Örnek 1

Yukarıda plan ve 3d görüntüsünü gördüğünüz betonarme yapı X yönünde 2 adet 6 m ve 10 m olmak üzere 3 açıklıktan oluşmakta iken Y yönünde 2 adet 4 m açıklığa sahiptir. Betonarme moment aktaran çerçeve ve tam rijit diyafram olarak modellenen yapı dinamik ek dışmerkezlik yöntemine uygun olarak dinamik (modal) analiz ile çözülerek ve mod birleştirme yöntemi ile deprem etkileri tespit edilecektir. ETABS ile karşılaştırılmalı model ve sonuç incelemesi aşağıdadır.

Yapının enlem boylam ve TBDY 2018 için zemin parametreleri, elastik spektrum değerleri ile BYS, BKS, DTS vb. sınıflandırması aşağıdaki görselde belirtilmiştir. Çerçeve elemanları için C30 S420, döşeme için C20 S420 malzeme kullanılmıştır.

Proje dataları: Çözümler ETABS v17 ve ideCAD Statik v10.91 ile gerçekleştirilmiştir.

ÇÖZÜM:

1- Modelleme Adımları

a- Malzeme tanımları için her iki programda birim hacim ağırlığı, beton karakteristik basınç dayanımı aynı girilmelidir.

Döşeme malzemesi için birim hacim ağırlık 0 girilmiş, modelde yükleme sırasında döşeme üzerine alan yayılı yükü olarak eklenmiştir.

b- Kesit tanımlaması için dikkat edilmesi gereken nokta; tam rijit diyafram seçiminde ideCAD Statik tablalı kiriş kesiti kullanır. Bu durumun ETABS ile de oluşturulması gerekmektedir. Etkin kesit rijitliği çarpanları girilmelidir.

Betonarme kolon için kesit tanımlaması ETABS ile şu şekilde yapılmalıdır:
Etkin kesit rijitliği çarpanları ideCAD Statik ile otomatik oluşturulmaktadır. Seçmeli raporda da eleman bazlı kullanılan değerler raporlanmaktadır.
Tam rijit diyafram kullanımında ideCAD tablalı kesit ile kirişleri hesapladığı için ETABS’de de tablalı kesit girilmelidir. ETABS döşemelerin ağırlık hesabında girdiğiniz aks aralıklarını kullanır, bu da tablalı kesit girişinde tabla bölümünün ağırlığının 2 kez hesaba girmesine neden olur. Bunu önlemek için tablalı kesitlerde aşağıda tariflenen işlem uygulanmalıdır.
Betonarme kiriş tablalı girilmeli ve kütle hesabının iki program arasında aynı olması adına ETABS’ de tabla kısımlarına ait oran aşağıdaki görselde olduğu gibi yazılmalıdır. Oran hesaplanırken, dikdörtgen kesitin alanı / tablalı kesitin alanı kullanılır.
Örneğin görselde gördüğünüz T kesit için bu hesap şu şekilde yapılır:

-Tablalı kesit alanı:

-Dikdörtgen kesit alanı:

-Oran:

Dikkat edilmesi gereken bir diğer husus, ideCAD Statik' de kirişler için uygunluk burulması işaretli ise ETABS’de set modifiers bölümünde aşağıdaki görselde göreceğiniz ‘torsional constant’ bölümüne müdahale edilmelidir. 10^(-6) yazılması gerekmektedir.
Döşeme için ise tam rijit diyafram kullanılacağı için ETABS ile membrane girişi yapılmalıdır.

2- Yapı Kütlesinin Belirlenmesi için Ek Düzenlemeler

a- Betonarme kolon için

b- Betonarme kiriş için

c- Döşeme için ise ideCAD Statik yüklemeleri temiz açıklık üzerinden gerçekleştirmektedir. Bu nedenle ideCAD Statik döşeme menüsü üzerinde yazan yüklerin temiz alan üzerinden hesaplanıp, ETABS tam alan üzerinden hesap yaptığı için iki alan arasındaki oran kadar azaltılarak girilmelidir. Özetle etabs’de (temiz alan/tam alan)*yük yapılmalıdır.

Diyafram Tanımı

3- Modal Analiz Ayarları ve Deprem Etkileri için Ayarlar

ideCAD Statik’de iki yükleme durumlu analiz tipi seçilmelidir. Bu tip içerisinde ek dışmerkezlik etkisi dinamik yöntem ile çözülür. Dinamik yöntem için ETABS modellemesi ise etabs kaynaklarından ‘accidental torsion with dynamic procedure’ başlığı ile arama yapılmalıdır.

1- Mass source düzenlemesi

2- Modal case düzenlemesi

Not: Soldaki arayüz sekmesi ideCAD Statik’e aittir. ETABS’de static correction sekmesi ‘No’ olarak kalmalıdır. Mod sayınız yeterli kütle katılım oranını sağlamaz ise ideCAD Statik yaklaşık bir yöntem ile sağlayacak şekilde eldeki mod sonuçları ile bir uygulamaya gitmemektedir. Ancak ETABS’de bu bölüm ‘Yes’ olarak düzenlenirse yaklaşık bir yöntem ile düzenleme yapılıyor. Detayı için etabs manuali inceleyebilirsiniz.

3- Spektrum fonksiyonunun tanımlanması

ideCAD Statik yönetici olarak çalıştırınız. Bir defa projeyi analiz ediniz. Alt araç çubuğunda yer alan komut satırına exportspectrum yazınız. Bilgisayarında c klasöründe yer alan program files - ideCAD v10 klasörüne gidiniz. exp_spec.txt isimli bir txt dosyası göreceksiniz, bu dosyayı dışarı alınız. ideCAD ondalık sayılar için nokta ile çalışır, ETABS bilgisayarınızda virgül veya nokta hangisine ayarlı ise txt dosyasını ona göre düzenleyiniz. Ardından ETABS - Functions -User Defined seçili iken exp_spec isimli dosyayı import ediniz.

Bu uygulamada amaç her iki programında aynı ivme kaydını kullandığından emin olmaktır. ETABS ile ASCE 7-10 ‘a göre spektrum oluşturup, load case kısmında çarpanı R katsayısına bölmek doğru bir yöntem değildir. Aynı sonuç katiyen elde edilemez. Sebebi ise TBDY 2018 Denklem 4.1 gereği azaltılmış tasarım spektrumunu belirlemede Ra(T)’ nin her zaman R’ye eşit olmamasıdır. Detaylı bilgi için bknz:Yatay Deprem Etkisi Altında Azaltılmış Tasarım İvme Spektrumu (4.4.1)

4- Yükleme Durumları

ideCAD Statik yükleme durumlarını otomatik oluşturur. Detaylı bilgi için bknz:Doğrultu Birleştirmesi Uygulanmış Yatay Deprem Etkisi (4.4.2.1)

2- Analiz Sonuçları

a) Yapı Ağırlığı

Kat bazlı

ideCAD Statik

ETABS

Toplam

ideCAD Statik

ETABS

b) Düşey Sonuçlar

1- Yerdeğiştirme

ideCAD modelinde C0013 kolonu ile B016 -B017 kirişi arasında yer alan üst kattan başlayarak sıra ile N2 - N1 - N25 - N48 isimli düğüm noktası değerleri okunmuştur.

ideCAD Statik

ETABS

2- İç Kuvvet Sonuçları

ideCAD Statik

C0002 köşe kolonu

ETABS

c) Modal Analiz

ideCAD Statik

ETABS

d) Yatay Deprem Yüklemesi Sonuçları

1- Yerdeğiştirme

ideCAD Statik

ETABS

2- İç Kuvvet Sonuçları

ideCAD Statik

ETABS

e) Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemine göre Büyütme Katsayısının Hesabı

Eşdeğer Büyütme Katsayısı sayfasında TBDY 2018 gereği yapılan bu hesaba ait detaylar mevcuttur. ETABS ile bu katsayı hesabını doğrudan yapmamaktadır, bu nedenle ETABS’den elde edilen modlara ait periyodlar kullanılarak eşdeğer deprem yükü elle belirlenecektir. Eşdeğer deprem yükünün belirlenmesinde kullanılan adımlar için bknz:Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ve Azaltılmış Tasarım İvme Spektrumu

ideCAD Statik Dinamik analiz raporunda yer alan hesapta kullanılan bilgiler ise aşağıda özetlenmiştir.

f) Göreli Kat Ötelemesi Hesabı

ETABS’ de kat maksimum/ortalama öteleme tablosunda maksimum öteleme değerleri, kat yüksekliğine bölünerek kat göreli öteleme tablosundaki değerler elde edilir. Örneğin; 3,475 mm öteleme kat yüksekliği olan 3.3 m’ye bölünerek 0,001053 elde edilmektedir. ETABS’ den elde edilen bu değerler Göreli Kat Ötelemelerin Sınırlandırılması için hesaplanır.

Göreli kat ötelemesi değerinin hesabında kullanılmak üzere lambda katsayısı hesabı aşağıdadır. Örnek hesap için bknz: Göreli Kat Ötelemesi Lamda Değerleri Hesabı Örneği 1

ideCAD Statik Deprem yönetmeliği raporu göreli kat ötelemesi bölümünde yapılan hesap aşağıdadır.

g) İkinci Mertebe Etkisi Hesabı

İkinci Mertebe Etkileri bölümünde hesabın felsefesi ve nasıl yapıldığı bulunmaktadır. Bu hesap ETABS ‘den doğrudan elde edilememektedir. Gerekli veriler ETABS’den alınarak elle hesap yapılmaktadır.