SLS kontrollerine zaman harcamayın

Eurocode 1990'a göre, aşağıdakileri etkileyen sınır durumlar:

• yapının veya yapısal elemanların normal kullanım altındaki işlevselliği;
• insanların konforu;
• yapı işlerinin görünümü;

kullanılabilirlik sınır durumları (SLS) olarak sınıflandırılmalıdır. Bu; görünümü veya dayanıklılığı etkileyen deformasyonları, titreşimleri ve hasarları kapsar; örneğin çatlama gibi.

Başka bir deyişle, bu sınır durum kontrolleri yalnızca yapı elemanlarının dayanım kapasitesiyle sınırlı değildir; daha çok yapının genel dayanıklılığı ve insanların psikolojik konforu ile ilgilidir.

Bunu daha ayrıntılı açıklayayım. Nerede daha rahat hissederdiniz? Duvarları çatlak, tavanları ve kirişleri eğilmiş, zamanla daha da kötüleşebilecek yeni bir binada mı? Yoksa güzel ve düzgün duvarlara sahip, zemin döşemesinin hafif sehimini fark edemediğiniz bir binada mı? Herkesin ikinci örneği seçeceğini tahmin etmeye bile gerek yok. İşte tam da bu yüzden SLS kontrollerine dikkat etmeliyiz.

Ancak hepimiz biliyoruz ki inşaat mühendislerinin zamanı değerlidir; bu nedenle tasarımlarında mümkün olduğunca verimli olmak isterler. Çözüm olarak, mühendislerin tasarım ve değerlendirmelerini hızlı, ekonomik ve güvenli şekilde tamamlayabilmesi için IDEA StatiCa Detail uygulamasında yeni özellikler geliştirdik.

Gerilme sınırlama kontrolü – artık o kadar da kısıtlayıcı değil

Gerilme sınırlama kontrolünde tatmin edici olmayan sonuçlarla ne sıklıkla karşılaştınız? Benim durumumda, çok sık diyebilirim. Çoğu durumda, sonuçların niteliği nedeniyle bu sonuçların göz ardı edilebileceğini zaten biliyordum.

En tipik sorunlardan biri gerilme yığılmalarıdır; bunlar genellikle keskin köşelerde ortaya çıkan tekilliklerdir. Bunun ne olduğuna ve bir tekiliği gerilme yoğunlaşmasıyla karıştırmamak neden önemlidir, buna bir göz atalım.

İlk bakışta ikisi arasındaki farkı göremeyebilirsiniz. Bununla birlikte, aralarında farklılıklar vardır ve bunların her zaman farkında olmalısınız. Çünkü sonuçta genel tasarım her zaman sorumlu mühendise ve onun mesleki yargısına bağlıdır.

Peki, tekillik nedir ve inşaat mühendisleri onu gerilme yoğunlaşmasından nasıl ayırt edebilir?

Bir gerilme tekiliği , gerilmenin belirli bir değere yakınsamadığı bir ağ noktasıdır; yani teorik olarak tekilikte gerilme değeri sonsuzdur.

Tipik olarak şu durumlarda görülür:

• Nokta yükün uygulandığı bir bölge.
• Yapının keskin bir köşesi.
• Nokta mesnet.
• Temas halindeki cisimlerin köşeleri.

Aşağıdaki durumlarda bunun bir tekillik olduğundan emin olabilirsiniz:

• Tek bir ağ elemanında gerilmede hızlı bir değişim vardır.
• Ağın bir düğüm noktasındaki gerilme değeri sınır değerden yüksektir.
• Yalnızca küçük bir yapı alanını etkiler ve komşu elemanlara ulaşmaz.

Tekillikli yapılarla uğraştığım dönemlerde, yukarıda belirtilen nedenlerden dolayı neredeyse tüm durumlarda bunların göz ardı edilebileceğini biliyordum; ancak kullandığım uygulamada tatmin edici kontroller elde etmek istiyorsam bunu yapmanın bir yolu yoktu. Bu da modeli çeşitli şekillerde değiştirmek zorunda kaldığım anlamına geliyordu; bu yüzden çok zaman harcadım ya da malzeme sınıfını artırmak veya ek donatı girmek zorunda kaldım.

İşte tam burada Detail uygulaması yeni Sınırlı Gerilme Kontrolü işleviyle devreye giriyor.

Özelliğin pratik bir örnekte nasıl çalıştığına bakalım. Kesilmiş ucu ve boşluğu olan bir kirişimiz var. Yük, bir çizgi yük ve bir nokta yükün kombinasyonudur. Analizi çalıştırdıktan sonra, beton için gerilme sınırlama kontrolünün tüm gerekli bilgilerle birlikte uygun olmadığını görebiliriz.

Daha yakından incelendiğinde, daha önce tanımladığım her iki durumun da ortaya çıktığı açıkça görülmektedir. Nokta yük mesnet plakasının altında kirişin üst kısmında bir gerilme yoğunlaşması ve boşluğun keskin köşesinde bir tekillik mevcuttur.

Şimdi mühendislik yargısını kullanmanın tam zamanı! Köşedeki tekillik, tasarımda hiç sorgulanmadan göz ardı edilebilir. Peki ya gerilme yoğunlaşmasının olduğu küçük alan? Ne yapmalıyım? İlk yapılacak şey, etkiyi değerlendirmeye yardımcı olabilecek ağı açmaktır. Hâlâ belirsizse, Ayarlar'a gidip ağı daha ince ayarlayabilir ve yeniden değerlendirebilirim.

Bununla birlikte, bizim durumumuzda gerilme yoğunlaşması alanının çok küçük olduğu ilk bakışta görülmektedir; bu nedenle benim açımdan onu hesaplamadan çıkarmak da kabul edilebilir.

Ve bu oldukça kolay yapılabilir! Bu amaçla Sınırlı Kontrol adı verilen bir özellik geliştirdik. Bu işlev, tatmin edici olmayan alanları göz ardı etmenize olanak tanır. Bu ne anlama gelir?

1. %100'ün üzerinde kullanım oranına sahip kırmızı alanlar yerine bunları beyaz renkte görürsünüz; sınır kontrol değeri, gerilme oranı durumunda %100 veya MPa cinsinden sınır gerilme değeridir.
2. Bunun yanı sıra, genel kontrol tablosunda çarpı işaretli kırmızı daire, ünlem işaretli sarı üçgene dönüşür; bu bilgilendirici bir durumu temsil eder ve ayrıntılı açıklamayla birlikte bir uygunsuzluk notu görünür.
3. Son olarak, yalnızca göz ardı edilen bölgeleri görüntüleyebilirsiniz; elemanın geri kalanı beyaz olarak kalır.

Tüm seçenekler, modelleme sürecini tamamladıktan ve tasarımınızdan memnun kaldıktan sonra rapora eklenebilir. Böylece şüphecileri susturacak sağlam bir dokümantasyona sahip olursunuz.

IDEA StatiCa'da öngerilmeli yapılar

Öngerilmeli beton yapılarla ilgilenen her inşaat mühendisi, yapıların çalışma ömrünün belirli aşamalarına, özellikle başlangıç ve sona dikkat etmenin çok önemli olduğunun farkındadır.

Bunun nedeni, hiçbir öngerme kuvvetinin sabit olmamasıdır. Değer, öngerme tendonu boyunca ve son olarak zaman içinde değişkendir. Öngerme kuvvetinin, dolayısıyla tendonlardaki gerilimlerin kesin değerinin doğru değerlendirilmesinin yapının davranışı üzerinde önemli bir etkisi olduğu açıktır.

Öngerme kuvvetindeki değişimler (öngerme kuvvetinde bir azalma her zaman görülmeyebilir!) birçok faktörden kaynaklanır ve öngerme kayıpları olarak adlandırılır. Evet, çoğul kullanım doğrudur. Öngerme kayıpları şu şekilde ayrılır:

• Kısa vadeli kayıplar
• Uzun vadeli kayıplar

Kısa vadeli kayıplar

Kısa vadeli kayıplar genellikle üretim süreci sırasında meydana gelir. Kısa vadeli kayıplar; örneğin sürtünme, ankraj takımındaki kayma, betondaki ani elastik şekil değiştirme, tendonların gevşemesi vb. nedenlerle oluşabilir.

Uzun vadeli kayıplar

Uzun vadeli kayıplar, öngermenin uygulanmasından sonra ortaya çıkar ve yapının tüm çalışma ömrü boyunca etkili olabilir. Uzun vadeli kayıpların nedenleri arasında sünme, rötre, uzun vadeli gevşeme ve değişken yük uygulamasından kaynaklanan betondaki elastik şekil değiştirme sayılabilir.

Kolay bir görev değil. Ya da öyle mi?

Tüm bunları göz önünde bulundurmak (ki tasarımda zorunludur!), çeşitli öngerme katsayılarını dikkate alan birçok kombinasyona yol açabilir.

İşte tam burada IDEA StatiCa Detail ikinci kez sahneye çıkıyor. SLS kontrolü için uzun vadeli kayıplar adlı yeni işlev sayesinde, bir sürü kombinasyona sahip olmanıza ve bir şeyleri unutup unutmadığınızı endişeyle düşünerek modelinizle saatler geçirmenize gerek kalmıyor.

Detail uygulamasında yapmanız gereken tek şey tek bir kombinasyon ayarlamaktır; böylece hem ön gerilmeli hem de sonradan gerilmeli tendonlar için kısa vadeli ve uzun vadeli etkileri kapsayabilirsiniz.

Nasıl çalıştığını öğrenmek için heyecanlı mısınız? Hadi öğrenelim!

Gerilme sınırlama kontrolünü bilmek ve Detail uygulamasında kısa vadeli ve uzun vadeli etkiler için sonuçlar elde etmek açısından önemli olan şu: sonsuz doğrusal gerilme-şekil değiştirme diyagramı kullanıyoruz.

İki dal ayırt ediyoruz. Biri, elastisite modülü E_cm kullanılarak kısa vadeli etkiler için. Diğeri ise uzun vadeli etkiler için olup, tendonlardaki gerilme; öngerme ve kalıcı yük için tanımlanan uzun vadeli kayıp değeri kadar kademeli olarak azaltılır. Değişken yük artışı E_cm'yi dikkate alır.

Uzun vadeli kayıpların değeri nasıl doğru ayarlanır? Bazı varsayılan ayarlar sunabiliriz; ancak hesaplamada hangi değerin kullanılacağına yine inşaat mühendisleri karar verir.

Kayıp değerinin ön gerilmeli tendonlar ve sonradan gerilmeli tendonlar için farklılık gösterdiğini lütfen unutmayın. Bunun nedeni, kayıp değerini belirlemeniz gereken tam zamandır. Konunun daha ayrıntılı açıklamasını ve daha da önemlisi uzun vadeli kayıp tahmininin hesaplamaya dahil edilmesi için uygun zamanın ne olduğunu bulabileceğiniz Detail'de uzun vadeli kayıpların uygulanması makalesini inceleyin.

IDEA StatiCa 23.0'ın daha fazla yeni özelliğiyle ilgileniyorsanız (belki yalnızca beton için değil, çelik veya BIM bağlantıları için de), Sürüm notları sayfamızı ziyaret edin.  

IDEA StatiCa Detail, beton detaylarınızı ve diğer süreksizlik bölgelerini çözmek için mükemmel bir araçtır. Olanaklarını Destek Merkezimizde keşfedin; burada aynı zamanda birçok eğitim aracılığıyla nasıl kullanacağınızı öğrenebilir, ürün mühendislerimizi web seminerlerimizden birinde iş başında izleyebilir veya bir örnek proje indirebilirsiniz.

Yazılıma yeni başlıyorsanız veya yalnızca becerilerinizi geliştirmek istiyorsanız, kendi hızınızda öğrenme imkânı sunan Campus kurslarımıza göz atın ve ihtiyaçlarınıza en uygun olanı seçin.

Teori ve Detail uygulamasının arkasındaki CSFM yöntemi hakkında daha fazla bilgi edinmek isteyenler için IDEA StatiCa Detail için teorik arka plan sayfasına gidin ve çalışmaya doyasıya dalın.