PROSTEEL 2015 STATİK RAPORU

Bu rapor çelik yapıların yaygınlaşması anlamında yarışma düzenleyerek önemli bir teşvik

sağlayan Prosteel’in 2016 Çelik Yapı Tasarımı Öğrenci Yarışması için hazırlanmıştır.

Giriş

18.yy’ın başlarından itibaren inşaat alanında kullanılan çelik, 20.yüzyıl başlarında kaynaklı

birleşimlerle uygulama alanına girmesiyle kullanımı daha da yaygınlaşmıştır. depreme

dayanıklı yapıların tasarımı ve özellikle yeni yapılacak olan yapılardaki yapısal sistemlerde

çelik önemli bir yer almaktadır.

Çelik yapılar ülkemizde konutlardan çok, genellikle geniş alanlara ihtiyacı olan endüstriyel

binalar, büyük açıklıklı köprüler, spor salonları, sergi ve konferans salonları için

kullanılmaktadır. %100 geri dönüştürülebilen yapısal çelik, yüksek dayanımı ve yüksek

sünekliğinden dolayı yapılarda çeşitli oranlarda çelik sistemler kullanılmaktadır ve bu

doğrultuda konutlarda da çelik kullanımına olan ilginin artmış olması önemli bir

gelişmedir.Statik yeterliliği, tasarımda sağladığı olanaklar ve belirli standartlara sahip olması

yaygınlaşmasında büyük önem taşımaktadır ve bu yaygınlaşma inşaat ve mimarlık sektörünü

etkilemektedir.

Tasarım adımları

Tasarım ilkeleri işlevsel tasarım ve taşıyıcı sistem tasarımı olarak iki bölümde incelenebilir.

İşlevsel tasarımda çevreyle olan etkileşim ve yapılacak yapının işlevine uygun iç ve dış tasarım

dikkate alınırken taşıyıcı sistemin tasarımında ise işletme yüklerini güvenle taşıyacak

elemanların estetikle beraber seçimi gerekir. Tasarımın adımları; çevresel analiz, planlama,

ön tasarım süreci, yüklerin saptanması, ön boyutlama, analiz(yüklerin ve sistemin

modellenmesi, iç kuvvetlerin ve yer değiştirmelerin saptanması), değerlendirme (dayanım ve

işletme koşullarının kontrolü; sonucun optimum tasarım kriterleriyle uyumunun

belirlenmesi), gerekiyorsa yeniden tasarım ve sonuç şeklinde özetlenebilir.

Amaç ve Kapsam

Mimaride sağladığı avantajları yanı sıra mühendislik açısından da oldukça dayanıklı

olduğundan dolayı çelik kullanımı teşvik edilmiştir. Sürdürülebilirlik, farklı konstrüksiyon

sistemleri uygulanabilirliği ve dayanımı oldukça güçlüdür. Raporda mimari projesi hazırlanan

projemizin statik anlamda uygulanabilir olduğu, istenilen kriterleri karşıladığı çeşitli

hesaplara dayanarak gösterilmiş ve tasarlanan yapının deprem, rüzgar, kar ve hareketli

yükler gibi çeşitli yükler altında nasıl davrandığını incelenmiştir.

Sistemdeki çelik profillerde Borusan Mannesmann ürünleri ve yetersiz kalındığı bölümlerde

İzocam Tekiz ürünleri kullanılmıştır.

Mevcut Standartlar

Türkiye’de, bugün çelik binaların tasarım ve yapımı aşamasında kullanılan temel standartlar

TS 648, TS 4561 ve kaynaklı bileşimlerin hesabında kullanılan TS 3357’ dir. Çelik yapılarla ilgili

diğer standartlar ise profiller ve bulon tipleri gibi yapısal eleman ve birleşimlerle ilgilidir.

Ayrıca, bütün yapı tipleri için geçerli olan, bina yükleri ile ilgili standart TS 498 ve DBYBHY

2007’de bulunmaktadır.TS 648, yapısal çelik tasarımında güvenlik gerilmeleri yöntemine gore

hesap yaparken; TS 4561, 1-2 katlı binaların tasarımı için taşıma gücü yöntemine göre hesap

yapmaktadır. Diğer taraftan, Eurocode 3 ve Eurocode 8 gibi Avrupa standartları, ASD, LRFD

ve depreme dayalı tasarım için FEMA, ATC gibi Amerikan standartları ülkemizde de gerek

üniversitelerdeki araştırmalarda ve gerekse çelik tasarım ve yapım firmaları tarafından da

uluslararası işlerde kullanılmaktadır.

Projemiz,TS 498 ve DBYBHY 2007 temel standartları esas alınarak hazırlanmış ve dikkat

edilmesi gereken noktalar vurgulanmıştır.

Projenin uygulanacağı yerin konumu ve kabul edilen yapısal parametreler;

Projenin uygulanacağı il: BOLU,MUDURNU

Bulunduğu deprem bölgesi: 1 (DBYBHY 2007’e göre )

Proje alanının denizden yüksekliği: 840m

Zemin Sınıfı: Z3

Kat Sayısı:1+1

Kat Yüksekliği: 4.5m(Otopark alanı) + ortalama 4.5 (Pazar alanı)

Bu raporda, mimari projede bulunan çelik strüktür incelenmiştir.

Resim 1 https://www.afad.gov.tr

Yükler

Yük Durumları

Yüklemeler; yapı üzerindeki kuvvet, basınç, mesnet yer değiştirmesi, ısıl etkiler, zemin ivmesi

ve buna benzer etkilerin bir ifadesidir. Ülkemizde; esas alınacak yüklerin hesap değerleri TS

498-1997 standardı ile verilmektedir. Bu bildirde; çatı örtüsü ağırlığı, kar yükü, buz yükü,

rüzgâr yükü, deprem yükü ve bu yüklerin birbirleri ile etkileşimleri, hareketli yük ve bu

yüklerin her birinin yük durumu tarif edilmiştir.

İsteğe bağlı olarak sınırsız sayıda yük durumu tanımlanabilir. Genelde hareketsiz yük,

hareketli yük, rüzgar yükü, kar yükü, ısıl genleşme yükleri ve diğer yük türlerinin her biri için

ayrı yük durumları tarif edilir. Uygulama şekillerinden kaynaklanan farklar veya boyutlama

amacındaki farklılıklardan dolayı bağımsız olarak değişkenlik gösteren yükler için farklı yük

durumları tarif edilmelidir.

Bir nesneye atanan yük değeri aynı zamanda bu yüklemenin yük tipini (kuvvet mi, yer

değiştirme mi, ısı mı olduğunu), şiddetini ve yönünü (eğer uygulanabilirse) tanımlarlar. Her

bir nesneye birbirinden farklı birden fazla yük durumuna ait yüklemeler yapılabilir.

Yapının herhangi bir yükleme durumuna tepkisini hesaplamak için analiz durumu tanımlanıp,

çalıştırılmalıdır. Bu aşamada yükleme durumun statik mi yoksa dinamik mi uygulanacağı,

yapının doğrusal mı doğrusal olmadığı kabul edilerek mi analiz edileceği de tariflenir. Aynı

yükleme durumu farklı analiz seçeneklerinde farklı şekillerde uygulanabilir.

Rüzgar Yükü

Projenin alanın spesifik olarak rüzgar alan ya da almayan bir bölge olup olmadığı

belirlenememiştir. Bundan dolayı rüzgar yükü hesaplarında TS 498’de belirtilen limitler

içerisinde hesaplamalar yapılacaktır.

TS498

Çizelge 5’te de görüldüğü üzere, yapı için verilen emme 0.8’dir.

TS 498’de Rüzgar yönüne dikey yüzeyler için alınacak C değeri resim 2 da görüldüğü üzeredir.

Dolayısıyla bu paramatreler ışığında hesaplanaan rüzgar yükü W=1,25 dir.

Hareketli Yük

Hareketli yük belirlenmesinde diğer yüklerde olduğu gibi TS 498 ‘den yararlanılmıştır. TS 498

Çizelge-7’ye göre konut tipi yapılarda hesaba katılması gereken hareketli yük 5 kN/m2 dir.

Rüzgar ve Kar Yükü hesaplarında olduğu gibi hareketli yük hesabında da toplam alan hesaplanıp bu

hesaplanan alana gore yük kN cinsinden hesaplanmıştır.

Kar Yükü

Projenin uygulanacağı ilin Bolu olması sebebiyle kar yükü hesabı yapılmıştır.

Resim 4’te görüldüğü gibi (TS 498 Çizelge-4) yapının denizden yüksekliği ve bölgesi göz önünde

bulundurulduğunda zati kar yükünün yukarda belirtildiği gibi 1,25 kN/m2 olduğu anlaşılmaktadır.

Yine Resim 4’te görüldüğü üzere ( TS 498 Çizelge-3) çatı eğimi 71 derece olduğu için azaltma değeri

1 alınacaktır.

Toplam Kar yükü =75 kN/m²

Deprem Yüklemesi

G + Q

G + Q ± Ex ± 0.3Ey

G + Q ± 0.3Ex ± Ey

0.9G ± Ex ± 0.3Ey

0.9G ± 0.3Ex ± Ey

Materyal

Endüstri yapılarının statik yükler ve rüzgâr yükleri altında projelendirilmesinde TS 498 (Yapı

Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yükler), TS 648 (Çelik Yapıların Hesap ve Yapım

Kuralları), ve TS 3357 (Çelik Yapılarda Kaynaklı Birleşimlerin Hesap ve Yapım Kuralları) kullanılmıştır;

1+1 katlı yapının statik yükler ve deprem yükleri altında projelendirilmesinde ise standartlar

uygulanmıştır.