Gezer Vinç Yükleri, Deprem Ek Kütleleri ve Farklı R–D
Bu makale, prefabrik sanayi yapılarına özgü üç konuyu anlatır: taşıyıcı sisteme yalnız deprem kütlesi olarak katılan ek kütleler, gezer vinç (kren) yükleri ve ara katlı binalarda üst ve alt bölüm için farklı R ve D katsayıları. Modelleme adımları için Prefabrik Yapıların Modellenmesi makalesine bakın.
1. Cephe paneli ve kren kütleleri (deprem ek kütlesi)
Kolonlara asılan cephe panelleri veya kren köprüsü gibi, taşıyıcı sisteme ağırlık olarak değil yalnız deprem kütlesi olarak katılması gereken kütleler için:
- Kütlenin etkiyeceği kolonları planda seçin ve Makrolar → Ön tanımlı düğüm ekle... penceresini açın. Seçili dikme/kolonların ekseninde seçeneğiyle düğüm kolonun üst ucuna (oluk kotu) ya da verilen mutlak Z kotuna (ör. kren konsolu) konur; Deprem ek kütlesi kutusuna kütleyi ton (= kN·s²/m) olarak yazın. Kolon dışında bir nokta için Koordinatla (X, Y, Z) seçeneğini kullanın. Düğümler planda boş kare simgesiyle görünür.
- Değeri sonradan değiştirmek için düğüm simgesine sağ tıklayıp Ön tanımlı joint özellikleri penceresini açın; Genel sekmesindeki Deprem Ek Kütlesi kutusuna kütleyi ton olarak yazın. Aynı pencerenin Kuvvetler sekmesinde düğüm yükleri (kN, kN·m; global eksen, Z yukarı), Genel sekmesinde mesnet serbestlikleri girilir.
Analizde düğüm, koordinatı eşleşen sonlu eleman düğümüne bağlanır. Düğüm bir kolonun kat aralığında ve kesitinin içindeyse kolon o kotta bölünür. Hiçbir düğüme bağlanamayan noktanın kütlesi yalnız kat toplamına girer ve analiz uyarı listesinde bildirilir.
Ek kütle; joint’in bulunduğu katın deprem kütlesine, modal analiz kütle matrisine, eşdeğer deprem yüküne, ikinci mertebe göstergesine ve üst/alt bölüm oranlarına katılır. Ağırlık olmadığı için düşey yüklere ve temel yüklerine eklenmez. Kat ataması joint’in kotuna göre yapılır.
Birden çok joint seçildiğinde kutu boş bırakılırsa mevcut değerler korunur. Tipik kullanım: panel ağırlığının yarısı (üst bağlantının taşıdığı pay) oluk kotundaki kolon üstlerine. Kren köprüsünün kütlesini burada ayrıca girmeyin: kren penceresindeki Köprü kütlesini yaz seçeneği toplam köprü kütlesini (köprü ağırlığı / g) kütle kolonlarının konsol düğümlerine eşit bölerek yazar (Bölüm 2); iki yol birlikte kullanılırsa kütle iki kez sayılır.
2. Gezer vinç (kren) yükleri
Makrolar → Gezer vinç (kren) yükleri... penceresi, tekerlek reaksiyonlarından kren kirişi tasarım kuvvetlerini ve kolonlara aktarılan düşey ve yatay kuvvetleri hesaplar; kren yüklerini ayrı öntanımlı yüklemeler olarak modele yazar. Program bu yüklemeleri analizde ayrıca çözer ve kren birleşimlerini kendisi kurar. Pencere kalıcı değildir: açıkken planda kolon seçebilirsiniz.
Hangi sürümde, hangi yük düzeninde? Kren yüklemeleri StatiCAD Ultimate sürümünde ve öntanımlı yükleme ve birleşimlerle (TBDY birleşimleri) çalışır: Proje Genel Ayarları → Yük Kombinasyonları’nda Betonarme-Yığma Yük Kombinasyonlarını Kullan seçili olmalıdır. Ahşap Yapı Yük Kombinasyonlarını Kullan (kullanıcı tanımlı yükleme düzeni) seçiliyken kren yüklemeleri uygulanamaz.
| Giriş | Açıklama | Varsayılan (kitap) |
|---|---|---|
| Kaldırma kapasitesi (kN) | Kren kapasitesi | 200 |
| R1maks, R1min, R2maks, R2min (kN) | Üretici tablosundan tekerlek reaksiyonları: yüklü taraf (R1) ve karşı taraf (R2); iki araba konumu için en büyük ve en küçük | 153 / 49 / 134 / 30 |
| Tekerlek arası a (m) | Bir kren kirişi üzerindeki iki tekerleğin aralığı | 3,84 |
| Dinamik çarpan ψ | Düşey ve yatay kren kuvvetlerini büyütür | 1,40 |
| Kren kirişi açıklığı L (m) | Aks aralığı | 7,5 |
| Kiriş + ray q (kN/m) | Kren kirişi ve ray öz ağırlığı | 5,1 |
| Konsol üst kotu Z (cm, mutlak) | Kren konsolunun kotu; yükler bu kotta kolon eksenindeki düğüme yazılır (kolon o kotta bölünür). Z, ray kolonlarının alt ve üst kotu arasında olmalıdır | 800 |
| Konsol dışmerkezliği e (cm) | Ray ekseninin kolon ekseninden uzaklığı. Konsol karşı raya doğru kabul edilir, işaret otomatiktir (raylar X doğrultusundaysa MX = −V·ey, Y doğrultusundaysa MY = +V·ex) | 0 |
| Ray doğrultusu | Rayların plandaki doğrultusu (X ya da Y). Köprü doğrultusundaki yatay kuvvet (Rkol/10) raya dik, fren kuvveti (Rkol/7) ray doğrultusunda alınır | X |
| Karşı rayda yatay kuvvet min tekerlek yüküyle (kitap) | İşaretliyse yatay kuvvet yüklü rayda Rkol,maks, karşı rayda Rkol,min üzerinden, aynı yönde alınır; işaretsizse iki rayda da maks (güvenli taraf) | işaretli |
| KG: köprü özağırlığı deprem birleşimlerinde | Köprü öz ağırlığı (ΣR − kapasite) ayrı bir yükleme olarak yalnız deprem birleşimlerine girer | işaretli |
| γK (kren birleşimi katsayısı) | Kren birleşimlerinde KV ve KH katsayısı (TS 500, kren hareketli yükü) | 1,6 |
| Köprü kütlesini yaz | Köprü kütlesi (köprü ağırlığı / g) kütle kolonlarına eşit bölünerek deprem ek kütlesi olarak yazılır (Bölüm 1) | işaretli |
- Hesapla: Köprü öz ağırlığı ve kütlesi, konsol zati tekilleri, kren kirişi momentleri ve kesmeleri (Md, Vd, yatay Md), kolon reaksiyonları (yüklü ray / karşı ray) ve kolon başına yatay kuvvetler listelenir. Kren kirişi bu değerlerle ayrıca tasarlanır. Kitap girdileriyle: ΣR = 366 kN, köprü ağırlığı 166 kN (16,92 t), kolon reaksiyonu yüklü rayda 305,7 kN, karşı rayda 89,1 kN; kolon başına yatay kuvvet (yüklü / karşı ray) köprü doğrultusunda 30,6 / 8,9 kN, ray doğrultusunda 43,7 / 12,7 kN.
- Planda bir raya oturan kolonları seçip Ray A ← seçili kolonlar, karşı rayın kolonlarını seçip Ray B ← seçili kolonlar düğmesine basın. Köprü öz ağırlığının (KG) ve kütlesinin dağıtılacağı kolonlar Kütle ← seçili kolonlar ile atanır; atama yoksa KG ve kütle ray kolonlarının tümüne eşit bölünür. Düğmeler tüm katlarda seçili olan kolonları alır: başka bir katta seçili kolon kalmamalıdır.
- Kren yüklemelerini uygula: Her ray ve kütle kolonunun ekseninde, konsol kotunda bir ön tanımlı düğüm açılır (ya da mevcut düğüm kullanılır) ve yükler yazılır. Yeniden uygulandığında önceki kren yükleri ve kütleleri önce temizlenir (çift toplama olmaz). Ardından analizi yeniden çalıştırın.
- Kreni kaldır: Kren yüklemeleri ve kren uygulamasının açtığı (başka verisi olmayan) düğümler silinir; köprü kütlesinin yazıldığı düğümlerin kütlesi kren öncesi değerine döner. Pencere girdileri ve kolon atamaları korunur.
Penceredeki girdiler ve seçenekler projeye yalnız Kren yüklemelerini uygula’ya basıldığında alınır: bir girdiyi değiştirdikten sonra kreni yeniden uygulayın; yalnız Hesapla’ya basıp pencereyi kapatırsanız değişiklik saklanmaz. Ray A, Ray B ve Kütle atamaları ise düğmeye basıldığı anda saklanır. Kren tanımı ve kren yüklemeleri projeyle kaydedilir. Kren yüklemelerini uygula ve Kreni kaldır tek bir Geri Al adımıyla geri alınabilir.
2.1 Kren yüklemeleri
Kren uygulanınca projenin yükleme sayısı 13’ten 20’ye çıkar; kren yüklemeleri 13–19 numaralarıyla eklenir ve düğümün Ön tanımlı joint özellikleri → Kuvvetler tablosunda görülür. Kren tanımlı olmayan projelerde yükleme sayısı, birleşimler ve sonuçlar değişmez.
| Yükleme | İçerik |
|---|---|
| KV1 / KV2 | Düşey kolon reaksiyonları ve konsol momenti: KV1’de ray A kolonlarında Rkol,maks, ray B kolonlarında Rkol,min; KV2’de tersi. Rkol,maks = ψ·(R1maks + R2maks·(L − a)/L), Rkol,min = ψ·(R1min + R2min·(L − a)/L) (kren kirişi basit mesnetli, tesir çizgisiyle) |
| KHX1 / KHX2 | Global X yönünde yatay kuvvetler; KHX1 KV1 konumuyla (ray A yüklü), KHX2 KV2 konumuyla eşli |
| KHY1 / KHY2 | Global Y yönünde yatay kuvvetler, aynı eşleme |
| KG | Köprü öz ağırlığı W = ΣR − kapasite (statik, ψ’siz; yalnız deprem birleşimleri için); kütle kolonlarına eşit bölünür |
Bir yüklemede her rayın bütün kolonları aynı anda yüklenir (tek kren konumu). Kren yüklemeleri G ve Q ile aynı rijitlikle ve aynı diyafram kuralıyla çözülür.
2.2 Kren birleşimleri
Kren yüklemeleri varken program kombinasyon listesinin sonuna en çok on kren birleşimi ekler: 1,4G + 1,6Q + γK·KVi, 1,4G + 1,6Q + γK·KVi ± γK·KHXi ve 1,4G + 1,6Q + γK·KVi ± γK·KHYi (i = 1, 2). Kren birleşimi 1,4G + 1,6Q birleşiminin katsayılarını aynen taşır; KHX ile KHY aynı birleşime girmez; kar (S) yer almaz.
- Kren birleşimleri deprem birleşimi sayılmaz: kolon ve perdelerde depremli eksenel kuvvete (kolonda 0,40·fck·Ac sınırı) girmez; TS 500 tasarım kuvvetlerine ve kesme zarfına girer.
- Deprem birleşimlerine (TBDY Denk. 4.11 ve 4.12) kren yükleri girmez; yalnız KG, o birleşimin G katsayısıyla (1,0 / 0,9) eklenir.
- Kolon, kiriş, perde, temel ve radye tasarımında, zemin gerilmesi denetiminde ve prefabrik bağlantı taleplerinin birleşim zarfında kren birleşimleri de kullanılır.
- Deprem kütlesine yalnız köprü öz ağırlığı katılır, kaldırılan yük katılmaz (TBDY 4.5.9.2).
Kren tek konumla modellenir; kren konum taraması ve birden çok kren yoktur. Kiriş sehim kontrolüne ve döşeme kabuk iç kuvvetlerine kren yüklemeleri girmez. Riskli yapı (RBTE) birleşimlerinde kren birleşimleri üretilmez; ahşap yük kombinasyonlarında ya da Ultimate dışı bir sürümde kren yükleri analize girmez (iki durum da analiz uyarı listesinde bildirilir; köprü kütlesi deprem kütlesine katılmaya devam eder). Kren konsolu, kolon özellik penceresinin Konsol sekmesinde kısa konsol olarak tanımlanırsa tasarlanır: talebi kren düğümünden kendiliğinden alınır, köprü kütlesinin deprem kuvveti ise yatay talebe girmez (bkz. Kısa Konsol (Guse) Tasarımı). Kren hesap özeti rapora aktarılmaz.
3. Üst ve alt bölümde farklı R ve D (TBDY 4.3.6)
Alt bölümü (ör. ara katlı kısım) üst bölümden farklı taşıyıcı sistem olan binalarda Makrolar → Üst/alt bölümde farklı R-D (TBDY 4.3.6)... penceresi kullanılır. Analiz tüm bina için üst bölümün katsayılarıyla (Proje Genel Ayarları’ndaki R, D) yapılır; alt bölüm elemanlarının iç kuvvetleri yönetmelikteki ν katsayısıyla düzeltilir.
| Giriş | Açıklama | Varsayılan |
|---|---|---|
| Üst/alt bölümde farklı R ve D katsayılarını uygula | Seçeneği etkinleştirir | kapalı |
| Alt bölümün son katı (kat no) | Bu kat ve altı “alt bölüm” sayılır | 1 |
| Alt bölüm R (X), R (Y) | Alt bölüm taşıyıcı sisteminin davranış katsayısı (TBDY Tablo 4.1) | 8 |
| Alt bölüm D (X), D (Y) | Alt bölümün dayanım fazlalığı katsayısı (TBDY Tablo 4.1) | 3 |
| νüst (X), νüst (Y) | Üst bölüm taban kesmesinin toplam taban kesmesine oranı; 0 girilirse kat ağırlıkları ve yüksekliklerinden otomatik hesaplanır | 0 |
Hesapla / Göster düğmesi νüst, νalt, ν, (R̄a)alt ve D̄alt değerlerini gösterir.
Analizde: alt bölüm elemanlarının deprem yüklemelerinden gelen sünek iç kuvvetleri ν ile büyütülür, sünek olmayan davranış (kesme kuvveti kapasite hesapları) D̄alt ile yapılır, alt bölümün göreli kat ötelemesi (R̄a)alt ile hesaplanır. Ayar projeyle birlikte kaydedilir.
Örnek (kitap binası): Üst bölüm R = 3, D = 2; alt bölüm R = 5, D = 2,5; alt son kat 1; νüst = 0,408 (X) / 0,406 (Y) → ν = 0,763 / 0,762, (R̄a)alt = 3,93, D̄alt = 1,81. Birebir karşılaştırma gerekiyorsa νüst değeri elle de girilebilir.
4. Sık karşılaşılan durumlar
| Belirti | Çözüm |
|---|---|
| “Kren yüklemelerini uygula” düğmesi pasif. | Proje Genel Ayarları → Yük Kombinasyonları’nda Ahşap Yapı Yük Kombinasyonlarını Kullan seçilidir. Betonarme-Yığma Yük Kombinasyonlarını Kullan’ı seçip kren penceresini kapatıp yeniden açın (Bölüm 2). |
| Analiz uyarılarında “Projede gezer vinç (kren) yüklemeleri tanımlı ancak analize katılmadı” iletisi. | Ahşap yük kombinasyonları seçili ya da sürüm Ultimate değil. Betonarme-Yığma Yük Kombinasyonlarını Kullan’ı seçip analizi yineleyin; kren gerekmiyorsa kren penceresinde Kreni kaldır’ı çalıştırın. |
| Kren birleşimleri listede yok. | Kren uygulanmamış ya da kaldırılmış; analizden önce Kren yüklemelerini uygula çalıştırılmalıdır. Riskli yapı (RBTE) birleşimleri kullanılırken (riskli yapı tespitinde ya da Proje Genel Ayarları’nda Sismik Etki Birleştirmesi için “Deprem Yönlerini Sadece X ve Y yönlerinde ayrı ayrı uygula” seçiliyken) kren birleşimleri kurulmaz. |
| “Ray A ve ray B aynı hatta görünüyor” uyarısı; konsol momenti yazılmadı. | Ray doğrultusu rayların plandaki doğrultusuyla uyuşmuyor ya da ray A ve ray B’ye aynı hattaki kolonlar atanmış. Ray doğrultusunu ya da kolon atamalarını düzeltip kreni yeniden uygulayın. |
| “Köprü özağırlığı (ΣR − kapasite) sıfır: KG ve kütle yazılmadı.” iletisi. | Kaldırma kapasitesi tekerlek reaksiyonları toplamından (ΣR) küçük olmalıdır; üretici tablosundaki R1/R2 değerlerinin köprü ağırlığını içerdiğini denetleyin. |
| Toplam deprem kütlesi beklenenden fazla. | Köprü kütlesi hem elle (Deprem Ek Kütlesi) hem kren penceresiyle yazılmış. Köprü kütlesini yaz işaretini kaldırıp kreni yeniden uygulayın ya da elle girilen kütleyi kaldırın. |
| Ek kütle temel yüklerinde görünmüyor. | Beklenen davranıştır: deprem ek kütlesi ağırlık değildir, yalnız deprem hesabına katılır. |