Betonarme ince kolonların sorunsuz tasarımı
Giriş
İnce donatılı beton bir kolonu tasarlamak ve değerlendirmek zorunda kaldığınızda aklınızdan neler geçiyor?
- Hangi yaklaşımın seçileceği; basitleştirilmiş mi yoksa daha hassas yöntemler mi
- Özel yazılım araçları mı yoksa kendi Excel tablolarım mı kullanılacak
- Araçların veya Excel tablolarının genel donatılı beton kesitini destekleyip desteklemediği
- İnce bir kolonun stabilite kaybının nasıl yakalanacağı
Basitleştirilmiş yöntemlere güvenemeyeceğinizi ve doğrusal olmayan analize dayalı daha doğru ve güvenli bir yaklaşımı tercih ettiğinizi söyleyebilirsiniz. Daha gelişmiş yöntemler kullanmak, malzeme ve geometrik doğrusal olmayanlıkların tanımlanması oldukça karmaşık ve zaman alıcı görünmektedir.
Peki, ince beton kolonları kolayca tasarlayıp kod kontrolü yapmanıza olanak tanıyan ve aynı zamanda daha gelişmiş yöntemi dikkate alan bir araç yok mu? Evet, var!
IDEA StatiCa Concrete'te Eurocode'a göre ince kolonların tasarımı ve kontrolü için yeni özelliği inceleyin.
İş Akışı
Hiç bu kadar kolay olmamıştı. Donatılı beton ince kolonları tasarlamak ve kod kontrolü yapmak için dört adımlı iş akışını takip etmeniz yeterlidir.
dört adımlı iş akışı-GMNA
- Sınır koşulları ve donatı dahil yapının geometrisini oluşturun
- Analiz edilen ve ilgili elemanları yük etkilerine tabi tutun
- Doğrusal olmayan analizi ve değerlendirmeyi çalıştırın
- Tüm önemli şekiller, sonuçlar ve kontrolleri içeren raporu oluşturun
Daha da verimli olmak ister misiniz? İlk iki zaman alıcı adımı tek bir adımda birleştirin!
Favori sonlu elemanlar yazılımınızı (SCIA Engineer, RFEM, AxisVM, SAP2000, Robot, vb.) kullanın ve analiz edilen yapıyı IDEA StatiCa Checkbot ile ilişkilendirin. Checkbot üzerinden ince kolonları tasarlamak ve kontrol etmek için doğrusal olmayan analizleri kolayca çalıştırabilirsiniz.
Kullanılan Yöntem
Yöntem aslında, analiz edilen elemanın otomatik olarak bölündüğü donatılı beton kesitlerindeki gerilme ve şekil değiştirmelerin değerlendirilmesine dayanmaktadır. Yapmanız gereken tek şey, analiz edilen elemanı uygun şekilde donatmaktır.
Her donatılı beton kesit, GMNA çözücü ayarlarına göre otomatik olarak ağa bölünür. Varsayılan değerler ayarlar düğmesi altında bulunabilir. Donatılı beton kesitin uygun ağ bölünmesi sayesinde her beton fiber ve donatı çubuğu için çok ayrıntılı sonuçlar elde edilir. Beton ve çelik ağını ve analiz edilen elemanın uzunluğu boyunca bölüm sayısını etkileyebilirsiniz.
Beton ve çeliğin davranışı, sırasıyla parabolik-dikdörtgen ve eğimli dallı bilineer gerilme-şekil değiştirme diyagramları ile yakalanmaktadır.
GMNA'nın kendisi üç analiz türünden oluşmaktadır:
- Malzeme doğrusal olmayan analiz (MNA)
- Doğrusal burkulma analizi (LBA)
- Geometrik ve Malzeme Doğrusal Olmayan Analiz ile Kusurlar (GMNIA)
İlk olarak malzeme doğrusal olmayan analiz (MNA) gerçekleştirilir. Geometrik doğrusal olmayanlığı ve kusurları dikkate almanız gerekmiyorsa burada durabilirsiniz ve tasarımınız tamamlanmış olur. Ardından, elde edilen değerler (gerilme ve şekil değiştirme) standartta tanımlanan sınır değerlerle karşılaştırılarak kontrol edilir. Belirli beton fiber ve donatı çubuğunun ayrıntılı sonuçları, seçilen kesit için grafiksel olarak sunulur ve tüm karşılık gelen gerilme ve şekil değiştirme değerleriyle birlikte tabloda listelenir. Sonuçları beton ve donatı için ayrı ayrı inceleyebilirsiniz.
Yalnızca malzeme doğrusal olmayanlığını dikkate almak yeterli değilse ve geometrik doğrusal olmayanlığı da göz önünde bulundurmak gerekiyorsa, bu durumda doğrusal burkulma analizini (LBA) kullanma zamanı gelmiştir; bu analizin çıktıları, analiz edilen elemanın öz modları ve kritik yükleridir. Bu analiz, mühendise etki eden yükler altında yapının teorik stabilite kaybını belirleme konusunda yardımcı olur.
Başlangıç kusurları mevcut olduğundan yapının yalnızca teorik burkulma şeklini dikkate almak güvenli olmaz. Bu nedenle sonuç tablosu, her öz mod için kusur genliğinin tanımlanmasına olanak tanır. Kusur, mühendis tarafından deneyime veya standart önerisine dayanılarak tanımlanmalıdır.
Doğrusal burkulma analizinin (LBA) çıktıları altı adede kadar Öz Moddur.
Kusur tanımlandıktan sonra elemana otomatik olarak orantılı biçimde uygulanır ve ardından son analiz türünü – kusurlarla birlikte geometrik ve malzeme doğrusal olmayan analizi (GMNIA) gerçekleştirebilirsiniz.
Bu analizle, kusurlar dahil malzeme ve geometrik gibi tüm doğrusal olmayanlık kaynaklarını dikkate almış olursunuz. GMNA analizinin çıktı değerleri yine belirli kesitin içindeki gerilme ve şekil değiştirmelerdir.
Kontrol, standartta tanımlanan sınır değerlerle karşılaştırmaya dayanmaktadır. Hem beton hem de donatı bölümleri için ayrıntılı veya genel sonuçları gözlemleyebilirsiniz. Kod kontrolü sonuçları şeridinde gerilme, şekil değiştirme ve sehim çıktı değerleri ile ilgili kod kontrolleri arasında geçiş yapabilirsiniz.
Pratik Örnek
SCIA Engineer'da bir global yapı hayal edin. Böyle bir binanın güvenli ve ekonomik tasarımını sunmanız gerekmektedir. Sorunlu kısım, yüksekliği binanın toplam yüksekliğine (14,2 m) eşit olan bir kolonun burkulma boylarının nasıl tanımlanacağı ve bu kadar ince bir elemanın tasarımında stabilite önemli bir rol oynayacağından tüm olası doğrusal olmayanlıkların nasıl dikkate alınacağıdır.
İş akışı aşağıdaki gibi olabilir:
- SCIA Engineer'da yapının global modelini oluşturun
- Yük durumlarını ve kombinasyonlarını tanımlayın ve SCIA Engineer'da global doğrusal analizi çalıştırın
- Geometri, yükler ve sonuçları içe aktardığınız SCIA Engineer ile IDEA StatiCa arasındaki BIM bağlantısını kullanın
- Tüm yapıyı SAF dosyası aracılığıyla IDEA StatiCa Checkbot uygulamasına aktarın; burada analiz edilen elemanı (ince kolon) tanımlayın ve kritik kombinasyonları seçin
- Analiz edilen elemanı (ince kolon) IDEA StatiCa Member'da başlatın
- İçe aktarma doğruluğunu kontrol edin – geometri ve yükler
- Kolonun donatısını tasarlayın
- Tüm doğrusal olmayan analiz türlerini çalıştırın (MNA, LBA, GMNIA)
- Kolon geometrisini veya donatısını optimize edin
- Tüm önemli sonuçları, kod kontrollerini ve şekilleri içeren hesap raporunu yazdırın
Kullanıcı Deneyimi
Yeni özelliği test edin ve görüşünüzü bizimle paylaşın. Ekli zip dosyasını indirmekten çekinmeyin ve kendiniz deneyin.
Bir şeyleri geliştirmek ister misiniz? Geri bildiriminizi almaktan memnuniyet duyarız.
Fark etmiş olabileceğiniz gibi, kontroller çeşitli formüller veya derinlemesine entegre edilmiş standart önerilen iş akışları anlamında standarda bağlı değil; aksine beton ve donatıdaki gerilme ve şekil değiştirmenin standart sınır değerlerinin kullanılması anlamında standartla uyumludur. Şimdiye kadar yalnızca Eurocode uygulanmıştır. Diğer standartların uygulanmasıyla ilgileniyor musunuz? Bize bildirin!
