Ana içeriğe geç

Hafif Çelik Binalarda Yönetmelik Koşulları, Ankraj ve Temel

Bu makale, hafif çelik binalarda panel ve dikme tahkiklerini tamamlayan yönetmelik kurallarını anlatır: deprem yükünün hesabı ve dağılımı, alçı levhalı panellerin payı, yapısal koşullar, panel ankrajları ve temeller. Panel ve dikme tasarımı için Hafif Çelik Panel ve Dikme Tasarımı makalesine bakın.

1. Deprem yükü: eşdeğer deprem yükü ve T = 0,2 s (TBDY 10.2.6.1)​

bilgi

TBDY 10.2.6.1’e göre hafif çelik binalarda deprem hesabında Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi kullanılır ve elastik tasarım spektral ivmesi T = 0,2 s alınarak bulunur. Bina tipi “hafif çelik” iken program spektral ivmeyi, deprem yükü azaltma katsayısını ve ilgili büyüklükleri T = 0,2 s ile hesaplar; hesaplanan periyot yalnız bilgi amaçlı kalır.

  • Deprem hesap yöntemi olarak mod birleştirme esaslı bir yöntem seçildiyse “TBDY 10.2.6.1” uyarısı ve proje kontrol listesi hatası verilir (modlar kendi periyotlarıyla hesaplanır). SAP2000 modal sonuçları kullanıldığında da aynı uyarı verilir.
  • Deprem yükü azaltma katsayısının da T = 0,2 s ile hesaplanması güvenli taraftadır: hesaplanan periyot 0,2 s’den büyükse azaltma katsayısı daha küçük çıkar ve deprem yükü büyür.

2. Panel rijitliği kapasiteyle orantılı (TBDY 10.2.6.1)​

Yönetmeliğe göre deprem yükü hafif çelik panellere kapasitelerine ve plandaki konumlarına göre dağıtılır. Kesme dağılımı sonlu eleman yöntemiyle yapıldığında program her hafif çelik duvarın düzlem içi rijitliğini panel kesme dayanımıyla orantılar: OSB, kontrplak ya da sac kaplamalı paneller alçı levhalı panellerden daha fazla kesme alır. Katın toplam hafif çelik rijitliği değişmez (taban ve kat kesmesi aynı kalır).

  • Ne zaman uygulanır? Proje Genel Ayarları’nda panel rijitlik tipi “kapasite” (varsayılan) ve duvarlar çubuk elemanla modelleniyorsa. Klasik kesme dağılımında kesme zaten kapasiteyle dağıtılır.
  • Yalnız düzlem içi yanal rijitlik değişir; eksenel ve düzlem dışı rijitlik ve düşey yük paylaşımı aynı kalır. Tek tip kaplamalı katta katsayı ≈ 1’dir.
  • Kesmeye katılamayan panel (h/l > 4 ya da l < 0,30 m) pratikte kesme almaz; analiz kesmesi katın aynı doğrultudaki panel kesmesinin binde birinden azsa panel “yetersiz” sayılmaz, raporda “ihmal edildi, panel yalnız düşey yük için tasarlandı” yazar.
  • Kapı/pencere arası kısa paneller analizde kapasite paylarının altında kesme alabilir. Program panel, kenar dikme ve ankraj taleplerinde her panelin deprem kesmesini ve momentini en az kapasite payına yükseltir; raporda “kapasite payı tabanıyla ×r büyütüldü” yazar (güvenli taraf).
  • Kabuk duvar modelinde bu ölçekleme yapılmaz; kapasiteye göre dağılım için çubuk duvar modeli ya da klasik kesme dağılımı kullanın.

3. Alçı levhalı panellerin deprem payı (TBDY 10.2.7.2)​

bilgi

Yönetmeliğe göre alçı levhalı paneller deprem talebini tek başına karşılayamaz. Program her hafif çelik kat ve doğrultu (X/Y) için alçı levhanın panel kesme dayanımındaki payını hesaplar ve TBDY Tablo 10.3 sınırıyla karşılaştırır: 1 katlı binada %80; 2 katlıda üst kat %80, alt kat %60; 3 katlıda yukarıdan aşağı %80 / %60 / %40.

  • Hangi yüz alçı sayılır? Hafif Çelik Paneli sekmesindeki kaplama türü “Alçı levha” ise alçı; OSB, Kontrplak ya da Kullanıcı kφ ise alçı değildir. Tür “Tanımsız” ise kayma dayanımı vc ≤ 3,4 kN/m olan yüz alçı sayılır. Yeni duvarların varsayılanı 11 mm OSB’dir (vc = 10,2 kN/m); eski projelerde tür tanımsız ve 2,7 kN/m olan paneller alçı levha sayılır.
  • Karışık kaplama: İki yüz birlikte çalışıyorsa (2·küçük ≥ büyük) her yüz kuvvetin yarısını taşır; büyük yüz tek başına belirleyiciyse alçının payı yoktur.
  • Sınır aşılırsa: Analiz uyarılarında ve proje kontrol listesinde “alçı levha payı” hatası çıkar. Çözüm: o doğrultudaki panellerin bir kısmında OSB, kontrplak ya da sac kaplama kullanmak (vc ve kaplama türünü girerek).

4. HCBTİE Bölüm 6 ve Tablo 1.2 yapısal koşulları​

Analizden sonra hafif çelik panellerde şu koşullar denetlenir; ihlaller analiz uyarılarında (ilgili duvarların adlarıyla), proje kontrol listesinde ve dikme raporunun dipnotunda gösterilir. Kapasite hesabı değişmez.

  • Dikme aralığı ≤ 625 mm (aşılırsa kaplama taşıyıcı sayılamaz: panel kesme kapasitesi ve kφ geçersiz).
  • Taşıyıcı dikme C/Σ kesit, et kalınlığı ≥ 0,9 mm (bina 10,5 m’den yüksekse ≥ 2 mm), gövde ≥ 70 mm, tırnak ≥ 9 mm.
  • Dikme yüksekliği / gövde derinliği > 50 ise orta yükseklikte bir sıra kuşak uygulanmalıdır (uyarı).
  • Panel h/l > 4 ya da l < 30 cm: panel kesme kapasitesine katılmaz; 2 ≤ h/l ≤ 4: 2l/h azaltması (bilgi).
  • Hafif çelik bina tipinde R, sınırlı süneklikte 3’ü, yüksek süneklikte 4’ü aşamaz; D = 2; bina yüksekliği deprem tasarım sınıfına ve süneklik düzeyine göre 7 / 10,5 / 14 m sınırını aşamaz (HCBTİE Tablo 1.2).
  • Rapor notu ayrıca panel başlıklarının U/C ve t ≥ 0,8 mm olmasını ve duvara asılı dolap yüklerinin en az 0,5 kN/m alınmasını hatırlatır.

5. Panel ankrajı ve birleşimleri (HCBTİE Bölüm 8, TBDY 10.4.1.1)​

Duvar Özellikleri penceresinde, Hafif Çelik Paneli sekmesinin yanında Hafif Çelik Ankraj sekmesi bulunur (yalnız hafif çelik panel duvarlarında görünür).

  • Çekme (kalkma) ankrajı: Cihaz tasarım dayanımı ve ankraj çubuğu/beton/kat bağlantısı dayanımı (üretici veya ETA değerleri), cihaz–dikme vidası adedi (0 = program gerekli adedi hesaplar), vida çapı, cihaz sacı kalınlığı ve kopma dayanımı, vida gövde kesme dayanımı.
  • Kesme ankrajı: Bağlantı türü (bulon: temel/beton; vida: kat döşemesi), adet (0 = aralıktan) ve aralık, çap, bulon sınıfı (4.6–10.9), ankraj başına beton veya alt eleman dayanımı, alt başlık kalınlığı ve vidalı bağlantıda alt eleman kalınlığı.

Analiz sonunda her panel için uç başına kalkma kuvveti (D ile büyütülmüş, belirleyici birleşimle), cihaz / çubuk–beton / vida / dikme çekmesi oranları, ankraj başına kesme ve bulon / ezilme / beton oranları ve panel kesme oranı (TBDY 10.3.2.1) hesaplanır. Cihaz dayanımı seçili tasarım yönteminin tasarım değeridir; ankraj çubuğu/beton ve beton kesme dayanımları her iki yöntemde YDKT tasarım değeri olarak girilir. Yetersizlikler analiz uyarılarında ve proje kontrol listesinde, girilmeyen dayanımlar toplu bir bilgi uyarısında gösterilir. Dikme raporunda çekme ankrajı talebi, çekme kapasiteleri, kesme ankrajı, panel kesmesi ve kabuller satırları yer alır.

6. Temeller: D ile büyütülmüş kuvvetler (TBDY 10.4.1.2)​

Hafif çelik binada temeller, deprem iç kuvvetleri dayanım fazlalığı katsayısı D (hafif çelikte 2) ile büyütülerek boyutlandırılır. Program bunu “Sonlu Elemanlar - Yapı Temel Birlikte Analiz” seçeneğinde uygular:

  • şerit temellerin eğilme, eksenel kuvvet, kesme ve burulma tasarımına,
  • şerit temel zemin gerilmesine,
  • radyeye.
tehlike

“Rijit Kabul-Klasik analiz” seçiliyse temel hesabı yalnız düşey yüklerle yapılır ve analiz hata verir; Proje Genel Ayarları’nda “Sonlu Elemanlar - Yapı Temel Birlikte Analiz” seçin. Kullanıcı tanımlı yük birleşimlerinde D yalnız kesme ve burulmaya uygulanır ve uyarı verilir; program birleşimlerini kullanın. Proje kontrol listesinde “TBDY2018 M.10.4.1.2” bilgilendirme satırı çıkar.

7. Sık sorulanlar​

Her hafif çelik katta “alçı levha payı” hatası çıkıyor. Panellerin kaplaması alçı levha sayılıyor. TBDY 10.2.7.2 gereği alçı levhalı paneller deprem talebini tek başına karşılayamaz; her doğrultuda panellerin bir kısmına OSB, kontrplak ya da sac kaplama girin (vc ve kaplama türü).

Sonlu eleman çözümünde OSB panellerin kesmesi arttı, alçı levhalı panellerinki azaldı. TBDY 10.2.6.1 gereği panel rijitlikleri kapasiteyle orantılanır; toplam kat kesmesi değişmez. OSB panelin kesme oranı yetersizse vida aralığını sıklaştırın ya da kaplamayı güçlendirin.

Hafif çelik binanın temel donatısı ya da zemin gerilmesi beklenenden büyük. TBDY 10.4.1.2 gereği temel iç kuvvetleri D (2) ile büyütülür; bu büyütme şerit temel ve radyede eğilme, eksenel kuvvet, kesme, burulma ve zemin gerilmesine uygulanır.

“TBDY 10.4.1.2 (temel)” hatası alıyorum. Temel hesabı “Rijit Kabul-Klasik analiz” yoluyla yapılıyor ve depremi içermiyor. Proje Genel Ayarları’nda “Sonlu Elemanlar - Yapı Temel Birlikte Analiz” seçin.

Hafif çelik binada deprem yükü neden hesaplanan periyottan bağımsız? TBDY 10.2.6.1 gereği spektral ivme T = 0,2 s ile hesaplanır. Deprem hesap yöntemi Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi olmalıdır; mod birleştirme seçiliyse uyarı verilir.