Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

COMPARATIVE STUDY OF COMMERCIAL STRUCTURAL ANALYSIS PROGRAMS IN VIEW OF SEISMIC ASSESSMENT PROCEDURES IN TURKISH EARTHQUAKE CODE 2007 TİCARİ PROĞRAMLARIN.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "COMPARATIVE STUDY OF COMMERCIAL STRUCTURAL ANALYSIS PROGRAMS IN VIEW OF SEISMIC ASSESSMENT PROCEDURES IN TURKISH EARTHQUAKE CODE 2007 TİCARİ PROĞRAMLARIN."— Sunum transkripti:

1 COMPARATIVE STUDY OF COMMERCIAL STRUCTURAL ANALYSIS PROGRAMS IN VIEW OF SEISMIC ASSESSMENT PROCEDURES IN TURKISH EARTHQUAKE CODE 2007 TİCARİ PROĞRAMLARIN TDY DEPREM PERFORMANSI DEĞERLENDİRMESİ UYGULAMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI SUAT YILDIRIM İnşaat Yük. Müh. Supervisor: Prof. Dr. Uğurhan Akyüz Co-Advisor:Prof. Dr. Ahmet Yakut JANUARY 2011

2 Yeni Türk Deprem Yönetmeliğine mevcut binaların deprem performansının değerlendirilmesi amacı ile yeni bir bölüm eklendi TDY’de bu amaçla doğrusal elastik ve doğrusal elastik olmayan olmak üzere iki yöntem verilmiştir. Yeni bir konu olması, işlemlerin uzun ve hesaplamalar, modellemeler gerektirmesi ve İnşaat Mühendisliğinin bu dalında da diğer dallarda olduğu gibi yasal bir uzmanlaşma oluşmaması gibi sebeplerden mühendislerimiz hazır paket programlar kullanmayı tercih etmektedirler. Burada ana sorumuz gelmektedir. Paket proğramları nasıl kullanmalı ve onlara ne kadar güvenmeliyiz? GİRİŞ

3 Türkiye’de yaygın alarak kullanılan üç paket program Proğram A, Proğram B ve Proğram C’ de ortak olan yöntem, doğrusal elastik yapı performansı analizidir. Bu çalışmanın amacı bu üç proğramın performans analiz sonuçlarını birbirleri ile ve el ile yapılan hesaplar ile karşılaştırmaktı. Yine bu çalışmada maksat, A proğramı iyidir B proğramı kötüdür sonucuna ulaşmak değildir. Mühendisin proğramları kullanırken sorgulayıcı bir gözle yaklaşması, sonuçları mutlaka mantık, bilgi ve tecrübe süzgecinden geçirerek kullanması gerekliliğini ifade etmektir. Bu amaçla değişik malzeme, plan ve yapı özelliklerinde 4 adet yapı üzerinde Elastik Performans Analizi Yöntemi ile çalışılmıştır.

4 MODELLEME EĞİLME DAVRANIŞI GÖSTEREN ELEMANLARA ÇATLAMIŞ KESİT RİJİTLİKLERİ ATAMA YAPI AĞIRLIK VE DEPREM YÜKLERİNİN HESAPLANMASI ANALİZ. DÜŞEY YÜK ANALİZİ(G+nQ). DEPREM ANALİZİ ELEMAN KESİT KAPASİTELERİNİN HESAPLANMASI KUVVETLİ KOLON-KONTROLÜ ELEMANLARIN SÜNEKLİK KONTROLÜ Ve < Vr ELEMANLARIN PERFORMANS KONTROLÜ YAPININ PERFORMANS KONTROLÜ Elastik Yapı Performans Analizi Yöntemi İşlem Şeması

5 Kat Sayısı Beton Malzeme Çelik Malzeme Deprem BölgesiYapısal Sistem Dizayn Kodu Rijit Kat Sayısı Bina A2C20S4201Frame TEC Bina B6C30S4201Frame TEC Bina C6C25S4201 Frame + shear wall TEC Bina D4C16S2201Frame ABYYHY Çalışılan Örnek Yapıların Genel Özellikleri Bu çalışmada kullanılan proğramlar: Analiz için Sap2000 ver 14, kapasite hesaplamaları için Response 2000, performans analizi, ara hesaplamalar ve tablolamalar için Excel.

6 T (sn)Total Mass Proğram AX Y Proğram BX Y Proğram CX Y Sap 2000X Y Storey height : 3.1 m. Concrete : C20 Steel : S420 ÇALIŞMA I: BİNA A K103 S105 Bina A: Düzensizlikler sebebiyle oluşacak farklılıkları elimine etmek amacıyla mümkün olduğunca basit bir yapı alındı. Proğram B nin yüksek kütle hesaplamasının sebebi olarak döşeme ölçülerini akstan aksa alması görülmektedir.

7 TDY 2007 gereği Yapı Performans Analizinde Kullanılan faktörler: R=1 Spectrum: 50 yılda olma olasılığı % 10 olan deprem.

8 λ = 1: 2 storey building W =170 t Ao=0.4 I =1 S(T) =2.5 : From Response Spectrum R(T) =1 Deprem Yükü Hesaplama faktörleri Vtx=Vty=λ * W *Ao * I * S(T) / R(T) Vtx= Vty= 1*170*0.40*1*2.5/1=170 t Eşdeğer Deprem Yükü Hesabı: # of StoreyWi (t)Hi (m)WiHiwiHi/ΣwiHiVxi (t)Vyi (t) ΣwiHi =790.5

9 Çekme dayanımı (f ctk ) ve Elastik modulus (E c ) TS-500 de verilen yöntemle hesaplanır. f ctk = 0.35 = 1.56 MPa E c = E c = MPa (EI)c =0.40(EI) 0 : kiriş Nd / (Ac fcm) ≤ 0.10 → (EI)c =0.40(EI) 0 : kolon Nd / (Ac fcm) ≥ 0.40 → (EI)c =0.80(EI) 0 Elemanların çatlamış kesit rijitlikleri TDY 2007 bölüm de verilmiştir.

10 Nd (kN)bhAcfcm (KN/m2)Nd/Acfcm EI reduction. S S S S S S S S S Bina A kolonları için hesaplanan rijitlik azaltma katsayıları.

11 Kiriş K103, +X Yön Deprem Analiz Sonuçları +X I Ast (cm2) Asb (cm2) Moment Etki (t.m) Artık Moment Kap. (t.m)Ve (t)Vr (t) r Proğram AK I Proğram BK I Proğram CK I THIS STUDYK I X J Proğram AK J Proğram BK J Proğram CK J THIS STUDYK J Proğram C nin hesapladığı düşük artık kapasite kiriş ve kolonlarda yüksek r(etki/kapasite) yol açmaktadır. ÖRNEK KOLON VE KİRİŞ İÇİN DEĞERLENDİRME BİNA A

12 +X I Moment Etki (t-m) Artık Moment Kap.(t-m)Ve (t)Vr (t)r Proğram AS Proğram BS Proğram CS THIS STUDYS Kolon S105 Analiz Sonuçları

13 +X Direction Proğram A Proğram B Proğram C This Study MEMBERS SATISFYING LIFE SAFETY PERFORMANCE LEVEL (r/r limit <1) Number of Columns 9999 Column Percentage 100% Shear Force Percentage 100% MEMBERS NOT SATISFYING LIFE SAFETY PERFORMANCE LEVEL (r/r limit >1) Number of Columns 0000 Column Percentage 0 % Shear Force Percentage 0 % Kolon Doğrusal değerlendirme: 1. Kat (+X ) +X Direction Proğram A Proğram B Proğra m C This Study MEMBERS SATISFYING LIFE SAFETY PERFORMANCE LEVEL (r/r limit <1) Number of Beams 12 0 Beam Percentage 100% 0 %100% MEMBERS NOT SATISFYING LIFE SAFETY PERFORMANCE LEVEL (r/r limit >1) Number of Beams Beam Percentage 0 % 100 %0 % Kiriş Doğrusal Değerlendirme: 1. Kat (+X ) BUILDING A+ X+ Y Proğram AOK Proğram BOK Proğram CNO This StudyOK YAPI PERFORMANS DEĞERLENDİRME +X DEPREM BİNA A

14 Bina B Normal Kat Planı

15 T (sn) Total Weight (t)Base Shear Proğram BX Y Proğram AX Y Proğram CX Y This StudyX Y Bina B Proğramlar ve bu çalışma tarafından hesaplanan değerler

16 Kolan S202 ve benzer kolonlar Proğram B tarafından gevrek eleman olarak tanımlanmaktadır. Bu doğru değildir. Kolonlarda hesaplanan farklı eksenel yük oranları farklı Vr değerlerine yol açmaktadır. Bina B Örnek Elemanlar Karşılaştırma MEMBER Proğram A (1) Proğram B (2) Proğram C (3) THIS STUDY (4)(1)/(4)(2)/(4)(3)/(4) + X Moment Demand ( tm ) S22124, X Moment Capacity ( tm ) S X Ve value (t) S X Vr value (t) S X ( r ) S Y Moment Demand ( tm ) S Y Moment Capacity ( tm ) S Y Ve value (t) S Y Vr value (t) S Y ( r ) S Y Moment Demand ( tm ) K Y Moment Capacity ( tm ) K Y Ve value (t) K Y Vr value (t) K Y ( r ) K X Moment Demand ( tm ) K X Moment Capacity ( tm ) K X Ve value (t) K X Vr value (t) K X ( r ) K

17 Summary of Assessment for + X of Building B + X Proğram AProğram BProğram C Storey Member Type # of Member Not Satisfying LS level V Storey (t) V Not Satisfying (t) % of Member Not Satisfying LS level V Total (t) V Not Satisfying (t) % of Member NotSatisfying LS level V Total (t) V Not Satisfying (t) 6Beams 2 (%9.09) Columns Beams Columns Beams 1 (%4.55) Columns Beams Columns (%3.57) (%1.86) 3.6% 2Beams Columns (%3.57) (%1.53) 3.6% 1Beams Columns %

18 BUILDING B+ X- X+ Y- Y Proğram AOK Proğram BOK NOOK Proğram CNO Summary of Assessment for + Y of Building B + Y Proğram AProğram BProğram C Storey Member Type # of MemberNot SatisfyingLS level V Storey (t) V(t) NotSatisfying % of MemberNot SatisfyingLS level V Total (t) V NotSatisfying (t) % of MemberNot SatisfyingLS level 6Beams 1 (%5.56) Columns Beams 2 (%11.1) Columns Beams 2 (%11.1) Columns (%10.7) (%11.9) 3Beams 2 (%11.1) Columns (%10.7) (%11.5)3.6% 2Beams 2 (%11.1) Columns (%17.9) (%19.4)7.1% 1Beams 2 (%10) Columns (%17.9) (%20.6) 10.7%

19 T (sn) Total Weight (t) Base Shear Proğram BX Y Proğram AX Y Proğram CX Y This StudyX Y Storey heights for 1,2,3,4,5,6. storey: 3m, 5.6m, 3.2m,3.2m, 4.0m, 4.0m Concrete : C25 Steel : S420 ÇALIŞMA III: BİNA C S206 K208 K210 K215

20 Proğram C, K208 ve K215 gibi ortogonal olmayan kirişlerde yüksek etki momenti ve bunun sonucunda yüksek r değeri hesaplıyor. K210 iki perde arasına yerleşmiş bir kiriştir. Bu elemanda proğramlar arasındaki farklılığın daha belirgin olduğu görüldü. Bunun sebebi perdeye bağlantı modelinin farklılığıdır. K210 da Proğram C yüksek r değeri hesaplıyor. Bina C Örnek elemanlar karşılaştırma Member Proğram A (1) Proğram B (2) Proğram C (3) THIS STUDY (4)(1)/(4)(2)/(4)(3)/(4) + Y Moment Demand (tm)S Y Moment Capacity (tm )S Y Ve value (t)S Y Vr value (t)S Y ( r )S Y Moment Demand ( tm )K Y Moment Capacity ( tm )K Y Ve value (t)K Y Vr value (t)K Y ( r )K X Moment Demand ( tm )K X Moment Capacity ( tm )K X Ve value (t)K X Vr value (t)K X ( r )K Y Moment Demand ( tm )K Y Moment Capacity ( tm )K Y Ve value (t)K Y Vr value (t)K Y ( r )K

21 Summary of Assessments for +X direction of building C + X Proğram AProğram BProğram C Storey Member Type # of Member Not Satisfying LS level V Storey (t) V Not Satisfying % of Member Not Satisfying LS level V Total (t) V Not Satisfying % of Member NotSatisfying LS level V Total (t) V Not Satisfying 6Beams Columns Beams Columns Beams Columns Beams 22.20% Columns Beams 11.10% Columns Beams Columns % %

22 Summary of Assessments for + Y direction of Building C BUILDING C+ X- X+ Y- Y Proğram AOK Proğram BNO Proğram CNO + Y Proğram AProğram BProğram C Storey Member Type # of Member Not Satisfying LS level V Storey (t) V Not Satisfying (t ) % of Member Not Satisfying LS level V Total (t) V Not Satisfying(t) % of Member NotSatisfying LSlevel V Total (t) V Not Satisfying 6Beams 33.30% Columns Beams 55.50% Columns Beams 88.80% Columns % % 0.50% 3Beams 88.90% Columns % % 0.60% 2Beams 88.90% Columns % % 1Beams 11.10% Columns % %

23 Storey plan views T (sn) Total Weight (t) Base Shear (t) Proğram BX Y Proğram AX Y Proğram CX Y This StudyX Y Storey height: 3.1 m Concrete : C16 Steel : S220 ÇALIŞMA IV: BİNA D S210 K224 K215

24 Proğram C K224 ve K215 kirişlerinde çok düşük artık kapasite sebebiyle çok yüksek r değeri hesaplıyor.. Proğram B yine iki noktadan tanımlı S210 kolonunu gevrek olarak tanımlıyor. Bina D Örnek Elemanlar Karşılaştırma MEMBER Proğram A (1) Proğram B (2) Proğram C (3) THIS STUDY (4)(1)/(4)(2)/(4)(3)/(4) + Y Moment Demand ( tm )K Y Moment Capacity ( tm )K Y Ve value (t)K Y Vr value (t)K Y ( r )K Y Moment Demand ( tm )K Y Moment Capacity ( tm )K Y Ve value (t)K Y Vr value (t)K Y ( r )K Y Moment Demand ( tm )S Y Moment Capacity ( tm )S Y Ve value (t)S Y Vr value (t)S Y ( r )S

25 Summary of Assesments for + X directions of Building D + X Proğram A Proğram BProğram C Storey Member Type # of Member Not Satisfying LS level V Storey (t) V Not Satisfying (t) % of Member Not Satisfying LS level V Total (t) V Not Satisfying (t) % of Member NotSatisfying LS level V Total (t) V Not Satisfying 4Beams2 (15%) 5(38%) 10(76.9%) Columns1 (5%) (4%)4(21%) (19%) 100% 3Beams6 (46%) 11(85%) 12(92.3%) Columns (26%) (27%) 100% 2Beams97(54%) 11(85%) 7(53.9%) Columns (15.8%) (45%) 75.50% 1Beams1 (14%) 4 (%25) 1 (25%) Columns (0%)4(93.7%) %

26 Summary of Assesments for + Y directions of Building D BUILDING D+ X- X+ Y- Y Proğram ANO Proğram BNO Proğram CNO + Y Proğram A Proğram BProğram C Storey Member Type # of Member Not Satisfying LS level V Storey (t) V Not Satisfying (t) % of Member Not Satisfying LS level V Total (t) V Not Satisfying (t) % of Member Not Satisfying LS level V Total (t) V Not Satisfying 4Beams2 (13%) 8 (50%) 12(75%) Columns (5.3%) (14.5%) 100% 3Beams6 (38%) 12(75%) 14(88%) Columns (10.5%) (18%) 100% 2Beams7(44%) 13(81%) 14(88%) Columns (5.3%) (9.8%) 95.80% 1Beams1 (11%) 5 (60%) 3(50%) Columns (13.9%) (86%) 0.20%

27 Proğramların perde-çerçeve elemanı bağlantı modelleleri: Proğram A perde içinde kalan kolonu kendi ağırlık merkezinde ve perde ile her SE noktasında bağlı parçalara bölüyor ve her düğüm noktasında rijit elemanlarla bağlantı yapıyor. Proğram C kolonu kendi ağırlık merkezinde ama sadece en üst noktadan rijit link ile bağlıyor. Proğram B kolonu perde ekseninde ve her bir SE noktasından bağlıyor. Hangisi daha doğru? Modelleme Farklılıkları -Perdeye Gömülü Kolon-

28 Programlar ve bu çalışma tarafından hesaplanmış rijit diyafram kabulu yapılmış ve yapılmamış perde kesme diyagramları. Analiz Farklılıkları -Perde kesme diyagramı-

29 Figure A_1 Demand Moments of Columns +X direction Figure A_2 Residual Capacity Moments of Columns +X direction BINA A KOLON SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA

30 Figure A_3 Ve of Columns +X direction Figure A_4 Vr of Columns +X direction BINA A KOLON SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA

31 Figure A_5 ( r ) of Columns +X direction Figure A_10 ( r ) of Columns +Y direction BINA A KOLON SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA

32 Figure A_11 Demand Moments of Beams +X direction BINA A KİRİŞ SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA

33 Figure A_13 Residual Moment Capacity of Beams +X direction BINA A KİRİŞ SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA

34 Figure A_15 Ve of Beams +X direction BINA A KİRİŞ SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA

35 Figure A_17 Vr of Beams +X direction BINA A KİRİŞ SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA

36 Figure A_19 r of Beams +X direction BINA A KİRİŞ SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA

37 Figure B_15 r of Beams +X direction Bir saplama kirişi olan K211 i ucunda Program B ve C nin burulma rijitliği hesaplamadığından r ler 0 hesaplanıyor. BINA B KİRİŞ SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA

38 BINA B KOLON SONUÇLARI GRAFİK KARŞILAŞTIRMA Figure B_5 r of Columns +Y direction Döşemeye bağlı olmayan S221 ve S222 kolonu Y yönünde, proğramların elemanları rijit diyaframa bağlama yöndemlerindeki Farklılıklar sebebiyle oluşan belirgin farklılık. Kolonlar döşemeye bağlı olmadığı halde Proğram C rijit diyaframa bağlıyor.

39 Her üç programda farklı moment etki değerleri hesaplıyor. Bunun sebeplerinden birisi her proğramın kendi modelleme tekniğini kullanmasıdır. Proğram C kısa ve Rijit kirişlerde yüksek etki momenti hesaplıyor. Proğram C özellikle kirişlerin bir ucunda yüksek etki momenti ve düşük artık moment kapasitesi Hesaplıyor. Bu değerlere bağlı olarak da yüksek r (etki kapasite oranı) hesaplıyor. Proğramlar tarafından hesaplanan Ve (kesme etkisi) Vr (kesme kapasitesi) dikkat çekecek Şekilde farklılaşmaktadır. Bu noktada TDY 2007 bazı proğramlar tarafından tam anlaşılamamış veya takip edilmemiş olduğu anlaşılmaktadır. Yapı modeli karmaşıklaştıkca proğramların hesapladıkları değerlerin farkları artmaktadır. Bu Farklılaşma özellikle ortogonal olmayan kolon ve kirişlerde ve döşemelere bağlanmayan kolonlarda Modelleme farklılıkları sebebiyle artmaktadır. SONUÇLAR

40 Proğram B tüm yapıdaki kirişler için bir çatlamış kesit rijitlik azaltma katsayısı ve kolonlar içinde yine ayrı ama tek bir katsayı kullanmaktadır ve bu katsayı kullanıcıdan istenmektedir. Ancak TDY 2007 ye göre kolonlarda çatlamış kesit rijitlik azaltma katsayısı eksenel yüke bağlı olarak her bir kolon için ayrı ayrı hesaplanmak zorundadır. Kirişlerin Vr değeri, kolonların Ve, Vr, ve Mr hesaplama yöntemleri yönetmelikte daha açık ifade edilmelidir. SONUÇLAR Diğer proğramlar ve bu çalışmanın aksine Proğram B iki noktadan tanımlanan kolonları gevrek eleman olarak sınıflamaktadır.

41 Proğramların Yapı performansı değerlendirme raporları geliştirilmeli ve kullanıcıya yapı hakkında daha fazla bilgi vermelidir. Proğramların analiz sonuçları da oldukça farklılaşmaktadır. Döşemelerde Rijit diyafram kabulu yapılan yapılarda eğer rijit bodrum perdeli kat var ise, kesme perde elemanlarının kesme diyagramlarında umulmayan ve doğru olmayan etkiler oluşmaktadır. Proğramlar bu tip yapılar için rigid diyafram kabulu yapmadan analiz opsiyonunu dahil etmelidir. SONUÇLAR

42 ÖNERİLER Proğramlar, kullanıcıların girdileri ile yapı modellerini analitik modellere dönüştürerek analiz yaparlar. Kullanıcı her yapı tipi ve her modeli her proğramın doğru analiz yapabileceğini düşünmemelidir. Basit Yöntemlerle bazı kritik değerleri manuel yöntemlerle ve tecrübesi ile kontrol etmeli. (Yapı ağırlığı, yapı titreşim periyodu, kütle ve rijitlik merkezleri gibi vb) Analiz sonrasında mutlaka çerçevelerin moment, eksenel yük, kesme ve burulma diyagramları irdelenmeli, yapı davranışının doğruluğu teyit edilmeli. Mümkünse birden fazla proğram kullanarak karşılaştırma yapılabilmeli.

43 Kullanıcı, kullandığı proğramların yeteneklerini iyi öğrenmelidir. Kullanıcının modellediği yapılarda gerekirse analiz ve çizim için ayrı modeller kullanması önerilir. Yapı davranışı ve analizini etkilemeyecek yada önemli bir fark yaratmayacak sadece çizim için önemli olan bir takım detayların analiz modelinde girilmemesi önerilir. Tüm irdelemeler sonucunda analizden emin olduktan sonra alınan plan ve detay çizimleri mutlaka incelenmeli ve gerekli müdahaleler yapılmalıdır. ÖNERİLER Programlar kullanım ve sonuçları için sorumluluk kabul etmediklerini sözleşmelerinde belirtirler. Sorumluluk tamamiyle kullanıcıya aittir. Bu durumda mühendisler dışında proğram kullanımı ile kırık ve kopya proğram kullanımı da ayrı bir sorun olarak önümüze çıkmaktadır. Odalalarımız ve Yapı denetim firmaları yapıda kullanılan bir torba kirecin TSE sini aradıkları gibi, yapının tamamının güvenliğini teslim ettiğimiz Proğram kullanıcılarından lisans belgelerini de istemelidirler. Mühendislik tecrübesi proğramlardan alınamaz, proğramlar Mühendislik tecrübesi ile kontrol edilip kullanılabilir.

44 Soru, Görüş ve Öneriler Teşekkürler


"COMPARATIVE STUDY OF COMMERCIAL STRUCTURAL ANALYSIS PROGRAMS IN VIEW OF SEISMIC ASSESSMENT PROCEDURES IN TURKISH EARTHQUAKE CODE 2007 TİCARİ PROĞRAMLARIN." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları