LOKAL BURKULMA

Kompakt kesit, burkulmadan önce tamamen plastik bir gerilim dağılımı oluşturabilen kesit olarak tanımlanır. Bu nedenle kompakt kesitler burkulma durumunda fiber liflerin plastikleşme durumuna gelmesi beklenir.

         Kompakt olmayan bir kesit, burkulmadan önce basınç elemanlarının tamamında olmasa da bazılarında akma gerilimine ulaşılabilen kesit olarak tanımlanır. Kompakt olmayan bir kesit tamamen plastik bir gerilim dağılımına ulaşamaz.

         Narin kesitte lokal burkulma meydana geldiğinde kesitteki tüm lifler elastik kaldığı kesittir. Rijitleştirilmiş elemanlar her iki uçtan da sınırlandırılırken, rijitleştirilmemiş elemanlar yalnızca bir taraftan sınırlandırılmıştır. Şekil 1 de I kesit tipi için örneklendirilmiştir.


Aşağıdaki şekillerde başlıklarda ve gövdede oluşabilecek lokal burkulma durumları görülebilir. AISC ve Çelik yapılar yönetmeliğimiz sınır koşulluna göre eksenel basınç altındaki enkesitlerin parçalarının, narin veya narin olmama durumuna göre kesitin narinlik tayini yapar ayrıca eğilme momentinin basınç etkisi altındaki en kesit parçalarının kompakt, kompakt olmayan ve narin olarak sınıflandırmasını yapmaktadır.



AISC 360-22 EN KESİT KOŞULLARI

       Amerikan çelik tasarım standartında belirtilen kesit sınıflandırma kriterleri Türkiye çelik yönetmeliğinde belirtilen şartlarla birebir aynıdır. Eksenel basınç etkisi altındaki eleman parçalarının sınıflandırılması verilen sınırı, genişlik/kalınlık oranına göre karşılaştırılarak narin veya narin değil olarak sınıflandırılır. Eğilme etkisindeki kesitlerin basınç parçalarındaki sınıflandırma kompakt ve narinlik sınırlandırılmalarına göre kontrol edilerek, kompakt/kompakt değil veya narin olarak verilmektedir. Sınıflandırılan kesitlerin hangi sistemlerde kullanılabileceği ile ilgili koşullar tanımlanır.

       Amerikan çelik yapılar tasarım standartında seçilen kesit tipleri ile ilgili tasarımı kolaylaştırmak açısından oluşabilecek limit durumlar listelenerek aşağıdaki tablolarda verilmiştir.

       Çelik standartının yanında sismik tasarım yönetmeliğindeki kesitler için tanımlanmış süneklilik sınıflandırmalarında kontrol edilmelidir. Amerikan yönetmeliğinde yüksek sünek ve orta sünek sınırlar tanımlanmıştır.

 


TÜRKİYE ÇELİK YAPILAR YÖNETMELİĞİ EN KESİT KOŞULLARI

       Çelik yönetmeliğimizin kesit kontrolleri ile ilgili maddeleri aşağıda bulunmaktadır.

       Deprem yönetmeliğimizde 9.2.7 koşulu gereğince tablo 9.3’ te verilen süneklilik sınırlarına uyulması zorunludur. Yüksek sünek taşıyıcı sistemlerden birisi seçildiğinde yüksek sünek kesit kullanılması zorunludur. Bu nedenle taşıyıcı elemanların kesitleri seçilirken bu şartlarda göz önünde bulundurulmalıdır.

EUROCODE-8 ENKESİT KOŞULLARI

EN 1993-1-1: 2005 Avrupa standartında kesitler 4 sınıfa ayrılmaktadır. Burada enine kesit sınıflandırmasının rolü, enine kesitlerin direncinin ve dönme kapasitesinin yerel burkulma direnci tarafından ne ölçüde sınırlandığını belirlemektir. Sınıflandırmalar aşağıdaki gibidir.

Sınıf 1 kesitler, plastik analizin gerektirdiği dönme kapasitesine sahip, dirençte azalma olmaksızın plastik mafsal oluşturabilen kesitlerdir.


Sınıf 2 kesitler plastik moment dayanımını geliştirebilen ancak yerel burkulma nedeniyle dönme kapasitesi sınırlı olan kesitlerdir.


Sınıf 3 kesitler, elastik bir gerilim dağılımı varsayılarak çelik elemanın aşırı basınç lifindeki gerilimin akma mukavemetine ulaşabileceği, ancak yerel burkulmanın plastik moment direncinin gelişmesini engellemeye eğilimli olduğu kesitlerdir.


Sınıf 4 kesitler, kesitin bir veya daha fazla kısmında akma gerilimine ulaşılmadan önce yerel burkulmanın meydana geleceği kesitlerdir.


Kesitteki parçalar farklı sınıflarda olabilir burada en üst sınıf kesit sınıfı olarak tayin edilebleceği belirtilir. Tablo 5.2 de kesitteki parçaların sınıflandırma tayinindeki sınır koşulları tanımlanmıştır. Sınıf 3 sınırı sağlamayan kesitler sınıf 4 olarak nitelendirilmektedir.


STASTEEL’DE EN KESİT KOŞULU KONTROLÜ

       En kesit koşulları analizden bağımsız kontrollerdir. Bu nedenle yapı modellemesine başlanırken mutlaka en kesit koşullarına uyan kesitlerin taşıyıcı sistemde kullanılması gerekmektedir. Bu koşullar sismik kuvvete dayanacağı kabul edilen taşıyıcı sistemler için geçerli olduğu unutulmamalıdır. Konstrüktif olarak konulan elemanlarda bu koşullar aranmaz. Stasteel seçilen deprem standartına göre en kesit koşullarını kontrol eder ve eleman hesap detayında bu koşul kontrollerini yazar. Aşağıdaki örnek tek bir konsol kolon tanımlaması yapılmış ve analiz edilmiştir. Kapasite olarak yeterli olsa da gerekli en kesit koşulunu sağlamamakta ve tasarım uyarısı vermektedir. 

Tasarım yönetmeliğinde kesitin kompakt, kompakt olmayan veya narin durumu belirlenir buna göre kesit dayanımları belirlenir. Deprem yönetmeliklerinde ise kesitin süneklilik düzeyi belirlenir ve bu kesitin kullanılacağı taşıyıcı sistem tipleri sınırlandırılır. Bu nedenle deprem yönetmeliğindeki koşula kesinlikle uyulması gerekmektedir. Referans alınmış taşıyıcı sistem tipine uygun süneklilik düzeyinde kesitlerle yapı teşkil edilmelidir.

       Hesap detayına bakıldığında rijitleştirilmemiş eleman kesit kontrolünün limit durumu aştığı görülmektedir. Bu tarz bir durumda yapılacak tek çözüm ilgili kesitin en kesit koşullarına uyan bir kesitle değiştirilmesidir.

       StaSteel programında bu kesitler ön tanımlı olarak ayarlanabilmektedir. Bunun için kesitler makrosu kullanılarak “Program yeni proje ayarları” seçeneği aktif edilip aşağıdaki menüden istenilen kesitler aktif edilip kayıt edilirse program bu kesitleri size gösterecektir.