En sık görülen 3B etki, oluşan kiriş tasarım kuvvetlerinin geleneksel 2B analizden beklediğiniz değerlerle her zaman örtüşmemesidir.
Bu tür bir etki birçok farklı şekilde ortaya çıkabilir ve taşıyıcı sistem düzeni karmaşıklaştıkça ve düzensizleştikçe olasılığı artar.
Bu etki, aşağıda gösterildiği gibi, birbirine dar açıyla (90 dereceden az) bağlanan birkaç kat kirişinden oluşan çok basit bir modelle gösterilebilir.
Bu model şunları içerir:
- 250 mm x 500 mm boyutunda 5 kiriş
- 400 mm x 400 mm boyutunda 4 kolon
- 120 mm kalınlığında 2 döşeme.
Çapraz kiriş 1B5 için yükleme, kesme & moment diyagramları aşağıda gösterilmiştir:
Kirişin her iki ucu da ankastre birleşim olduğundan (kolonlarla desteklendiğinden), her iki uçta da yaklaşık simetrik negatif moment görülmesi beklenir.
1B3 kirişinin moment diyagramı, her iki ucunda da aynı kolonlarla desteklenmesine rağmen 1B5’e kıyasla belirgin şekilde farklıdır.
1B3 kirişi için yükleme, kesme ve moment diyagramı aşağıda gösterilmiştir:
Desteklenen döşemenin üçgen alanı nedeniyle yükler hafifçe kaymıştır; ancak moment diyagramında sol uç mesnette pozitif moment, sağ uç mesnette negatif moment görülmektedir. Moment diyagramının simetrik olmaması nedeniyle bu sonuç beklenmedik bir durumdur.
Bunun açıklaması, döşeme boyunca uzanan çapraz kirişle ilgilidir. Yapı, bina analizi sonuç işlemcisi > Analitik Model bölümünde değerlendirildiğinde, nihai yük durumuna bağlı moment değerlerini gösteren analitik tel kafes model aşağıda gösterildiği gibidir.
Rijit bölge (yüzde 25 azaltılmış) seçeneği açık olduğundan, kiriş-kolon birleşiminin rijitliğini simüle etmek için analizde otomatik rijit bağlar (koyu mavi çizgiler) oluşturulmuştur. Momentler enterpole edilerek rijit bölgenin sonunda, yaklaşık olarak kolon yüzü & kiriş alt yüzeyinde gösterilir.
Bu örnekte rijit bölgenin uygulanma amacı, birleşimin rijitliğini belirginleştirerek bu 3B davranışın daha iyi gösterilmesini sağlamaktır.
Sehimi daha iyi görselleştirmek için animasyonlu sehim aşağıda gösterilmiştir.
Yoğun yüklü çapraz kiriş, mesnetlendiği kolonlarda büyük bir negatif moment oluşturmakta ve birleşim belirgin şekilde dönmektedir. Bu dönme, özellikle 90 dereceden daha dar açıyla (dik olmayan) bağlanan diğer kirişler üzerinde bir etki olmadan gerçekleşemez.
Bu durumda çapraz kiriş, kolonda, yani 1B3 kirişinin sol mesnedinde, birleşimi saat yönünde döndürmeye zorlamaktadır. Bu, 1B3’ün sol mesnedinde dışarıdan uygulanan saat yönünde bir momentin bulunduğu ve bunun iç negatif momenti dengeleyip etkisiz hâle getirdiği anlamına gelir.
1B3’ün tasarım momentleri 3B analiz bağlamında doğrudur. Aynı model başka bir genel 3B analiz programında (örneğin SAP) analiz edilse de sonuç aynı olacaktır.
Bu nitelikte sayısız örnek geliştirilebilir. Önemli olan nokta, bir elemandaki tasarım kuvvetleri yanlış görünüyorsa analizin hatalı olduğunu varsayamayacağınızdır. Sehim, elemandaki iç kuvvetlerin bir yansıması olduğundan, sonuçları dikkatle incelemeniz ve özellikle ortak birleşime bağlı tüm elemanların sehim davranışına bakmanız gerekir.