Yazının başlığında bahsettiğimiz tasarım, taşıyıci sistem tasarımi.
İnşaat mühendisleri,deprem kuvvetleri altindaki taşıyıcı sistemleri iki esastan birine göre tasarlarlar.Bazen her iki yöntemi de ayni anda kullanırlar. Tasarimda kullanılan bu iki esas yöntem nedir?
1…Dayanıma göre tasarım,
2…Şekil değiştirmeye göre tasarım.
Dayanıma göre tasarımda, esas olan kuvvetlerdir. Dönme ile, uzama ile, kısalma ile ilgilenilmez, hesaplanmaz.Dayanıma gore hesabın esasinda, elemanin ya da sistemin sınır dayanimı bellidir, dış kuvvetler hesaplanır, sonra bu iki deger kıyaslanır, hesap tamamlanır. Örnek verelim: Bir kolon düşünelim. Halihazırda bu kolon 3 birimlik bir etkiyi karşılayabilecek durumda olsun. Dıs etkileri hesaplarız, dış etkiler 3.1 birim çikarsa 3.1 degeri 3’ten buyuk deyip uygun degil deriz; dış etkiler 2.9 çıkarsa 2.9 degeri 3’ten kuçük oldugundan uygun diyebiliriz. Yeri gelmisken şekil degistirme esasli dayanım hakkinda da bilgi verelim. Bir kesitin donme kapasitesi 2 birim radyn olsun(herhangi bir performans seviyesine göre).Dıs etkilerden olusan donmede 1.9 birim radyan çıktı diyelim, 1.9 degeri 2 den kuçük oldugundan uygun dersiniz. Dikkat edin, dayanim esasli hesapta kuvvetleri kıyaslıyorsunuz, şekil değiştirme esasli hesapta, donmeyi, uzamayi, kisalmayi kıyasliyorsunuz.
Dayanıma göre hesapta onemli olan husus elemanların karakteristik dayanimlarınin bilinmesidir. Ancak bu şekilde, dış etkilerin doğurduğu tesirlerin eleman yada sistem tarafından karşilanmadıgını tayin edebilirsiniz. Dayanıma gore hesapta malzemelerin maximum karakteristik dayanimlari gerilme-sekil degistirme egrisinin dogrusal oldugu bolgeden alinır.Dogrusal olmayan davranıs biçimi hesaba direkt yansıtılmaz. Yani elemandaki şekil degiştirmeler kuvvet arttıkca artar, kuvvet kalktıgında ise ilk hale geri döner. Bu bagamda kalıcı şekil degistirmelerin olmasina izin verilmez Bu yuzden dayanima gore hesapta dönmeler, uzamalar, kisalmalar hesaplanmaz.
Dayanıma gore yaptığımiz hesapta, malzemenin dogrusal ötesi davranışı da, bir katsayı ile hesaba dahil edilir. Nedir bu katsayı? (R) dedigimiz katsayi işte bu katsayıdır. Bu katsayı ile malzemelerin dogrusal olmayan davranişları da hesaba yüzeysel olarak katılmaya çalışılır.
Anlaşılacaği uzere, dayanım esaslı hesapta hasarın nasıl ve nerede olacağını bilemezssiniz. Çünkü hasar demek ilgili kesitteki şekil değişikliği demektir.Şekil değişikliği nedir? Kesitteki dönmedir(eğrilik) tir, elemandaki uzamadır, elemandaki kısalmadır. Siz dayanim esasli hesapta tek tek her elemanın ilgili yerindeki dönmeyi, kisalmayı, uzamayı hesaplamadıginizdan hasarin nerede,nasıl olduğunu bilemezssiniz. Yani dayanım esasli hesapta net bir hasar kontrolü yoktur. Dayanım esasli hesapta ancak cok genel tahminler yapabilirsiniz.Mesela binada hasar olusacak ama yıkılmayacak gibi, yada en son hasarlar kolonlarda olusmaya başlayacak gibi. Yönetmeliklerin dayanım esaslı hesap içeren bölümleri de zaten bu tarz ifadeler ile doludur.
Dayanim esaslı hesapta şekil değiştirmeleri göremiyoruz diye, yada şekil değistirme esasli hesaba göre nispeten daha kolay diye vazgecmek guvenilmez demekte pek doğru degildir. Dayanım esaslı hesapta yerine gore güvenle kullanılır, şekil değiştirme esaslı hesapta güvenle kullanılir. Onemli olan ne zaman nerede kullanılacaginin/kullanılabileceginin kararini dogru verebilmektir. Bir hesabın karmaşik olması, daha çok veriye ihtiyac duymasii hesabın daha güvenli olduğu anlamı taşimaz…
Ahmet CELIKKOLLU
Insaat Muhendisi
ESKISEHIR
