Köprü Yük Derecelendirmesi
Benzersiz yeniliklerin büyük çoğunluğu, insanın tembelliği ve hayatını eskisinden daha kolay hale getirme isteğinden kaynaklanmaktadır. Şüphesiz köprü yük derecelendirmesi, özellikle betonarme ve/veya öngerilmeli beton köprüler söz konusu olduğunda, zahmetli ve el ile yineleme gerektiren bir süreçtir. Mühendis, köprünün taşıma kapasitesinin tahmininde deneme-yanılma yöntemiyle günler ve haftalar harcayabilir. Sorun, normal ve kesme kuvvetleri ile eğilme ve burulma momentlerinin kombinasyonuna maruz kalan kesitlerin taşıma kapasitesinin belirlenmesinde yatmaktadır. Sabit ve hareketli yüklerin farklı etkileri ve betonun doğrusal olmayan davranışı nedeniyle problem doğrusal olmayan bir hal alır ve çözümü uygun bir yinelemeli yöntemin kullanılmasını gerektirir.
Bu nedenle, köprü mühendisi olan ve IDEA StatiCa kullanıcısı olan arkadaşım, bu yorucu görevde kendisine ve meslektaşlarına yardım etmem için bana başvurdu…
Optimize edilmiş yinelemeli çözüm IDEA StatiCa yazılımına entegre edilmiş olup versiyon 7'de yeni bir modül olarak sunulmaktadır.
Köprü yük derecelendirmesi, köprünün güvenli hareketli yük taşıma kapasitesini belirlemek için yapılan hesaptır. Yük şemalarının tasarım yönetmeliklerinde tanımlanan trafik yüklerinden farklılık göstermesi ve malzemelerin bozulmaya uğramış olması nedeniyle, malzemeler ve yükler için farklı kısmi güvenlik katsayıları ile farklı kombinasyon katsayıları kullanılmaktadır.
Kıyaslama örneği
Yük derecelendirmesi kıyaslama örneği, 12 m açıklığa sahip ve yukarıda gösterilen kesit geometrisine sahip, basit mesnetli KA61 öngerilmeli beton yan yana kutu kirişli köprü üzerinde gerçekleştirilmiştir.
Köprü kirişleri üzerindeki hareketli yüklerin analizi SCIA Engineer yazılımında gerçekleştirilmiştir. Bu analize dayanarak, belirli bir köprü kirişi üzerindeki hareketli yüklerin kritik etkisi belirlenmiş ve kritik hareketli yük durumlarındaki iç kuvvetler IDEA StatiCa'ya aktarılmıştır. Köprü kirişinin yapısal modeli, tendon ve donatı tasarımı dahil olmak üzere IDEA Beam uygulamasında oluşturulmuştur.
Köprü yük derecelendirmesi analizi için kombinasyonlar, köprü yük gruplarına göre otomatik olarak oluşturulmaktadır. Program, analiz ayarlarına uygun olarak otomatik yinelemeli hesap yapar. Analiz sonuçları hesap tamamlandıktan sonra otomatik olarak görüntülenir. Sonuçlar, kritik kontroller ve kesitler için özet olarak sunulur; ayrıca köprü yük derecelendirmesi analizinin belirli taşıma kapasitesi türleri için de sunulur: Vn – normal, Vr – rezerv, Ve – istisnai.
Düzlem dışı eğilmenin düzlem içi kısıtlanması
Bu seçenek, İnşaat Aşamaları – ayarlar bölümünden açılıp kapatılabilir.
Yapısal analiz sonuçları (TDA)
Depolama sahası aşamasında (uçlardaki mesnetler) öz ağırlık nedeniyle kirişin deformasyonu
uy – maksimum 0,424 mm
uz – maksimum -0,605 mm
-10 kN/m düzgün yayılı yük altında Son mesnetler aşamasındaki deformasyon
Yalnızca uz deformasyonu
uy deformasyonu ve jx dönmesi sabitlenmiştir
uy = 0
uz – maksimum -1,124 mm
RCS'de sonuçlar – kesit kontrolleri
RCS'deki İnşaat Aşamaları ayarları, Beam modülündeki ayarları yansıtmaktadır.
Depolama sahası aşamasında hesaplanan ekstrem iç kuvvetlerin etkileri:
- 3 boyutlu eğilme
- rx ve jz dönmeleri sıfır değildir
Son mesnet aşaması için hesaplanan ekstrem iç kuvvetlerin etkileri:
Düzlem dışı eğilme, bu inşaat aşamasından itibaren önlenmektedir. Bu nedenle kesit değerlendirmeleri, söz konusu inşaat aşamasından itibaren ortaya çıkan Mz momenti artışlarını dikkate almaz. Elbette toplam etkiler, düzlem içi kısıtlama uygulanmadan önceki artışlarda ortaya çıkan düzlem dışı eğilmeyle sonuçlanabilir.
- 3 boyutlu eğilme
- jz artışı sıfırdır
Tasarım hizmet ömrü sonu aşaması için hesaplanan ekstrem iç kuvvetlerin etkileri:
- 3 boyutlu eğilme
- jz artışı sıfırdır
Relaksasyon tabloları
Öngerilme çeliğinin sonsuz zamandaki toplam relaksasyonu ve relaksasyon kaybının zaman içindeki gelişimi, çoğunlukla öngerilme donatısı üreticisi tarafından relaksasyon tabloları adı verilen formda sunulmaktadır. Eurocode'un bunun yerine bir formül getirmesinden önce mesleki hayatımızda her zaman relaksasyon tablolarıyla çalışmıştık. Bu büyük bir ilerleme gibi görünüyordu – kolay programlama, kolay çalışma. Sorun şu ki bu formül, farklı üreticiler tarafından üretilen öngerilme donatısının gerçek davranışına uymamaktadır. Bu nedenle söz konusu basit formülün kullanımına Almanya'da izin verilmemektedir. İşte bu yüzden IDEA StatiCa versiyon 7'ye kullanıcı tanımlı relaksasyon tabloları özelliğini ekledik.
BIM'de köprü kombinasyonları üreteci
IDEA StatiCa kullanıcıları, versiyon 6'da IDEA StatiCa Beam'e entegre edilen köprü kombinasyonları üretecini övdü. Rakiplerimizin programlarındakinden daha iyi olduğunu defalarca dile getirdiler. Bu nedenle, bağlantılı 3B programlardan yük durumu sonuçlarını içe aktardıktan sonra da kullanabilmek için üretecin BIM modülüne eklenmesini talep ettiler.
Bu doğrultuda, köprü yük gruplarını tanımlama ve yük kombinasyonları oluşturma imkânı versiyon 7'de IDEA StatiCa yazılımına eklenmiştir. Bunun yanı sıra kombinasyonlar, mct dosyası aracılığıyla Midas Civil'e aktarılabilmektedir.
Sıvı tutma ve muhafaza yapıları - iyileştirmeler
EN 1992-3'e göre çatlak kontrolü iyileştirilmiş olup program, karşı taraflardan gelen beton basınç bölgesi derinliklerinin birbirini örtüp örtmediğini otomatik olarak belirlemektedir. Bu durum, kesitin her iki taraftan yüklendiği durumlarda (farklı kombinasyonlar için dönüşümlü olarak) ortaya çıkmaktadır.
Tek taraflı gerilmiş kesit
Her iki taraftan gerilmiş kesit, beton basınç bölgesi derinlikleri örtüşüyor
Her iki taraftan gerilmiş kesit, beton basınç bölgesi derinlikleri örtüşmüyor
RCS - yalnızca kesitin bir ekstreminin kontrol edilebilmesi
Rijitlik - iyileştirmeler
Versiyon 7'de öngerilmeli kesitlerin rijitliğini ve eğriliklerini hesaplamak için yeni imkânlar sunulmuştur – Hem kısa vadeli hem de uzun vadeli rijitlik hesaplanabilmektedir. Rötre kaynaklı eğrilikler de hesaplanabilmektedir.
SAP2000 ile bağlantı
RCS'nin basitleştirilmiş kullanıcı arayüzü
Yeni kullanıcı arayüzü daha sezgisel ve sade olacak şekilde optimize edilmiştir. Gezgin çubuğu, temel program işlevlerini sunacak şekilde sadeleştirilmiş olup Kontroller, Sonuç komutu aracılığıyla erişilebilir hale getirilmiştir.
