RCS'de öngerilmeli kompozit kesit tasarımı

Yeni proje oluşturma 

Başlangıçta, yeni bir projeyi 1D aşamalı/öngerilmeli/kompozit eleman olarak ayarlamak gerekmektedir.

Tasarım elemanı

Kesit geometrisi ve donatı düzeni tanımlandıktan sonra, İnşaat Aşamaları sekmesindeki zaman çizelgesi tanımlanır. İnşaat sürecindeki tüm önemli zaman noktaları tanımlanır (örneğin, prekast kirişin kesitinin birinci bölümünün dökülmesi, öngerme, kompozit döşemenin kesitinin ikinci bölümünün dökülmesi, ek sabit yük ve tasarım kullanım ömrü zamanı). Tanımlanan inşaat aşamaları, Yük Aşamaları sekmesinde otomatik olarak yayılır.

Yük aşamaları

Kompozit kesitlerin yönetmelik kontrolü açısından, Yük Aşamaları sekmesi en önemli sekmedir. Zamana Bağlı Analiz (TDA) ile hesaplanan kesitin başlangıç gerilme durumunun tanımlanması kritik öneme sahiptir; zira iki farklı beton arasındaki arayüzeydeki gerilme süreksizliği (gerinim düzlemi kayması), sınır durumdaki göçme mekanizmasını belirleyebilir.

Kesitin başlangıç durumu

Kompozit kesitin başlangıç durumu, "Kesit bileşenlerindeki etkiler" tablosunda ayarlanır. Başlangıç durumunu tanımlamak için iki seçenek kullanılabilir – iç kuvvetler ve gerinim düzlemleri. Üçüncü taraf yazılımlar (Midas, SCIA, vb.) tarafından TDA ile hesaplanan iç kuvvetleri tanımlamak çok daha kolaydır.

"Kesit bileşenlerindeki etkiler" tablosu, iç kuvvetleri aşağıdakilerin toplamı olarak içerir:

• Dikkate alınan inşaat aşamasında etkiyen tüm kalıcı yükler
• Öngermenin toplam etkisi (yapışık ve yapışık olmayan iç kiriştellerinin birincil ve ikincil etkileri, dış kiriştellerinin birincil ve ikincil etkileri)
• Reoloji (sünme, rötre)

Çoğu üçüncü taraf yazılım (Midas, SCIA, vb.), kompozit kesitin her bir bölümünün iç kuvvetlerini, dikkate alınan kesit bölümünün ağırlık merkezine göre sunar (örneğin, prekast kirişteki eğilme momenti, prekast kirişin ağırlık merkezi C_g,1'e göre ifade edilir). RCS uygulaması, iç kuvvetleri gerçek kesitin ağırlık merkezine (şeritte "Gerçek" düğmesi) veya nihai kompozit kesitin ağırlık merkezi C_g,i'ye (şeritte "Tüm" düğmesi) göre ilişkilendirir. Üçüncü taraf yazılımlardan elde edilen iç kuvvetlerin RCS'ye dönüştürülmesi aşağıdaki formüllere göre yapılabilir:

\[N_{i}^{T} = N_{i}\] 

\[M_{i}^{T} = M_{i}-N_{i}\times e_{i}\]

N_i^T  .   .   .   .   idealize edilmiş nihai kompozit kesitin ağırlık merkezine dönüştürülmüş, kompozit kesitin dikkate alınan bölümündeki normal kuvvet

M_i^T .   .   .   .    idealize edilmiş nihai kompozit kesitin ağırlık merkezine dönüştürülmüş, kompozit kesitin dikkate alınan bölümündeki eğilme momenti

N_i     .   .   .   .    dikkate alınan kesit bölümünün ağırlık merkezine göre ifade edilmiş, kompozit kesitin dikkate alınan bölümündeki normal kuvvet

M_i   .   .   .   .   dikkate alınan kesit bölümünün ağırlık merkezine göre ifade edilmiş, kompozit kesitin dikkate alınan bölümündeki eğilme momenti

Not: İç kuvvetleri yeniden hesaplamak için aşağıdaki şekilde gösterilen işaret kuralına uymak önemlidir.

C_g,i  .   .   .   .   idealize edilmiş kompozit kesitin ağırlık merkezi (E_cm(28) dikkate alınır)

C_g,1 .   .   .   .   birinci bölümün ağırlık merkezi – prekast kiriş (açık gri bölüm)

C_g,2 .   .   .   .   ikinci bölümün ağırlık merkezi – kompozit döşeme (koyu gri bölüm)

e_y,1 .   .   .   .   C_g,1'den C_g,i'ye olan mesafe

e_y,2 .   .   .   .   C_g,2'den C_g,i'ye olan mesafe

e_p   .   .   .   .   öngerme donatısının ağırlık merkezinden C_g,i'ye olan mesafe

N1, My,1, N2 ve My,2 iç kuvvetleri, üçüncü taraf yazılımda modellenen ve düşey yönde yüklenen kompozit yapı için elde edilir. İç kuvvetlerin RCS uygulamasına doğru girilmesi için aşağıdaki şekilde bir yeniden hesaplama yapılması gerekmektedir:

 Bölüm 1 (prekast kiriş)

\[N_{1}^{T} = N_{1}\] 

\[M_{y}^{T},_{1} = M_{y},_{1}-N_{1}\times e_{y},_{1}\]

N₁^T  .   .   .   .   idealize edilmiş nihai kompozit kesitin ağırlık merkezi C_g,I'ye dönüştürülmüş, prekast kirişteki normal kuvvet (basınç kuvveti için negatif değer)

M_y,1^T  .   .   .   idealize edilmiş nihai kompozit kesitin ağırlık merkezi C_g,i'ye dönüştürülmüş, prekast kirişteki eğilme momenti

N₁    .   .   .   .   prekast kirişin ağırlık merkezi C_g,1'e göre ifade edilmiş, prekast kirişteki normal kuvvet

M_y,1   .   .   .    prekast kirişin ağırlık merkezi C_g,1'e göre ifade edilmiş, prekast kirişteki eğilme momenti

e_y,1 .   .   .   .   prekast kirişin ağırlık merkezi C_g,1'in idealize edilmiş nihai kompozit kesitin ağırlık merkezi C_g,i'den uzaklığı (bu durumda, eksentrisitemin negatif değeri dikkate alınır)

Bölüm 2 (kompozit döşeme)

\[N_{2}^{T} = N_{2}\] 

\[M_{y}^{T},_{2} = M_{y},_{2}-N_{2}\times e_{y},_{2}\]

N₂^T  .   .   .   .   idealize edilmiş nihai kompozit kesitin ağırlık merkezi C_g,i'ye dönüştürülmüş, kompozit döşemedeki normal kuvvet

M_y,2^T  .   .   .    idealize edilmiş nihai kompozit kesitin ağırlık merkezi C_g,i'ye dönüştürülmüş, kompozit döşemedeki eğilme momenti

N₂    .   .   .   .   kompozit döşemenin ağırlık merkezi C_g,2'ye göre ifade edilmiş, kompozit döşemedeki normal kuvvet

M_y,2   .   .   .     kompozit döşemenin ağırlık merkezi C_g,2'ye göre ifade edilmiş, kompozit döşemedeki eğilme momenti

e_y,2   .   .   .   .   kompozit döşemenin ağırlık merkezi C_g,2'nin idealize edilmiş nihai kompozit kesitin ağırlık merkezi C_g,i'den uzaklığı (bu durumda, eksentrisitemin pozitif değeri dikkate alınır)

Bu dönüşüm sayesinde, kompozit kesitteki toplam iç kuvvetler belirlenebilir.

\[N=N_{1}^{T}+N_{2}^{T}\]

\[M_{y}=M_{y}^{T},_{1}+M_{y}^{T},_{2}\]

Not: Yatay yönde etkiyen iç kuvvetlerin dönüşüm süreci yukarıda belirtildiği ile aynıdır.

Donatıdaki gerilme

Bir sonraki önemli adım, nervürlü çubuklardaki ve öngerme kiriştellerindeki başlangıç gerilmesinin belirlenmesidir. RCS uygulaması, nervürlü çubuklardaki gerilmeyi otomatik olarak hesaplayabildiğinden, "Bileşen başlangıcına göre" ayarının korunması önerilir.

Öngerme donatısı tasarlanmışsa, mevcut tüm inşaat aşamaları için her bir kiriştelindeki gerilme tanımlanmalıdır (bkz. Bölüm 2). RCS uygulaması, TDA tarafından hesaplanan uzun vadeli kayıplardan sonraki gerilme değerinin tanımlanmasına ("Uzun vadeli kayıplardan sonraki gerilme") veya tahmini kısa ve uzun vadeli kayıpların tanımlanmasına ("Öngerme kayıplarının tahmini") olanak tanır.

Öngermenin toplam etkileri

RCS uygulaması iki tür öngerme etkisini tanır – öngermenin birincil ve ikincil etkileri. Her iki tür de nihai kompozit kesit üzerinde etkiyor olarak kabul edilir. Uzun vadeli öngerme kayıplarını yakalamak için öngerme etkileri her inşaat aşaması için tanımlanır. Öngermenin birincil etkileri, kiriştel özelliklerine göre otomatik olarak hesaplanır (kesiттeki konum, kiriştel alanı ve dikkate alınan inşaat aşamasındaki kiriştel gerilmesi). 10 günlük süredeki birincil öngerme nedeniyle oluşan iç kuvvetler şu şekilde hesaplanır:

\[N_{p}^{P},_{10}=A_{p}\times \sigma_{p},_{10}\]

\[M_{p}^{P},_{10}=A_{p}\times \sigma_{p},_{10}\times e_{p}\]

N_p,10^P  .   .   .   dikkate alınan süredeki (10 gün) yapışık öngerme donatısının birincil etkilerine bağlı kesitteki normal kuvvet

M_p,10^P  .   .   .   dikkate alınan süredeki (10 gün) yapışık öngerme donatısının birincil etkilerine bağlı kesitteki eğilme momenti

A_p    .   .   .   .   yapışık öngerme donatısının alanı

σ_p,10     .   .   .   dikkate alınan süredeki (10 gün) öngerme donatısındaki gerilme

e_p     .   .   .   .   öngerme donatısının ağırlık merkezinden idealize edilmiş nihai kompozit kesitin ağırlık merkezi C_g,i'ye olan mesafe

Kullanıcı her zaman öngermenin ikincil etkilerini tanımlar. Tabloda tanımlanan iç kuvvetler şunlardan oluşur:

• Yapışık olmayan veya dış öngerme donatısının toplam etkileri (kullanıcı bu donatı türünü global hesaplama modelinde tanımladıysa).

Yukarıda gösterilen tabloda tanımlanan birincil ve ikincil etkilerin toplamı, "İç kuvvetler" bölümündeki tabloya otomatik olarak kopyalanır. Yanlış sonuçları önlemek için öngermenin dikkatli ve doğru şekilde tanımlanması gerekmektedir.

İç kuvvetler

Kompozit kesitin doğru yönetmelik kontrolü için birkaç son adımın gerçekleştirilmesi gerekmektedir. "Kesit" bölümünde, yönetmelik kontrolünün yapılması gereken her zaman için "Ekstremler" tanımlanması zorunludur. Tanımlanan ekstrem zamanları, "İnşaat aşamaları"nda tanımlanan zamanlarla (bölüm 2) örtüşmelidir. Ardından kesitin başlangıç durumunun hesaplanması için doğru iç kuvvet değerleri "Yük aşamaları" sekmesinden alınacaktır.

Diğer etkiyen iç kuvvet türleri "İç kuvvetler" sekmesinde tanımlanmalıdır. İç kuvvetler her ekstrem için ayrı ayrı tanımlanır.

Kalıcı yük

"Kalıcı Toplam G_dj" olarak adlandırılan satırlar, dikkate alınan inşaat aşamasında etkiyen kalıcı yüklerin kombinasyon değerinin (yük katsayıları dahil) girişi için kullanılır.

Kalıcı iç kuvvetler manuel olarak tanımlanabilir veya şeritteki komutlar sayesinde "Yük aşamaları"ndan içe aktarılabilir. "Yük aşamaları"ndan ULS iç kuvvetleri içe aktarılırken, kalıcı yük için yük katsayısı kullanıcı tarafından ayarlanabilir.

"Yük aşamaları"ndan kalıcı iç kuvvetler içe aktarılırken aşağıdaki kurallar uygulanır:

• ULS kontrolleri için iç kuvvetlerin kombinasyon değeri şu şekilde hesaplanır:

Kalıcı Toplam = (Kesitin başlangıç etkileri – Öngermenin toplam etkileri) ·γ_Gj,sup

• SLS kontrolleri için iç kuvvetlerin kombinasyon değerleri şu şekilde hesaplanır:

Kalıcı Toplam = Kesitin başlangıç etkileri – Öngermenin toplam etkileri

Değişken yük

Değişken yükten kaynaklanan iç kuvvetlerin sonuç değeri (kombinasyon yük katsayıları dahil) kullanıcı tarafından manuel olarak tanımlanır. Bu değerler genellikle global yapısal analizden elde edilir.

Öngermenin etkileri

Öngermenin toplam etkileri, "Öngermenin toplam etkileri" sekmesinde tanımlanan birincil ve ikincil öngerme etkilerinin toplamı olarak "Yük aşamaları" sekmesinden otomatik olarak içe aktarılır (bölüm 3.3). Bu değerler kullanıcı tarafından düzenlenemez.