Giriş
Kademeli inşaat analizi, makul bir dikkatle kullanıldığında yapının gerçek davranışını daha yakından yansıtabilen gelişmiş bir çözüm yöntemidir.
Standart bir 3B analiz, zamana bağlı etkileri hesaba katmaz; yapının aynı anda inşa edildiğini varsayar. Gerçekte betonarme bir bina, aşamalar hâlinde ve genellikle her seferinde bir kat olacak şekilde inşa edilir. Bina kat sayısına bağlı olarak, birinci katın başlangıcından en üst katın tamamlanmasına kadar önemli bir süre geçebilir.
Beton zamanla olgunlaştığından, en üst kattaki betonun özellikleri birinci kattaki betonun özelliklerinden ‘geride kalır’ (bu fark ara katlarda azalan oranda görülür).
Kademeli beton inşaatının bir başka özelliği, mevcut alt katlarda döküm öncesinde meydana gelen oturmaların, şantiyede mevcut kat seviyesi belirlenirken hesaba katılmasıdır. Bu etki standart bir 3B analizde göz önüne alınamaz; kademeli inşaat analizinde ise otomatik olarak dikkate alınır.
Basit Örnek
Aşağıda gösterildiği gibi iki bloktan oluşan bir model kurulmuştur. Her iki blokta da birinci kat planı ve yüklemesi aynıdır. Sağdaki bloğa ikinci bir kat çerçevesi eklenmiş, ancak bu katta hareketli yük uygulanmamıştır.
Yukarıdaki model için, tüm elemanların tüm yüklerle eş zamanlı olarak analiz edildiği standart bir 3B analiz yapılabilir.
Kademeli bir inşaat analizi de yapılabilir. Yalnızca hareketli yükün kademelendirilmesi seçeneği seçilirse analiz şu şekilde ilerler:
- Birinci aşamada yalnızca birinci katlar, hareketli yükleri için analiz edilir.
- İkinci aşamada ikinci kat eklenir ve analiz (deforme olmamış model için) tekrarlanır; ancak bu kez yalnızca ikinci kat seviyesindeki hareketli yük için yapılır.
- Bu şekilde her aşama, yalnızca kendi sonucunu ve önceki aşamaların sonucunu etkileyebilir.
Q için Sonuçlar – Kademesiz
Kademesiz sonuçta, birinci kata uygulanan Q yükünün üstteki yapıda momentler oluşturduğu görülür. Yük uygulandığı anda bu çerçeve mevcutsa, bu tamamen mantıklıdır.
Q için Sonuçlar – Kademeli
Kademeli sonuçta, birinci kat elemanlarının üstündeki çerçevede moment oluşmaz; birinci kat yapısındaki kuvvetler tek katlı çerçeve ile iki katlı çerçevede tamamen aynıdır. Tüm yük, üstteki çerçeve mevcut olmadan önce uygulanmışsa ve tüm sehimin anlık olduğu varsayılıyorsa bu sonuç mantıklıdır.
Sünme etkisi yukarıdaki değerlendirmede göz önüne alınmamıştır; gerçekte birinci kat kirişleri, çerçeve inşa edilip yüklendikten sonra da sehim vermeye ve birleşim noktaları dönmeye devam eder. Bu nedenle, ikinci kat çerçevesi inşa edildiği anda bu çerçevede moment bulunmasa da, birinci kat yapısındaki sünme, zamanla ikinci katta bazı momentlerin oluşmasına yol açar.
Model Oluşturma
Kademeli inşaat için model oluştururken ek bir adım gerekmez. Aşamalar otomatik olarak oluşturulur (her kat ayrı bir aşama olarak ele alınır). Model oluşturulduktan sonra, Aşama Kontrolü bölümünde açıklandığı gibi aşamalar düzenlenebilir.
Kademeli Yükleme Oluşturma
Kademeli yükleme, Yük Kombinasyonu Düzenleyicisi içinde Yükleme Üreticisi düğmesine tıklanarak belirtilir: Kademeli İnşaat Yük Kombinasyonu
Her Aşamanın Süresi
Her aşamanın süresi, o aşamada kullanılan elastisite modülünü belirler; normal çimento kullanıldığı varsayılır, böylece t yaşındaki beton elastisite modülü Ec şu şekilde tahmin edilir:
Aşama süresinin Ec üzerindeki etkisi aşağıda gösterilmiştir:
- Süre 1 gün 0.59 Ec(28)
- Süre 15 gün 0.96 Ec(28)
- Süre 28 gün 1.00 Ec(28)
- Süre 99 gün 1.06 Ec(28)
Yukarıdakilerden, ilk birkaç günden sonra süreye bağlı değişimlerin sonuçlar üzerinde büyük bir etkisinin olmadığı görülebilir.
Analiz Özellikleri
Kademesiz inşaatta olduğu gibi, faktörler Malzeme ve Kesit Etkin Faktör Rijitliği üzerinden uygulanır. Bu faktörler tüm inşaat aşamalarında geçerlidir.
Özellikle Elastisite Modülü Faktörü dikkatle değerlendirilmelidir; çünkü sünme ve çatlama için gerekli düzeltmeleri yapmak amacıyla kullanılır. Burada girilen değer, Malzeme diyalog penceresinde tanımlanan kısa süreli elastisite modülü Ec(28)’e uygulanır.
Sünme için yapılan düzeltmeler, yalnızca kademesiz analiz kapsamında etkin biçimde ele alınır.
Kullanılan E değeri, EC2 kapsamındaki yanal ötelenme (sway) hassasiyeti değerlendirmesi açısından çok önemlidir (ACI Sway seçeneği kullanıldığında diğer yönetmelikler için de geçerlidir).