03 Eki

Güçlü Kolon Zayıf Kiriş

EĞİTİM, ŞANTİYE

Moment etkisiyle taşıyıcı sistemde mafsallaşmaların kolon uçlarında değil, kiriş uçlarında olmasını isteriz. Bu yüzden güçlü kolon kontrolü yaparız. Mühendis bilir ki kirişlerdeki mafsallaşmalar yapıyı göçürmez. Ancak kolon uçlarında oluşacak mafsallar sistemi labil hale getirir ve sistem göçer.
Buradaki mafsaldan kasıt, klasik momentin sıfır olduğu mafsal değildir. Buradaki mafsal plastik mafsaldır. Yine ilgili uç moment alacak, moment alacak ve bir değerden sonra moment değeri artmamasına rağmen dönmeler devam edecek. İşte plastik mafsal budur. Plastik mafsalların bir moment kapasitesi vardır, bu kapasiteye ulaştıktan sonra moment sabitlenir ama dönme devam eder. Bu dönmenin de tabi ki bir sınırı vardır. Döner döner ve en sonunda dönme sonucuna ulaşınca mafsal patlar bir anda moment sıfıra düşer ve göçme oluşabilir. Plastik mafsalın dönme kapasitesinin büyük olması hayati önem arzeder. Bu tanımdan sonra konuya geri dönelim.
Bir çerçeve düşünelim Kolonlar kirişlerden güçlü olsun. Bu kontrolü yapmış olalım. Kirişte kritik noktalar bildiğiniz üzere mesnet momentlerinin oluştuğu uç noktalardır. Plastik mafsallar oluşsa oluşsa burada oluşur. Momentler arttıkça mesnetlerdeki donatılar akmaya doğru yaklaşır. Bir moment değerinde de de donatı akmaya başlar. İşte mesnetlerdeki donatının akmaya başladığı an plastik mafsal oluşmuştur. Bu noktadan sonra moment artmaz. Yük arttıkça mafsal döner ve artan kuvvetleri diğer uçlara aktarır. Ama moment sabit kalır. Bu mafsalın dönme kapasitesi ne kadar büyükse o derece aktarımı yapar. Moment taşımaya da devam eder.
Bilmemiz gereken, kiriş uçlarında plastik mafsal oluştuktan sonra artık söz konusu kirişin basit kiriş olduğu gerçeğidir. Kirişin iki ucunda da plastik mafsal oluşmuşsa artık bir basit kirişle karşı karşıyasınız demektir. Hesaplarınızı basit kiriş olarak yapabilirsiniz. Basit kirişte durum neydi ? Moment sıfırdı sabitti ve ona göre denge denklemleri kurup çözüyorduk. Uçlarda plastik mafsal oluşmuş kirişte de uç momentleri sıfır değil belli bir değerdir. Bu değişmez. Mesela sabit değer 5 tm olur. Basit kirişte moment sıfırken bunda 5 tm’dir. Hesap tekniği aynı düşünülebilir. Biliyoruz ki basit kirişte göçmez. En azından kolayca göçmez.
Yazının sonunda şunu hatırlatayım. Plastik mafsal oluşması demek uç noktaların hasar görmesidir. Uç noktalar hasar görürse plastik mafsal oluşmuş demektir. Plastik mafsal=hasar.

Güçlü Kolon – Zayıf kiriş sayısal örnek
TDY2007’ye göre, eğer siz süneklik düzeyi yüksek bir taşıyıcı sistem tasarlıyorsanız, sisteminiz çeçeve bir sistem ise yada perde+çerçeve sistem ise kolonlarınızın güçlü kolon kontrolünü sağlaması gerekir. İlk paragrafta güçlü kelimesinin bir kıyas olduğunda bir anlamı olduğunu ifade etmiştik. İşte kolonların kıyaslanacağı elemanlar “kirişler”dir. Açıkça yazarsak güçlü kolondan anlamamız gereken kolonun, kirişlerden güçlü olması durumudur. Güçlü kolon kontrollerinde kontroller düğüm noktalarında yapılır. Basit bir düğüm noktasını hatırlayalım: bu düğüm noktasına üstten gelen bir kolon bağlıdır, bu düğüm noktasına alttan gelen bir kolon bağlıdır, bu düğüm noktasına dört taraftan gelen kirişler bağlıdır. Güçlü kolon kontrolünde, bu düğüm noktasına bağlanan alt ve üst kolonların uç moment kapasitesinin söz konusu düğüm noktasına bağlanan kirişlerin (sol ve sağ) moment kapasitelerinden büyük olup olmadığının kontrolü yapılır. Yönetmeliğimizde kolonların kirişlerden ne kadar güçlü olmasının gerektiği de belirtilmiştir. Düğüm noktasına bağlanan üst ve alt kolon moment kapasitelerinin toplamı, aynı düğüm noktasına birleşen kirişlerin (deprem yönüne göre) moment kapasiteleri toplamının en az 1.20 katı büyük olmalıdır.

İNŞAAT HESABINI ÜCRETSİZ OLARAK DENEMEK İSTER MİSİNİZ?

Sayısal bir örnek verelim :
Bir düğüm noktası düşünelim. x-x deprem yönünü düşünelim. Bu düğüm noktasına alttan ve üstten kolon bağlı olsun. Yine bu düğüm noktasının sağından ve solundan kirişler bağlı olsun. Düğüm noktasına bağlanan üst kolonun alt uç moment kapasitesi 6 tm olsun. Düğüm noktasına bağlanan alt kolonun üst uç moment kapasitesi de 6 tm olsun. Bu düğüm noktasına bağlanan sağ kirişin bağlandığı yerdeki moment kapasitesi 5 tm, bu düğüm noktasına baglanan soldaki kirişin bağlandığı yerdeki moment kapasitesi 5 tm olsun. Şimdi bu düğüm noktasında güçlü kolon kontrolünün sağlanıp sağlanmadığına bakalım:
Yalnız burada hatırlatmakta fayda var kolon ve kirişler için bahsedilen moment kapasiteleridir. Yoksa dışarıdan gelen etkiler değildir.
DÜĞÜM NOKTALARINA BAĞLANAN KOLONLARIN MOMENT KAPASİTESİ(ALT+ÜST)=6+6=12 tm
DÜĞÜM NOKTALARINA BAĞLANAN KİRİŞLERİN MOMENT KAPASİTESİ(SOL+SAĞ)=5+5=10 tm
(KOLON MOMENT KAPASİTELERİ) / (KİRİŞ MOMENT KAPASİTELERİ)=12 /10 =1.2
Oran 1.2 olduğundan bu düğüm noktasi güçlü kolon kontrolünü sağlamıştır.Eğer oran 1.19 çıkmış olsaydı sağlanmamış olacaktı.
Güçlü kolon kontrolünün yapılmasındaki amaca bakalım:
Biz mühendis olarak yapıyı hasar görecek şekilde tasarlıyoruz. Amacımız, yapı hasar görsün ama içindeki kimse ölmesin. Ölümler ise bildiğiniz üzere ani göçmelerde oluşur. Ani göçme ise ilk önce kolonların göçmesi demektir. İşte biz kolonlardan önce kirişlerin hasar görmesini sağlarsak ani göçmeyi önlemiş oluruz. Tüm kirişlerden sonra kolonlar bile göçmeye başlasa zaten insanların yapıyı boşaltması için gerekli zaman sağlanmış olduğundan yapı boşaltılabilecektir. Zaten kirişlerdeki hasarı gören insanlar yapıyı boşaltmaya başlar. Yeterli zamanları vardır. Ancak ilk etapta kolonlar hasara uğrarsa direkt göçme oluşur ve insanlar yapıyı terk edemez. İşte güçlü kolon kontrolünün sağlanması insanlara bu imkânı sağlar.
Mühendis olarak düşünmeye devam edelim: Yapının büyüklüğüne göre yüzlerce, binlerce düğüm noktası var (kolon kiriş birleşim noktası). Peki her düğüm noktasında illa kolonlar kirişlerden güçlü mü olmalı? Bu soruya bazı noktalarda bu şartın sağlanmamasına hoş görüyle bakılabileceği cevabı verilebilir.Bu tespiti yaptıktan sonra ne kadarında sağlanmasa olur sorusu karşımıza çıkar. Yapıyı düşündüğümüzde bazı kolonların büyük değerlerde bazı kolonların küçük değerlerde kesme kuvveti karşıladığını görebiliriz. Güçlü kolon kontrolünü sağlamayan kolonlarında büyük kesme kuvveti almayan kolonlar olmasını isteriz. Yönetmeliğimizde zaten bu yönde düşünmüş. Eğer bir katta güçlü kolon kontrolünü sağlamayan kolonların aldığı kesme kuvveti, o kattaki toplam kesme kuvvetinin %30’undan az ise problem yok kabul edilir. Yani mühendis her birleşim bölgesi için güçlü kolon kontrolünü sağlamaya çalışmamalıdır. Sınırlar içinde ise işlemlerine devam etmelidir.
Bir üst paragrafta belli oranda olduğu sürece güçlü kolon kontrolünün sağlanmamasına yönetmeliğin izin verdiğini söylemiştik (%30 kesme kuvveti). Ancak bununda bir bedeli vardır. Bu takdirde güçlü kolon kontrolünün sağlandığı birleşimlerde moment ve kesme kuvvetleri belli oranda artırılarak kuvvet akışının buralara olması sağlanır. Dolayısıyla güçlü kolon kontrolünün sağlamadığı birleşimlerin zorlanması önlenir. Dikkat edelim, moment ve kesme kuvvetleri güçlü kolon kontrolünün sağlanmadığı yerlerde değil tam tersi sağlanmadığı yerlerde artırılıyor (hem alttaki hem üstteki düğüm noktasında sağlamak şartı ile).

Maaş Hesabı Nasıl … 03/10/2019 Malzeme Katsayıları 03/10/2019