ETABS ile ˙elik Yapıların Optimize Edilerek … · ETABS ile ˙elik Yapıların Optimize Edilerek Modellenmesi ve Boyutlandırılması 12 nesneler) pencere içine alınan aynı

COMPUTERS&ENGINEERING

SOFTWARE & CONSULTING

ETABS ile elik Yaplarn Optimize Edilerek Modellenmesi ve Boyutlandrlmas

Modeling and Optimized Design of Steel Structures Using ETABS

Hazrlayan:

Computers and Structures, Inc.

eviren:

Computers & Engineering

www.comp-engineering.com/havuz.html Computers & Engineering

ETABS ile elik Yaplarn Optimize Edilerek Modellenmesi ve Boyutlandrlmas 2

Seminer Konular

GENEL MODELLEME TEKNKLER

Programn Nesne Tabanl Olmasnn Avantajlar

Model Oluturma ve Dzenleme, Koordinatlar, Gridler ve Kenetleme Seenekleri

Ksayollar ve retkenlii Arttran Seenekler

Hzl izim, oaltma, Dntrme, Tama, Krpma, Hizalama, Ortalama, Ofset ve Blmlendirme

Perspektif Grnler, oklu Kesit zleri, Referans Dzlemleri ve Referans izgileri

AutoCAD ile Dosya Aktarma/Alma Seenekleri

STATK VE DNAMK YKLER ALTINDA DYAFRAMLAR

Statik Yntem

Davran Spektrumu

Zaman Alan

zel Sismik Yk Etkileri

Nonlineer ve Statik tme Analizi (pushover)

Rijit, Yar Rijit ve Esnek Kat Diyaframlar

ELK EREVE BOYUTLANDIRMASI

Eleman Boyutlar nceden Seilmeden elik ereve Boyutlandrma

Eleman boyutlar iin ikinci bir tahmine gerek olmadan Otomatik Virtel ile Yatay teleme Kontrol

ETABS ile detayl E Merkezli apraz Boyutlandrma ve elle yaplan hesaplarla karlatrma

D Merkezli apraz detayl zerine tartma

Tam balanmam apraz Dizayn (Unbonded Brace Design)

Moment erevesi Boyutlama

Kompozit Kiri Boyutlama

Titreim Analizi



Telif Haklar

ETABS program ve tm yazl belgeler telif ve oaltma haklar sakl rnlerdir. Evrensel haklar Computers and Structures, Inc a aittir. Programn lisanssz kullanm ve yazl belgelerin herhangi bir formda tekrar oaltlmas Computers and Structures, Inc. in yazl izni olmadan yasaktr.

Yazl belgenin Trke evirisinin haklar Computers & Engineering a aittir.

Daha ayrntl bilgi ve bu dkmanlarn kopyalar aadaki adreslerden temin edilebilir:

ngilizce Orijinal Kitaplar: CSI Educational Services

Computers and Structures, Inc. 1995 University Avanue

Berkeley, California 94704 USA web : http://www.csiberkeley.com/products_books.html

Trke eviri:

Trkiye Ana Datcs COMPUTERS & ENGINEERING

Holzmhlerweg 87-89 D-35457 Lollar, Almanya

Tel: 0049 6406 73667 Fax: 0049 6406 4745

e-mail: [email protected] web: http://www.comp-engineering.com

http://www.comp-engineering.com/havuz.htm http://www.comp-engineering.com/ETABManT.htm



indekiler

Giri 5

rnek I - Genel Modelleme Teknikleri 6

rnek II Genel Modelleme Teknikleri II 10

rnek III Gelimi Modelleme Teknikleri 17

rnek IV E Merkezli aprazl (konsantrik) 4 Katl elik ereve Yaps 23

rnek V ki Katl elik aprazl ereve Yaps 28

rnek VI Kompozit Kiri Boyutlandrmas 35

rnek VII Nonlineer Zaman Alan Analizi 43

rnek VIII Statik tme Analizi 49



Giri Buradaki altrmalar ETABS programn orta seviyede bilen kullanclara yneliktir. Buna ramen, daha nce hi ETABS kullanmadysanz bile bu altrmalar yapabilirsiniz. Bu altrmalar deneyimsiz bir ETABS kullancsnn bile rahatlkla takip edebilecei ekilde zenle hazrlanmtr. Burada gsterdiimiz tm altrmalarda (en bataki birka gerek yap modeli haricinde) yukarda bahsedilen genel ve allm modelleme tekniklerini gstermek amacyla rnekler en batan izilecektir.

Bu altrmalarda genel modelleme teknikleri, statik yklemeler, elik ereve boyutlandrma, nonlineer zaman alan analizi ve statik itme analizleri tartlacaktr.

Burada sekiz adet rnek problem tartlacaktr. Bu seminer notlarnda tm rneklerin tariflerini, bilgisayar modellerinin tanmlarn ve sonularn bulacaksnz. Modelleri istediiniz srayla takip edebilirsiniz.



rnek I Genel Modelleme Teknikleri Ksayollar ve retkenlii Arttrc zellikleri Gsteren rnekler

Tanm

Aada eitli nemli modelleme tekniklerini gstermek amacyla birka ETABS modeli sunulmutur.

lk rnek, seilen elamanlarn gruplara atanmasnn nemi ve atamalar kopyala (copy assingns) komutunun salad yararlar aklanmaktadr. Ayn zamanda deme elemanlarnn modellenmesinde rijit diyafram uygulamas ekil 1-1 ve ekil 1-2 de gsterilmektedir.

Giri niteliindeki bu ilk blmde ayn zamanda ETABS daki benzer katlar (similar stories) zellii tartlacaktr. Karmak geometrisi olan bir bilgisayar modelini yapmak iin birden fazla grid sisteminin kullanlmas ekil 1-3 de gsterilmektedir.

ekil 1-4 de eik bir diyaframn kolayca modellenebilecei grlmektedir. Farkl at ykseklikleri olan bir binann tanmlanabilmesi iin referans dzlemleri (reference planes) eklenmitir.

rnek I-1 de Gsterilen nemli ETABS Seenekleri

! Atamalar Kopyalama

! Grup Atamalar

! Esnek Diyaframlar

! Benzer Katlar

! Microsoft Excel programna veri aktarlmas

! Kesit ve Plan Grnlerinde dolama

! DXF veya AutoCAD dosyalarndan veri alnmas

! Boyutlama Grubu Seimi zellii

! elik apraz Boyutlama Kombinezonlar



rnek I-1

Bilgisayar Modeli Tanm

ekil 1-1 de 25 katl geometrisik dzensizlii olan bir bina grlmektedir. Yapnn nc katnda taban izolatrleri bulunmaktadr, X-dorultusunda 14 ve Y-dorultusunda 15 adet grid vardr. Yapda ayn zamanda yatayda ve deyde dzensizlikler grlmektedir.

Model statik ve dinamik yklere maruzdur. Yapnn boyutlandrmasnda arlk ykleri (gravity loads) ve yatay zaman alan fonksiyonlar (lateral time history functions) eitli kombinezonlarda kullanlmtr.

ekil 1-1 Yapnn 3-D grn

Tanm

ekil 1-2 de i ksmdan bir aprazl ereve kesit grn gsterilmektedir. Burada bir aprazl ereve bulunmasnn amac, yatay yklerin kayma ve devrilme etkilerine kar mukavemet salamaktr. atdaki ve orta ykseklikteki yatay kafes elemanlar, devrilme kuvvetlerini ierideki aprazlardan alp yapnn dna aktararak bu kuvvetlerin paylatrlmasn salayan transfer kafesleridir. Yatay kafesin st ve alt balk elemanlarn doru olarak modellemek iin dm noktalarnn rijit kat diyaframndan balantlar kesilmelidir. Bylece yatay kefesin balk elemanlarnda uzama ve ksalma etkilerine izin verilmi olunur.

Copy Assings (Atamalar Kopyala) komutunun kullanmn gstermek iin, tm bir kolon izgisi kopyalanabilir ve modelin herhangi bir yerine yaptrlabilir. Kesitler, u serbestlikleri, ofsetler, kt alm blgeleri, yerel eksenler, zellik dzenleyicileri ve ubuk tipleri gibi yaplan tm atamalarn tek bir komutla kopyalanp bir baka yere atanabileceine dikkat ediniz.



ekil 1-2 ten aprazl erevenin grn

rnek I-2


! Birden Fazla Grid Sistemi kullanm

! Eleman Yerel Eksenleri


ekil 1-3 de iki grid sistemi olan bir yap gsterilmektedir. Birinci grid kartezyen koordinat sistemindedir. kinci grid ise silindirik koordinat sistemindedir.

ekil 1-3 oklu Grid Sistemi olan bir yapnn plan grn



rnek I-3


! Farkl grid sistemlerinde at elemanlar modelleme

! Eik Diyaframlar

! Referans Dzlemleri

! Referans izgileri

! izgi Bl (Divide Lines) / izgileri Birletir (Join Lines) Seenekleri ! Noktalar Birletirme

! Noktalar Hizalama


ekil 1-4 de birden fazla at diyafram olan bir spor salonu yaps grlmektedir. at diyaframlarnn bazlar farkl at seviyelerine yaylmtr ve eimlidir. Yapda izgileri bl (divide lines) seenei kullanlarak yerletirilmi eitli apraz elemanlar vardr. Modelin retilmesine yardmc olmak amacyla referans dzlemleri (reference planes) de kullanlmtr.

ekil 1-4 Eik diyaframlar olan bir yapnn 3-D resmi



rnek II Genel Modelleme Teknikleri II Drt Katl C-eklinde elik ereve Yaps

Tanm

Bu model katl ve C-eklinde bir yapdr. Dey statik yklere ve 1997 Uniform Building Code ynetmeliine gre bilgisayarla retilmi deprem yklemesine maruzdur. Yap, her kat seviyesinde betonarme bir kompozit deme bulunmak zere, elik kolon ve kirilerden olumaktadr.

rnekte Gsterilen nemli ETABS Seenekleri

! Hzl Kiri ve Kolon izimi

! Deme alan retilmesi

! Alanlar Byt/Klt (Expand/Shrink Areas) Seenei ! elik Boyutlandrma Optimizasyonu ! Mod ekilleri ! Yatay Deplasman Hedefleri (Lateral Displacement Targets) ! Yerel Eksen Dorultular


Yap C eklindedir ve herbir aklk hizasnda 4 kolon olmak zere, 3 aklkl bir sistemdir. Tm aklklar 24 feet geniliindedir. Tm katlar 12 feet yksekliindedir. Kip-in-saniye birimleri kullanlmtr. Elastisite modl 29000 ksi dir. erevenin geometrisini grmek iin ltfen ekil 1-2 ye baknz.

Yapyla ilgili dier parametreler aadaki gibidir:

Scaklk genleme katsays = 6.500E-06 Poisson oran = 0.3 Minimum Akma Gerilmesi Fy = 50 ksi Minimum ekme Dayanm = 65 ksi

Kompozit Deme zellikleri:

Deme ykseklii (slab dept) = 3.25 in Kompozit deme ykseklii (dect dept) = 3 in Di Genilii (rib width) = 6 in Di Aral (rib spacing) = 12 in



Servis Ykleri:

Ek l Yk at = 30 psf Kat 3 = 30 psf Kat 2 = 30 psf Kat 1 = 30 psf

UBC97 sismik yk analizini iin, yapyla ilgili ynetmelik parametreleri aadaki gibidir:

UBC Sismik blge arpan, Z = 0.4 UBC Zemin Tipi = SC UBC nem Katsays, I = 1.0 UBC Ar zorlama arpan = 8.5 UBC Ct katsay = 0.035 UBC Deprem kaynana yaknlk arpan, deprem kayna tipi = B Kaynaa Uzaklk = 15 km

Hzl Kiri ve Kolon izimi

Blgede veya Tklayarak ubuk izilmesi:

Draw mens > Draw Line Objects > Create Lines in Region or at Clicks (plan, elev, 3D) (iz > izgi Nesnesi iz > ubuk iz / Blgede veya Tklayarak) komutu iki ekilde alr.

Herhangi bir grid izgisi zerine tklaynz (plan grnnde). O grid izgisi zerinde, ayn koordinat sisteminden onu kesen iki grid izgisi arasna, bir izgisel nesne izilecektir.

Alternatif olarak, tm grnlerde, farenin sol tuuna basn ve basl tutun. Sol tua basl tutarken, fareyi bir veya daha fazla grid izgi parasn iine alacak ekilde pencere iine aln. Daha sonra sol tuu brakn. Pencere iine alnan her bir grid izgi paras zerine otomatik olarak izgisel nesneler konulacaktr. Bu paragrafta grid izgi paras terimi, ayn koordinat/grid sistemindeki bir grid izgisinin, onu kesen bitiik iki grid izgisi arasnda kalan ksm anlamnda kullanlmtr.

Blgede veya Tklayarak Kolon izilmesi:

Draw mens > Draw Line Objects > Create Columns in Region or at Clicks (plan) (iz > izgi Nesnesi iz > Kolon iz / Blgede veya Tklayarak) komutu aktif hale getirildikten sonra kolonlar izmek iin iki yol vardr: Bunlar;

Plan grnnde herhangi bir yerde sol tua tklayarak kolon izebilirsiniz (altta dey izgisel nesne).

Plan grnnde alrken, farenin sol tuuna basnz ve basl tutunuz. Blgede ubuk izerken kullandnz ayn yntemi kullann. Kolonlar (altta dey izgisel



nesneler) pencere iine alnan ayn koordinat/grid sistemindeki tm grid izgilerinin kesiimlerine otomatik olarak konulacaktr.

Kolonlar (dey izgisel nesneler) izim yaptnz kat seviyesinden bir alttaki katn seviyesine uzanr. Eer ETABS durum ubuundaki benzer katlar (similar stories) seenei aktifse dier kat seviyelerine de izilecektir.

Blgede veya Tklayarak Tali Kiri izilmesi:

Draw mens > Draw Line Objects > Create Secondary Beams in Region or at Clicks (plan) (iz > izgi Nesnesi iz > Tali Kiri iz / Blgede veya Tklayarak) komutu tek bir tklamayla (tali) kirilerin tm bir grid izgisi alanna (kiri aklna) izilmesini salar. Grid izgisi alan kesien drt bitiik grid izgisiyle tanmlanr. Eer grid izgisi alan iinde daha nceden kiri varsa, alan ve tali kirilerin uzunluu grid izgileri yerine orada nceden bulunan bu kirilere baldr. Aadaki ekil grid izgisi alan ve tali kirilerle ilgili bir rnek olarak grlebilir. Grid izgileri arasnda tali kirilerin olmadna dikkat ediniz.

Alan Nesnesi izilmesi

Draw mens > Draw Area Objects > Draw Areas (plan, elev, 3D) (iz > Alan Nesnesi iz > Alan iz) komutunu kullanarak bir alan nesnesi izmek iin; alann ilk ke noktasna bir kez sol tklayn, fareyi bir sonraki ke noktasna tayn ve sol tklayn, ve bu ekilde devam ederek alan nesnesinin tm ke noktalarn tanmlayn. Fareyi tarken alan nesnesinin o anki kapsamnn kesikli izgilerle gsterildiine dikkat ediniz.

Alan nesnesinin son ke noktasna ulatnzda, nesneyi tamamlamak iin ift tklaynz. Bunun yerine nce tek bir kez sol tklayp daha sonra klavyede Enter tuuna basabilirsiniz.

Bu komutla izilen alan nesnelerinin veya daha fazla sayda ke noktas olabilir. Genel olarak alan nesnelerinin en fazla drt kenar olabilir; bununla birlikte, yatay alan nesneleri iin kenar saysnda bir st limit yoktur (asal XY dzlemi).

Bu fonksiyonlar kullandktan sonra C-eklindeki modelimiz aadaki gibi grnmelidir:



ekil 2-1 Yapnn 3D Grn

Sonular

Analiz altrldktan sonra (Analyze mens > Run Analysis), Design > Steel Frame Design > Start Design/Check of Structure (Boyutlandrma > elik ereve Boyutlandrma > Boyutlandrma/Tahkiki Balat) komutuna gidiniz. ETABS size analiz ve boyutlandrma kesitlerinde farkllk oluan 132 elik ubuk olduunu sylecektir. Boyutlandrma iterasyona dayal bir ilemdir. Genel olarak asl analizi altrrken kullandnz kesitler boyutlandrma ileminin sonunda elinizde olacak kesitlerle ayn olmaz. Bina analizinin her zaman sonu ubuk kesitleriyle yapldna emin olmak isteyeceksiniz ve daha sonra o analizden elde edilecek kuvvetlerle tekrar boyutlandrma tahkikini altracaksnz. Design mens > Steel Frame Design > Verify Analysis vs. Design Section (Boyutlandrma > elik ereve Boyutlandrma > Boyutlandrma Kesitini Analiz Sonularna gre Kontrol Et) komutunu boyutlandrma kesitlerinin analizde kullanlan kesitlerle ayn olduuna emin olmak iin kullanabilirsiniz.



Analiz ve boyutlandrma tekrar altrldktan sonra, aadaki ekil 2-2 de grld gibi Dm Noktas 13 n deplasmanlarna bakacaz.

ekil 2-2 Deprem Yk Durumu altnda ekil Deitirmi Hal

Yatay Yer Deitirme Hedeflerinin Seimi

4. Kattaki dm noktas 13 n X-dorultusundaki deplasmannn 1.21 in olduunu grebilirsiniz. Eer bu dm noktasndaki maksimum deplasmann .9 in deerini amamasn istersek, bunu salamak iin yatay deplasman hedefi (lateral displacement target) tanmlarz. Menden Design > Steel Frame Design > Set Lateral Displacement Targets (Boyutlandrma > elik ereve Boyutlandrma > Yanal Deplasman Hedefleri Se) komutuna tklayarak eitli yk durumlar iin deplasman hedefleri tanmlayabileceiniz Displacement Optimization (Deplasman Optimizasyonu) formunu anz. X-dorultusundaki yanal deprem yk iin maksimum deplasman deeri olarak .9 in deerini giriniz.

Buradaki amacmz genellikle yapmznn at seviyesinde bir nokta semek ve bir veya daha fazla sayda yk durumu iin bir maksimum deplasman hedefi (herhangi bir ynde) tanmlamak. Deplasman optimizasyonu iin, ETABS elemanlarn birim hacmine den enerji miktarna dayanarak deplasman hedeflerinin salanmas iin hangi elemanlarn kesit boyutlarnn arttrlmas gerektiine karar verir. Birim hacmine daha fazla enerji den elemanlarn boyutu birim hacmine daha az enerji den elemanlara gre daha byk bir

D. Noktas 13



yzdeyle arttrlr. Birim hacmine dk enerji den baz elemanlarn boyutlar eer dayanmlar istenen seviyeyi karlayacaksa kltlebilir.

Bundan sonra, analiz ve boyutlandrmay tekrar altrn. ETABS size 86 ubuk elemann analiz ve boyutlandrma kesitlerinin farkl olduunu syleyecek. Bu 86 ubuk elemann boyutunun dm noktas 13 deki deplasman kontroln salamak iin deitirildii anlamndadr. ETABS daha sonra size bu kesitleri deitirmek isteyip istemediinizi soracaktr. Yes (Evet) e tklayn. Sadece X-dorultusuna paralel elemanlarn boyutlarnn bydn greceksiniz. Dm Noktas 13 n deplasman .81 in dir. Eer iterasyonu srdrrseniz, buradaki deplasman istenen .9 in deerine yaklaacaktr.

ekil 2-3 X-Dorultusundaki ereve elemanlar

Mod ekilleri (Mode Shapes)

Display > Show Mode Shape (Grntle > Mod ekilini Gster) komutuna tklayarak Mode Shapes (Mod ekilleri) formunu grntleyiniz. ekil deitirmi halini izmek istediiniz modu seiniz. Bu yap esnek diyafram (flexible diaphragm) olarak modellendi. Bu durum modelin kendi dzlemine (asal Z-ekseni) dik bir eksen etradnda dnmeyecei, rijit cisim gibi davranaca anlamna gelir.

D. Noktas 13



ekil 2-4 C- ekilli yap Mod ekli 11



rnek III Gelimi Modelleme Teknikleri Sekiz Katl Otopark Yaps

Tanm

Bu yap, her kat seviyesinde erisel rampalar bulunan sekiz katl bir otopark binasdr. Kat ykseklikleri 12 feet dir. X-dorultusundaki tm aklklar 24 feet, Y-dorultusundaki aklklar da 36 feet geniliindedir. Yap rampalarn kenarnda bulunan erisel bir perde duvar sistemiyle yatay olarak mesnetlenmitir.

rnekte Gsterilen nemli ETABS seenekleri

! oaltma Seenekleri

! izgilerden Alan retilmesi zellii

! Rampa retilmesi

! Erisel Perde Duvar retilmesi

! oklu Kesit zlerinin izilmesi

! Otomatik izgi Bamll zellii

! OpenGL Grnlerinin retilmesi

! Otomatik Arlk Ykleri, Otomatik Yanal ve Sismik Ykler

! Rijit, Yar Rijit ve Esnek Deme Diyaframlar

! Hareketli Yk Azaltma arpanlar

! Betonarme Deme Diyafram Seviyesinde Kesme Kuvvetleri ve oklu Kesitler

! Eleman zellik Dzeltme arpanlar

! Balk ve Toplayc Kuvvetleri

! Perde Duvar ve Demeler iin Blmlendirme Teknikleri




Grid ve izgilerin retilmesi

Yap her bir aklkta hizasnda 11 kolon olmak zere, 5 aklkl bir sistemdir. Kip-in-saniye birimleri kullanlmtr. X ve Y dorultularndaki aklklar srasyla 24 ve 36 feet dir. Yap 8 katldr ve kat ykseklikleri 12 feet dir.

Bu modeli retmek iin, kesit grn 3 e gidiniz. Grid izgisi C den Grid izgisi A ya bir ubuk iziniz. Bu ubuu seip Edit > Replicate > Story Tab (Dzenle > oalt > Kat Sekmesi) komutuna gidiniz ve FT katlar seiniz (katlar seerken CTRL tuuna basl tutarak). Grid izgisi I dan Grid izgisi K ya bir ubuk iziniz ve bu kez bu ubuu oaltrken TEK tek katlar seiniz. Daha sonra, 8. kattan 7. kata aprazlamasna ubuk izerek balayp, her kattaki ubuklar aprazlarla birletirin. (Bu rnekte, setiiniz kiri boyutunun bir nemi yoktur). Model aadaki gibi grnmelidir.

ekil 3-1 Rampa Yapsnn Kesiti

Rampa retilmesi

Bundan sonra, her kattaki tm yatay kirileri ve tm dier eik kirileri seiniz. Edit > Extrude Lines to Areas > Linear (Dzenle > izgilerden Alan Olutur > Dorusal) komutuna gidiniz. Increment Data (Art Bilgisi) kutusunda dy iin 36 feet ve oaltma adedi (number) iin de 2 yaznz. Sonra da, tm dz kirileri tekrar ve ilk seferde seili olmayan tm eik kirileri seiniz Ayn dntrme uygulamasn tekrar yapn fakat bu kez dy iin -36 ft kullann. Modeliniz imdi ekil 3-2 deki gibi grnmeli.



ekil 3-2 Rampa Yapsnn 3-D Grn

Dairesel Kenar Rampas retilmesi

Artk, dairesel rampay yapmaya hazrz. A kesit grnne gidiniz, ve Grid izgisi 3 ve 4 arasndaki bir noktadan Grid izgisi 5 e bir ubuk iziniz. (Draw > Snap to > Line and Edges altnda izgi ve kenarlara kenetle seeneklerinin aktif olduuna emin olunuz). Bu ubuu tm ift katlara oaltnz. A Kesitindeki tm ubuklar seiniz ve Edit > Extrude Lines to Areas > Radial (Dzenle > izgilerden Alan Olutur > Radyal) sekmesine gidiniz. Rampa tam bir yarm daire olacak bu nedenle, deerleri 10 derece ayla 18 kere dndrlerek toplam 180 derecelik eri bir yzey olmasn salayacak ekilde giriniz. Toplam d 2 kat yani 288 in olacaktr. (Angle: 10, Number: 18 ve Total Drop: 288 in)



ekil 4-3 Extrude Lines to Areas (izgilerden Alan Olutur) formu

Bu adm tamamladktan sonra, modeliniz ekil 3-4 deki gibi grnmeli.

ekil 3-4 Dairesel Rampa Yaps

Erisel Perde Duvar retilmesi

Burada dairesel rampa yzeyinin kenarnda, yapnn tm ykseklii boyunca uzanacak erisel bir perde duvar yzeyi retmekle ilgileneceiz. Kat plan 8 e gidin ve ekrann sa kenarndaki aa alr kutudan All Stories (Tm Katlar) seeneini seiniz. View > Set Building View Options (Grn > Bina Grn Seeneklerini Deitir) formunda Point Objects (Noktasal Nesneler) seenei altndaki invisible (gizli) anahtarn seili durumdan

Rampa grid izgisi 3 ve A etrafnda dndrld. Y koordinat 864 tr.



karnz. Bu seenek kullancnn erisel perde duvar olutururken dm noktalarn grmesini ve onlara kenetlenmeyi salayacaktr. Draw > Draw Area Objects > Draw Walls (iz > Alan Nesnesi iz > Duvar iz) komutuna gidiniz ve Grid izgileri A ve 5 in kesiiminde bulunan dm noktas zerine tklaynz. Rampann kenar etrafndaki tm dm noktalarna tklamaya devam ediniz. Yarm dairenin yarsna geldiinizde, kat plan 7 ye gitmeniz gerekli nk Kat 8 altnda bulunan dier dm noktalar grlmeyecektir. Grid izgileri 1 ve A nn kesiimine geldiinizde yarm daire tamamlanacaktr.

Developed Elevation (oklu Kesit zi)

oklu kesit izleri yapnn birden fazla yzn tek bir alm grn iinde ayn anda gsterebilirler. Bir oklu kesit izi izmek iin nce, menden Draw > Draw Developed Elevation Definition (iz > oklu Kesit zini izerek Belirt) seip, formun Developed Elevations (oklu Kesit zleri) alanndaki derleme kutusuna oklu kesit izi iin bir isim yazp, Add New Name (Yeni sim Ekle) kutusuna tklanmaldr. Daha sonra, kat plan 8 de, erisel perde duvarn iziminde yapld gibi, rampann kenarlarndaki dm nokalar zerine tekrar bir yarm daire tamamlanncaya kadar tklayp kesit izilmelidir. Kesiti View mens > Set Elevation View (Grn > Yandan Grn Se) seeneine tklayp, oluturduunuz oklu kesit izinin ismini seerek grebilirsiniz.

Not: Eer Options mens > Windows (Seenekler > Pencereler) komutu iki veye daha fazla pencere iin ayarlandysa ve bu pencereler Plan veya 3D Grne ayarlysa, oklu kesit izi bu Plan ve 3D Grn pencerelerinde cyan renginde bir izgiyle (n tanml) gsterilecektir. Bir ka duvar elemann seerek onlar siliniz. Bu eri perde duvar eleman zerinde bir aklk oluturacaktr. Modeliniz ekil 3-5 deki gibi grnmelidir.

ekil 3-5 Erisel Perde Duvarlar olan Dairesel Rampa Yaps



Otomatik izgi Bamll (Auto Line Constraint)

Eer ekil 3-5 e dikkatlice bakarsanz, perde duvar ve rampa dm noktalarnn ortak olmadn grrsnz. Genel olarak sonlu eleman analizinde kabuk elemanlar dier elemanlara sadece ke noktalarnda birletirilir. Bir eleman eer kabuk elemann ke noktasna balanmyor, bunun yerine kabuk elemann kenarna geliyorsa, bu elemanla kabuk eleman arasnda bir balant olumaz. Bununla birikte ETABS otomatik izgi bamll (auto line constraint) zelliini kullanr. ETABS n otomatik izgi bamll zellii bir elemann kabuk elemannn kenarna balanmasna olanak salar. ETABS kendi iinde kabuk elemann kenar boyunca bamllk noktalar koyarak buna karlk gelen dier elemanlarla birlikte hareketine olanak verir ve elamanlar arasndaki balanty salar. ETABS n otomatik izgi bamll zellii hakknda daha fazla bilgi iin Sonlu Eleman Hasr Gruplarnn Birleiminde SAP2000 ve ETABS 'n Salad Kolaylk balkl makaleye baknz. (http://www.comp-engineering.com/downloads/ technical_papers/SAP2000/Line-Constraints-tr.pdf)



rnek IV E Merkezli, aprazl 4 Katl elik ereve Yaps

Tanm

Bu yap, drt katl e merkezli (konsantrik) olarak aprazlanm ereve yapsdr. Statik dey yklere ve 1997 Uniform Building Code ynetmeliine gre bilgisayar tarafndan retilmi deprem yklerine kar koymaktadr. Yanal yklere kar koymak iin baz aklklara X aprazlar konulmutur. Her katta farkl dorultuda iki kompozit deme vardr.


! Rijit Diyafram Atamalar

! oklu Kesitlerin (Section Cuts) kullanm ! Kabuk elemanlarn eksenlerinin dndrlmesi

! Kopyalama (replication) teknikleri ! Kompozit deme eleman seenekleri

! Hzl apraz izimi

! Otomatik deprem ykleri


Yap L eklindedir ve 12 aklkl bir sistemdir. Her bir akl zerinde 13 kolon vardr. Kip-in saniye birimleri kullanlmaktadr. Elastisite modl 29000 ksi dir. ereve geometrisini grmek iin ltfen ekil 4-1 ve 4.2 ye baknz.


Deme Kalnl = 3.25 in Kompozit Deme Kalnl = 12 in Di Genilii (Rib Width) = 6 in Di Aral (Rib Spacing) = 12 in

Servis Ykleri:

Hareketli Ykler at = 20 psf Kat 3 = 80 psf Kat 2 = 80 psf Kat 1 = 80 psf Ek l Yk at = 73.7 psf



Kat 3 = 75.4 psf Kat 2 = 75.4 psf Kat 1 = 75.4 psf

Bu modelde l yk iin zati arlk arpan (self weight multiplier) sfr alnacaktr. Bu deer Define > Static Load Case (Tanmla > Statik Yk Durumu) altnda bulunabilir. Bu rnekte sadece yukarda listelenen ek l ykler kullanlacaktr.

UBC97 sismik yk analizine gre, yapyla ilgili ynetmelik parametreleri aadaki gibidir:

UBC Sismik blge arpan, Z = 0.4 UBC Zemin Tipi = SC UBC nem Katsays, I = 1.0 UBC Ar zorlama arpan = 8.5 UBC C1 katsay = 0.035 UBC Deprem kaynana yaknlk arpan, deprem kayna tipi = B Kaynaa Uzaklk = 15 km

ekil 4-1 Yapnn 3D grn



ekil 4-2 Kesit Grn M

Rijit Diyafram Atamas (Rigid Diaphragm Assignment)

Rijit diyaframlar sadece yatay olabilir. Bu nedenle rijit diyafram atamalar duvar-tipi veya rampa-tipi alan nesnelerine uygulanamaz. Sadece deme tipi veya yatay dzlemde olan null tipi alan nesnelerine uygulanabilir. ETABS da, bir rijit diyafram sadece kendi dzlemi iinde telenir (asal X-Y dzlemi) ve yine sadece kendi dzlemine dik eksen etrafnda bir rijit cisim gibi dner (asal Z ekseni). Bir alan nesnesine rijit diyafram atamak onun dzlem-d davrann deitirmez. rnein, eer plak-eilme zellikleri (rnein, dzlem-d eilme zellii) olan bir betonarme kat demesi tanmlarsanz, bu demeye bir rijit diyafram bamll atanmas onun dzlem-d eilmesine bir etkisi olmaz. ETABS da, bir alan nesnesine rijit diyafram atanmas alan nesnesinin tm ke noktalarna ve o alan nesnesinin snrlar iinde kalan tm ek noktasal nesnelere bir diyafram bamll atanmasn salar. Bunlara alan nesnesinin ETABS tarafndan otomatik blmlendirilmesi srasnda retilen tm dm noktalar da dahildir.

Sonular

oklu Kesit Kuvvetleri (Section Cut Forces)

oklu Kesitleri (Section Cuts) tanmlamak iin iki seenek vardr:

1. Birinci seenek; kesitin yerini tanmlamaktr. Define mens > Section Cuts (Tanmla > oklu Kesitler) komutu kullanlarak bir modelde oklu kesitete oluan sonu kuvvetleri bulunabilir. oklu kesitler analizden nce veya sonra tanmlanabilir. Ancak tanmlama iin analizin altrlmasn beklemek en gvenlisidir. Genel olarak modelin tm blmlendirmesi yaplana kadar (eer varsa), oklu kesitlerin tanmlanmamas, daha da nemlisi, oklu kesitlerde kullanlan gruplarn tanmlanmamas gerekir. Eer gruplar blmlendirmeden nce tanmlandysa, gruba dahil olmas gereken baz noktasal nesneler henz oluturulmam olabilir.



2. kinci seenek; oklu kesiti modelin herhangi bir ksmnda elle izmektir. Draw > Draw Section Cut (iz > oklu Kesit iz) seenei kullanlarak yaplabilir. Model analiz edilmi olmaldr ve bir kuvvet/gerilme diyagram grnnde olunmaldr. Buna Display > Show Member Force/Stress Diagram (Grntle > Eleman Kuvvet/Gerilme Diyagramn Gster) altnda bir ubuk veya kabuk kuvveti seerek ulalabilir. Bu rnekte oklu kesit kuvvetlerini bulmak iin bu ikinci seenek kullanlmtr.

Kat 4 de Grid izgisi L ve M arasnda kabuk gerilme kuvvetlerini bulmak iin, Draw > Draw Section Cut (iz > oklu Kesit iz) komutuna gidiniz. Grid izgisi M e paralel bir izgi iziniz. Yanp snen izgi Grid izgisi M boyunca uzanan oklu kesiti temsil eder. oklu kesit kuvvetleri ekranda grlecektir. ekil 4-3 ve 4-3 e baknz.

ekil 4-3 Deprem yk durumu iin S12 Gerilme Diyagram

ekil 4-3 de grid izgileri 4 ve 6 arasnda, grid izgisi M zerinde yksek gerilme ylmas grlmektedir. Buras e merkezli apraz erevelerin bulunduu yerdir. Gerilme diyagramndan grid izgisi A zerinde de aprazlarn olduunu grebilirsiniz.



ekil 4-4 oklu kesit kuvvet kts



rnek V ki Katl elik aprazl ereve Yaps Dey ve Yatay Yk Analizi

Tanm

Bu rnekte iki katl bir elik aprazl ereve yaps dey statik yklere ve verileri programda mevcut olan 1997 Uniform Building Code ynetmeliine gre bilgisayar tarafndan retilmi deprem yklerine kar koymaktadr. Yanal ykler, betonarme perde duvarlar ve elik aprazlarla karlanmaktadr. Yapnn at katnda ar mekanik ekipman ykleri vardr.

erevenin geometrisini ekil 5-1 ve ekil 5-2 de grlmektedir.


! Otomatik Deprem ve Rzgar Yk retilmesi

! Kabuk Eleman Seenekleri

! Null tipi kat elemanlarnn kullanlmas ! Kat ve Gridlerin Dzenlenmesi

! Ktle Kayna (Mass Source) Seenekleri ! elik apraz Dzeltme Seenekleri

! Perde Duvar retilmesi

! Hzl apraz izilmesi

! elik apraz Boyutlandrmas

! Kompozit Kiri Boyutlandrmas


Yap 3 aklkl bir sistemdir ve her bir aklk zerinde 4 kolon vardr. Kip-in saniye birimleri kullanlmaktadr. Elastisite modl 29000 ksi dir.


Scaklk Genleme Katsays = 6.500E-06 Poisson oran = 0.3 Minimum Akma Gerilmesi, Fy = 50 ksi Minimum ekme Dayanm, Fu = 65 ksi




Deme Kalnl = 3.5 in Kompozit Deme Kalnl = 3 in Di Genilii = 6 in Di Aral = 12 in

Servis Ykleri:

Hareketli Ykler at = 20 psf Kat 1 = 125 psf

Kompozit Deme = 100 psf

Ek l Yk at = 30 psf Kat 1 = 31 psf Mekanik ykler = 188 psf

UBC97 sismik yk analizine gre, yapyla ilgili ynetmelik parametreleri aadaki gibidir:

UBC Sismik blge arpan, Z = 0.40 UBC Zemin Tipi = SD UBC nem Katsays, I = 1.0 UBC Ar zorlama arpan = 5.5 UBC Ct katsay = 0.035 UBC Deprem kaynana yaknlk arpan, deprem kayna tipi = B Kaynaa Uzaklk = 10 km




ekil 5-2 1.Kat Plan Grn

Ktle Kayna (Mass Source) Seenei

ETABS da, kullancnn bir yapdaki ktle dalmn tanmlarken seenei vardr. Define mens > Mass Source (Tanmla > Ktle Kayna) komutuna tklayarak Define Mass Source (Ktle Kayna Tanmla) formunu grntleyin. Formda aadaki seenekleri greceksiniz:

1. From Self and Specified Mass (Kendi ve Tanmlanm Ktlelerden) :

Tm yapsal elemanlarn kendileriyle ilikili malzeme zellikleri vardr. Malzeme zelliklerinde tanmlanan deerlerden biri de birim hacim ktlesidir (mass per unit volume) . From Self and Specified Mass seenei iaretlendiinde, ETABS yapnn ktlesini ilikili elemanlarn ktlesinden bulur. Elemanlarn ktlesini de her bir yapsal elemann hacmini o elemann birim hacim arlyla arparak bulur. Bu davran ETABS n n tanml deeridir. Ayn zamanda blme duvarlar, cephe kaplama elemanlar vb. yap elemanlarn da dikkate almak iin ek ktle atanmas mmkndr. ETABS herhangi bir ek ktle atamasn elemann ktlesine ekler ve bylece toplam ktleyi elde eder. ETABS da ktleler negatif deer almazlar.



2. From Loads (Yklerden):

Bu seenekte, mevcut yklerden hareketle yapnn ktlesini belirleyen bir yk kombinezonu tanmlanr. Ktle, yk kombinezonunun yerekimi ivmesi g ye blmyle hesaplanan arla eittir. Buradan elde edilen ktle, her teleme dorultusundaki etki alanlar (tributary area) esas alnarak dm noktalarna aktarlr.

3. From Self and Specified Mass and Loads (Kendi, Tanmlanm Ktle ve Yklerden) :

Bu seenek ilk iki seenein birleimidir. Zati-arl, tanml ek ktleleri ve yklerden retilen ktleleri ayn analizde kullanmanza olanak verir.

From Self and Specified Mass and Loads (Kendi, Tanmlanm Ktle ve Yklerden) seenei kullanlrken Define Mass Multiplier for Loads (Ykler iin Ktle arpan Tanmla) kutusuna l yk durumunun eklenmemesi gerektiine dikkat edilmelidir. Aksi durumda yapdaki l yk iki kere dikkate alnm olur.



Sonular

Taban Kesmesi Hesaplar

Takibeden satrlardaki veriler File mens > Print Tables > Input > Auto Seismic Loads (Dosya > Tablolar Yazdr > Veriler > Otomatik Sismik Ykler) komutu kullanlarak yazdrlabilir.

AUTO SEISMIC INPUT DATA

Direction:X Typical Eccentricity=5% Eccentricity Overrides: No

Period Calculation: Program Calculated (Program tarafndan hesaplanacak) Ct = 0.035 (in feet units)

Top Story: STORY2 Bottom Story: BASE

V = (Cv I W) / (R T) (Eqn. 1) V = 0.11 Ca I W (Eqn. 3) V >= 0.8 Z Nv I W /R, (Eqn. 4)

If T 0.7 sec, then Ft = 0.07 T V



elik ereve Boyutlandrmas (Steel Frame Design)

elik ereve Boyutlandrmas altrldktan sonra, (ekil 5-3 e baknz) kullanc herhangi bir elik ereve elemanna farenin sa tuuyla tklayarak elik Gerilme Kontrol Bilgisi (Steel Stress Check Information) formunu grntleyebilir. Burada Details (Detaylar) komutuna tklayarak, seilen boyutlandrma kombinezonu ve kt alm blgesi (station location) iin detayl boyutlandrma bilgileri grntlenir. (ekil 5-4 e baknz.)

ekil 5-3 E Kesiti Grn

ekil 5-4 elik Gerilme Kontrol Detay ktlar



Kompozit Kiri Boyutlandrmas (Composite Beam Design)

Kompozit Kiri Boyutlandrmas altrldktan sonra, sonular iki farkl yntem kullanlarak grlebilir:

1. Metin Format: File > Print Tables > Composite Beam Design (Dosya > Tablolar Yazdr > Kompozit Kiri Boyutlandrmas)

2. Grafik zerinde: Design > Composite Beam Design > Display Design Info (Boyutlandrma > Kompozit Kiri Boyulandrma > Boyutlandrma Bilgilerini Gster)

Kompozit kiri boyutlandrma sonularnn grafik zerinde nasl grldne bir rnek olarak aadaki ekil 5-5 verilmitir. Kompozit deme ve mekanik yklerinin grid izgisi D ve E arasnda atanmasndan dolay seilen kiri boyularnn o blgede daha byk olduunu grebilirsiniz. Kompozit kirilerin boyutlandrlmasyla ilgili daha geni bir alama 6. rnekte bulunabilir.

ekil 5-5 Kompozit Boyutlandrma Sonular kts



rnek VI Kompozit Kiri Boyutlandrmas

Tanm

Kompozit Kiri Boyulandrmas (Composite Beam Design) ETABS n nemli zelliklerinden biridir. Bu blmde, iki ayr kompozit kiri rneini tartacaz. lk modelde AISC LRFD 99 ynetmelii, ikinci modelde ise AISC-ASD 89 ynetmelii kullanlacaktr.


! Kompozit Deme zellikleri

! Kompozit Kiri zellikleri

! Aamal naat Yklemesi (Construction Loading) ! Saplama (stud) aralklar seenekleri ! Ksmi Kompozit Limitler (Partial Composite Limits) ! Titreim Etkisi (vibration)

rnek VI-1

Bu rnekte LRFD 99 ynetmelii kullanlarak kompozit kiri eilme eleman boyutlandrmas yaplacaktr. Bu model AISC-LRFD 99 un 3. basksndaki 5.6 rneinde bulunmaktadr. Model tek katl, l ve hareketli yklere maruz 3 boyutlu bir elik ereve yapsdr. Bu modelin kalp srasnda alttan desteklenmemi ve desteklenmi hallerini inceleyeceiz.





Kiri uzunluklar 40 feet ve kiriler aralarndaki mesafe 10 feettir. Elastisite modl 29000 ksi dir. ereve geometrisini grmek iin ekil 6-1 e baknz.


Scaklk Genleme Katsays = 6.500E-06 Poisson oran = 0.3 Minimum Akma Gerilmesi, Fy = 50 ksi Minimum ekme Dayanm, Fu = 65 ksi


Deme Kalnl = 3 in Kompozit Deme Kalnl = 3 in Di Genilii = 6 in Di Aral = 12 in

Servis Ykleri:

Yk Servis Yk Yk arpan Yk Katsaylaryla Arttrlm Tasarm

Yk

l .9 k/ft 1.2 1.1 k/ft

Hareketli 2.5 k/ft 1.6 4.0 k/ft

Toplam 3.4 k/ft ----- 5.1 k/ft

Kompozit Kiri Boyutlandrma Seenekleri (Komposite Beam Design Preferences)

Options mens > Preferences > Composite Beam Design (Seenekler > Tercihler > Kompozit Kiri Boyutlandrma) komutuna tklayarak Composite Beam Design Preferenes (Kompozit Kiri Boyutlandrma Seenekleri) formunu grntleyiniz. Composite Beam Design Preferenes formundaki alr liste kutularna tklayp seerek ya da derleme kutularna yazarak istediiniz deerleri giriniz. Tercihler mens programn kullanmna ve grnne, boyutlandrma son-ilemcisinin geerli davranna ve programn hareketli yk azaltma arpanlarn nasl ele aldna etki eden bir ok seenei barndrr. Bu formdaki Vibration (Titreim) sekmesi birinci doal periyot bulunurken kiri iin alnan ykn hesabnda, hareketli yk ve azaltlm hareketli yk toplamnn dikkate alnan orannn (l yke ek olarak) kullanc tarafndan belirlenebilmesine olanak verir. Buna ek olarak ETABS, Murray in minimum snm kriterlerini de kiri kesitinin uygun olup olmadna karar



verirken dikkate alr. Help mens > Documentation and Tutorials (Yardm > Kullanm ve Eitim Klavuzlar) komutuna tklanarak bu formdaki ynetmeliklere zel seeneklere, onlarn muhtemel deerlerine, onlara atanan n deerlere ve onlar hakknda ksa bir aklamaya ulalabilir. Bunun iin nce Technical Notes Composite Beam Design (Teknik Yazlar Kompozit Kiri Boyutlama) ya tklayn, daha sonra da ilgili ynetmelik altndaki Preferences (Tercihler) zerine tklaynz.

Kompozit Kiri zellik Dzeltmeleri (Composite Beam Property Overwrites)

Design mens > Composite Beam Design > View/Revise Overwrites (Boyutlandrma > Kompozit Kiri Boyutlandrma > Dzeltmeleri Gster/le) komutunu kullanarak kompozit kiri zerinde yaplan deiiklikleri gzden geirebilir veya deitirebilirsiniz. Herhangi bir kompozit kiri dzeltmesi (composite beam overwrite) atamanza gerek olmayabilir; ama bu seenek salanmtr. Eer boyutlandrmada takviye levhalar (cover plate) kullanyorsanz ya da kayma kilidi ablonu (user-defined shear connector patterns) tanmladysanz, onlar dzeltmeler (overwrites) seeini kullanarak ataynz. Kompozit kiri boyutlandrma dzeltmeleri (composite beam property overwrites) sadece zel olarak belirtilmi kirilere uygulanabilen basit zelliklerdir. Bu nedenle, dzeltmeler (overwrites) tanmlanmadan nce (ayn zamanda boyutlandrma ya da herhangi bir kompozit kirii kontrolnden nce) seeneklerin (preferences) tanmlanmas gerekir.

Kompozit kiri dzeltmeleri formundaki sekmelerden biri de Shear Studs (kesme saplamalardr) dr. Burada bir kullanc-tanml kayma kilidi ablonunun tanmlanp tanmlanmadn grebilir, kiri zerinde dzgn aralklarla kesme saplamalar (shear studs) tanmlayabilir veya kiri dorultusu boyunca kesme saplamalarnn (shear studs) minimum ve maksimum aralklarn deitirebilirsiniz. ekil 6-2 de kesme saplamas (shear stud) formu grlmektedir.



ekil 6-2 Kompozit Kiri Dzeltmeleri Kesme saplamalar

ekil 6-2 de grlen Miscellaneous (eitli) sekmesi altnda, kullanc kiri iin dnlen kompozit balant yzdesinin minimum (Minimum PCC) ve maksimum (Maximum PCC) deerlerini ayarlayabilir. Bu rnein sonular ksmnda Minimum ve Maksimum PCC deerlerinin nerede hesapland gsterilecektir. (ekil 6-3 deki #2 ye baknz.) Vibration (Titreim) sekmesinin altnda, Neff deerinin kullanc tarafndan seilmesini veya seilen kiri aklna bal olarak program tarafndan hesaplanmasn belirleyecek bir seenek vardr. Burada ayn zamanda demede tahrie neden olan ayak darbesi etkisinin (heel drop impact) a kar koyan efektif kiri saysn da belirleyebilirsiniz.

Kompozit Kiri Boyutlandrma Kombinezonlar

Design mens Composite Beam Design > Select Design Combo (Boyutlandrma > Kompozit Kiri Boyutlandrma > Boyutlandrma Kombinezonu Se) komutunu kullanmadan nce analizin altrlmas veya bir elemann seili durumda olmas gerekli deildir.

Design mens Composite Beam Design > Select Design Combo (Boyutlandrma > Kompozit Kiri Boyutlandrma > Boyutlandrma Kombinezonu Se) komutuna tklayarak Design Load Combinations Selection (Boyutlandrma Yk Kombinezonlar Seimi) formunu anz. ETABS tarafndan tamnlanan mevcut kompozit kiri boyutlandrma kombinezonlarn gzden geirin veya kendi boyutlandrma kombinezonlarnz ataynz.



Kompozit kiri boyutlandrmada; aamal inaat yklemesi, dayanmn dikkate alnd son yklemeler ve sehimlerin dikkate alnd son yklemeler iin ayr ayr boyutlandrma yk kombinezonlarnn tanmlandna dikkat ediniz. Farkl tipteki bu boyutlandrma kombinezonlar formda ayr ayr sekmeler altnda bulunmaktadr.

n tanml kompozit kiri boyutlandrma kombinezonlarna DCMPC1 veya buna benzer isimler verilir, isimlendirme aadaki gibi yaplr;

DCMPCn: Burada D boyutlandrma (design), CMP kompozit (composite) ve son C de inaat (construction) anlamndadr. En sonraki n ise bir saydr. Bu ekilde adlandrlan boyutlandrma yk kombinezonlar ETABS n kompozit boyutlandrmada aamal inaat yklemeleri iin oluturduu n tanml kombinezonlardr.

DCMPSn: Burada D boyutlandrma (design), CMP kompozit (composite) ve S de dayanm (strength) anlamndadr. En sonraki n ise bir saydr. Bu ekilde belirtilen adlandrlan yk kombinezonlar ETABS n kompozit boyutlandrmada son ykler altnda dayanmlarn gz nne alnmas iin oluturduu n tanml kombinezonlardr.

DCMPDn: Burada D boyutlandrma (design), CMP kompozit (composite) ve son D de sehim (deflection) anlamndadr. En sonraki n ise bir saydr. Bu ekilde belirtilen boyutlandrma yk kombinezonlar ETABS n kompozit boyutlandrmada son ykler altnda sehimlerin gz nne alnmas iin oluturduu n tanml kombinezonlardr.

Sonular

Yk katsaylar ile arplm toplam ykler iin bulunan gerekli eilme dayanm:

2

2

8(5.1 k/ft)(40 ft)

8

2(5.1 k/ft)(40 ft)

8

u

u

wLM

wLV

=

=

=

=

=

=

1020 k - ft

102 k

Tablo 5-13 den, Qn = 26.1 k/stud ve gereken kesme saplamas (shear stud) miktar:

2 2(810 k)26.1 k/stud

n

n

QQ

= = 62.1 64 stud

Analiz ve kompozit kiri boyutlandrma altrldktan sonra, bir kiri elemannn zerine sa tula tklayarak Interactive Composite Beam Design (Etkileimli Kompozit Kiri Boyutlandrmas) formunu grntleyiniz. Kiri boyutlandrmasnn bir zetini grmek iin Details (Detaylar) kutusuna tklaynz. AISC-LRFD rneinde 64 adet kesme saplamas



(shear stud) gerektii hesaplanmt. Eer ekil 6-3 deki Summary (zet) ksmna bakarsanz ETABS tarafndan 65 adet saplama (stud) gerektiinin hesaplandn grebilirsiniz. (Ok #1 e baknz.)

ekil 6-3 Kompozit Kiri Boyutlandrma Detaylar

#1

#2



rnek VI-2

Bu rnekte AISC-ASD89 ynetmelii kullanlarak kompozit eilme eleman boyutlandrlmas yaplmaktadr. Bir ofis binasndaki tmyle kompozit bir deme ele alnmtr. Bu model AISC-ASD89 un 9. basksndaki rnek 16 dr. Model tek katl, l ve hareketli yklere maruz 3 boyutlu bir elik ereve yapsdr.



Tek katl yap 36 feet uzunluundadr ve kirileri arasndaki mesafe 8 feet dir. Kip-in-saniye birimleri kullanlmaktadr. Elastisite modl 29000 ksi dir. erevenin geometrisini grmek iin ekil 6-4 e baknz.


Beton arl = 145 pcf Poisson oran = 0.3 Minimum Akma Gerilmesi, Fy = 36 ksi Minimum ekme Dayanm, Fu = 65 ksi Beton Basn Dayanm, fc = 3 ksi


Deme Kalnl = 2 in Kompozit Deme Kalnl = 2 in Di (rib) Genilii = 2.5 in Di (rib) Aral = 6 in



Saplama (stud) ap = .75 in Saplama (stud) ykseklii = 3.5 in

Binaya gelen Ykler:

Hareketli Yk = 100 psf Blme Duvar Yk = 20 psf Tavan Kaplamas Yk = 8 psf

Sonular

Analiz ve kompozit kiri boyutlandrma altrldktan sonra, bir kiri elemannn zerine sa tula tklayarak Interactive Composite Beam Design (Etkileimli Kompozit Kiri Boyutlandrmas) formunu grntleyiniz. Kiri boyutlandrmasnn bir zetini grmek iin Details (Detaylar) kutusuna tklaynz. AISC-ASD rneinde 30 adet kesme saplamas (shear stud) olan W21x44 boyutunda kiriler hesaplanmt. ekil 6-5 de ETABS tarafndan ayn W21x44 kiri boyutunun ve 31 adet kesme saplamas (shear stud) gerektiinin hesaplandn grebilirsiniz. Bunu grntlemek iin Design > Composite Beam Design > Display Design Info (Boyutlandrma > Kompozit Kiri Boyutlandrma > Boyutlandrma Bilgilerini Gster) formunda Beam Sections (Kiri Kesitleri) ve Shear Stud Layout (Kesme saplamas Yerleimi) seeneini seiniz.

ekil 6-5 Ksmi Plan Kompozit Kiri Boyutlandrma Sonular



rnek VII Nonlineer Zaman Alan Analizi (Nonlinear Time History Analysis)

Tanm

Bu rnek zerinde link elemanlar olan 3 basit 2D ereveden olumaktadr. Nonlineer zaman alan analizi yaplmaktadr. lk erevede link eleman yoktur. kinci ereve yatay yklere kar koyan snmleyici (damper) link elemanlar iermektedir. nc erevede ise sismik izolatr (isolator) link elemanlar vardr. erevelerin geometrisi ekil 7-1 de grlmektedir.


! Zaman Alan Fonksiyonu (Time History Function) Tanm ! Zaman Alan Analiz Durumu (Time History Case) Tanm ! Snmleyici / Sismik zolatr Link zellikleri (Damper/Isolator Link Properties) ! .AVI Dosyas Oluturma

! Zaman Alan zleri (Time History Traces) ! Davran Spektrumu Erileri (Reponse Spectrum Curves)


ereveler tek aklkldr ve aklklar 24 feet dir. Tm ereveler 3 katldr. Kat ykseklikleri 12 feet dir. Kip-in-saniye birimleri kullanlmaktadr. Elastisite modl 29000 ksi dir. Tm dm noktalarna X ve Y dorultularna .25 kip-sn2/in lik noktasal ktle atanmtr.

Link Eleman Tanm

Snmleyici ve zolatr Link Eleman

Define mens > Link Properties (Tanmla > Link zellikleri) komutuna tklayarak Define Link Properties (Link zellikleri Tanmla) formunu grntleyiniz. Add New Property (Yeni zellik Ekle) kutusuna tklayarak NLLink Propery Data (NLLink zellik Bilgisi) formunu grntleyiniz. Aa alr menden Damper (Snmleyici) veya Isolator (zolatr) link elemanlarndan birini seiniz. Ktle (mass), Arlk (weight) ve Polar Atalet Momenti (rotational inertia) iin istediiniz deerleri giriniz. Ktlenin elemann tm boyu iin olduuna ve birim hacim ktlesi olmadna dikkat ediniz. Genel olarak, Link elemanlarna iki eit zellik atanr.



Lineer zellikler (Linear Properties) sadece lineer link elemanlarna atanabilirler. Bir lineer link elemannn alt serbestlik derecesinin tamam iin belirlenen lineer zellikler etkin rijitlii oluturur. Bu esasnda bir yay rijitliidir.

Nonlineer Dinamik zellikler (Nonlinear Dynamic Properties) nonlineer dinamik (zaman alan) analizinde kullanlrlar. Nonlineer dinamik link zelliklerini kullanabilmek iin ETABS n Nonlineer versiyonuna sahip olmanz gerektiine dikkat ediniz.

Lineer link elemanlar haricindeki dier tm link eleman tiplerinde, alt serbestlik derecesinin tm iin belirlenen lineer zellikler etkin rijitlik ve etkin snmdr. Bu gibi durumlarda, etkin rijitlik yine bir yay rijitliidir. Etkin snm dashpot-tipi (pistonlu amortisr) snm ile tanmlanr; kritik snm oran ile tanmlanmaz.

Lineer analizde ETABS link elemanlar iin tanmlanan etkin snm modal snme evirir. Daha sonra sonu modal snm retmek iin, modelde etkin snm tanmlanm olan tm link elemanlar iin hesaplanan modal snm yap iin nceden belirlenen modal snme ekler. ETABS bu sonu model snmn yapnn yazcdan alnan analiz ktlarnda rapora ekler. Bu kty almak iin File mens > Print Tables > Analysis Output (Dosya > Tablolar Yazdr > Analiz ktlar) komutuna tklaynz ve Building Modal Info (Yap Mod Bilgisi) kutusunu iaretleyiniz.

Link Elemanlarnn Atanmas

Snmleyici Link Eleman (Damper)

Draw > Draw Line Object > Draw Line (iz > izgi Nesnesi iz > ubuk iz) komutuna gidiniz ve alan Properties of Object (Nesne zellikleri) formunda Property (zellik) kutusunda NONE seeneini seiniz. Ortadaki erevenin tm katlarnda diyagonal ubuklar iziniz. izdiiniz bu ubuklar sein, Assign > Frame/Line > Link Property (Ata > ubuk/izgisel > Link zellii) komutuna gidin ve az nce tanmladnz snmleyici zelliini seiniz.

zolatr Link Eleman (Isolator)

nc erevenin en altndaki dm noktalarn seiniz, Assign > Joint/Point > Restraints (Ata > Dm Noktas/Noktasal > U Serbestlikleri) komutuna gidiniz ve tm dorultulardaki serbestlikleri tutulu hale getiriniz. Yine ayn dm noktalarn seip Assign > Joint/Point > Link Properties (Ata > Dm Noktas/Noktasal > Link zellikleri) komutuna gidiniz. Az nce tanmladnz izolatr zelliini seiniz.

Modeliniz ekil 7-1 deki gibi grnmelidir:



ekil 7-1 ereveli Zaman Alan Analizi

Zaman Alan Fonksiyonu ve Analiz Durumunun Tanm

Biz bu rnekte, metin dosyas ile nceden verilmi bir zaman alan fonksiyonunu tanmlamakla ilgiliyiz. Define > Time History Function > Add Function from File (Tanmla > Zaman Alan Fonksiyonu > Dosyada Fonksiyon Ekle) formuna gidiniz. Browse (Gzat) kutusuna tklayn ve zaman alan dosyasn sein. Burada Display Graph (Grafii Gster) kutusuna tklayarak zaman alan grafiini grntleyebilirsiniz. Fonksiyon dosyas bilgilerini aadaki gibi doldurunuz:

ekil 7-2 Zaman Alan Fonksiyonu Tanm



Daha sonra, zaman alan analiz durumu (time history case) bilgisini tanmlayacaz. Define > Time History Cases > Add New History (Tanmla > Zaman Alan Analiz Durumlar > Yeni Z.Alan Ekle) formuna gidiniz. Burada Analiz Tipini (Analysis Type), kt Zaman Adm Says (Number of Output Time Steps) ve kt Zaman Adm Boyutlarn (Output Time Step Size) da ieren pek ok seenek vardr. kt zaman adm boyutu (output time step size) eit aralklarla blnm kt zaman admlarnn arasnda geen zamann saniye cinsinden deeridir. Bunu zaman alan fonksiyonundaki zaman adm boyutuyla kartrmaynz. kt zaman adm boyutunun deeri zaman alan fonksiyonunda girilen zaman adm boyutundan farkl olabilir. kt zaman adm saysnn (number of output time steps) kt zaman adm boyutuyla (output time step size) arpm sonularn ktlarnn raporlanaca toplam sreye eittir.

Zaman alan ivmemiz X-dorultusunda olacaktr. Rapor sresinin 12 saniye olmas istenmektedir, bu nedenle zaman adm saysn 6000 ve zaman adm boyutunu da .002 saniye olarak gireceiz.

Sonular

.AVI Video Dosyalarnn retilmesi

Analiz altrldktan sonra (Analyze > Run Analysis mensnden), ETABS bir .AVI animasyon dosyas oluturabilir. File mens > Create Video > Time History Animation (Dosya > Video ret > Zaman Alannda Animasyon) komutunu kullanarak ETABS da yapnn herhangi bir zaman alan analizindeki hareketini gsteren videosunu retebilirsiniz. Video dosyas iin aadaki verileri giriniz:

Bir video dosyas retilebilmesi iin Start Time (Balang Zaman), End Time (Biti Zaman) ve Time Increment (Zaman Artm) deerlerinin girilmesi gereklidir. Biti zamanlar ve zaman artm deerlerini kendiniz tanmlayabilir ya da n tanml deerleri kullanabilirsiniz. Zaman artm (time incremet) deeri yapnn ekil deitirmi durumundan saniyede ka adet farkl resim retileceini kontrol eder. rnein, zaman artmnn 0.1 olmas zaman alannda her saniyenin onda biri sresinde ekil deitirmi halin bir resiminin retilmesi anlamna gelir.

Zaman Alan zleri (Time History Traces)

Zaman alan analizi altrldktan sonra, Display mens > Show Time History Traces (Grntle > Zaman Alan zlerini Gster) komutuna tklayarak Time History Display Definition (Zaman Alan Grn Tanm) formunu grntleyiniz. Gereken bilgileri salayarak bu formda eitli zaman alan erileri izebilirsiniz.

Zaman alan izi (time history trace) basite dey zaman alan fonksiyonunun yatay zaman alan fonksiyonuna gre grafiidir. Dey zaman alan fonksiyonu tanmlanan herhangi bir zaman alan fonksiyonu olabilir. Yatay zaman alan fonksiyonu n tanml olarak Zaman (Time) olmasna ramen tanmlanan dier herhangi bir zaman alan fonksiyonu da olabilir.

Display mens > Show Time History Traces (Grntle > Zaman Alan zlerini Gster) komutuna tklandnda ETABS otomatik olarak tm seili nesneler iin zaman alan gsterim fonksiyonlarn retir. Gerektiinde Time History Display Definition (Zaman Alan Grn Tanm) formunu kullanarak ek zaman alan gsterim fonksiyonlar da tanmlanabilir. rnein



belirli bir noktann zaman alan izini gstermek iin, en kolay o noktay Display mens > Show Time History Traces (Grntle > Zaman Alan zlerini Gster) komutunu kullanmadan nce seili duruma getirmektir. ETABS o nokta iin zaman alan gsterim fonksiyonlarn otomatik olarak retecektir. Eer ETABS n tanml olarak sizin istediiniz deplasman gstermediyse bunu kolayca deitirmeniz mmkndr.

Biz bu rnekte 2,4 ve 6 numaral dm noktalarnn deplasman deerleriyle ilgileniyoruz. Bu dm noktalarn Time History Traces (Zaman Alan zleri) iletiim kutusundaki Vertical Functions (Dey Fonksiyonlar) fonksiyon kolonuna ekleyiniz. Define Functions (Fonksiyon Tanmla) kutusuna tklaynz, 2 nolu dm noktasn seiniz ve Modify/Show TH Function (ZA Fonksiyonu Dzenle Ekle) kutusuna tklaynz. Vector Type (Vektr Tipi) alannda Displacement (Yer Deitirme) seeneinin seili olduuna emin olunuz. Bu ilemi 4. ve 6. dm noktalar iin tekrarlaynz. Artk zaman alan izlerini grmek iin hazrz. ekil 7-3 e baknz.

ekil 7-3 Zaman Alan zi Grafii

ekilden en byk deplasman 2 nolu dm noktasnn yaptn grebilirsiniz, bunu 6 nolu dm noktas (izalatrl ereve sistemi) ve 4 nolu dm noktas (snmleyicili ereve sistemi) izlemektedir.

Davran Spektrumu Erileri (Response Spectrum Curves)

Zaman alan analizi altrldktan sonra, bir veya daha fazla sayda dm noktas seip Display mens > Show Response Spectrum Curves (Grntle > Davran Spektrumu Erilerini Gster) komutuna tklayarak Response Spectrum Generation (Davran Spektrumu retimi) formunu grntleyiniz. Davran spektrumu grafiklerini izdirmek iin bu formu kullanarak gerekli bilgileri giriniz.



nemli Not: Bu komutu kullanarak izdirdiiniz davran spektrumu altrlan zaman alan analizine dayanr. Daha nceden altrlm herhangi bir davran spekturumu analiziyle ilikisi yoktur.

Davran Spektrum Erileri gsterilirken eitli seenekler mevcuttur. Bunlar Eksenleri (Axes) , Snm (Damping) ve Periyot/Frekans (Period/Frequency) tanmlarn ierir. Bir davran spektrumu erisi rnei ekil 7-4 de grlmektedir.

ekil 7-4 Davran Spekturum Erisi Grafii



rnek VIII Statik tme Analizi (Pushover Analysis)

Tanm

Bu rnek nonlineer statik itme analizine kar koyan drt katl bir dzlem ereve yapsdr. Tm katlar 12 feet yksekliinde, tm aklklar 24 feet uzunluundadr. Tm ubuk elemanlara nonlineer ubuk mafsallar (nonlinear frame hinges) atanmtr. erevenin geometrisi ekil 8-1 de gsterilmektedir.

rnekte Gsterilen nemli ETABS Seenekleri

! Statik ubuk Mafsal (Static Frame Hinge) Tanm ! Statik Nonlineer tme Analiz Durumu (Static Nonlinear Pushover Case) Tanm ! tme Analizi Erileri (Pushover Curves)

ekil 8-1 Statik itme analizi yaplacak yapnn 3D grn




Nonlineer statik analiz (pushover analizi dahil) zellii sadece ETABS n nonlineer versiyonunda bulunmaktadr. Bu zellik, performansa dayal sismik tasarm iin statik itme (pushover) analizi yaplmasna olanak tanr. Buna ek olarak genel nonlineer statik analiz (static nonlinear analysis) ve aamal inaat analizi (staged consturuction) yaplmas iin de kullanlr. Nonlineer analiz yapmak zaman ve sabr isteyen bir ilemdir.

Mafsal zellii Tanm

Define mens > Frame Nonlinear Hinge Properties (Tanmla > ubuk Nonlineer Mafsal zellikleri) komutunu seerek Define Frame Hinge Properties (ubuk Mafsal zellikleri Tanmla) formunu grntleyiniz. Frame Nonlinear Hinge Properties, ubuk (izgisel) elemanlar zerine atanabilen nonlineer kuvvet-deplasman veya moment-dnme ilikilerini tanmlamak iin kullanlrlar. Nonlineer mafsallar sadece statik nonlineer (pushover) analizde kullanlrlar. Dier analiz tipleri iin bu mafsallarn rijit olduklar kabul edilir ve elemanlarn lineer davran zerinde etkileri olmaz.

elik elemanlar iin n tanml mafsal zellikleri genel olarak FEMA-273 n 5.4 ve 5.8 tablolarna dayanr. Betonarme elemanlar iin n tanml mafsal zellikleri ise genel olarak ATC-40 n 9.6, 9.7 ve 9.12 tablolarna dayanr. n tanml mafsal zelliklerini kullanmadan nce bunlarn sizin projeniz iin uygun olup olmadn kontrol ediniz.

n tanml mafsal zellikleri deitirilemez. Ayn zamanda, n tanml zellikler atandklar elemanlarn kesitlerine bal olduklarndan bir elemana atanmadklar srece gzden geirilemezler. Program n tanml zellikleri uygulanacaklar kesitler belirlenene kadar tam anlamyla tanmlayamaz. Bu nedenle n tanml zelliklerin etkilerini gremek iin, n tanml zellik bir ubuk elemana atanmaldr; ancak bu yapldktan sonra retilen mafsal zellikleri grlebilir.

Bu model iin mafsal zelliklerini kendimiz tanmlayacaz. Kullanc-tanml mafsal zellikleri tamamen kullanc tarafndan retilebildii gibi n tanml zelliklere dayal olarak da retilebilir. Kullanc-tanml zellikler n tanml zelliklere dayandrld zaman, n tanml zelliklerin kesite bal olmasndan dolay mafsal zellikleri grntlenemez. Kullanc-tanml zellikler n tanml zelliklere dayandrlmazsa zelliklerin grntlenmeleri veya deitirilmeleri mmkndr.

Mafsal zellii (Hinge Property) Atanmas

Assign mens > Frame/Line > Frame Nonlinear Hinges (Ata > ubuk/izgisel > ubuk Nonlineer Mafsallar) komutunu seerek Assign Frame Hinges (Pushover) (ubuk Mafsallar Ata (tme Analizi)) formunu grntleyiniz. Hinge Property (Mafsal zellii) kutusundan bir mafsal zellii sein. Relative Distance (Greceli Uzaklk) kutusuna bir mesafe giriniz (deerin 1 den kk olmas gerektiine dikkat ediniz). Add (Ekle) kutusuna tklaynz.

Bir mafsal atamas, mafsal zellii (hinge property) ve ubuk eleman zerinde bulunan mafsaln konumundan (relative distance) oluur. Konum, elemann boyuna gre relatif uzaklk ile tarif edilir ve elemann i-ucundan llr. Relatif uzaklk elemann i-ucundan mafsala olan mesafenin ubuk elemann boyuna blmne eittir. Mafsallar u ofsetleri (end



offsets) iine konamazlar. Eer belirlenen relatif uzaklk mafsal bir u ofset iine koyarsa, mafsal otomatik olarak o ofsetin i yzne kaydrlr.

Statik Nonlineer tme Analiz Durumu (Static Nonlinear Pushover Case) Tanm

Define mens > Statik/Nonlinear/Pushover Cases (Tanmla > Statik Nonlineer/tme Analiz Durumlar) komutunu seerek Define Static Nonlinear Cases (Statik Nonlineer Analiz Durumu Tanmla) formunu grntleyiniz. Statik nonlineer/itme analizi zellii ETABS n sadece nonlineer versiyonunda bulunmaktadr. Bu zellik, performansa dayal sismik tasarm iin statik itme (pushover) analizi yaplmasna olanak tanr. Buna ek olarak genel nonlineer statik analizi (static nonlinear analysis) ve aamal inaat analizi (staged consturuction) yaplmas iin de kullanlr. Analizin altrlmasndan nce statik nonlineer yk durumu tanmlanmaldr.

tme analizi durumlarn tanmlarken pek ok seenek mevcuttur. Bu modelde genel olarak program tarafndan salanan n tanml deerleri kullanacaz. Push to Displacement Magnitude (Bu Deplasmana Kadar t) kutusuna 25 in deerini gireceiz. Deplasman kontroll analiz yapmak iin Push to Displacement Magnitude kutusunu iaretleyin. Yk kombinezonlar formun Load Pattern (Yk ablonu) alannda tanmlanr ancak bykl artan deplasmanlar kontrol altnda tutmak iin gerekli olduu kadar artar ya da azalr. Bu seenek yanal yklerin yapya uygulanmasnda, uygulanan ykn byklnn nceden bilinmedii durumlarda, ya da yapnn dayanmnn azalmasnn veya sabilitesini kaybetmesinin beklendii durumlarda yararldr. Eer bu formdaki blmler hakknda daha detayl bilgi almak isterseniz ETABS n Help (Yardm) blmne gidin ve Static Nonlinear Case Data altna baknz.

Sonular

tme Analizi Erileri (Pushover Curves)

Nonlineer statik analiz altrldktan sonra, Display mens > Show Static Pushover Curve (Grntle > Statik tme Erisini Gster) komutuna tklayarak Pushover Curve (tme Erisi) formunu grntleyiniz. Statik itme erisi (static pushover curve) nonlineer statik analizinden elde edilen tek bir kuvvet-deplasman eirisidir. Pushover erisini Acceleration-Displacement Response Specturum (ADRS) dzeninde grntleyiniz ve zerine eitli davran specturumlarn (response spectra) zerine koyunuz; bylece ETABS da kapasite-spekturum analizi yapabilirsiniz.

rneimizde, yapnn ekil deitirmi halini Display mens > Show Deformed Shape (Grntle > ekil Deitirmi Hali Gster) altndan itme analizi (pushover) durumunu seiniz ve 1. Adma (Step 1) gidiniz. Ekrann sa alt kenarndaki ok tularn kullanarak adm adm erevedeki mafsallamalar grebilirsiniz. Mafsallarn zerindeki noktalarn renkleri her admda deimektedir. rnein, mavi nokta yapnn kullanlabileceini (immediate occupancy state) aamasna ulatn gsterir, yeil nokta yapnn kullanlamayacan fakat kmeyeceini (collapse prevention) gsterir, krmz nokta ise yapdaki gmeyi (failure) gsterir. ekil 8-2 ve 8-3 e baknz.



ekil 8-2 Yapnn ekil deitirmi hali

ekil 8-2 de en alt kattaki kolonlarn I ve J ularnda krmz noktalar grlmektedir. Bu durum o kolonlarn kapasitesine ulatklarn ve yapnn ykldn gsterir. En stteki deplasman 23.32 in tir. ekil 8-3 deki itme erisi (pushover curve) bu deplasmanda yapnn ykldn gstermektedir.



ekil 8-3 tme Erisi

Documents

ETABS ile ˙elik Yapıların Optimize Edilerek … · ETABS ile ˙elik Yapıların Optimize Edilerek Modellenmesi ve Boyutlandırılması 12 nesneler) pencere içine alınan aynı