Sap2000 Programında Betonarme Kutu Menfez Analizi Ders 5

Sap2000 programında betonarme kutu menfez analizi ve sonuçların yorumlanması dersi ile SAP2000 Kutu Menfez Hesabı Çözümlü Örnek dersi serisine veda ediyoruz. Bu derse kadar, modelimizi oluşturduk. Malzemelerimizi ve kesitlerimizi tanımladık. Yaylarımızı ve mesnetlerimizi atadık. Yüklerimizi ve yük kombinasyonlarımızı oluşturduk. Son olarak analizimizi yapacağız ve bunu yorumlayacağız. Daha önceki dersimizde Sap2000 programında yükler ve yük kombinasyonları konusunu incelemiştik.
Betonarme Kutu Menfez Analizi


SAP2000 Programında Kutu Menfez Analizi ve Sonuçların Yorumlanması

analiz, kutu menfez hesabı
Şekil 5.1: Sap2000 programında analiz
Son olarak analiz yapmak için Şekil 5.1'deki gibi RUN ANALYSIS butonuna basalım. Ardından açılan pencerede dört yüklememizin de RUN olarak işaretli olduğundan emin olalım ve RUN NOW butonuna basarak analizimizi yapalım. Eğer dört yüklememizin de RUN olarak işaretli olmadığını görürsek, üzerine tıklayıp Run/Do Not Run Case butonu ile durumunu değiştirebiliriz.
Analiz, yorumlama
Şekil 5.2: Kombinasyonlara göre betonarme dizayn
Analizi tamamladıktan sonra F9 tuşuna basarak veya Display > Show Forces / Stresses > Shells menüsü ile "Display Shell Stresses" sayfasını açarız. Bu sayfayı açtıktan sonra Case / Combo name bölümünden, istediğimiz kombinasyonu seçeriz. Component Type bölümünden Contrete Design seçeneğini seçeriz. Output Type bölümünde ilk olarak Top Face seçeneğini seçelim. Ancak Bottom Face'e de sırasıyla bakmak zorundayız. Component bölümünden de ASt1 seçeneğini seçelim. Ancak ASt2 seçeneğini de kontrol edeceğiz. Ardından Apply ve OK tuşlarına basarak bu pencereyi kapatalım. Eğer sonuç sayfamız 3 boyutlu olarak görünmüyorsa 3-D butonuna basalım ve üç boyutlu modelimizi ekrana getirelim.

Bundan sonra yapmamız gereken işlem epey yorucu. Her kombinasyon için, ayrı ayrı, Top ve Bottom yüzeylerine, ASt1 ve ASt2 donatılarına, menfezin dört yüzeyi için de bakılmalı. Yani tek gözlü betonarme kutu menfez için 64 ayrı sonucu değerlendirmeniz gerekecek.

Analiz Sonuçlarının Değerlendirilmesi ve Donatı Dizaynı

Değerlendirme işlemini yaparken, farenin sol tuşunu 3 boyutlu model üzerinde gezdirerek, renklere göre maksimum donatı ihtiyacının olduğu yeri elle tespit etmemiz gerekir. Örneğin Şekil 5.3'de mavi rengin en yoğun olduğu noktada okuduğumuz değer bizim gerekli donatı alanımızdır. 4 farklı kombinasyonda, TOP yüzeyler için ve BOTTOM yüzeyler için, ASt1 ve ASt2 donatılarına bakılır ve en olumsuz, yani en yüksek değerler baz alınarak donatı seçimi yapılır.kutu menfez Şekil 5.3: Sağ menüdeki renk skalası yardımıyla gerekli donatı alanı ihtiyacı tespit edilir.

Bu ders içeriğinde çözdüğümüz örnekteki değerler için, teker teker tüm bu opsiyonlara baktığımızda (Şekil 5.4) en kritik değerleri belirlemiş oluruz. Sanılanın aksine, en kritik değerler, ağırlıklı olarak G+Q+SU+TOPRAK yüklemesinde çıkmaz. Çünkü yanal su yükü ve yanal toprak yükü birbirlerini dengelerler.
donatı dizaynı, kutu menfez
Şekil 5.4: Kombinasyonlara göre en kritik değerlerin saptanması 

Elle yazdığım Şekil 5.4'de bulunan değerler, tek tek SAP2000'de kombinasyonlara göre, ASt1 ve ASt2 okumalarına göre, TOP ve BOTTOM yönlerine göre yapılmıştır. Kısaltma olarak kullanılan x ve y simgeleri yönleri değil, sırasıyla ASt1 ve ASt2'yi simgelemektedir. İki yanal yüzeyde birbirine eşit gerilmeler oluşacağından 48 adet alt kombinasyon için değer okuması yaptım. Bu değer okumalarını SAP2000 m²/m olarak verirken ben bunları mm²/m birimine çevirerek yazdım. Böylece daha sade sayılarla uğraşmış oldum. Değer okumalarında çok ufak farklı okumalar olabilir. Ancak bunlar göz ardı edilebilecek kadar küçük farklardır.

Şimdi işlemlerimize devam edelim;
En kritik değerlerimizi belirlediğimize göre artık bu değerleri kullanarak donatı alanlarını tespit etmemiz gerekir. Bunun için de; Şekil 5.5'deki görseli kullanacağız.
kutu menfez
Şekil 5.5: Fotoğrafa tıklayarak büyük halini görebilirsiniz.
Şekil 5.4'de elde ettiğimiz maksimum değerleri özetlersek;

Üst yüzey için;
Top yönü ASt1 donatısı: 226 mm²/m
Top yönü ASt2 donatısı: 380 mm²/m
Bottom yönü ASt1 donatısı: 543 mm²/m
Bottom yönü ASt2 donatısı: 298 mm²/m

Yan yüzeyler için;
Top yönü ASt1 donatısı: 226 mm²/m
Top yönü ASt2 donatısı: 538 mm²/m
Bottom yönü ASt1 donatısı: 280 mm²/m
Bottom yönü ASt2 donatısı: 538 mm²/m

Alt yüzey için;
Top yönü ASt1 donatısı: 581 mm²/m
Top yönü ASt2 donatısı: 402 mm²/m
Bottom yönü ASt1 donatısı: 277 mm²/m
Bottom yönü ASt2 donatısı: 467 mm²/m olarak seçilir.

Bu seçilen değerleri Şekil 5.4'deki tabloda yerine yerleştireceğiz. Ancak menfez yapısı, toprak ile ve su ile sürekli olarak temas halinde olduğundan dolayı, donatılarda en az Ø14'lük donatı tercih edeceğim. Buna göre;

Üst yüzey için;
Top yönü ASt1 donatısı: Ø14/20 (Seçilen alan 769 mm²/m'dir ve gerekenden fazladır. Ancak donatı aralığı seçiminde 20cm'in üzerine çıkmak tercih edilmemelidir.)
Top yönü ASt2 donatısı: Ø14/20
Bottom yönü ASt1 donatısı: Ø14/20
Bottom yönü ASt2 donatısı: Ø14/20

Yan yüzeyler için;
Top yönü ASt1 donatısı: Ø14/20
Top yönü ASt2 donatısı: Ø14/20
Bottom yönü ASt1 donatısı: Ø14/20
Bottom yönü ASt2 donatısı: Ø14/20

Alt yüzey için;
Top yönü ASt1 donatısı: Ø14/20
Top yönü ASt2 donatısı: Ø14/20
Bottom yönü ASt1 donatısı: Ø14/20
Bottom yönü ASt2 donatısı: Ø14/20 olarak seçilir.
Sap2000'de Çözümlü Kutu Menfez'de yapılan bu hesaplamalar akademik çalışma için hazırlanmıştır. Kullanılması uygun değildir.
Merhaba, ben Emirhan Aydın, inşaat mühendisiyim ve aile şirketimiz 27 yıldır Kütahya inşaat sektörünün en önde gelen firması. Blogumdaki içerikler sizlere fayda sağlanması açısından hazırlanmış özenli yazılardır. Ancak unutmayın ki inşaat işlerinde bir profesyonele danışmak en iyisidir. Lütfen kafanıza takılanları bana sormaktan çekinmeyin. Bana sosyal medya hesaplarımdan veya buradan ulaşabilirsiniz.

2 yorum

  1. 29 Mayıs, 2023 18:10
    Merhabalar emirhan bey, öncellikle emeğinize sağlık.

    Kutu menfez analizinde zemin taşıma gücü kontrolünü nasıl yapabiliriz.
  2. 28 Temmuz, 2023 22:41
    Merhaba bende concrete design seçeneği gözükmüyor. Nedenini anlayamadım yardımcı olabilir misiniz