Kolon Tasarımı Nasıl Kullanılır

Betonarme Kolon Tasarımı#

Bir kolonun yeterli olup olmadığı tek bir kontrolle anlaşılmaz. Kesitin eksenel yük ile eğilme altındaki taşıma gücü bir sorudur, kesme ve burulma dayanımı ikinci bir sorudur, donatının yönetmeliğin detaylandırma kurallarına uyup uymadığı ise üçüncü ve çoğu zaman belirleyici olan sorudur. Deprem yönetmeliği devreye girdiğinde kolonun uçlarında ayrıca sarılma bölgesi oluşur ve o bölgede etriye aralığı ile sargı donatısı farklı kurallara tabi olur.

Hesabı oluşturma#

Hesap Galerisi'nden Betonarme Kolon Tasarımı'nı seçiniz ve "Hesaba Başla" ile projenize ekleyiniz. Ekran ikiye ayrılır. Solda girdi paneli, sağda dört sekme görürsünüz: Tasarım, Detaylı Tasarım, Etkileşim Diyagramları ve Kesit Durumu.

Girdi paneli yedi bölümden oluşur. Yük kombinasyonlarını ise sol panelde değil, Tasarım sekmesinin sağ üst köşesindeki tabloda tanımlarsınız.

Şartname#

Tasarım şartnamesi olarak TS 500 uygulanır. Deprem yönetmeliği alanını Yok bırakabilir ya da TBDY 2018'i seçebilirsiniz.

TBDY 2018'i seçtiğinizde kolon uçlarındaki sarılma bölgesi kuralları, sargı donatısı hesabı ve kapasite kesmesi devreye girer. Bu kuralların hepsi birden uygulanır, ayrıca açıp kapatacağınız bir seçenek bulunmaz.

Kesit geometrisi#

Dikdörtgen, dairesel ve içi boş dairesel kesitlerle çalışabilirsiniz. Dikdörtgen kesitte genişliği, yüksekliği ve üst, alt, yan paspayını girersiniz. Dairesel kesitlerde çap ile paspayı yeterlidir.

Kesit tipini seçtiğinizde donatı ve etriye düzeni de o tipe uygun hâle gelir. Dairesel ve içi boş dairesel kesitte donatı çevresel, etriye ise dairesel ya da spiral olmak zorundadır.

Donatı düzeni#

Bu bölümdeki değerler Donatıları Kontrol Et ile çalıştığınızda kullanılır. Otomatik tasarım yaptırdığınızda motor kendi seçtiği donatıyı buraya yazar, dolayısıyla bir tasarımın üzerinde değişiklik yapmak için önce otomatik tasarımı çalıştırmanız pratik olur.

Dikdörtgen kesitte donatı düzeni simetriktir. Köşede her zaman dört çubuk bulunur, X ve Y doğrultusundaki ara donatıların çapını ve adedini ayrı verirsiniz. Ara donatı adetleri çift sayı olmalıdır, çünkü karşılıklı yüzlere eşit dağıtılır.

Dairesel ve içi boş dairesel kesitte tek bir çap ve adet girersiniz, çubuklar çevre boyunca eşit açıyla yerleşir.

⚠️ Alt ve üst yüzü farklı donatılı kenar bazlı düzen bu makroda kullanılamaz. Deprem yönetmeliğinin kolon detaylandırma kuralları simetrik düzene göre yazıldığı için motor böyle bir düzeni kabul etmez. Böyle bir kesiti incelemek istiyorsanız Kesit Analizi makrosunu kullanabilirsiniz.

Etriye düzeni#

Etriyeyi iki bölge için ayrı tanımlarsınız.

Her iki bölge için çap ve aralık girersiniz. Dikdörtgen kesitte etriye tipini tek, çift, üçlü ya da elmas olarak seçer, X ve Y doğrultusundaki kol adetlerini verirsiniz. Dairesel kesitlerde dairesel etriye ya da spiral kullanır, spiralde hatveyi girersiniz.

Malzeme#

Beton ve donatı çeliği sınıfını seçersiniz. Bu makro bir yönetmelik kontrolü ürettiği için beton tarafında yönetmeliğin eşdeğer dikdörtgen basınç bloğu, çelik tarafında pekleşmesiz elastoplastik diyagram kullanılır. Malzeme katsayıları TS 500'ün verdiği $\gamma_c = 1{,}5$ ve $\gamma_s = 1{,}15$ değerleriyle uygulanır, bunları elle girmezsiniz.

Kesitin gerçek davranışını, örneğin sargılı betonun etkisini ya da moment-eğrilik eğrisini görmek istiyorsanız aynı kesiti Kesit Analizi makrosuna taşıyabilirsiniz. Orada malzeme modelini ve katsayıları kendiniz seçersiniz.

Tasarım seçenekleri#

Otomatik tasarımın hangi çapları deneyeceğini bu bölümde belirlersiniz. Boyuna donatı adayları ile etriye adayları ayrı listelerdir, motor bu listelerden bütün yükleme durumlarını karşılayan en küçük donatıyı arar.

Narinlik taraması için kolonun net boyunu ve etkin boy katsayısını girersiniz. Katsayı için iki hazır seçenek vardır: çerçeve içinde yanal tutulu kolonda 1,0 ve serbest uçlu konsolda 2,0.

⚠️ Kolon net boyunu boş bırakırsanız narinlik taraması yapılmaz. Değer girdiğinizde motor $\lambda = k \cdot \ell_n / i$ değerini şartname sınırıyla karşılaştırır ve sınırı aşan kolonu bildirir. Moment büyütmesi ya da ikinci mertebe hesabı yapılmaz, o kolonlarda bu hesabı ayrıca yapmanız gerekir.

Sismik tasarım#

Bu bölüm deprem yönetmeliği seçildiğinde anlam kazanır. Süneklik sınıfını yüksek süneklik (YSD) ya da sınırlı süneklik (SSD) olarak seçersiniz. Seçiminiz, etriye aralığı sınırındaki boyuna donatı çapı çarpanını ve bazı en az koşulları belirler.

Sarılma bölgesi uzunluğunu boş bırakırsanız şartnamenin formülü kullanılır. Kendi değerinizi girerseniz hesap onu kullanır. Kapasite kesmesi ve sarılma bölgesi kontrollerinin çalışabilmesi için kolon net boyunu da girmeniz gerekir.

Yük kombinasyonları#

Kombinasyonları Tasarım sekmesindeki tabloda tanımlarsınız. "Ekle" ile satır açar, her satırda kombinasyonun adını, tipini (GKD ya da KKD) ve kategorisini (Düşey, Rüzgar, Sismik, Diğer) seçersiniz.

Her satıra altı bileşen girersiniz.

⚠️ Girdiğiniz değerler taşıma gücüne göre faktörlü olmalıdır. Hesap kendiliğinden hiçbir yük katsayısı uygulamaz. Düşey yük artırımları ile depremli kombinasyonlarda yönetmeliğin gerektirdiği artırımları (Statik Eşdeğer - Mod Birleştirme Artırımı, Dayanım Fazlalığı Katsayısı gibi) siz uygulayıp sonucunu girersiniz.

Otomatik tasarım ve kontrol#

Tasarım sekmesinde kesit çiziminin altında iki düğme vardır.

Otomatik tasarım tamamlandığında bulunan boyuna donatı ile her iki bölgenin etriyesi sol paneldeki alanlara yazılır. Böylece çıkan tasarımı beğenmediğinizde çapı ya da aralığı değiştirip Donatıları Kontrol Et ile kendi düzeninizi sınayabilirsiniz.

Düğmelerin altındaki satır hangi modun çalıştığını ve genel sonucu söyler: Donatılar Otomatik Tasarlandı ya da Donatılar Kontrol Edildi, yanında Tüm Kontroller Geçti, Uyarılar Mevcut, Tasarım Başarısız ya da Kontrol Başarısız rozeti.

Aday listesindeki hiçbir çap talebi karşılayamazsa sonuç uygunsuz olarak bildirilir ve uygunsuzluğun eksenel yükten mi, donatı oranından mı, kesmeden mi, burulmadan mı yoksa detaylandırmadan mı geldiği ayrıca yazılır.

Tasarım sonuçlarını okuma#

Sonuçlar aynı sekmede, düğmelerin altında görünür. Boyuna donatı kartında toplam donatı alanını, donatı oranını ve çubukların köşe ile ara gruplara dağılımını bulursunuz. Etriye kartı sarılma bölgesi ile orta bölgenin çapını ve aralığını ayrı ayrı verir.

Eğilme kombinasyonları tablosunda her kombinasyonun eksenel kuvveti, iki momenti, talep/kapasite oranı ve sonucu yer alır. Oran 1'in altında kaldığında kombinasyon Geçti, üzerine çıktığında Kaldı olarak işaretlenir.

Kesme ve burulma sonuçları kendi kartlarında durur. Kesme iki doğrultu için ayrı ayrı, her doğrultuda sarılma ve orta bölge için ayrı raporlanır. Burulma kartı hangi etkinin belirleyici olduğunu ve kesme ile burulmanın birlikte oranını gösterir.

Detaylı Tasarım#

Detaylı Tasarım sekmesi hesabın adım adım dökümünü verir. Adımlar geometri, malzeme, eğilme, iki doğrultudaki kesme, burulma, boyuna donatı, konstruktif kurallar ve N-M yüzeyi başlıkları altında toplanır.

Her adımda uygulanan yönetmelik maddesinin numarasını, kullanılan formülü, yerine konan sayıları ve karşılaştırmanın sonucunu görürsünüz. Kaldı sonucu veren bir adım olduğunda sekme başlığı da işaretlenir, dolayısıyla hangi kuralın kaldığını aramak zorunda kalmazsınız.

Etkileşim diyagramlarını okuma#

Bu sekmede kesitin taşıma gücü zarfını ve yük kombinasyonlarınızın bu zarfın neresine düştüğünü birlikte görürsünüz. Üstteki dört kart saf basınç, saf çekme, denge eksenel yükü ve en büyük moment değerlerini verir.

N-M diyagramında 0° ve 90° eğrileri çizilidir, kombinasyonlarınız bu eğrilerin üzerine nokta olarak düşer. Geçen kombinasyonlar yeşil, kalanlar kırmızı görünür, dolayısıyla bir kombinasyonun sınıra ne kadar yaklaştığını sayıya bakmadan da anlarsınız.

Mx-My diyagramında bir eksenel yük seviyesi seçebilir ya da "Kombinasyon seç" ile bir kombinasyonunuzu seçebilirsiniz. Kombinasyon seçtiğinizde kontur, o kombinasyonun eksenel yükü için ara değer alınarak çizilir ve nokta ile kontur aynı eksenel seviyede karşılaştırılır.

Üç boyutlu yüzeyi fare ile döndürebilir, tekerlekle yakınlaştırabilir, yüzeye tıklayarak N-M diyagramının çizileceği açıyı seçebilirsiniz.

Kesit durumu#

Kesit Durumu sekmesinde bir kombinasyon seçersiniz ve kesitin o kombinasyon altındaki lif gerilme dağılımını görürsünüz. Tabloda belirleyici kombinasyon ayrıca işaretlidir.

Görselin yanında tarafsız eksenin derinliği ile açısı, çözümün yakınsayıp yakınsamadığı, o kombinasyonun eksenel kuvvet ve moment talepleri ile kesitin aynı noktadaki moment kapasiteleri yazar.

Lif gerilme durumu hesap kaydına yazılmaz, ihtiyaç duyduğunuzda üretilir. "Fiber durumunu hesapla" düğmesiyle başlatırsınız. Sonuçlarınız güncel değilse bu hesabı yaptıramazsınız, önce yeniden hesaplamanız gerekir.

Rapor üretme#

Tasarım sekmesindeki Rapor Üret düğmesiyle PDF raporunu hazırlarsınız. Rapor sekiz bölümden oluşur.

Raporun dili arayüzün diline bağlıdır. Türkçe arayüzde çalıştırdığınız bir hesap Türkçe rapor üretir.

Sonuçların güncelliği#

Girdi panelinin altında sonucunuzun durumunu görürsünüz.

Rapor üretebilmeniz ve lif durumunu hesaplatabilmeniz için sonucun güncel olması gerekir. Diğer iki durumda önce Otomatik Tasarla ya da Donatıları Kontrol Et ile hesabı yenileyiniz.

Kesit davranışını incelemek istediğinizde#

Bu makro yönetmeliğin sorduğu soruları yanıtlar ve her kural için Geçti ya da Kaldı sonucu üretir. Kesitin beklenen davranışını, moment-eğrilik eğrisini, süneklik oranını ya da sargılı betonun etkisini görmek istiyorsanız aynı kesiti Kesit Analizi makrosuna taşıyabilirsiniz. Adım adım kullanımı Kesit Analizi Nasıl Kullanılır sayfasındadır.

Hesabın hangi kuralları uyguladığını, hangi kabullerin yapıldığını ve neyin kapsam dışında kaldığını Kolon Tasarımı ve Kolon Tasarımı - Doğrulama sayfalarında bulabilirsiniz.