Yüksek Bina tasarımında ikinci mertebe etkileri

[Statiker95]

Merhaba herkese, öncelikle Yüksek lisans temiz ile ilgili, 70 katlı yüksek bir bina tasarımı yapıyorum. Sorum 1. tasarım aşaması olan ön tasarım (dayanıma göre tasarım) da geçerli olmak üzere, BYS=1 olan binalarda eş değer deprem yükü yöntemi kullanılamıyor. çünkü artan yüksekliğe bağlı olarak artan kütle ile birlikte eşdeğer deprem yükü yöntemi ile elde edilen değerler çok büyüyor(örneğin kamçılama kuvveti, taban kesme kuvveti, devrilme momenti vs.) ve gerçeği yansıtmıyor. zaten yönetmelik bunu düşünerek azaltılmış iç kuvvetlerin büyütülmesi işlemini 13. bölümde (yüksek bina tasarım bölümü) denklem 13.1 de verilen formül ile yapılmasını söylemiş.

Diğer bir durum ise, yapım kompozit kolon, çelik kiriş ve betonarme çekirdek perdeden oluşuyor. Çelik yönetmeliğine göre stabilite tasarımı doğrultusunda ikinci mertebe etkilerini göz ününe almak zorundayız. Ben genel analiz ile bu hesabı yapmak istiyorum ancak şu sorular oluşuyor kafamda;

1-betonarme elemanlar için zaten etkin kesit rijitliği kullandık(tbdy-2018 gereği) bu elemanların eğilme, kesme ve eksenel rijitliklerini 0.80 ile bir daha çarpmaya gerek var mı ?

2-sadece çelik elemanların rijitliklerini 0.80 ile azaltırsak bile binanın periyodunu biraz arttırmış oluyoruz. bu durumda depremden dolayı oluşan iç kuvvetlere etki etmiş oluyoruz. TBbdy-2018e göre ikinci mertebe hesaplarımdaki sonuç ''ikinci mertebe etkilerinin tasarıma esas iç kuvvetlerin hesabında göz önüne alınması gerekli değildir.'' şeklinde çıkmıştı. Ancak çelik yönetmeliği genel analiz yöntemi ile ikinci mertebe etkilerinin hesaplanmasında deprem kuvvetlerinin de değişmesine sebebiyet veriyoruz. Ancak azaltılmış iç kuvvetlerin büyütülmesi kuralı gereği (denklem13.1) nihai kuvvet değişmiyor.

3-Stabilite tasarımında genel analiz yönteminde çelik elemanların rijitliğini azaltınca, betonarme çekirdek perdemin aldığı kuvvetler artıyor, kesme ve devrilme momentinin daha büyük bir bölümünü karşılıyor. Buna oranla kompozit kolonların aldığı tasarım yükleri azalıyor. Bu durum da tasarıma etki ediyor doğrudan.

 

[miralay]

İyi çalışmalar.

Sorularınız görece zor yönetmelikler kapsamında tam olarak açıklık getirmiş konular değil. Bu durumda mühendislik öngörüsü yapmanız gerekiyor.

Aşağıda yazdıklarım tamamen kişisel mühendislik öngörülerim olup doğruluğu tartışmalıdır.


Stabilite tasarımı için aşağıdaki ilke geçerlidir. ;

6.2.1 – Yapısal Analizin Esasları​

İkinci mertebe teorisine göre yapısal analiz aşağıdaki koşulları sağlayacaktır.

(a) Analizde, sistemin yer değiştirmelerine katkıda bulunan, elemanların eğilme, kayma ve eksenel şekil değiştirmeleri ile birleşimlerin ve kiriş – kolon birleşimi panel bölgelerinin şekil değiştirmeleri göz önüne alınacaktır. Bu şekil değiştirmelerin doğrusal olmayan bileşenlerinin ikinci mertebe analizine etkilerini yaklaşık olarak göz önüne almak üzere, Bölüm 6.2.3’te açıklanacağı şekilde, eleman rijitlikleri uygun şekilde azaltılacaktır.

Sistemin yer değiştirmelerine katkıda bulunan elemanlar diyor. Anladığım kadarı ile yapınızda kirişler bu sınıfa dahil. Ancak bu sınıfa giren diğer elemanlarınız betonarme yahut kompozit.

Şimdi bu açından birde aşağıdaki maddeleri inceleyelim.

Çelik yapılarda stabilite tasarımının istenmesinin temel 4 sebebi var ;

(a) Elemanların eğilme, kayma ve eksenel şekil değiştirmeleri ile birlikte yapı sisteminin yer değiştirmesinde etkili olan diğer tüm şekil değiştirmeler (kiriş – kolon birleşimi panel bölgesi şekil değiştirmeleri, vb.).

(b) Eleman şekil değiştirmesine ait (P – δ ) ve sistem yer değiştirmesine ait (P – Δ) ikinci mertebe etkileri.

(c) Geometrik ön kusurlar (ilkel kusurlar).

(d) Doğrusal olmayan şekil değiştirmeler ile dayanım ve rijitliklerdeki belirsizlikler.

Özetle;

1-) Bence gerek yok.

2-) Çelik kirişleriniz doğrudan deprem yüklerine karşı koyan elemanlar değil. Betonarme çekirdek perdeniz bu görevi üstleniyor diye düşünüyorum. Bu durumda TBDY'de betonarme ile ilgili tanımlamalardan elde edilecek iç kuvvetlerin uygulanması doğrudur.

3-) 2. madde geçerlidir.

Bunlar benim subjektif yorumlarımdır. Tez hocanıza danışmanızda fayda var.

 

[Statiker95]

Merhaba herkese, öncelikle 70 katlı yüksek bir bina tasarımı yapıyorum. Yüksek lisans tezim ile ilgili olarak, bys=1 olan binalarda eş değer deprem yükü yöntemi kullanılamıyor. çünkü artan yüksekliğe bağlı olarak artan kütle ile birlikte eşdeğer deprem yükü yöntemi ile elde edilen değerler çok büyüyor(örneğin kamçılama kuvveti, taban kesme kuvveti, devrilme momenti vs.) ve gerçeği yansıtmıyor. zaten yönetmelik bunu düşünerek azaltılmış iç kuvvetlerin büyütülmesi işlemini 13. bölümde (yüksek bina tasarım bölümü) denklem 13.1 de verilen formül ile yapılmasını söylemiş. O denklemde yüksekliğe bağlı azaltma katsayısı mevcut. Ancak yönetmelik A1 burulma düzensizliğini eşdeğer deprem yükü yöntemine göre kontrol etmemizi istiyor. Bu noktada pek çok çalışma ikinci mertebe etkilerinin tasarımını da eşdeğer deprem yükü yöntemi ile yapıyor. Ancak bu eşdeğer deprem yükünün kullanılamayacağı binalarda hatalı bir yaklaşım oluyor. Göreli öteleme kontrolünü mod birleştirmeye göre yapıp sonrasında ikinci mertebe etkilerinin hesabını da bu şekilde devam ettirmek doğru olmaz mı ?

Diğer bir durum ise, yapım kompozit kolon, çelik kiriş ve betonarme çekirdek perdeden oluşuyor. Çelik yönetmeliğine göre stabilite tasarımı doğrultusunda ikinci mertebe etkilerini göz ününe almak zorundayız. Ben genel analiz ile bu hesabı yapmak istiyorum ancak şu sorular oluşuyor kafamda;

1-betonarme elemanlar için zaten etkin kesit rijitliği kullandık(tbdy-2018 gereği) bu elemanların eğilme, kesme ve eksenel rijitliklerini 0.80 ile bir daha çarpmaya gerek var mı ?

2-sadece çelik elemanların rijitliklerini 0.80 ile azaltırsak bile binanın periyodunu biraz arttırmış oluyoruz. bu durumda depremden dolayı oluşan iç kuvvetlere etki etmiş oluyoruz. TBbdy-2018e göre ikinci mertebe hesaplarımdaki sonuç ''ikinci mertebe etkilerinin tasarıma esas iç kuvvetlerin hesabında göz önüne alınması gerekli değildir.'' şeklinde çıkmıştı. Ancak çelik yönetmeliği genel analiz yöntemi ile ikinci mertebe etkilerinin hesaplanmasında deprem kuvvetlerinin de değişmesine sebebiyet veriyoruz. Ancak azaltılmış iç kuvvetlerin büyütülmesi kuralı gereği (denklem13.1) nihai kuvvet değişmiyor.

İyi çalışmalar.

Sorularınız görece zor yönetmelikler kapsamında tam olarak açıklık getirmiş konular değil. Bu durumda mühendislik öngörüsü yapmanız gerekiyor.

Aşağıda yazdıklarım tamamen kişisel mühendislik öngörülerim olup doğruluğu tartışmalıdır.


Stabilite tasarımı için aşağıdaki ilke geçerlidir. ;

6.2.1 – Yapısal Analizin Esasları​

İkinci mertebe teorisine göre yapısal analiz aşağıdaki koşulları sağlayacaktır.

(a) Analizde, sistemin yer değiştirmelerine katkıda bulunan, elemanların eğilme, kayma ve eksenel şekil değiştirmeleri ile birleşimlerin ve kiriş – kolon birleşimi panel bölgelerinin şekil değiştirmeleri göz önüne alınacaktır. Bu şekil değiştirmelerin doğrusal olmayan bileşenlerinin ikinci mertebe analizine etkilerini yaklaşık olarak göz önüne almak üzere, Bölüm 6.2.3’te açıklanacağı şekilde, eleman rijitlikleri uygun şekilde azaltılacaktır.

Sistemin yer değiştirmelerine katkıda bulunan elemanlar diyor. Anladığım kadarı ile yapınızda kirişler bu sınıfa dahil. Ancak bu sınıfa giren diğer elemanlarınız betonarme yahut kompozit.

Şimdi bu açından birde aşağıdaki maddeleri inceleyelim.

Çelik yapılarda stabilite tasarımının istenmesinin temel 4 sebebi var ;

(a) Elemanların eğilme, kayma ve eksenel şekil değiştirmeleri ile birlikte yapı sisteminin yer değiştirmesinde etkili olan diğer tüm şekil değiştirmeler (kiriş – kolon birleşimi panel bölgesi şekil değiştirmeleri, vb.).

(b) Eleman şekil değiştirmesine ait (P – δ ) ve sistem yer değiştirmesine ait (P – Δ) ikinci mertebe etkileri.

(c) Geometrik ön kusurlar (ilkel kusurlar).

(d) Doğrusal olmayan şekil değiştirmeler ile dayanım ve rijitliklerdeki belirsizlikler.

Özetle;

1-) Bence gerek yok.

2-) Çelik kirişleriniz doğrudan deprem yüklerine karşı koyan elemanlar değil. Betonarme çekirdek perdeniz bu görevi üstleniyor diye düşünüyorum. Bu durumda TBDY'de betonarme ile ilgili tanımlamalardan elde edilecek iç kuvvetlerin uygulanması doğrudur.

3-) 2. madde geçerlidir.

Bunlar benim subjektif yorumlarımdır. Tez hocanıza danışmanızda fayda var.

Öncelikle yorumunuz için teşekkür ederim. Tez danışman hocam ve konu hakkında bilgi sahibi hocalar ile konuşuyorum. Dediğiniz gibi konular çok açıklıkta olmadığı için, onlarda nasıl bir yaklaşım izleyeceğimizi tartışıyorlar.

Şöyle farklı bir yaklaşım önerisini daha belirtmek istiyorum;

1- TBDY2018 gereği deprem kuvvetleri altında ikinci mertebe etkilerinin hesaplanmasına gerek olmadığı sonucu ortaya çıktığı için, betonarme elamanların tasarımında (örneğin betonarme çekirdek perde) çelik ve kompozit elemanların eğilme, kesme ve eksenel rijitliklerinin 0.80 ile azaltmadan elde edilen kuvvetlere göre tasarım yapmak. Böyle TBDY-2018'e göre elde edilecek deprem kuvvetlerine göre tasarım yapmış oluyoruz.

2-Çelik yönetmeliğine göre ise kompozit ve çelik elemanların rijitliklerini 0.80 ile azaltıp, (betonarme elemanların etkin kesit rijitliklerini değiştirmeden) ikinci bir tasarım yapmak. Burada da çelik ve kompozit taşıyıcı sistem elemanlarının tasarımında kullanacağımız iç kuvvetleri elde edebiliriz.

3-TBDY-2018'e göre deprem yüklemesinin dışında 70 katlı yüksek binada çok önemli olan rüzgar yüklemesini yaparken, çelik yönetmeliği gereği ikinci mertebe etkilerini dahil edebiliriz. (veya ölü yüklerde)