Çatı Sihirbazı (Otomatik Çatı)
Bu makale, StatiCAD'de çatı sihirbazıyla (otomatik çatı) bir çatı poligonundan kırma, beşik ya da kalkanlı ahşap çatının tek seferde kurulmasını anlatır. Tek tek makas ve aşık eklemek için Çatı Makası Sihirbazı ve Makaslar Arası Otomatik Aşık makalelerine bakın.
Şekil 1 – Üç katlı betonarme yapı üzerine kurulan kırma çatı (3B önizleme)
1. Bu makale hakkında
Sihirbaz bir çatı poligonundan ve kenar eğimlerinden kırma, beşik ya da kalkanlı çatının geometrisini kurar ve ahşap taşıyıcı sistemi tek seferde analiz modeline ekler: mertek, aşık, mahya kirişi, kırma ve dere merteği, kalkan merteği, dikme, göğüsleme ve saçak pervazı. Kaplama yükü mertek yükü olarak verilir ya da poligon döşeme çatı yüzeyine ağlanır.
Hangi sürümlerde? Çatı sihirbazı StatiCAD'in tüm sürümlerinde kullanılabilir (çatı makası ve aşık sihirbazlarında olduğu gibi).
Örnekler 20 × 10 m'lik üç katlı betonarme bir yapı üzerinden anlatılmıştır: en üst katın kiriş aksları çatı poligonu olarak alınmış, çatı %33 eğimle kırma çatı olarak kurulmuştur.
2. Nasıl çalışır?
2.1. Çatı geometrisi
Çatı poligonu mesnet hattıdır: mertek ayaklarının oturduğu duvar ya da kiriş aksı. Her kenara bir eğim (yüzde) verilir; bir kenar kalkan işaretlenirse o kenarda çatı yüzeyi düşeydir (beşik çatının kalkan duvarı). Sihirbaz kenarları saçak çıkıntısı kadar dışa öteleyerek saçak hattını bulur ve çatıyı ağırlıklı düz iskelet (straight skeleton) yöntemiyle kurar: her kenarın yüzeyi kendi eğimiyle yükselir, yüzeylerin kesiştiği hatlar mahya (yatay), kırma (dışbükey köşe) ve dere (içbükey köşe) olur. Bu yöntem dikdörtgen dışındaki planlarda da (L, T, U, eğik kenarlı çokgenler) doğru çatı verir; farklı kenar eğimleri ve kalkanlar birlikte kullanılabilir.
Saçak çıkıntısı yatay ölçüdür ve genel eğimdeki kenarlar için geçerlidir; eğimi farklı kenarlarda çıkıntı, saçak ucu bütün yüzlerde aynı kotta kalacak şekilde ayarlanır (sürekli oluk hattı). Kalkan kenarları ayrıca "kalkan saçağı" kadar uzatılır; mahya ve aşıklar kalkan duvarından dışarı taşar, uçlarını kalkan merteği bağlar.
2.2. Elemanlar
| Eleman | Yerleşim | Bağlantı |
|---|---|---|
| Mertek | Her yüzde saçağa dik, verilen aralıkla, yüzün ortasından simetrik. Kırma ve dere yanında kısalır (kurşun mertek). | Mesnet hattında ve aşık kesişimlerinde bölünür (sürekli kiriş). Mahya/kırma/dere ucunda mafsallı. Saçak ucu konsol. |
| Aşık | Eş kot çizgileri: bütün yüzlerde aynı kotlarda, kırma ve derelerde birleşen halka. Yüz tepesine çok yakın aşık atılır (mahya kirişi yeter). | Mertek ekseni düzleminde (eşmerkezli). Uçları mafsallı. Dikme ve göğüsleme noktalarında bölünür. |
| Mahya / kırma / dere | İskelet hatları. Aynı doğrudaki parçalar tek elemandır. | Mesnet hattında, aşık uçlarında ve dikme noktalarında bölünür. |
| Kalkan merteği | Kalkan saçağının dış hattı boyunca. | Mertek kesitinde. |
| Dikme | Aşık ve mahya altında; alt ucu kat üst kotunda (Bölüm 6). | Alt ucu mafsallı, üst ucu sürekli; StatiCAD "makas dikmesi" tipi (otomatik mesnet almaz). |
| Göğüsleme | Her dikmeden iki yana, taşıdığı aşık/mahya doğrultusunda; dikmeyle verilen açıda. | İki ucu mafsallı (yalnız eksenel). Dikmeye sığmazsa aynı açıyla kısalır. |
| Saçak pervazı | Saçak hattı boyunca, mertek uçlarını bağlar. | Sürekli. |
| Duvar aşığı | Mesnet hattı boyunca (isteğe bağlı, varsayılan kapalı). | Mesnet hattında betonarme kiriş varsa onunla çakışır. |
| Ahşap kolon (bağımsız çatı) | Mesnet hattındaki her mertek, kırma/dere ve kalkan düğümünün altında, kat tabanından (Bölüm 4.3). | Ahşap Kolon/Dikme tipi: tabanı otomatik mesnet alır, üstü sürekli. |
2.3. Analiz modeline bağlantı
Sonlu eleman modelinde bir elemanın ucu başka bir elemanın üzerinde değilse ikisi bağlanmaz. Sihirbaz bu yüzden bütün bağlantı noktalarını açıkça oluşturur:
- Kenar yaslama: kenar kirişlerinin sonlu eleman düğüm çizgisi kiriş merkezinde değil tanımlı aks üzerindedir (örnekte merkezden 12,5 cm dışarıda). "Kenarları kiriş FEM aksına yasla" açıkken (varsayılan) poligon kenarları 30 cm içindeki paralel kirişin düğüm çizgisine taşınır; mertek ayakları ve kırma uçları böylece kirişe bağlanır.
- Bölme: mertekler aşık kesişimlerinde, aşık ve mahya dikme ve göğüsleme uçlarında, kırma ve dereler aşık uçlarında bölünür.
- Yaslama: 6 cm'den yakın uçlar birleştirilir (programın 5 cm düğüm toleransında kayan kirişler bağlantı kaçırmasın).
- Kolon izi: program, kolonun plan izine düşen kiriş ucunu kolon eksenine fiktif bir kirişle bağlar. Bu bağ yalnız kiriş ucu kolonun kot aralığındaysa kurulur; kolon üstünden yüksekte kalan mertek, mahya ve aşık uçları kolona bağlanmaz. Bu yüzden mertekler kolon akslarında da tam boy ve düzenli aralıkla yerleşir.
3. Sihirbazı açma ve çatı poligonu
Sihirbaz üç yerden açılır: sol araç çubuğunda Makas ve Aşık düğmelerinin altındaki Çatı düğmesi, Çiz › Çatı (otomatik çatı sihirbazı) ve Makrolar › Çatı sihirbazı (otomatik çatı). Çatı aktif kata kurulur; temel katında açılmaz.
Çatı poligonu iki yoldan verilir:
- Seçili poligon döşeme: planda bir poligon döşeme seçiliyken sihirbaz açılırsa köşeleri çatı poligonu olur. Pencere açıkken de "Seçili poligon döşemeden al" düğmesi kullanılabilir. Bu durumda kaplama seçeneği kendiliğinden "döşemeyi çatı yüzeyine ağla" olur.
- Planda çizim: "Planda çiz" düğmesi pencereyi kapatır; plan üzerinde mesnet hattının köşelerini sırayla tıklayın (Shift: dik). İlk noktaya tıklamak ya da sağ tık poligonu kapatır (en az 3 nokta) ve sihirbaz yeniden açılır. Aynı doğru üzerindeki ara noktalar birleştirilir.
Şekil 2 – Çatı sihirbazı: solda plan önizlemesi (yüzeyler, elemanlar, kenar numaraları), sağda Çatı sekmesi
4. Çatı sekmesi
4.1. Eğim ve kalkan
Genel eğim (yüzde; yanında derece karşılığı) yeni kenarların eğimidir; "Tüm kenarlara uygula" bütün kenarları bu eğime getirir ve kalkanları kaldırır. Kenar tablosunda her kenarın uzunluğu, eğimi ve kalkan durumu görünür; eğim hücresi düzenlenebilir (Enter ya da başka hücreye geçince uygulanır). Kalkan kutusunu işaretlemek ya da önizlemede kenarın üzerine tıklamak kalkanı açar/kapatır (en az bir kenar eğimli kalmalıdır). Kenar numaraları önizlemede daire içinde gösterilir; kalkan kenarlar mor renklidir.
Şekil 3 – L planlı çatı: iki kanat ucu kalkan (beşik), iç köşede dere; 3B önizleme fareyle sürüklenerek döndürülür
4.2. Saçak ve oturma seviyesi
| Ayar | Açıklama |
|---|---|
| Saçak çıkıntısı (yatay) | Mertek uçlarının mesnet hattından dışarı taşması (varsayılan 50 cm). |
| Kalkan saçağı | Kalkan kenarlarında mahya ve aşıkların dışarı taşması (varsayılan 30 cm). |
| Oturma seviyesi | Aktif katın üst kotu (varsayılan): çatı en üst katın döşeme/kiriş kotuna oturur. Aktif katın tabanı (çatı katı): ayrı bir çatı katında, katın tabanına (alttaki katın kirişlerine) oturur; döşemesiz bir katta sihirbaz bunu kendisi seçer. |
| Mesnet hattı ek kotu | Mertek ayağının oturma seviyesine göre yüksekliği (örn. jumbo duvar). |
| Kenarları kiriş FEM aksına yasla | Bölüm 2.3. |
| Ahşap malzeme | Bütün çatı elemanlarının malzemesi (proje ve kütüphane ahşapları). |
Ayrı çatı katı ve modal analiz: Rijit diyaframlı modal analizde döşemesiz bir çatı katının diyafram düğümüne bağlanan düğüm olmadığından modal çözüm yakınsamayabilir. Çatıyı bina ile birlikte çözerken en üst katın üst kotuna (varsayılan) kurun.
4.3. Bağımsız çatı çözümü
Çatıyı binadan bağımsız olarak çözmek için (örneğin boş bir projede) Bağımsız çatı çözümü (binasız) işaretlenir. Normalde kirişlere oturacak düğümlerin altına (saçak gerisindeki mertek ayakları, kırma ve dere köşeleri, kalkan hattındaki aşık ve mahya düğümleri) kat tabanından Ahşap Kolon/Dikme konur. Kolonlar makas dikmesi olarak değil ahşap kolon olarak gelir; tabanları otomatik mesnet alır. Kolon kesiti "Ahşap kolon b × h" ile verilir (varsayılan 12 × 12 cm).
Aşık ve mahya altındaki dikmeler de kat tabanına iner ve ahşap kolon olur; seçenek işaretlenince dikme yerleşimi kendiliğinden "Eşit aralıklı" olur. Çatı aktif katın üst kotuna oturur; oturma seviyesi ve kiriş yaslaması kullanılmaz (soluk görünür).
Şekil 4 – Bağımsız çatı çözümü: mertek ayaklarının altında kat tabanından ahşap kolonlar, kat tabanına inen dikmeler; sağda Çatı sekmesindeki seçenek
Kolon sayısı ve analiz: Her mertek ayağına bir kolon konduğundan kolon aralığı mertek aralığıdır (12 × 8 m örnekte 80 kolon). Boş projede 10 × 6 m ve 45 × 24 m kırma çatılarda analiz havada eleman ve tekil matris uyarısı olmadan tamamlandı; kolon tabanları ankastre mesnet aldı.
5. Elemanlar sekmesi
Mertek aralığı ve kesiti; aşık (açık/kapalı, genel eğimde yatay aralık, kesit); mahya kirişi; kırma/dere merteği; kalkan merteği; saçak pervazı ve duvar aşığı ayrı ayrı açılıp kapatılır, kesitleri (b × h, cm) girilir. Varsayılan kesitler: mertek 5 × 10 (50 cm aralık), aşık 10 × 12, mahya 12 × 16, kırma/dere 10 × 16, dikme 10 × 10, göğüsleme 8 × 10, saçak pervazı 3 × 15.
Aşık kotları çatının en yüksek noktası eşit bölünerek bulunur: aralık genel eğimdeki yatay mesafedir (örn. 200 cm × %33 → en çok 66 cm kot adımı). Özet satırı gerçek kot adımını gösterir.
Şekil 5 – Elemanlar, Dikme ve Yük / kaplama sekmeleri
6. Dikme ve göğüsleme
Dikmeler aşıkların ve mahya kirişinin altına konur. İki yerleşim vardır:
| Yerleşim | Açıklama |
|---|---|
| Taşıyıcı kiriş hatları üzerine (varsayılan) | Dikme, aşık/mahyanın kat üst kotundaki bir kirişi plan üzerinde kestiği noktaya konur; alt ucu kirişin düğüm çizgisine oturur ve analizde kirişe bağlanır. Altında kiriş bulunmayan aşık/mahya için özette uyarı verilir. |
| Eşit aralıklı | Dikmeler verilen aralığı aşmayacak şekilde eşit dağıtılır. Alt uçlarının altında kiriş yoksa analizde havada kalırlar (döşeme kabuğu iç düğüm almaz); program uyarır. |
Göğüsleme her dikmeden taşıdığı elemanın iki yanına, dikmeyle verilen açıda (varsayılan 45°) ve yatay boyda (varsayılan 60 cm) konur. Düşey boyu dikmeye sığmazsa aynı açıyla kısalır; komşu dikmeye çok yakın olan yan atlanır.
Aşık açıklığı: Dikmeler yalnız taşıyıcı hatlara konduğunda aşık açıklığı kiriş aralığı kadar olabilir (örnekte 6,5 m). Kesit tahkikinden sonra gerekirse eşit aralıklı dikme seçin ve dikme altlarına kiriş ekleyin ya da aşık kesitini büyütün.
7. Yük / kaplama sekmesi
| Seçenek | Açıklama |
|---|---|
| Mertek yükü olarak (çizgisel) | Her merteğe aralığı kadar genişlikten kaplama yükü G (çatı yüzeyinde, kg/m²) ve kar yükü (yatay izdüşümde, kg/m² × cos α) çizgisel yük olarak verilir (kirişin ek G ve Q yükü, kg/m). Varsayılan G = 50, kar = 75 kg/m². |
| Kaynak poligon döşemeyi çatı yüzeyine ağla | Çatı poligonu bir poligon döşemeden alındıysa döşeme kiriş uç kotlarına göre üçgen ağla çatı yüzeyine oturtulur (Makrolar › Poligon döşemeyi ağla ile aynı; bkz. Çatı Kaplama ve Dikme Kotlarının Otomatik Ayarlanması). Yük döşemenin kendi G/Q değerleridir; kaplama için ince ve hafif bir döşeme (örn. OSB) kullanın. Çatı yüzeyinin altında kalan düğümler (dikme altı, göğüsleme, makas alt başlığı, çatının altındaki kat kirişleri) ağa alınmaz; özette sayısı yazılır. |
| Yük verme | Çatı elemanlarına ek yük verilmez (yalnız öz ağırlık). |
Seçim grubu: bütün elemanlar tek seçim grubundadır (CATI-01, CATI-02 …); grup seçilip silinebilir. "Aynı poligondaki önceki çatıyı sil" işaretliyse sihirbazı aynı poligonla yeniden çalıştırmak önceki çatıyı kaldırıp yenisini kurar (oturum içinde).
8. Kurulum ve sonuç
"Çatıyı oluştur" elemanları modele ekler; sonuç penceresi grup adını, kiriş/dikme sayılarını, eleman dökümünü ve uyarıları gösterir. İşlem öncesi ve sonrası geri alma kaydı alınır: Geri Al çatıyı tek adımda kaldırır.
Şekil 6 – Örnek kırma çatı (3B önizleme): aşık halkası, mahya, kırmalar, kiriş hatları üzerindeki dikmeler ve göğüslemeler
9. Analiz notları
- Örnek kırma ve beşik çatılarda analiz uyarısız tamamlandı: havada eleman grubu yok, rijitlik matrisi tekil değil, modal analiz normal.
- "Yük aktarımı yapılırken kısmi hata" oranı çatıyla değişebilir: bu, klasik yük yolundaki bir toplam denetimidir (kat toplam yükü ile zemin katı düşey elemanlarına inen yük). Dikmeler kirişlere oturduğu için çatı yükü klasik yolda izlenmez; sonlu eleman çözümü etkilenmez.
- "Ahşap ızgara algılanan ama titreşim tanımı olmayan hesap aksları" bilgisi, en üst kattaki döşemelerin üzerinde ahşap kiriş bulunmasından gelir; çatı için titreşim tahkiki gerekmez.
- Mertek, aşık ve diğer elemanların tahkiki ahşap kiriş ve kolon tasarımı ile yapılır; kesitleri sonuçlara göre güncelleyin.
10. Sınırlar
- Parametreler projeyle kaydedilmez; elemanlar sıradan kiriş ve dikme olarak kaydedilir. Çatıyı değiştirmek için sihirbazı aynı poligonla yeniden çalıştırın ("önceki çatıyı sil" oturum içinde geçerlidir) ya da grubu silip yeniden kurun.
- Çatı boşluğu, kuşgözü, lata, çift gergi (aşıksız asma çatı) ve dikme kuşakları henüz yoktur.
- Bağımsız çatıda kolonlar her mertek ayağına konur; seyrek kolon ve kolonların taşıdığı kuşak kirişi düzeni henüz yoktur.
- Eğri kenarlı poligon desteklenmez; çok kısa kenar ile büyük saçak çıkıntısı birlikte saçak hattını kesiştirirse sihirbaz uyarır.