Ana içeriğe geç

Örnek Çözüm: Merkezi Çaprazlı Çelik Çerçeve

1. Bu makale hakkında​

Bu makale, StatiCAD'in ağır çelik modülüyle iki katlı, süneklik düzeyi yüksek merkezi çaprazlı çelik çerçeveli (TBDY 2018 Tablo 4.1, C13) küçük bir binanın baştan sona nasıl modellenip çözüldüğünü anlatır: proje ayarları, bina tipi seçimi, kolon, kiriş ve çaprazların tanımı, ilk analiz, uyarıların okunması, tasarımın iyileştirilmesi, sonuçlar ve hesap raporu. Makalenin ayırıcı yanı, programın bulduğu her önemli büyüklüğün elle yeniden hesaplanmasıdır: deprem yükü, çapraz kuvvetlerinin kat kesmesiyle dengesi, çapraz mekanizma kuvvetleri (T, P1, P2), Tablo 9.3 enkesit koşulu, %30–70 kuralı, kolonların mekanizma eksenel kuvveti ve 9.6.2.4 üst sınırı. Makaledeki sayılar programın bu örnekte verdiği sonuçlardır.

Seçeneklerin ayrıntısı ve teorik arka plan için şu makalelere bakın: Çelik Kiriş ve Kolon Tasarımı, Çelik Tasarımın Teorik Esasları ve Çelik Yapılar Doğrulama Çalışmaları.

bilgi

Sürüm ve dosyalar: Ağır çelik (TBDY 2018 Bölüm 9) özellikleri Ultimate ve Hybrid sürümlerinde açıktır. Örneğin proje dosyalarını buradan indirebilirsiniz (ZIP): OrnekCelikCapraz_ilk.sy4 (ilk tasarım) ve OrnekCelikCapraz.sy4 (iyileştirilmiş tasarım).

2. Örnek bina​

Plan 12 m × 8 m; X yönünde 2 × 6 m, Y yönünde 2 × 4 m açıklık. Zemin kat 4,0 m, üst kat 3,5 m. Kirişler iki ucu mafsallı (basit) bağlanmış, deprem yükünü yalnız çaprazlar taşıyor. Her dış aksta, her katta iki açıklıkta ters eğimli birer diyagonal çapraz var (8 çapraz/kat). Kolonlar temelde ankastre ve katlar boyunca sürekli.

Tablo 1 – Örnek binanın girdileri

KonuDeğer
Taşıyıcı sistemTBDY Tablo 4.1 C13: deprem etkilerinin tamamı süneklik düzeyi yüksek merkezi çaprazlı çelik çerçevelerle (R = 5, D = 2)
KolonlarHE 200 B, S275, 18 adet (9/kat), temelde ankastre
KirişlerX yönü IPE 300, Y yönü IPE 240, S275; iki ucu mafsallı (M2 + M3 serbest)
Çaprazlar (ilk tasarım)RHS 100×100×5, S275 (her iki kat)
Çaprazlar (son tasarım)Zemin kat RHS 120×120×8, üst kat RHS 100×100×8, S275; iki ucu mafsallı, uçlar kolon–kiriş düğümünde
Döşeme12 cm betonarme (C25), G = 1,75 kN/m² kaplama + öz ağırlık (programda toplam 4,75 kN/m²), Q = 2,0 kN/m²
DepremSS = 1,0, S1 = 0,28, ZC, I = 1, DD-2; eşdeğer deprem yükü yöntemi
Yük birleşimleriÇYTHYE YDKT; deprem birleşimleri TBDY 9.2.5, D ile büyütülmüş olanlar 9.2.6
Örnek binanın 3 boyutlu görünümü (son tasarım)

Şekil 1 – Örnek binanın 3 boyutlu görünümü (son tasarım)

3. Proje Genel Ayarları​

3.1 Yönetmelik Seçimi: çelik bina ve süneklik​

"Ayarlar > Proje Genel Ayarları > Yönetmelik Seçimi" sekmesinde bina tipi Çelik Bina, deprem ve tasarım yönetmeliği TBDY 2018, süneklik düzeyi Yüksek seçilir. Kutu profillerin üretim yöntemi için "ERW (elektrik dirençli kaynaklı) t_d = 0.93t" kutusu işaretli kalır: kutu profillerde hesap kalınlığı katalog kalınlığının 0,93 katıdır (ÇYTHYE 5.4.2); Tablo 9.3 ve kesit özellikleri bu kalınlıkla bulunur.

Proje Genel Ayarları – Yönetmelik Seçimi

Şekil 2 – Proje Genel Ayarları – Yönetmelik Seçimi

tehlike

Ofset kutuları bu örnekte kapalı: Aynı sekmedeki "Mesnet elemanı içindeki kiriş, döşeme ve dikme uçlarını rijit bağla" ve "Offset1 ve Offset2 değerlerini sistem rijitlik matrisinde dikkate al" kutuları bu örnekte kapatıldı. Açıkken, kolonun sol kenarı çizim noktasına oturtulmuşsa kolon ekseni çizim noktasından yarım kesit kadar, kiriş ekseni de kat düzleminden yarım yükseklik kadar kaçık çözülür; simetrik çapraz çiftleri farklı kuvvet alır (bu modelde D·E basınç kuvveti HB13 266,6 kN, HB14 256,9 kN) ve %30–70 oranı 0,50 yerine 0,494 çıkar. Elle doğrulanabilir bir örnek için bütün elemanlar düğüm noktalarında birleştirildi. Gerçek projede ofsetler açık bırakılabilir; kolonlar o durumda aks noktasına ortalanarak çizilmelidir (kolon araç çubuğunda "orta" düğmesi, arayüz varsayılanı). Bu modeli ortalı kolonlarla ve ofsetler açık çözünce X yönündeki çaprazlar yine eşit kuvvet alır (HB13 138,9 kN, HB14 139,0 kN, %30–70 0,500).

3.2 Bina tipi: C13​

"TBDY2018" sekmesindeki "Bina Tipi Seçimi" düğmesi TBDY Tablo 4.1'in tamamını açar. C13 satırı seçilip "X ve Y Yönü İçin Uygula" denince R = 5, D = 2 her iki yöne yazılır, süneklik düzeyi "Yüksek" olur. Çapraz (C12, C13, C14, C22, C32, C33) içeren sistemlerde program analiz sonunda bir bilgi satırı verir: kolon, kiriş ve birleşimlerin iç kuvvetleri D ile büyütülmüş (ya da çapraz mekanizmasıyla uyumlu) deprem etkileriyle bulunmalıdır; bunun için çapraz elemanların "Çelik çapraz" olarak işaretlenmesi gerekir (Bölüm 4.4).

Bina Tipi Seçimi tablosu (C13 satırı)

Şekil 3 – Bina Tipi Seçimi tablosu (C13 satırı)

TBDY2018 sekmesi: SS, S1, zemin sınıfı, R ve D, bina tipi C13

Şekil 4 – TBDY2018 sekmesi: SS, S1, zemin sınıfı, R ve D, bina tipi C13

3.3 Deprem Kuvvetleri​

Eşdeğer deprem yükü yöntemi seçildi; doğal titreşim periyodu modal analizden alınır. Ağır çelik eleman bulunan projede yatay yük (kesme) yöntemi "klasik" seçilmiş olsa da program deprem iç kuvvetlerini sonlu eleman modelinden alır ve bunu analiz uyarılarındaki bir bilgi satırıyla bildirir.

Deprem Kuvvetleri sekmesi

Şekil 5 – Deprem Kuvvetleri sekmesi

4. Modelleme​

4.1 Kolonlar​

Kolonlar "D.Hatıl" aracıyla aks kesişimlerine çizilir, ardından sağ tık > Özellik Değiştir ile "Genel Ayarlar" sekmesinde eleman tipi Çelik, kesit tipi Poligon Kesit seçilir ve "Kesit Seç" ile çelik profil kataloğundan HE 200 B atanır; malzeme kütüphaneden S275. Düşey hatıl kalınlığı ve boyu (d, L) profilin çevre kutusu (20 × 20 cm) olarak girilir.

Kolon (düşey hatıl) özellikleri: çelik, HE 200 B, S275

Şekil 6 – Kolon (düşey hatıl) özellikleri: çelik, HE 200 B, S275

4.2 Kirişler​

Kirişler kolonlar arasına çizilir, aynı formda eleman tipi Çelik, kesit IPE 300 (X yönü) ve IPE 240 (Y yönü) atanır. "Mafsal" sekmesinde iki uçta M2 ve M3 serbest bırakılır: kirişler yalnız düşey yükü taşır, çerçeve moment aktarmaz. Mafsallı uçlar TBDY 9.6.5 uyarınca en az 0,025 rad dönmeye izin veren bir detayla yapılmalıdır (program bunu her çaprazlı düğüm için bilgi olarak raporlar).

4.3 Döşemeler​

Her açıklığa dikdörtgen döşeme çizilir (12 cm, G = 1,75 kN/m², Q = 2,0 kN/m²). Diyafram rijit kabul edilmedi; döşemeler sonlu eleman modelinde kabuk olarak çözülür ve yatay kuvvetleri çaprazlara kendisi dağıtır.

Zemin kat planı: kolonlar, kirişler ve döşemeler

Şekil 7 – Zemin kat planı: kolonlar, kirişler ve döşemeler

4.4 Çaprazlar​

Çapraz, alt ucu kat tabanında, üst ucu kat tavanında olan eğik bir çelik kiriştir. Kiriş çizildikten sonra özellik formunda Sol Üst Kot = −400 cm (zemin katta kat yüksekliği kadar aşağı), Sağ Üst Kot = 0 girilir; eleman tipi Çelik, kesit RHS, malzeme S275 seçilir ve "Çelik çapraz (TBDY 9.6/9.7)" kutusu işaretlenir. İki uç "Mafsal" sekmesinde M2 + M3 serbest bırakılır. Bu kutu olmadan eleman sıradan bir eğik kiriş gibi tasarlanır: Bölüm 9.6'nın narinlik, %30–70, mekanizma ve kolon/kiriş kuralları uygulanmaz.

Çapraz HB13: eğik çelik kiriş, RHS 120×120×8, ”Çelik çapraz” işaretli

Şekil 8 – Çapraz HB13: eğik çelik kiriş, RHS 120×120×8, "Çelik çapraz" işaretli

Çaprazlar dış akslarda iki açıklıkta ters eğimle yerleştirildi: X akslarında (y = 0 ve y = 8 m) birinci açıklıkta "/", ikinci açıklıkta "\"; Y akslarında (x = 0 ve x = 12 m) aynı şekilde. İki çapraz üst uçta ortadaki kolonun tepesinde birleşir (Λ düzeni). Program bu düzeni "diyagonal" olarak tanır (uçlar kolon / kolon); V ve ters V düzenlerinde ayrıca 9.6.4.1 kiriş tasarımı yapılır.

Ana ekran: zemin kat planı ve 3 boyutlu görünüm

Şekil 9 – Ana ekran: zemin kat planı ve 3 boyutlu görünüm

5. Analiz: ilk tasarım​

İlk tasarımda bütün çaprazlar RHS 100×100×5 seçildi. Analiz sonunda "Analiz Uyarıları" penceresinde şu satır çıkar ve 16 çaprazın hepsi Yetersiz işaretlenir:

TBDY Tablo 9.3: süneklik düzeyi yüksek (lambda_hd) enkesit koşulu sağlanmayan çelik elemanlar Yetersiz işaretlendi.
Kiriş 16: HB13 (RHS100*100*5), HB14 (RHS100*100*5), ... ; kolon 0.

Tablo 2 – İlk tasarımda çapraz tahkikleri (oranlar: talep/kapasite)

ÇaprazYön, katKesitKL/ib/t (Tablo 9.3)N / φPn (kN)M-N-V oranı
HB13X, kat 1RHS100*100*5187 ≤ 20018,51 > 14,83117,0 / 76,71,60
HB17Y, kat 1RHS100*100*5147 ≤ 20018,51 > 14,83147,4 / 124,61,23
HZ13X, kat 2RHS100*100*5180 ≤ 20018,51 > 14,8379,3 / 82,71,03
HZ17Y, kat 2RHS100*100*5138 ≤ 20018,51 > 14,8394,8 / 141,20,71

İki ayrı sorun var:

  • Tablo 9.3 (9.6.1.1): kutu kesitte b/t = (B − 3td)/td = (100 − 3·4,65)/4,65 = 18,51 > 0,55√(E/Fy) = 0,55√(200000/275) = 14,83. Çapraz burkulup yeniden çekmeye çalışırken ince cidar erken yerel burkulur; kesit sünek davranışı sağlayamaz.
  • Üye dayanımı (9.6.3.3): zemin kat çaprazlarında ÇYTHYE basınç dayanımı yetmiyor (HB13 oranı 1,60). Uzun çapraz (L = 7,21 m) elastik burkulma bölgesinde: Fe = π²E/(KL/i)² = π²·200000/186,8² = 56,6 MPa.

6. Tasarımın iyileştirilmesi​

Çapraz kesitleri hem cidar narinliğini hem burkulma dayanımını karşılayacak şekilde büyütüldü (kiriş formu > Kesit Seç):

Tablo 3 – Çapraz kesit değişikliği

KatİlkSonb/t (son)i (mm)
ZeminRHS 100×100×5RHS 120×120×8(120 − 3·7,44)/7,44 = 13,13 ≤ 14,8345,42
ÜstRHS 100×100×5RHS 100×100×8(100 − 3·7,44)/7,44 = 10,44 ≤ 14,8337,25

İkinci analizde bütün kolon, kiriş ve çaprazlar Yeterli çıktı; Tablo 9.3 uyarısı kalktı. Kalan uyarılar bilgi niteliğindedir: rüzgâr birleşimi tanımlanmadı (bu örnekte rüzgâr yok), çaprazlı düğümlerde birleşim detayı programda tasarlanmaz (9.6.5) ve 9.10.2 diyafram başlık kuvvetleri hesaplandı (Bölüm 7.7).

ipucu

Kesit büyütmenin bedeli: Daha güçlü çapraz, kolonlara ve birleşimlere daha büyük mekanizma kuvveti aktarır: T = RyFyAg RHS 100×100×5'te 661 kN iken RHS 120×120×8'de 1235 kN'dur. Çaprazı gereğinden büyük seçmek kolon ve birleşim talebini artırır (Bölüm 7.5).

7. Sonuçlar ve elle doğrulama​

7.1 Deprem yükleri​

SDS = FsSS = 1,2·1,0 = 1,2; SD1 = F1S1 = 1,5·0,28 = 0,42; TA = 0,2·SD1/SDS = 0,07 s, TB = SD1/SDS = 0,35 s. Periyotlar TA–TB arasında: Sae = SDS = 1,2. T < TB olduğundan Ra = D + (R/I − D)·T/TB (Denk. 4.1). Kütle m = Σ(G + 0,3Q) = 57,044 + 55,630 = 112,674 t.

Tablo 4 – Taban kesme kuvveti: elle ve program

YönT (s)RaSaR (g)Vt elle (kN)Vt program (kN)
X0,1503,2870,3650403,5403,4
Y0,1573,3490,3583396,0396,0

Kat kuvvetleri (X): ΔFN = 0,0075·N·Vt = 0,0075·2·403,4 = 6,05 kN; Fi = (Vt − ΔFN)·miHi/ΣmjHj → F1 = 140,5 kN, F2 = 256,9 kN (program 140,5 ve 256,9 kN); üst kat kesmesi F2 + ΔFN = 262,9 kN.

Hesap raporu: eşdeğer deprem yükü yöntemi

Şekil 10 – Hesap raporu: eşdeğer deprem yükü yöntemi

7.2 Çapraz kuvvetleri ve kat kesmesi dengesi​

Zemin kat X çaprazlarının EX2 (+%5 dışmerkezlik) yüklemesindeki eksenel kuvvetleri (FEM, kN; + basınç): HB13 −120,23, HB14 +120,23 (y = 0 aksı), HB15 −112,47, HB16 +112,47 (y = 8 m aksı). cos θ = 600/721,1 = 0,832:

Σ|P|cos θ = (2·120,23 + 2·112,47)·0,832 = 387,3 kN

Kat kesmesi 403,4 kN; aradaki yaklaşık 16 kN'u temelde ankastre, katlar boyunca sürekli 9 kolon taşır (kolon başına ~1,8–2,0 kN). Çaprazlar kat kesmesinin %96'sını alıyor: kirişler mafsallı olduğundan sistem fiilen bir kafes.

Çaprazın tasarım kuvvetleri birleşimlerden: G = 12,90, Q = 4,86, EX2 = −120,23, EY1 = −6,52 kN.

  • ÇYTHYE birleşimi (9.2.5, D yok): 1,2G + 1,0Q + 1,0(EX2 + 0,3EY) = 15,48 + 4,86 + 120,23 + 1,96 = 142,5 kN basınç (program 142,5).
  • D ile büyütülmüş (9.2.6): 1,2G + 1,0Q + 2·(120,23 + 0,3·6,52) = 264,7 kN (program Nbas = 264,7).

7.3 Çapraz tahkikleri ve mekanizma kuvvetleri​

Kutu profillerde Ry = 1,4, Rt = 1,3 (TBDY Tablo 9.2, boru ve kutu profiller). Mekanizma kuvvetleri (9.6.2.2, Denk. 9.15–9.17) çaprazın kendi boyuyla:

  • T = RyFyAg
  • Fe = π²E/(KL/i)²; RyFy/Fe > 2,25 ise Fcre = 0,877Fe, değilse Fcre = 0,658RyFy/Fe·RyFy
  • P1 = 1,14FcreAg, P2 = 0,3P1

Üye basınç dayanımı φPn = 0,9FcrAg aynı bağıntılarla, ancak Ry olmadan (Fy) bulunur. HB13, HZ13 ve HZ17’de Fy/Fe > 2,25 (elastik burkulma) olduğundan Fcr = Fcre = 0,877Fe; HB17’de Fy/Fe = 275/127,26 = 2,16 < 2,25 olduğundan Fcr = 0,6582,16·275 = 111,3 MPa (Fcre = 111,6 MPa), φPn = 0,9·111,3·3207 = 321,3 kN.

Tablo 5 – Çapraz tahkikleri (son tasarım; kuvvetler kN, gerilmeler MPa, Ag mm²). Elle hesap programla aynı

ÇaprazKesitL (mm)KL/i ≤ 200AgFeFcreTP1P2N / φPnM-N-V
HB13RHS120*120*87211158,8320778,3268,681234,8251,175,3142,5 / 198,30,78
HB17RHS120*120*85657124,53207127,26111,611234,8408,1122,4177,5 / 321,30,59
HZ13RHS100*100*86946186,5261256,7649,781005,6148,244,591,4 / 117,00,85
HZ17RHS100*100*85315142,7261296,9585,021005,6253,276,0108,5 / 199,90,58

HB13 için açık hesap: Ag = 3207 mm², i = 45,42 mm, KL/i = 7211/45,42 = 158,8 ≤ 200 (9.6.3.1). Fe = π²·200000/158,8² = 78,3 MPa; RyFy/Fe = 385/78,3 = 4,92 > 2,25 → Fcre = 0,877·78,3 = 68,7 MPa. T = 1,4·275·3207 = 1234,8 kN; P1 = 1,14·68,7·3207 = 251,1 kN; P2 = 75,3 kN. φPn = 0,9·68,7·3207 = 198,3 kN; 142,5/198,3 = 0,72, öz ağırlık momentiyle (M = 2,34 kNm, ÇYTHYE Denk. 11.3a) oran 0,78.

9.6.3.4 net alan: Ae ≥ RyFyAg/(RtFu) = 1234786/(1,3·430) = 2209 mm² (program 2209). Bu değer birleşim detayında (kaynaklı/bulonlu levha, takviye) sağlanmalıdır; program detayı tasarlamaz, gereken alanı bildirir.

Hesap raporu: çapraz HB13

Şekil 11 – Hesap raporu: çapraz HB13

7.4 %30–70 kuralı (9.6.1.2)​

Bir akstaki çaprazlar, o doğrultudaki her iki deprem yönünde yatay kuvvetin en az %30'unu, en çok %70'ini basınç çaprazlarıyla taşımalıdır. Program her aksı (aynı kat, plan doğrultusu farkı < 5°, aks dik uzaklığı < 100 cm) gruplar ve büyük kuvvet üreten deprem yüklemesinde basınç çaprazlarının yatay bileşen payını hesaplar. y = 0 aksında EX2 için basınç çaprazı HB14 (120,23·0,832 = 100,0 kN), çekme çaprazı HB13 (100,0 kN): pay = 100,0/200,0 = 0,50. Her iki yön ve 8 aksın hepsinde oran 0,50 (Λ düzeninde ters eğimli iki eş çapraz).

tehlike

Tek yönlü yerleşim: Aynı aksta iki çapraz da aynı yöne eğik olsaydı ("/" ve "/") bir deprem yönünde ikisi birden basınca çalışır, oran 1,0 (öbür yönde 0) olurdu; program bu çaprazları Yetersiz işaretler ve uyarı verir.

7.5 Kolonlar: mekanizma eksenel kuvveti ve 9.6.2.4 üst sınırı​

Kolon eksenel kuvvetinin deprem payı, yüksek süneklikte çaprazların akma/burkulma mekanizmasından düğüm dengesiyle bulunur (9.6.2.3) ve D ile büyütülmüş deprem etkisini aşmaz (9.6.2.4). En öğretici kolon DHB02 (x = 6 m, y = 0; zemin kat): tepesinde HB13 ile HB14, üstündeki kolon DHZ02'nin tepesinde HZ13 ile HZ14 birleşir.

  • Elastik analiz: EX yüklemesinde iki çapraz eşit ve zıt kuvvet aldığından düşey bileşenler birbirini götürür; kolonun EX eksenel kuvveti 0'dır (FEM: P(EX1) = P(EX2) = 0).
  • Mekanizma (b): çekme çaprazı T, basınç çaprazı burkulmuş ve P2'ye düşmüş: zemin kat (1234,8 − 75,3)·sin θ1 = 1159,5·0,555 = 643,2 kN; üst kat (1005,6 − 44,5)·sin θ2 = 961,1·0,504 = 484,3 kN; toplam 1127,5 kN basınç (program 1127,5; üst kat kolonu DHZ02 için 484,3 kN, program 484,3).
  • D·E sınırı (9.6.2.4): 1,2G + 1,0Q + 2·(0,3·EX + EY) = 1,2·97,44 + 36,69 + 2·5,76 = 165,1 kN (program 165,1).

Mekanizma kuvveti D·E değerinin yaklaşık 7 katı olduğundan tasarımda D·E değeri (165,1 kN) kullanılır; HE 200 B için φPn = 1343 kN, momentlerle birlikte etkileşim oranı 0,26.

Köşe kolon DHB01'de zemin kat çaprazları kolonun altına (temele) bağlanır; kolona üst kat çaprazlarının alt uçları gelir. Y deprem yönünde HZ17 çekmede T·sin θ = 1005,6·0,6585 = 662,2 kN çekme, basınçta P1·sin θ = 253,2·0,6585 = 166,7 kN basınç verir (program 662,2 ve 166,7). D·E değerleri 234,7 kN basınç ve 76,1 kN çekme olduğundan çekmede de D·E (76,1 kN) belirleyicidir; tasarım oranı 0,24.

bilgi

Neden üst sınır?: TBDY 9.6.2.4'e göre mekanizma kuvvetleri D ile büyütülmüş deprem etkilerinden daha büyük alınmaz: tüm çaprazların aynı anda akması, binanın D·E düzeyinde kalan bir depremde beklenmez. Bu örnekte D = 2 olduğundan sınır belirleyici çıkıyor; daha az çaprazlı ya da daha yüksek binada mekanizma payı küçük kalabilir ve o zaman tasarıma mekanizma kuvveti girer.

Hesap raporu: kolonlar DHB01 ve DHB02 (9.3.1.3(b), 9.12, 9.6.2.2–9.6.2.4)

Şekil 12 – Hesap raporu: kolonlar DHB01 ve DHB02 (9.3.1.3(b), 9.12, 9.6.2.2–9.6.2.4)

7.6 Kirişler​

Kirişler mafsallı olduğundan güçlü kolon (9.3.2) ve kiriş-kolon birleşimi (9.3.4) koşulları uygulanmaz; Tablo 9.3 yine aranır (çaprazlı açıklığın kirişi). Çaprazlı açıklık kirişinin eksenel kuvveti (9.6.2.4) bu modelde ~0'dır: Λ düzeninde çapraz kuvvetleri kolon düğümünde karşılanır, döşeme kabukları yatay kuvveti düğümlere kendisi taşır. HB01 (IPE 300, L = 6 m): Md = 27,5 kNm (1,2G + 1,6Q), Cb = 1,33 ile elastik yanal burulmalı burkulma, Mn = 114,4 kNm, oran 0,27; sehim 0,47 cm ≤ L/300 = 2,0 cm.

Hesap raporu: kiriş HB01

Şekil 13 – Hesap raporu: kiriş HB01

7.7 Diyafram başlık kuvvetleri (9.10.2)​

Döşeme diyaframı kendi düzleminde bir kiriş gibi çalışır: atalet kuvveti döşeme alanına yayılır, mesnetleri çaprazlı akslardır. Program aktarım kuvvetlerinden döşeme içi moment diyagramını çıkarır, T = C = M/B başlık kuvvetini diyafram kenarındaki çelik kirişin zarf eksenel kuvvetine ekler; betonarme döşemede σ = M/(hB²/6) ≤ 0,20fck denetlenir.

Tablo 6 – Diyafram başlık kuvvetleri

KatDepremF (kN)Çaprazlara aktarılan (kN)B (m)Mmaks (kNm)T = M/B (kN)σ (MPa)
1X140,5131,612,1179,814,90,061
1Y137,9135,98,1258,431,90,197
2X262,9255,712,1344,228,40,118
2Y258,1252,28,1488,560,30,372

Elle kaba kontrol (zemin kat, X): iki X aksı arasında açıklık 8 m, yayılı yük w = 140,5/8 = 17,6 kN/m; basit kiriş M = wL²/8 = 17,6·8²/8 = 140,5 kNm. Program 179,8 kNm buluyor. Program diyagramı aktarım noktalarındaki gerçek kuvvetlerden (çapraz uçları 131,6 kN, kolonlar 8,9 kN) ve alana yayılan atalet kuvvetinden kurar; bu katta diyagram karşı uçta 58,6 kNm kapanmıyor (FEM aktarım kuvvetleri ile eşdeğer deprem yükü tam aynı dağılmıyor) ve program en büyük mutlak değeri alır: tahmin tutucu tarafta kalır. T = 179,8/12,1 = 14,9 kN; kenar kirişlerde oran 0,18–0,42, σ betonun 0,20·25 = 5 MPa sınırının çok altında.

8. Hesap raporu​

"Rapor" düğmesi > tüm raporlar seçilerek 81 sayfalık hesap raporu üretildi. Ağır çelik tahkikleri "Çelik Kiriş Hesapları (TBDY 2018)" ve "Çelik Kolon Hesapları (TBDY 2018)" bölümlerindedir; her eleman bloğunda ÇYTHYE tahkikinin altında TBDY Bölüm 9 satırları yer alır.

Hesap raporu: proje parametreleri (bina tipi C13)

Şekil 14 – Hesap raporu: proje parametreleri (bina tipi C13)

Hesap raporu: zemin kat planı

Şekil 15 – Hesap raporu: zemin kat planı

Tablo 7 – Raporda TBDY Bölüm 9 satırları

ElemanSatırAnlamı
Kiriş, kolon, çaprazTBDY Tablo 9.3λhd enkesit koşulu (bf/2tf, h/tw, b/t)
ÇaprazTBDY 9.6 merkezi çaprazdüzen, uçlar, KL/i ≤ 200, D·E kuvvetleri, T / P1 / P2, 9.6.6 uç birleşimi sınırları, Ae, %30–70
KolonTBDY 9.3.1.3(b)momentsiz D·E eksenel tahkiki
KolonTBDY 9.12temel bağlantısının gerekli dayanımları (N, V, M)
KolonTBDY 9.6.2.2–9.6.2.4çaprazlı çerçeve kolonu: mekanizma ve D·E eksenel kuvvetleri, tasarım oranı
KirişTBDY 9.6.2.4 / 9.6.5çaprazlı açıklık kirişi D·E zarfı; çapraz-kiriş-kolon birleşimi (0,025 rad)
KirişTBDY 9.10.2diyafram başlık kuvveti ve oranı

9. Dikkat edilecekler ve bilinen sınırlar​

  • "Çelik çapraz" işareti şarttır. İşaretsiz eğik çelik kiriş sıradan kiriş gibi tasarlanır; Bölüm 9.6'nın hiçbir koşulu uygulanmaz.
  • Ofsetler ve kolon konumu. Ofset kutuları açıkken kolon, çizim noktasından yarım kesit kaçık çözülür (Bölüm 3.1). Simetrik çapraz çiftlerinin kuvvetleri karşılaştırılarak denetlenebilir.
  • Kesişen/temas eden kirişlerin otomatik bağı. Yeni projelerde "Geometri Kontrolü > Kesişen/temas eden kirişleri sonlu eleman modelinde otomatik bağla" açıktır. Ofsetler açıkken çapraz uçları kirişe 5 cm tolerans içinde yaklaşır. "Çelik çapraz" işaretli elemanlar kirişlere bağlanmaz; yalnız iki çaprazın iç noktalarının kesişimi (X çapraz) bağlanır. Bu örnekte seçenek kapatıldı; açık bırakmak sonucu değiştirmez.
  • Mekanizma üst sınırı. Kolon eksenel kuvveti mekanizma ile D·E değerinden küçüğüdür (9.6.2.4); momentler ve kesme D·E zarfından alınır (tutucu).
  • Birleşimler. Çapraz uç birleşimi, net alan takviyesi ve mafsallı kiriş birleşimi programda tasarlanmaz; gereken kuvvetler (9.6.6) ve alan (9.6.3.4) raporlanır.
  • Düzensizlik kontrolleri. Yeni projede düzensizlik kontrolleri kapalı gelir; program bunu uyarır. Gerçek projede açılmalıdır.
  • Dışmerkez çaprazlı çerçeve (9.8), burkulması önlenmiş çapraz (9.9) ve kompozit kolon (9.11) kapsam dışıdır.