlı Bir Çelik Bina Q 100 mm beton döşemeş Moment birleşimi Q Q 4@7.50 m Çapraz Mafsallı birleşim Q Çapraz Q-Q Kesiti Kuzey Doğu 3@2.50 m 4@9.15 m

Örnek: 6-Katlı Bir Moment Çerçevesinin Sismik Tasarımı 534 kn 0.5P D ; 0.5P L 2.50 m lik yük alanı kabulü ile P D = 90.0 kn; P L = 57.5 kn D ; L q D = 10.0 kn/m; q L = 6.25 kn/m 436 kn 338 kn 245 kn 5@3.65m=18.25m 165 kn 85 kn 4.85m 305 3.05m 9.15m 9.15m 9.15m 9.15m 6-Katlı Moment Çerçevesine Etkiyen Deprem Kuvvetleri ve Düşey Yükler

6-Katlı Bir Moment Çerçevesinin Sismik Tasarımı

6-Katlı Bir Moment Çerçevesinin Sismik Tasarımı Yaklaşık ş İkinci Mertebe Analizi: 1.Kat dış kolonu kontrol edilecektir. b c

6-Katlı Bir Moment Çerçevesinin Sismik Tasarımı 1Katdış 1.Kat kolonu kontrol edilecektir. L=4.85m; M nt = 50.17 knm; P nt = 876.66 kn; M lt = 784.73 knm; P lt = 718.39 kn Not: maksimum uç momenti kolon alt ucunda oluşuyor Δ H =d 1 -d 0 = 11.12 0.00 = 11.12 mm (Tablo 4, elastik deplasman) H= 1803 kn (toplam kat kesme kuvveti) P story = (G + Q) (36.60m)(30.00m/2)(6)=21,411.00 kn (1.kat kolonlarındaki toplam 6.50 kn/m 2 eksenel yük, sadece düşey yük R taşıyan çerçevelerin yükleri de M = 0.85 dahil) = 1-1 1.60 (21,411) (1803) (4.85) 0.85 (0.01112) = 1.054 < 1.2 K x =1.0 alınabilir. α = 1.60 (ASD)

6-Katlı Bir Moment Çerçevesinin Sismik Tasarımı Büyütülmüş Gerekli Tasarım Dayanımı: P r = P a = 876.66 + 1.054 (718.39) = 1633.84 kn Μ r = M a = 1.0 (50.17) + 1.054 (784.73) = 877.27 knm B 1 =10 1.0 W14x455 : I x =2990x10 6 mm 4, r x =186 mm, r y =111 mm, A g =86,300 mm 2, Z x =15,300x10 3 mm 3 W14x370 : I x =2260x10 6 mm 4 W33x201 : I x =4790x10 6 mm 4 x G=( I/L) kolon /( I/L) kiriş G b =2.36; G c =3.05 K x =1.75 (TS 648, çizelge 5) K =1 0 (moment çerçevesine dik K y =1.0 (moment çerçevesine dik doğrultuda çaprazlı çerçeve)

6-Katlı Bir Moment Çerçevesinin Sismik Tasarımı Yaslanan Kolonların Etkisi: K leaning 2,383.75 = K x 1+ = 1.75 1+ = 1.75x1.74 kn P 1,184.75 * P kn x stability = 3.05 (Yura s Approach, 1971) The column should be checked against stability for P r with an effective lenght factor of K * x P story = (G + Q) (36.60m)(30.00m/2)=3,568.5060 00 3 50 kn (1.kat kolonlarındaki l ki toplam eksenel yük) 6.50 kn/m 2 (90kN+57.5kN)(4)+(10kN/m+6.25kN/m)(36.60m)=1184.75kN 2.50 lik yük alanı kabulü ile P leaningcolumn = 3,568.50kN-1184.75kN=2,383.75 kn (bir kattaki leaning kolona gelen eksenel yük)

6-Katlı Bir Moment Çerçevesinin Sismik Tasarımı Doğrudan ğ Analiz Yöntemi: b c

6-Katlı Bir Moment Çerçevesinin Sismik Tasarımı Doğrudan ğ Analiz Yöntemi: 1.Kat dış kolonu kontrol edilecektir.

6-Katlı Bir Moment Çerçevesinin Sismik Tasarımı Doğrudan ğ Analiz Yöntemi: 1.Kat dış kolonu kontrol edilecektir.

6-Katlı Bir Moment Çerçevesinin Sismik Tasarımı Doğrudan ğ Analiz Yöntemi: 1.Kat dış kolonu kontrol edilecektir.

6-Katlı Bir Moment Çerçevesinin Sismik Tasarımı Doğrudan ğ Analiz Yöntemi: P-Delta kolonları (leaning kolonlar) olmadan Sedece deprem yükleri altında

6-Katlı Bir Moment Çerçevesinin Sismik Tasarımı Doğrudan ğ Analiz Yöntemi: P-Delta kolonları varken ve elaman rijitlikleri azaltılmamış Sedece deprem yükleri altında

6-Katlı Bir Moment Çerçevesinin Sismik Tasarımı Doğrudan ğ Analiz Yöntemi: P-Delta kolonları varken ve elaman rijitlikleri 0.80 ile çarpılmış Sedece deprem yükleri altında

6-Katlı Bir Moment Çerçevesinin Sismik Tasarımı Yaklaşık İkinci Mertebe Analizi: P r = P a = 876.66 + 1.054 (718.39) = 1633.84 kn Μ r = M a = 1.0 (50.17) + 1.054 (784.73) = 877.27 knm B 1 =10 1.0 Doğrudan Analiz Yöntemi: Not: Doğrudan analiz yöntemi ile kolon dayanımı kontrol edilirken K=1 1.0alınır.

Örnek SAP2000 ile Fiktif Yatay Yüklerin Tanımı SAP2000 de fiktif yatay yükler Notional yük tipi olarak tanımlanmalıdır.

Örnek SAP2000 ile Fiktif Yatay Yüklerin Tanımı

Örnek SAP2000 ile Fiktif Yatay Yüklerin Tanımı

Örnek SAP2000 ile Fiktif Yatay Yüklerin Tanımı

Özet Doğrudan Analiz Yöntemi Seçenek Değişken Kısıtlamalar Yöntemin Esasları Genel İkinci Değişkenğ ş Rijitlik Kısıtlama Yok İkinci mertebe analizi için azaltılmış ş rijitlikler: Mertebe Analizi Azaltma Katsayısı EI*=0.8τ b EI EA*=0.8EI Sabit Rijitlik Azaltma Katsayısı Kısıtlama Yok αpr 0.5 için 1.0 P y τ b = αp r αpr αp r > 0.5 için 4 1 Py Py Py B 1 ve B 2 kullanılmıyor. K=1.0 Δ 2nd /Δ 1st 1.5 fiktif yatay yükler sadece düşey yüklü kombinasyonlarda kullanılacak, aksi halde tüm kombinasyonlarda kullanılacak Fiktif yük katsayısı = 0.002 İkinci mertebe analizi için azaltılmış rijitlikler: EI*=0.8τ b EI EA*=0 =0.8EI τ b =1.0 B 1 ve B 2 kullanılmıyor. K=1.0 Δ 2nd /Δ 1st 1.5 5 fiktif yatay yükler sadece düşey yüklü kombinasyonlarda kullanılacak, aksi halde tüm kombinasyonlarda kullanılacak Fiktif yük katsayısı = 0.003

Özet Doğrudan Analiz Yöntemi Seçenek Değişken Kısıtlamalar Yöntemin Esasları Büyütülmüş ş Değişkenğ ş Rijitlik Kısıtlama Yok Birinci mertebe analizi için azaltılmış ş rijitlikler: Birinci Mertebe Azaltma Katsayısı EI*=0.8τ b EI Analizi EA*=0.8EI αpr 0.5 için 1.0 P y τ b = αp r αpr αp r > 0.5 için 4 1 Py Py Py B 1 ve B 2 hesabında K=1.0 1 2 Sabit Rijitlik Azaltma Katsayısı Kısıtlama Yok Δ 2nd /Δ 1st 1.5 fiktif yatay yükler sadece düşey yüklü kombinasyonlarda kullanılacak, aksi halde tüm kombinasyonlarda kullanılacak Fiktif yük katsayısı = 0.002 İkinci mertebe analizi için azaltılmış rijitlikler: EI*=0.8τ b EI EA*=0 =0.8EI τ b =1.0 B 1 ve B 2 hesabında K=1.0 Δ /Δ 1 5 fiktif yatay yükler sadece düşey Δ 2nd /Δ 1st 1.5 fiktif yatay yükler sadece düşey yüklü kombinasyonlarda kullanılacak, aksi halde tüm kombinasyonlarda kullanılacak Fiktif yük katsayısı = 0.003

Özet Etkin Boy Yöntemi Seçenek KısıtlamalarDeğişken Yöntemin Esasları Genel İkinci Mertebe Analizi Büyütülmüş Birinci Mertebe Analizi Δ 2nd /Δ 1st 1.5 (tüm katlarda) Δ 2nd /Δ 1st 1.5 (tüm katlarda) İkinci mertebe analizi için azaltılmamış rijitlikler kullanılır. Fiktif yatay yükler sadece düşey yüklü kombinasyonlarda kullanılacak. B 1 =1.0 B 2 =1.0 Birinci mertebe analizi için azaltılmamış rijitlikler kullanılır. Fiktif yatay yükler sadece düşey yüklü kombinasyonlarda kullanılacak. B ve B hesaplanır Hesaplarda uygun etkin boy B 1 ve B 2 hesaplanır. Hesaplarda uygun etkin boy katsayıları kullanılmalıdır.

Özet Sınırlı Birinci Mertebe Analizi Seçenek KısıtlamalarDeğişken Yöntemin Esasları Sınırlı Birinci Mertebe Analizi Δ 2nd /Δ 1st 1.5 (tüm katlarda) αp r /P y 0.5 (tüm kolonlar için) Birinci mertebe analizi için azaltılmamış rijitlikler kullanılır. Κ=1.0 Tüm kombinasyonlarda (düşey ve yatay yük için) fiktif yatay yyükler. Fiktif yük katsayısı : 2.1(Δ/L) 0.0042

Özet Doğrudan Analiz Yöntemi Etkin Boy Yöntemi Birinci Mertebe Analizi Yöntemi ANSI/AISC 360 Section C Appendix 7 Appendix 7 10 daki ilgili bölüm Yöntemin Hayır Evet Evet uygulanabilirliği ile ilgili sınırlamalar Gereken yapısal analiz yöntemi Analizlerde kullanılması gereken eleman rijitlikleri Fiktif yatay yükler kullanılacak mi? Tasarımda kullanılacak etkin boy katsayısı, K İkinci mertebe/birinci mertebe Doğrusal olmayan davranışı gözönüne almak için azaltılmış EI ve EA İkinci mertebe / birinci mertebe Nominal EI ve EA Birinci mertebe Nominal EI ve EA Evet Evet Evet (ilave yatay yük olarak) K=1 K 1.0 K=1

Kaynaklar: Akbas, B., İleri Çelik Yapılar Ders Notları, GYTE, 2013. AISC 360 10, Specification for Structural Steel Buildings, 2010. CSI, Steel Frame Design Manual, 2011. Shankar Nair, Stability Analysis and the 2005 AISC Specification, Modern Steel Construction, May 2007.