Bağlantı tasarımı RFI'ları – Mevcut çelik birleşimlerin güçlendirilmesi

Bu makale, "Connection Design RFIs" serisinin bir parçasıdır.
Serideki tüm makaleleri okuyun.

Güçlendirme – ne ve ne zaman

Mevcut çelik yapıları değerlendirmek için pek çok neden vardır. AISC, birkaç yıl önce düzenlediği AISC webinarında en yaygın nedenleri çok iyi bir şekilde açıklamıştır: 

1. Hareketli veya sabit yüklerin değişmesi

   • Bina genişlemesi 
   • Kullanım amacının değişmesi
   • Binaya yeni ekipman eklenmesi
   • Yeniden çerçeveleme: yeni açıklıklar, kolon kaldırma
2. Onarımlar

   • Yangın veya darbe kaynaklı hasarlar
   • Korozyon 
   • Sismik güçlendirme

Ancak bu blog yazısında, IDEA StatiCa Connection uygulamasının mevcut çelik birleşimlerin değişikliklere uygunluğunun gözden geçirilmesine nasıl yardımcı olabileceğine odaklanacağız. 

Bir çelik birleşimi güçlendirme süreci; birleşim için yeni yüklerin hesaplanmasını, mevcut malzemelerin incelenmesini ve mevcut kapasitenin hesaplanmasını ya da bulunmasını kapsar. Mühendis, birleşimin yetersiz kalması durumunda nasıl güçlendirileceğine karar vermelidir. AISC Design Guide 15: Rehabilitation and Retrofit (İkinci Baskı) tarafından önerilen bazı çözümler şunlardır: 

• Perçinlerin cıvatalarla değiştirilmesi
• Kaynak takviyesi eklenmesi 
• Kaynaklı/cıvatalı takviyeli oturma birleşimi eklenmesi 
• Levha takviyesi eklenmesi

Neden IDEA StatiCa kullanılmalı

IDEA StatiCa'da geometri karmaşıklığından bağımsız olarak her türlü birleşim tasarlanabilir ve AISC'nin önerdiği çözümleri modelinizde test edebilirsiniz. 

Birleşim tasarımı kapasitesi
Mevcut tasarımla birleşimin maksimum kapasitesini belirlemek için düğüm tasarım dayanımı analizini çalıştırın. Bu, birleşimin yeni yükleri karşılayıp karşılayamayacağını ve güçlendirme gerekip gerekmediğini değerlendirmenize yardımcı olacaktır. 

Perçinlerin modellenmesi
Mevcut birleşimdeki perçinleri simüle etmek için IDEA StatiCa'da cıvata sınıfını değiştirin.

Tarihi kesitlerin ve malzemelerin modellenmesi
ASTM 9 gibi eski malzemeleri modellemek için malzeme özelliklerini değiştirin. S-şekilli geniş başlıklı kirişler gibi profilleri seçmek için kesit veritabanını kullanın. 

Kaynak takviyesi eklenmesi
Birleşimi güçlendirmek amacıyla gerektiğinde kaynak eklemek için kaynak işlemini kullanın.

Oturma birleşimi eklenmesi
Birleşim tasarımını güçlendirmek için köşebent kesiti eklemek amacıyla takviye eleman işlemini kullanın.

Modelin herhangi bir bölümüne takviye levhası eklenmesi
Oturma birleşimini güçlendirmek için levhalar veya birleşim yakınındaki elemanları güçlendirmek için kaynaklı levhalar ekleyin.

Özet

IDEA StatiCa, yeni ve mevcut yapısal tasarım için çok yönlü bir çözümdür. Connection uygulaması, AISC'nin önerdiği çözümleri kolayca modelleyip hızla değerlendirir. Bu sayesinde, IDEA StatiCa ile çelik birleşimlerin güçlendirilmesi saatler süren elle hesaplamalardan tasarruf sağlayabilir.