Nonlineer İtme (Pushover) Analizi Nasıl Yapılır?

Bu makale, StatiCAD’in Nonlineer İtme Analizi penceresiyle mevcut bir betonarme binanın TBDY 2018 Bölüm 15 ve EK 5B’ye göre şekildeğiştirmeye dayalı performans değerlendirmesinin nasıl yapılacağını anlatır. Yöntemin arka planı için İtme Analizinin Teorik Esasları, sonuçların bağımsız yazılımla karşılaştırması için İtme Analizi Doğrulama Çalışmaları makalelerine bakabilirsiniz.

bilgi

Hangi sürümlerde? Betonarme performans değerlendirmesi ve güçlendirme Ultimate, Profesyonel ve Betonarme sürümlerinde bulunur.

1. Ön koşullar

• Proje, betonarme performans değerlendirmesi (mevcut bina) modunda olmalıdır: Proje Genel Ayarları → Yönetmelik Seçimi → Performans B.15 grubundan açılır. Kesitler, donatılar ve mevcut malzeme dayanımları tanımlı olmalıdır.
• Statik/dinamik analiz yapılmış olmalıdır. İtme çözücüsü eleman kesitlerini, düşey yük (G ve Q) uç kuvvetlerini ve modal analiz sonuçlarını bu hesaptan alır. Analiz yapılmadan itme başlatılırsa pencere "UYARI: önce analiz yapılmalıdır" iletisini verir.
• SAP2000 seçenekleri kullanılacaksa bilgisayarda SAP2000 V27 kurulu ve lisanslı olmalıdır (bkz. Bölüm 4). SAP2000 kullanılmadan tüm analiz ve raporlar StatiCAD’in kendi çözücüsüyle alınır.

2. Pencerenin genel görünümü

Pencere Analiz → Non Lineer İtme Analizi komutuyla açılır.

Nonlineer İtme Analizi penceresi: solda ayarlar, sağ üstte itme eğrisi, sağ altta ilerleme/sonuç penceresi.

Bölge	İşlevi
Yön seçenekleri	İtme doğrultuları ve temel analiz parametreleri
Bina değerlendirme yöntemi	Bilgi düzeyinin (kapsamlı / sınırlı) seçimi
SAP2000 Doğrulaması	İsteğe bağlı SAP2000 kıyası veya SAP2000 çözümüyle hesap
Analiz / Kapat	Seçili yönlerin çözdürülmesi
Yön + Rapor	Sonuçlanan koşulardan birinin raporunun alınması
Grafik	Seçili yönün itme eğrisi ve performans noktası
İlerleme penceresi	Mafsallaşma olayları, deprem istemi ve bina kararı

3. Analiz ayarları

Ayar	Açıklama
Yön kutuları (8 adet)	TBDY yön kombinasyonları: ±X ana doğrultusu ± 0,3·Y ve ±Y ana doğrultusu ± 0,3·X. İşaretlenen her kombinasyon için ayrı bir itme analizi yapılır. Tipik değerlendirmede 8 yönün tamamı işaretlenir; hızlı ön inceleme için tek yön yeterlidir.
İkincil yön çarpanı	Kombinasyondaki dik bileşen çarpanı; yönetmelik değeri 0,30’dur.
Tanımlı performans noktası [mm]	İşaretlenirse deprem istemi hesabı yerine itme, doğrudan girilen tepe yer değiştirmesine kadar sürdürülür (araştırma ve karşılaştırma amaçlı). Normal değerlendirmede işaretsiz bırakın; istem EK 5B’ye göre otomatik hesaplanır.
Hareketli yük katılımı (n)	Kolon ve perde eksenel kuvvetinde ve kütlelerde kullanılan N = G + nQ katsayısı; binanın kullanım amacına göre (konut ve işyeri için 0,30).
Pekleşmeli mafsallar (bilineer, My → MMax)	İşaretsizken mafsallar elastik–tam plastik (EPP) davranır (varsayılan, güvenli taraf). İşaretlenirse mafsallar akmadan sonra kesitin gerçek pekleşme eğimiyle MMax’a kadar yükselir; kapasite tipik olarak %5–10 artar.
ŞGDT bilgi düzeyi	“Kapsamlı” seçiminde bilgi düzeyi katsayısı 1,0; “Sınırlı” seçiminde 0,75 alınır; mevcut malzeme dayanımları bu katsayıyla çarpılır.
SH (%20) kriterinde tali kirişleri de hariç tut	Tali kirişler (başka kirişe oturan, yatay yük taşıyıcı sisteminde yer almayan kirişler) Kontrollü Hasar %35 ve Göçmenin Önlenmesi %20 kiriş oranlarından her zaman hariç tutulur. Sınırlı Hasar %20 kuralının lafzında bu istisna geçmediğinden kutu işaretsizken tali kirişler SH sayımına dahildir; işaretlenirse SH kriterinde de hariç tutulurlar. Seçim hem doğrusal hem itme değerlendirmesini etkiler; tali kirişler raporlarda “[Tali]” ekiyle görünür.

bilgi

Pencerenin alt bölümünde ayrıca çok modlu itme, IRSA, değişken tek modlu itme ve P-Δ (ikinci mertebe) seçenekleri bulunur. Bu seçenekler Çok Modlu İtme Analizi ve IRSA makalesinde anlatılmıştır.

not

Penceredeki tüm ayarlar proje dosyasına kaydedilir; dosya yeniden açıldığında son kullandığınız ayarlar geri gelir.

4. SAP2000 seçenekleri (isteğe bağlı)

Açılır listeden üç çalışma biçiminden biri seçilir:

Seçenek	Ne yapar?
SAP2000 kullanma (varsayılan)	Tüm hesap StatiCAD çözücüsüyle yapılır; SAP2000 gerekmez.
SAP2000 ile doğrula (kıyas)	StatiCAD koşuları bittikten sonra seçili yönlerin ana doğrultuları (±X, ±Y) aynı model mafsallarıyla birlikte SAP2000’e aktarılır ve orada da itilir. İlerleme penceresine iki programın itme eğrileri, istem noktasındaki mafsal durumları ve taban kesme oranları yan yana yazılır. Hesap sonuçlarınız yine StatiCAD’indir; SAP2000 bağımsız bir kontrol sağlar.
Hesaplara SAP2000 sonucuyla devam et	Seçili her yön kombinasyonu SAP2000’de çözülür; SAP2000’in itme eğrisi ve mafsal plastik dönmeleri geri okunur, deprem istemi, hasar bölgeleri, bina kararı ve rapor yine TBDY zinciriyle StatiCAD’de üretilir. Bu koşular rapor listesine “SAP +X+0.30Y” gibi etiketlerle eklenir ve raporları alınabilir. Koşuların sonunda iki programın sonuçlarını özetleyen toplu kıyas tablosu ilerleme penceresine yazılır.

not

SAP2000’in açılması: SAP2000 açıksa StatiCAD çalışan kopyaya bağlanır; kapalıysa otomatik olarak başlatır. İlk bağlantı 20–30 saniye sürebilir ve ilerleme penceresinde adım adım görünür.

not

Pekleşmeli mafsallar seçeneği SAP2000 koşularına da uygulanır: iki çözücü aynı mafsal modeliyle çalışır, böylece karşılaştırma her zaman aynı kabullerle yapılır.

5. Analizin çalıştırılması

1. Ayarları yapın ve Analiz düğmesine basın.
2. Seçili her yön için itme analizi sırayla yapılır. İlerleme penceresinde her mafsallaşma olayı (adım, yük çarpanı, tepe yer değiştirmesi, eleman) satır satır listelenir; koşu sonunda deprem istemi ve bina kararı yazılır.
3. SAP2000 seçildiyse SAP2000 işleri arka planda sürer ve satırları aynı pencereye akmaya devam eder. Bu sırada pencereyi kullanabilirsiniz; yeni bir analiz başlatmak için SAP2000 kuyruğunun bitmesini bekleyin.

İlerleme penceresi: olay akışı, deprem istemi ve bina kararı.

6. Sonuçlar: itme eğrisi, performans noktası ve rapor

Seçili yönün itme eğrisi; koyu nokta EK 5B’ye göre hesaplanan performans (istem) noktasıdır.

• Yön listesinden sonuçlanan koşulardan birini seçin; eğrisi grafikte çizilir.
• Rapor düğmesi seçili yön için ayrıntılı raporu açar. Rapor; itme eğrisi ve modal kapasite–talep grafiklerini, istem hesabı özetini, uygulanabilirlik denetimlerini (ηbi, kütle katılımı), eleman eleman plastik dönme ve hasar bölgesi tablolarını, malzeme modellerini ve perde uç bölgesi birim şekildeğiştirme denetimlerini içerir. Önizlemeden yazdırılabilir ya da PDF olarak kaydedilebilir.
• “Hesaplara SAP2000 sonucuyla devam et” kullanıldıysa “SAP ...” etiketli koşular da aynı listeden seçilip raporlanabilir.
• İtme koşusundan sonra deforme şekil ve plastik mafsallar 3 boyutlu görünümde adım adım izlenebilir (bkz. Çok Modlu İtme Analizi ve IRSA, Bölüm 5).

7. Güçlendirme ile birlikte kullanım

bilgi

Bina yetersiz çıkarsa güçlendirme aynı projede elemanlara tanımlanır ve tek bir seçenekle hesaba katılır. Güçlendirmenin rijitlik ve kesit etkileri (lifli polimer sargı, manto, yeni perde, dolgu duvarı) itme analizine de yansır. Ayrıntılar için Betonarme Bina Güçlendirmesi Nasıl Yapılır? makalesine bakın.

8. Sık karşılaşılan durumlar

Durum	Açıklama / çözüm
"UYARI: önce analiz yapılmalıdır"	Statik analiz yapılmadan itme başlatıldı. Analizi çalıştırıp yeniden deneyin.
"Önceki SAP2000 doğrulaması hâlâ koşuyor"	Arka plandaki SAP2000 kuyruğu bitmeden yeni analiz başlatıldı; ilerleme penceresinde “SAP2000 doğrulaması tamamlandı” satırını bekleyin.
ηbi > 1,4 veya kütle katılımı < %70 uyarısı	Tek modlu itmenin uygulanabilirlik koşulu sağlanmıyor (TBDY 5.6.2.2). Sonuçlar yine üretilir, ancak raporda bu denetim “SAĞLANMIYOR” olarak işaretlenir. Bu binalarda çok modlu itme veya IRSA ile değerlendirme yapın.
SAP2000 bağlantı hatası	SAP2000 V27 kurulu veya lisanslı değil ya da açılış tamamlanamadı. SAP2000’i elle açıp lisansı onayladıktan sonra analizi tekrarlayın; ayrıntı ilerleme penceresindeki bağlantı satırlarındadır.
SAP2000 eğrisi hedeften önce bitiyor	SAP2000 mafsallarında dayanım düşmesi (düşen kol) tanımlıdır; StatiCAD mafsalı ise platoyla sürer. Bu bilinçli bir modelleme farkıdır; karşılaştırmalar istem noktası civarında yapılır (bkz. İtme Analizi Doğrulama Çalışmaları).