Problem H

Betonarme Kiriş

Beton

E = 3600 ksi, Poisson oranı = 0.2
f'c = 4 ksi
fy = 60 ksi
Kirişin üst kısmında pas payı = 3.5 in
Kirişin alt kısmında pas payı = 2.5 in

Yapılacaklar

ACI 318-95 Yönetmeliğine göre, gerekli boyuna donatıyı ve kayma donatısını (etriye) hesaplayınız.

Problemin çözümünde şu program olanakları kullanılmaktadır

• Concrete Design (Betonarme Boyutlama)
• New Model from Template (Şablondan Yeni Model)

Problem H ’nin Çözümü

1. File (Dosya) menüsü > New Model (Yeni Model) komutunu seçerek New Model formunu görüntüleyiniz.
2. Açılır liste kutusundan seçeneğine tıklayarak birimleri değiştiriniz.
3. Beam (Kiriş) seçeneğine tıklayarak Beam formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
   • Önceden tanımlı tüm değerleri kabul ediniz.
   • OK kutusuna tıklayınız
4. 3-D View (3 Boyutlu Görünüş) penceresinin sağ üst köşesindeki "X" işaretine tıklayarak bu pencereyi kapatınız.
5. Define (Tanımla) menüsü > Materials (Malzemeler) komutunu seçerek Define Materials (Malzemeleri Tanımla)  formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
   • CONC (BETON) malzemesini seçili duruma getiriniz ve Modify/Show Material (Malzeme Özelliklerini Düzenle/Göster) kutusuna tıklayarak Material Property Data (Malzeme Özellik Bilgileri) formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
     • Weight per Unit Volume (Birim Hacim Ağırlığı) kutusunda 0.15 yazılı olduğunu kontrol ediniz.
     • OK kutusuna iki kez tıklayarak formlardan çıkınız.
6. Durum çubuğundaki açılır liste kutusundan seçeneğine tıklayarak birimleri değiştiriniz.
7. Define (Tanımla) menüsü > Materials (Malzemeler) komutunu seçerek Define Materials (Malzemeleri Tanımla)  formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
8. CONC (BETON) malzemesini seçili duruma getiriniz ve Modify/Show Material (Malzeme Özelliklerini Düzenle/Göster) kutusuna tıklayarak Material Property Data (Malzeme Özellik Bilgileri) formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
   • Modulus of Elasticity (Elastisite Modülü) kutusunda 3600 yazılı olduğunu kontrol ediniz.
   • Poisson’s Ratio (Poisson Oranı) kutusunda 0.2 yazılı olduğunu kontrol ediniz.
   • Specified Conc Comp Strength, f'c (Beton Basıç Dayanımı, f'c) kutusunda 4 yazılı olduğunu kontrol ediniz.
   • Bending Reinf. Yield Stress, fy (Eğilme Donatısı Akma Gerilmesi, fy) kutusunda 60 yazılı olduğunu kontrol ediniz.
   • Shear Reinf. Yield Stress, fys (Kayma Donatısı Akma Getilmesi, fys) kutusuna 60 yazınız.
   • Önceden tanımlı diğer değerleri kabul ediniz.
   • OK kutusuna iki kez tıklayarak formlardan çıkınız.
9. Define (Tanımla) menüsü > Frame Sections (Çubuk Kesitleri) komutunu seçerek Frame Properties (Çubuk Kesit Değerleri) formunu görüntüleyiniz.
   • Add I/Wide Flange (Yeni I Profil Ekle) yazan açılır liste kutusu üzerine tıklayınız ve Add Rectangular (Yeni Dikdörtgen Kesit Ekle) seçeneğini seçiniz.
   • Add New Property (Yeni Özellik Ekle) kutusuna tıklayarak Rectangular Section (Dikdörtgen Kesit) formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
     • Section Name (Kesit Adı) kutusuna CONBEAM yazınız.
     • Materials (Malzemeler) kutusunda CONC malzemesini seçiniz.
     • Depth (t3) (Derinlik) kutusuna 30 yazınız.
     • Width (t2) (Genişlik) kutusuna 18 yazınız.
     • Concrete Reinforcement (Betonarme Donatı) kutusuna tıklayarak Reinfocement Data (Donatı Bilgileri) formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
       • Design Type (Boyutlama Tipi) alanında Beam (Kiriş) kutusunu işaretleyiniz.
       • Concrete Cover to Rebar Center (Donatı Merkezinden Paspayı) alanında, Top (Üst) kutusuna 3.5 yazınız.
       • Concrete Cover to Rebar Center (Donatı Merkezinden Paspayı) alanında, Bottom (Alt) kutusuna 2.5 yazınız.
       • OK kutusuna iki kez tıklayarak tüm formlardan çıkınız.
10. Select All (Tümünü Seç) kutusuna tıklayınız.
11. Assign (Ata) menüsü > Frame/Cable/Tendon (Çubuk/Kablo/Tendon) > Frame Sections (Çubuk Kesitleri)  komutunu seçerek Frame Properties (Çubuk Kesit Değerleri) formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
    • Properties (Özellikler) alanında CONBEAM kesitini tıklayarak seçiniz.
    • OK kutusuna tıklayınız.
12. Durum çubuğundaki açılır liste kutusundan seçeneğine tıklayarak birimleri değiştiriniz.
13. Define (Tanımla) menüsü > Load Cases (Yük Durumları) komutunu seçerek Define Loads (Yükleri Tanımla) formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
    • Load Name (Yük İsmi) kutusuna LIVE yazınız.
    • Type (Yük Tipi) bölümünde LIVE (Hareketli Yük) seçeneğini seçiniz.
    • Self Weight Multiplier (Zati Ağırlık Çarpanı) kutusuna 0 yazınız.
    • Add New Load (Yeni Yük Ekle) kutusuna tıklayınız.
    • OK kutusuna tıklayınız.
14. Her iki çubuk nesnesini seçiniz.
15. Assign (Ata) menüsü > Frame/Cable/Tendon Loads (Çubuk/Kablo/Tendon Yükleri) > Distributed (Yayılı)  komutunu seçerek Frame Distributed Loads (Yayılı Çubuk Yükleri) formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
    • Load Case Name (Yük Durumu Adı) kutusunda DEAD seçili olduğunu kontrol ediniz.
    • Load Type and Direction (Yük Tipi ve Doğrultusu) alanında Forces (Kuvvetler) kutusunun işaretli ve Gravity (Ağırlık Yönü) yönününün seçili olduğunu kontrol ediniz.
    • Uniform Load (Düzgün Yayılı Yük) alanında Load (Yük)  kutusuna 2.2 yazınız.
    • OK kutusuna tıklayınız.
16. Her iki çubuk nesnesini seçiniz.
17. Assign (Ata) menüsü > Frame/Cable/Tendon Loads (Çubuk/Kablo/Tendon Yükleri) > Distributed (Yayılı)  komutunu seçerek Frame Distributed Loads (Yayılı Çubuk Yükleri) formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
    • Load Case Name (Yük Durumu Adı) kutusunda LIVE seçeneğiniz seçiniz.
    • Uniform Load (Düzgün Yayılı Yük) alanında Load (Yük)  kutusuna 1.6 yazınız.
    • OK kutusuna tıklayınız.
18. Analyze (Çözüm) menüsü > Set Analysis Options (Analiz Seçeneklerini Tanımla) komutunu seçerek Analysis Options (Analiz Seçenekleri) formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
    • Plane Frame XZ Plane (Düzlem Çerçeve XZ Düzlemi) kutusuna tıklayarak uygun serbestlik derecelerini işaretleyiniz.
    • OK kutusuna tıklayınız.
19. Options (Seçenekler) menüsü > Preferences (Tercihler) > Concrete Frame Design (Beton Çerçeve Boyutlama) komutunu seçerek Concrete Frame Design Preferences (Beton Çerçeve Boyutlama Tercihleri) formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
    • Design Code (Boyutlama Yönetmeliği) açılır liste kutusunda ACI 318-99 yönetmeliğinin seçili olduğunu kontrol ediniz.
    • Strength Reduction (Phi) Factors (Dayanım Azaltma Faktörleri) değerlerinin sırayla Bending-Tension (Eğilme-Çekme), Compression Tied (Basınç Etriyeli), Compression Spiral (Basınç Fretli), Shear (Kesme) için 0.9, 0.7, 0.75 ve 0.85 olduklarını kontrol ediniz.
    • OK kutusuna tıklayınız.
20. Run Analysis (Analize Başla) kutusuna  tıklayarak Set Analysis Cases to Run (Çalıştırılacak Analiz Durumlarını Seç) formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
    • Case Name (Durum Adı) listesinden MODAL seçeneğini işaretleyiniz ve Run/Do Not Run Case (Çalıştır/Durdur) kutusuna tıklayınız.
    • Action (Çalışma Şekli) listesinde DEAD analiz durumunun Run (Çalıştır) olduğunu kontrol ediniz.
    • Action (Çalışma Şekli) listesinde LIVE analiz durumunun Run (Çalıştır) olduğunu kontrol ediniz.
    • Run Now (Şimdi Çalıştır) kutusuna tıklayarak analizi çalıştırınız.
21. Analiz tamamlandıktan sonra SAP Analysis Monitor (SAP Analiz Sonuçları Ekranı) penceresindeki mesajları kontrol ediniz (uyarı veya hata olmamalıdır) ve OK kutusuna tıklayarak pencereyi kapatınız.
22. Design (Boyutlama) menüsü > Concrete Frame Design (Beton Çerçeve Boyutlama) komutunun aktif olduğunu kontrol ediniz.
23. Design (Boyutlama) menüsü > Concrete Frame Design (Beton Çerçeve Boyutlama) > Select Design Combos (Boyutlama Kombinasyonu Seç) komutuna tıklayarak Design Load Combinations Selection (Boyutlama Yük Kombinezonları Seçimi) formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
    • Design Combos (Boyutlama Kombinezonları) listesinde, DCON1 ve DCON2 önceden tanımlı yük kombinezonlarının oldunu kontrol ediniz.
    • DCON1 'i seçiniz ve Show (Göster) kutusuna tıklayarak Respose Combination Data (Yük Tepki Kombinezonu Bilgileri) formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
      • Yük kombinasyonlarının Define Combination (Kombinezon Tanımla) alanında belirleneceğine dikkat ediniz. 1.4DEAD + 1.7LIVE olmalıdır.
      • Önce Cancel (İptal) sonrada OK kutusuna tıklayarak formlardan çıkınız.
24. Design (Boyutlama) menüsü > Concrete Frame Design (Beton Çerçeve Boyutlama) > Start Design/Check of Structure (Boyutlama/Tahkiki Başlat) komutunu seçerek boyutlama tahkikini başlatınız.
25. Boyutlama tahkiki tamamlandığında, gerekli boyuna donatı alanı ekranda görüntülenir. Geçerli birimlerin kips ve feet olduklarına dikkat ediniz.
26. Durum çubuğundaki açılır liste kutusundan seçeneğine tıklayarak birimleri değiştiriniz.
    

    Not: Gerekli boyuna donatı alanı değerleri artık inch-kare 'dir.

27. Design (Boyutlama) menüsü > Concrete Frame Design (Beton Çerçeve Boyutlama) > Display Design Info (Boyutlama Bilgilerini Göster) komutunu seçerek Display Concrete Design Results (Betonarme Boyutlama Sonuçlarını Göster) formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
    • Design Output (Boyutlama Çıktısı) seçeneğinin işaratli olduğunu kontrol ediniz.
    • Design Output liste kutsunda Shear Reinforcing (Kayma Donatısı) 'nı seçiniz
    • OK kutusuna tıklayınız. Gerekli kayma donatısı alanları ekranda görüntülenecektir.

    Buradaki kesme dontısı alanları birim uzunluktaki donatı alanı olarak verilmektedir. Geçerli birimler kips ve inch olduğundan, kayma donatısı alanı birim inch uzunluktaki donatı alanı (inch-kare) 'dır.

28. Soldaki kiriş üzerine sağ tıklayarak Concrete Beam Design Information (Betonarme Kiriş Boyutlama Bilgisi) formunu görüntüleyiniz. Bu formda:
    • Kiriş boyunca her bir kombinasyon için, üstte ve altta gerekli boyuna donatı ve gerekli kayma donatısı alanlarının verildiğine dikkat ediniz
    • Flex. Details (Eğilme Detayları) kutusuna tıklayarak, seçili boyutlama yük kombinezonu ve yerleşim yeri için, ayrıntılı boyutlama bilgilerini görüntüleyiniz. The Concrete Design Information ACI 318-95
      (ACI 318-95 Yönetmeliği Betonarme Boyutlama Bilgileri) formu görüntülenecektir.
    • Ayrıntılı bilginin görüntülenmesi bittiğinde, sağ üst köşedeki "X" işaretine tıklayarak formdan çıkınız.
    • OK kutusuna tıklayarak formdan çıkınız.