Yapı Mühendisliği Problemlerinde SAP200 Uygulamaları

ÖNSÖZ
Ülkemizde yapı mühendisliği alanında güncelin takibi adına yönetmeliklerde türlü değişiklikler yapılmaktadır. Bu bağlamda 1 Ocak 2019 tarihinde yürürlüğe giren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğinde (TBDY-2018) bina tasarım esasları ve deprem yüklerinin hesabında bir önceki yönetmeliğe (DBYBHY-2007) oranla önemli ölçüde değişiklikler söz konusudur. Yönetmelikte herhangi bir binanın üç boyutlu sayısal modelinin ne şekilde ve hangi esaslar doğrultusunda oluşturulacağı, özellikle dinamik yükler altında hesapta hangi yöntemin seçileceği bir takım parametreler yardımıyla belirlenmektedir. Bu durumda anılan esas ve yöntemler için uygun ve yapı mühendisleri tarafından kabul edilmiş olan yazılımlardan faydalanmak elzem olmuştur.
Bu kitapta, SAP2000 (v20) programında sık kullanılan komutlar açıklanmış, çözüm yöntemlerine ve sistem modellemede başvurulan varsayımlara değinilmiş, çeşitli sistemlerin statik ve/veya dinamik çözümleri aşamalı olarak örneklenmiştir. Bu bağlamda kitabın öğrenciler kadar uygulamada çalışan mühendislere de yardımcı olacağı umulmaktadır.
Kitabın Dördüncü bölümü içerisinde yer alan örneğin hazırlanmasında vermiş olduğu katkıdan ötürü İnş.Müh.Fatih Özer’e içtenlikle teşekkür ederiz.
Bilge DORAN
Ali BOZER
Bülent AKBAŞ
Erkan ŞENOL
Şubat 2019

İÇİNDEKİLER Sayfa
BİRİNCİ BÖLÜM: SİSTEM ANALİZİ 1
1.1.Giriş............................................................................................... 1
1.2.Paket Program Kullanımı .................................................................. 2
1.2.1. Taşıyıcı Elemanların Sınıflandırılması ve Sayısal Modelin Oluşturulması ............................................................................. 2
1.2.1.1. Taşıyıcı Sistem Elemanlarıyla ilgili Basitleştirmeler ................. 5
1.2.1.2. Zemin-Yapı Etkileşimi: Elastik Zemine Oturan Kirişler ............ 8
1.2.2.Çözüm Yöntemleri .................................................................... 9
1.2.2.1. Sonlu Elemanlar Yöntemi ................................................... 9
1.2.2.2. Matris Yer Değiştirme Yöntemi .......................................... 14
1.3.Temel Tanımlar ............................................................................. 16
1.3.1. Toplam Sistem Serbestlik Derecesi ........................................... 16
1.3.2.Rijit Diyafram Hareketi............................................................ 17
1.3.3. Düğüm Noktası ve Elemanlar ................................................... 17
1.3.4.Çubuk Eleman Uç Kuvvetleri ve Pozitif Yönleri ............................ 21
1.3.5. İki Boyutlu Elemanlarda Gerilme-İç Kuvvet ve Pozitif Yönleri........ 22
İKİNCİ BÖLÜM: SAP2000 (v20) GRAFİK EKRANI 24
2.1. Yeni Model Oluşturma .................................................................. 24
2.2. Koordinat Sistemi/Aks Düzenleme ................................................. 27
2.3. Malzeme Özelliklerinin Tanımlanması.............................................. 28
2.4. Çubuk Eleman Kesit Özelliklerinin Tanımlanması .............................. 32
2.5. Alan Elemanı Kesit Özelliklerinin Tanımlanması ................................ 36
2.6. Dış Yüklerin Tanımlanması ............................................................ 38
2.7. Tepki Spektrumlarının Tanımı ........................................................ 39
2.8. Rijit Diyafram Tanımı ................................................................... 41
2.9. Kat Kütlelerinin Tanımlanması ....................................................... 42
2.10. Mod Birleştirme Yöntemi için Deprem Yüklerinin Tanımlanması ........ 44
2.11. Yük Birleşimlerinin Tanımlanması ................................................. 46
2.12. Mesnet Şartlarının Atanması ........................................................ 48
2.13. Döşeme Yüklerinin Atanması ....................................................... 48
2.14. Çubuk Elemanlara Noktasal Yük Atanması..................................... 49
2.15. Çubuklara Yayılı Yüklerin Atanması............................................... 50
2.16. Çubuk Kesitlerinin Atanması ........................................................ 52
2.17. Çubuk Elemanlara Mafsal Atanması .............................................. 52
2.18. Alan Eleman Kesitlerinin Atanması ............................................... 52
ÜÇÜNCÜ BÖLÜM: ÇEŞİTLİ YAPI SİSTEMLERİNİN STATİK YÜKLER ALTINDA HESABI/SERBEST TİTREŞİM PROBLEMİ 53
3.1. Düzlemsel Çerçeve Örnekleri......................................................... 53
3.2. Üç Boyutlu Perdeli-Çerçeve Örneği ................................................103
3.3. Uzay Kafes Sistem Örneği............................................................134
DÖRDÜNCÜ BÖLÜM: TÜRKİYE BİNA DEPREM YÖNETMELİĞİ (TBDY-2018) ESASLARI DOĞRULTUSUNDA YAPISAL ÇÖZÜMLEME 153
4.1. Genel Hesap Esasları ...................................................................155
4.2. Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi.....................................................207
4.3. Mod Birleştirme Yöntemi ..............................................................245
4.4. Döşemelerden Bodrum Kat Perdelerine Aktarılan Yüklerin Belirlenmesi ...............................................................................275
KAYNAKLAR 278