StatiCAD İle Yeni Yığma Bina Dizaynında Dikkat Edilecek Hususlar

 

StatiCAD Programında Yığma Bina Güçlendirmesi

StatiCAD, yığma binaların, 2018 deprem yönetmeliği ve 2019 riskli bina tespit esasları uyarınca statik analizinin ve proje çizimlerinin yapılması işlevini gören bilgisayar programıdır.

Yapılabilen Güçlendirme Türleri

1-Püskürtme betonla güçlendirme

2-Sisteme düşey hatıl ekleyerek güçlendirme

3-Lifli polimer sargı ile güçlendirme

4-Sisteme yeni duvarlar ekleyerek güçlendirme

…

Yığma Binalarda R,D,I katsayıları Bölüm 11 e göre alınmalıdır. Ancak program kullanıcının vereceği değeri uygular.

DD-2 deprem yer hareket düzeyi için hesap yapılıp kontrollü hasar performans hedefinin sağlanması gerekmektedir. Okul tipi yapılar için bina önem katsayısı 1,5 alınması uygundur.

Duvar güvenlik sayıları mevcut yapı olduğu için 1 alınması uygundur.

Binadan bilgi toplanması TBDY2018 gereği aşağıdaki şekilde olmaktadır.

15.2.10. Yığma Binalarda Sınırlı Bilgi Düzeyi

15.2.10.1 – Bina Geometrisi: Mimari projeler mevcut ise binada yapılacak görsel inceleme ile mevcut geometrinin projeye uygunluğu tespit edilecektir. Mimari proje yoksa binanın sistem rölevesi elde edilecektir. Elde edilen bilgiler yığma duvarların her kattaki yerini, uzunluklarını, kalınlıklarını, boşluklarını ve kat yüksekliklerini içermelidir.

15.2.10.2 – Detaylar: Çatının ve döşemenin türü, duvarlarla bağlantı şekilleri, hatıl ve lentoların durumu görsel olarak tespit edilecektir.

15.2.10.3 – Malzeme Özellikleri: Duvar malzemelerinin türü, duvar yüzeyinin bir bölümünün

sıvası kaldırılarak gözle tespit edilecektir. Bina dayanımı hesaplarında Bölüm 11’de her duvar türü için verilen duvar kesme dayanımları esas alınacaktır.

15.2.11. Yığma Binalarda Kapsamlı Bilgi Düzeyi

15.2.11.1 – Bina Geometrisi: Binanın sistem rölevesi çıkarılacaktır. Elde edilen bilgiler yığma duvarların her kattaki yerini, uzunluklarını, kalınlıklarını, boşluklarını ve kat yüksekliklerini içermelidir. Temel sistemi bina dışından açılacak bir inceleme çukuru ile belirlenecektir.

15.2.11.2 – Detaylar: Çatının ve döşemenin türü, duvarlarla bağlantı şekilleri, hatıl ve lentoların durumu görsel olarak incelenecektir. Bu inceleme sonucunda her katta rijit diyafram özelliğinin sağlanıp sağlanmadığı tespit edilecektir. Eğer bu özellik sağlanamıyorsa binanın deprem güvenliği bakımından yetersiz olduğuna karar verilecektir.

 

15.2.11.3 – Malzeme Özellikleri: Duvar malzemelerinin türü, duvar yüzeyinin bir bölümünün

sıvası kaldırılarak gözle tespit edilecektir. Duvar malzemesi özelliklerinin belirlenmesi için binadan en az iki adet duvar parçası örneği alınacak ve Bölüm 11’e göre yapılacak hesaplarda bu örneklerin basınç dayanımı deneylerinden elde edilecek ortalama özellikler kullanılacaktır.

Bina dayanımı hesaplarında, Bölüm 11’de her duvar türü için verilen duvar kesme dayanımları esas alınacaktır. 

.

1-Püskürtme Betonla Güçlendirme

1.1   Duvarın bir veya iki yüzüne hesaplanan sınıfta çelik hasır konulur. Çelik hasırlar duvarla birlikte çalışması için mevcut duvara ankraj yapılır. Hesaplanan kalınlıkta, proje mukavemetini veren püskürtme beton veya tamir harcı ile duvar kaplanır.

StatiCAD hesaplarında güçlendirmenin dikkate alınması için proje genel ayarlarında yönetmelik seçimi sayfasında TBDY2018 yönetmeliği seçilmeli ve Bu proje Mevcut Binanın İncelenmesi ve Güçlendirme Projesidir seçeneği işaretli olmalıdır. RYTEİE 2019 (Riskli Yapı) yönetmeliği seçilirse   veya Bu proje Mevcut Binanın İncelenmesi ve Güçlendirme Projesidir seçeneği işaretli değilse güçlendirme dikkate alınmaz.

 

Proje Genel Ayarları>Güçlendirme Sekmesinde 1.,2. Ve4. Seçenekler seçilir

1.       Seçenek seçilmediği takdirde güçlendirme dikkate alınmaz

 

2.       Seçenek güçlendirmenin basınç kapasitesine olan katkının dikkate alınmasını sağlar. Duvarlarda basınç dayanımı yeterli ise işaretlenmeyebilir.

1.       Seçenek duvara uygulanan güçlendirmede duvarın kesme kapasitesi artışının, sadece püskürtme betonun kesme dayanımı ile olduğu donatının konstrüktif olarak konulduğu varsayımı ile hesap yapılır. Aşırı emniyetli ve gayri ekonomik olduğundan dolayı tavsiye edilmez, ancak mühendisin tercihi doğrultusunda uygulanabilir.

2.       Seçenek seçildiğinde püskürtme betonun kesme dayanımı hesap edilmez, sadece çelik hasır donatısından oluşacak kesme dayanımı dikkate alınır. Kanaatimizce ekonomik ve emniyetli bir çözümdür. Bu seçenekte hasır donatı ile sağlanan ek kesme dayanımı (gevrek kırılmanın önüne geçilmesi için) 0,22*fcd*Amanto değeri ile sınırlandırılır. Güçlendirilen duvarın kesme dayanımı yine yeterli gelmiyorsa, güçlendirmeden yeterli performansı alabilmek için formül gereği püskürtme beton sınıfının veya manto kalınlığının artırılması çözüm olabilir.

 

GÜÇLENDİRME MANTOSU (PÜSKÜRTME BETON) ÇİZİMİ

Güçlendirmede duvarların kompozit (mantolarla birlikte) kapasitelerinin hesaplanabilmesi için Güçlendirme mantosu duvar ortasından geçen statik akstan modellenmelidir. Ve her bir duvar parçası ile manto parçasının başlangıç ve bitiş düğümleri aynı olmalıdır. Bu uygulanırsa manto kattan rijitliği ölçüsünde yük alır. Ve duvarın yetersiz olan kapasite kısmını da yük olarak alıp donatı hesaplanır.

Eğer duvar başlangıç ve bitiş noktası mantonun başlangıç bitiş noktasından farklı tanımlanırsa manto sadece kattan yük alıp donatı hesaplanır bağlı bulunduğu duvardan ayrıca yük almaz. Kattan aldığı yüke göre donatı hesabı yapılır

 

Programda kullanılan güçlendirme mantosu terimi püskürtme beton veya tamir harcıyla uygulanan duvar üzerine çelik hasır yerleştirilen ve duvara ankrajı yapılan  betonarme tabakası oluşturarak güçlendirmeyi tanımlar.

Güçlendirme mantosu çizebilmek için ana ekrandaki  tuşuna basılarak Duvar Güçlendirme Mantosu Özellikleri bilgi giriş formu ekrana getirilir.

 

Gelen formda manto adı programca otomatik verildiğinden değiştirilmesi gerekmemektedir.  Mantolanacak duvar kalınlığı değeri cm olarak girilir. Duvar ve manto dışmerkezliği değeri sıfır olarak korunur. Manto sol/alt çıkma boyu tıklanan noktadan itibaren sola veya alta doğru kaç cm uzatılacağını, Manto sağ/üst çıkma boyu tıklanan noktadan itibaren sağa veya üste doğru kaç cm uzatılacağını belirler. Beton manto kalınlığı değeri girilir.Eğer kademeli yapı değilse veya duvarlarda alt kot-üst kot değerleri sıfırsa beton mantosunun da alt ve üst kotları sıfır olarak bırakılmalıdır.

Eğer duvarın üst veya sol yüzü kaplanacaksa radyo Üst/sol yüz kaplama düğmesi, sağ veya alt yüzü kaplanacaksa Alt sağ yüz radyo düğmesi seçili duruma getirilir.

Duvarların boydan boya mantolanması halinde program manto için gerekli donatıyı hesaplayabilmektedir. Özel değer kullanılmak istenmesi halinde seçenekleri verilen çelik hasırlardan biri kullanılabilir.

 

 

 

Tamam düğmesi ile çıkıldıktan sonra mantolanacak duvar aksında ilk ve ikinci nokta tıklanarak manto çizilir.

 Güçlendirme Mantolarının Çizilmesi

1-Güçlendirmede duvarların kompozit (mantolarla birlikte) kapasitelerinin hesaplanabilmesi için güçlendirme mantoları ile duvarlar aynı aks ekseninden tanımlanmalıdır.

2-Duvar Güçlendirme Mantosu Özelliklerinde Manto Adının değiştirilmesine gerek yoktur. Program eleman isimlerini otomatik vermekte karışık sırayla çizilen elemanların isimleri sıralanmak istenirse üst araç çubuğunda sırala düğmesine basarak otomatik sıralama yapılabilir.

3- Mantolanacak duvar kalınlığı kutusunda duvar kalınlığı değeri girilir.

4-Manto sol/ alt çıkma boyu dış duvar mantolarında mantolanacak duvarın sol veya altından dik saplanan duvarın kalınlığının yarısı alınması uygun olabilir. Sol/alt çıkma boyu mantonun tanımlandığı sol/alt aksın ne kadar ilerisinde veya gerisinde çizileceğini belirler. Pozitif veya negatif değer verilebilir.

6-Manto sol/ alt çıkma boyu iç duvar mantolarında mantolanacak duvara dik saplanan duvarın kalınlığının yarısının negatif işaretlisi (örneğin -10) alınması uygun olabilir. Sol/alt çıkma boyu mantonun tanımlandığı sol/alt aksın ne kadar ilerisinde veya gerisinde çizileceğini belirler. Pozitif veya negatif değer verilebilir.

7-Manto sağ/ üst çıkma boyu tanımı için (5) ve (6) nolu maddelerden yararlanabilirsiniz.

8-Beton manto kalınlığı Deprem Yönetmeliği gereğince en az 3 cm verilmelidir. Mantoların rijitlikleri dikkate alınarak statik hesap yapıldığında manto kalınlığı mantoların alacağı deprem yükünün belirlenmesindeki etkenlerden biridir.

9- Alt Kot: eğer modellediğiniz kat bodrum kat ve binanız kademeli ise manto alt kotunu duvar alt kotuna eşitleyebilirsiniz.

10-Üst Kot: eğer modellediğiniz kat En Üst kat ve binanız kademeli ise manto üst kotunu duvar üst kotuna eşitleyebilirsiniz. Manto alt veya üst kotunu duvar alt veya üst kotundan farklı girmeniz halinde analiz sonuçları olması beklenen sonuçtan uzaklaşabilir.

11- Bina uygulamasında manto alt veya üst kotunun duvar alt veya üst kotundan farklı verilmesi binanızın deprem performansının azalmasına sebep olabilir.

12-Duvarın dikey duvarlarda sol yüzünü, yatay duvarlarda üst yüzünü kaplamak için üst sol yüz kaplama seçeneğini aktif hale getirebilirsiniz.

13-Duvarın dikey duvarlarda sağ yüzünü, yatay duvarlarda alt yüzünü kaplamak için alt sağ yüz kaplama seçeneğini aktif hale getirebilirsiniz.

14- Tamam Düğmesine Tıklayarak ve ana modelleme ekranında aks kesişim noktalarına tıklayarak mantonun ilk ve ikinci ucunu işaretleyiniz. Manto Çizilecektir.

15-Güçlendirme Mantolarının Duvar basınç emniyet gerilmelerine katkısını dikkate almak veya Güçlendirme Mantolarının Duvar Kayma Kapasitesine Katkısını hesaplamak istiyorsanız dış duvarlarda mantoların başlangıç ve bitiş noktalarını duvar başlangıç veya bitiş noktalarına eşit veya büyük almanız gerekmektedir. (formül  tanımından)

15-Güçlendirme Mantolarının Duvar basınç emniyet gerilmelerine katkısını dikkate almak veya Güçlendirme Mantolarının Duvar Kayma Kapasitesine Katkısını hesaplamak istiyorsanız duvar içi mantolarının başlangıç ve bitiş noktalarını duvar başlangıç veya bitiş noktalarına eşit veya büyük almanız gerekmektedir.

Ekranda ve çizimlerde manto ve duvar arakesitinde (manto ve dik saplananan duvar kesişim bölgesi) manto çizili olacağından manto rijitliklerinde duvar arakesiti kadar bir fazlalık oluşacaktır. Ancak analizde bu durum dikkate alınmakta olup manto alanları kesişim bölgesinin alanı kadar küçültümekte olduğundan hesaplarda fark ortaya çıkmamaktadır. Çizimlerde manto duvar kesişiminde manto çizgisinin ayrıca trimlenmesi (budama, silme) uygun olacaktır.

 

16-Duvar mantosu kapı veya pencere boşluğunu kapsayacak şekilde çizildiğinde mantolar kapı veya pencere boşlukları ile otomatik olarak bölünür ve konstrüktif mantolar otomatik oluşturulur.

Konstrüktif Güçlendirme Manto Pencere üstündeki ve altındaki veya kapı üstündeki duvar parçalarında mantonun devam ettirilmesidir. Duvar boşluklarında mantonun devam ettirilmesi dolu duvar parçalarındaki mantoların rijitliğini artırır ve binada daha iyi bir güçlendirme sağlar. Güçlendirme mantoları çizilirken kapı veya pencereye gelen kısımlarda konstrüktif mantolar

programca otomatik oluşturulur ve özellikleri kullanıcı tarafından bu formdaki bilgilerin değiştirilmesi ile değiştirilebilir.

Manto Donatıları

Binada manto donatısı olarak tep tip donatı kullanmak isteniyorsa, öncelikle manto özellikleri penceresinde donatı seçimi sekmesinde program otomatik seçsin şeklinde işaretlenip analiz sonucunda çıkan programın seçtiği maksimum manto donatısının  tüm mantolarda uygulanması için, kat kat tüm mantolar seçilerek (seçili mantoların özelliklerini değiştir seçeneği ile) manto özellikleri penceresinin donatı seçimi sekmesinde maksimum hesaplanan çelik hasır tüm mantolara atanabilir.

Hesap raporlarında Q785/785 çelik hasır sınıfından daha büyük sınıfta hasır bulunması gereken donatı alanının hazır çelik hasırlarla sağlanamadığını gösterir. Örneğin Q1234/1234 hasır hesaplanmışsa bu mantoda 12,34 cm2/m yatay ve düşey donatı kullanılması gerektiğini gösterir.

Böyle bir durumda mantonun içine kalınlık içinde 2 adet Q634 donatı (2*634>1234) kullanılabilir

veya

örneğin tek sıra 12 mm çaplı nervürlü donatı kullanılacaksa 100/(12,34/(1,2*1,2*pi()/4) =9 cm aralıkla

 

Ya da iki sıra 12 mm çaplı nervürlü donatı kullanılacaksa 2*100/(12,34/(1,2*1,2*pi()/4) =18 cm aralıkla donatı seçilerek çizimler düzenlenebilir.

 

2-Yetersiz Duvarlara Düşey Hatıl Ekleyerek Güçlendirme

 

Yukarıdaki resimdeki seçeneğin işaretlenmesi programda aşağıdaki yönetmelik maddesinin uygulanmasını sağlar.

Düşey hatılları duvar dayanımına dahil et seçeneği işaretlendikten sonra, duvar içine yeterli kesitte düşey hatıllar eklendiğinde yetersiz duvarlar yeterli hale gelebilecektir.

 

3- Lifli Polimer Sargı İle Güçlendirme

Yetersiz duvarlar seçilerek üzerinde sağ tıklanıp seçili duvar özelliklerini değiştir seçeneği tıklanır.

Duvar özellikleri penceresinde LP Sargı Sekmesine Gelinerek Yatay şeritler halinde Lifli Polimer sargı uygulaması Uygulansın ve/veya Duvar Köşeleri Arasında çapraz Lifli Polimer Uygulaması Uygulansın Seçeneği seçilir.

Uygulanması düşünülen malzemeye ilişkin değerler kutucuklara yazılarak tamam düğmesine basılır.

Analiz sonrasında duvarın yeterli hale gelip gelmediği kontrol edilir. Yeterli hale gelmemişse Tek yüzdeki LP sargı tabaka sayısı, LP kaplanan yüzey sayısı (Duvarın, 1 yüzünden veya 2 yüzünden kaplandığı), LP şeritlerin, eksenden eksene olmak üzere, aralıkları, LP şeridinin genişliği veya malzeme cinsi / kalitesi değiştirilerek analiz tekrarlanır.

Statik sonuçlar duvar kayma gerilmesi raporundan kontrol edilebilir

Yukarıdaki tabloda Duvar kesme dayanımı (Vrd), her bir yükleme için Vrd1a, Vrd1b değerlerinden küçük olanına Vfy+Vfc değerlerinin eklenmesi ile bulunur.

Vrd=min(Vrd1a,Vrd1b)+Vfy+Vfc 

Çizimler çizim seçimi penceresinden alınabilir.

 

 

 

Temeller

Yönetmelik performans hesaplarında temel yetersizliklerinin binaya etkisini belirtmediği için program temel yetersizlikleri için binanın performans durumunu değiştirmez. Ancak temellerde yetersizlik varsa (temel raporlarından kontrol edilir), temellerin en kesit boyutları değiştirilip yeterli oluncaya kadar analiz yapılır yeni yeterli temel boyutlarına ulaşmak için güçlendirme çizimleri kullanıcı tarafından ayrıca çizilir. Çizimler konusunda Zekai Celep Hocanın Deprem Mühendisliğine giriş kitabından yararlanılabilir.

Kaynak: https://www.staticad.com/destek/knowledgebase.php?article=53