Tez Çalışması

1. İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
ÇELİK ENDÜSTRİYEL YAPI TASARIMI
Taner EMANET
Yrd. Doç. Dr. Barlas Özden ÇAĞLAYAN
OCAK , 2010
İTÜ, İSTANBUL

2. PROJE HAKKINDA
Bu projede çelik endüstriyel yapının 3 boyutlu olarak modellenerek
“İMO-02, Emniyet Gerilmesi Esasına Göre Hesap ve Proje Esasları” standartlarına göre
boyutlandırılması ve birleşim hesaplarının yapılması amaçlanmıştır. Proje süresince 3 boyutlu
model oluşturma kuralları kavranmaya çalışılmıştır. Yapının bilgisayar ortamında SAP2000
V14.1 programı ile oluşturulan modeli ile elde edilen sonuçlara göre sistem elemanları
boyutlandırılmıştır ve düğüm noktaları hesabı yapılmıştır. Daha sonra yapı 3 boyutlu olarak
yeniden Tekla Structures V14.1 programı ile modellenerek yapıya ait çizimler elde edilmiştir.

3. TASARIM KOŞULLARI BELİRLENDİ
Koşullar:
•Yaklaşık olarak 20 m makas genişliği olacak
•Yaklaşık olarak 40x100 metrekarelik alan üzeri kapatılacak
• Bir açıklıkta 20 t ve 10 t olmak üzere iki adet kren olacak
• Krenler birbirilerine en fazla 180 cm yaklaşabilecek
• Bu yapı Gebze ‘de yapılacak. (Meteorolojik bilgiler elde edilecek)
• Makaslar 5 m ‘de bir, kolonlar 10 m ‘de bir yerleşecek.

4. SİSTEM GEOMETRİSİ BELİRLENDİ
3 Boyutlu modelde kullanılacak sistem geometrisi elde edildi. Sistemin makas elemanları
dikme ve diyagonel elemanlardan oluşmaktadır. Kolonlar ise örgü kolon olarak
belirlenmiştir. Ayrıca yapıda gün ışığından faydalanabilmek için fenerlik mevcuttur.
Sistem Geometrisi Şekli

5. KAPLAMA MALZEMELERİ BELİRLENDİ
Kaplama malzemesi olarak NUHPANEL kullanılmıştır.
Çatı Kaplaması Cephe Kaplaması

6. KREN TİPİ BELİRLENDİ
Kren tipi olarak “ABUS” üretici firmasının ürettiği “ZLK DOUBLE GIRDER CRANES “
Tipi krenler seçildi ve tasarımda 10 t ve 20 t için yük değerleri kullanıldı.

7. METEOROLOJİK BİLGİLER ELDE EDİLDİ
1975-2006 Kocaeli Bölgesi Maksimum Yağmur, Rüzgar ve Kar Verileri:
• En çok yağış : 14.08.2001 - 125,8 kg/m2
• En hızlı rüzgar : 13.04.1985 - 112,7 km/h (31,31 m/sn)
• En yüksek kar : 25.02.1983 - 74 cm
• Kar birim hacim ağırlığı 1,5 kN/m3olduğundan yaklaşık 75 cm
kar yağışı için 0,75x1,5=1,125 kN/m2 kar yükü hesapta
kullanılmıştır. Bu değer yönetmeliğin önerdiği değerden büyüktür.
• Rüzgar yükü q=
v2 1600
olarak hesaplandığından
q= 31,312 1600 =0,61 kN/m
2
olarak elde edilmiştir. Bu değer yönetmeliğin önerdiği değerden
küçük olduğu için q=0,80 kN/m2 olarak alınmıştır.
• Yapıda su birikmesi olmayacak şekilde önlemler alınacağı
varsayıldığı için su birikmesi hesaplarda göz önüne
alınmayacaktır.

8. YAPIYA ETKİYEN YÜKLER VE KAPLAMA AĞIRLIKLARI BELİRLENDİ
YÜK ANALİZİ
• ÖLÜ (DEAD) YÜK – Program tarafından otomatik olarak
alınır.
• KAPLAMA YÜKÜ – 0,16 kN/m2
• KAR YÜKÜ – 1,125 kN/m2
• RÜZGAR YÜKÜ – 0,8 kN/m2
• TOZ YÜKÜ – 0,05 kN/m2
• CAM YÜKÜ – 0,30 kN/m2
• SICAKLIK YÜKÜ – 200 (+ ve – olmak üzere )
KAPLAMA AĞIRLIKLARI
ÇATI KAPLAMA
KAPLAMA AĞIRLIĞI: 0,16 kN/m2
AŞIK+GERGİ: 0,10 kN/m2
TOZ AĞIRLIĞI: 0,05 kN/m2 q= 0,31 kN/m2
CEPHE KAPLAMA
KAPLAMA AĞIRLIĞI: 0,16 kN/m2
KUŞAK+GERGİ: 0,10 kN/m2 q= 0,26 kN/m2

9. YAPIYA ETKİYEN MAKSİMUM ve MİNİMUM KREN YÜKLERİ BELİRLENDİ
Üretici firmadan alınan kren bilgilerine göre yapıya hareketli yük olarak
etkiyecek kren yükleri; firmanın verdiği bilgiler doğrultusunda ve tasarım
koşullarında belirlenen iki krenin bir birine en fazla 180 cm yaklaşabileceği
durumu göz önünde bulundurularak, maksimum ve minimum yükler olarak
belirlenmiştir.
Üretici Firma Yük Değerleri
Maksimum Kren Yükü
Minimum Kren Yükü

10. OPTİMUM MAKAS YÜKSEKLİĞİ BELİRLENDİ
Çeşitli Makas Yükseklikeri
Çeşitli makas yükseklikleri için yapıya etkiyecek
olan kar yükü, rüzgar yükü, profil ağırlıkları ve
kaplama ağırlıkları ile birlikte ön boyutlandırma
yapılmıştır. Birkaç makas yüksekliği için yapılan
hesaplarda optimum yükseklik 1/10 eğimde
2,02 m makas yüksekliği için elde edilmiştir. Bu
ön boyutlandırma ile 3 boyutlu modelde
kullanılacak olan alt başlık elemanları, üst başlık
elemanları, diyagonel ve dikme elemanlarının
kesitleri belirlenmiştir.

11. KREN KESİTİ BELİRLENDİ
Sistemde kren kirişleri 10 m açıklıkta basit mesnetli olarak yerleştirilmiştir. SAP2000 V14.1
programı ile kren kirişi modellenmiştir ve üzerinde maksimum kren yükü moving load olarak
gezdirilmiştir. Bu işlem sonunda bulunan kesit tesirlerine göre kren kirişi boyutlandırılmıştır.
Gerilme kontrolleri 1,1G+1,4W kombinasyonundan, sehim kontrolleri ise G+W
kombinasyonlarından yapılmıştır. Burada G yükleri sabit yükler, W yükleri hareketli yüklerdir.
KREN GRUBU 2 (DIN120) TABLO 1
GRUP RELATİF İŞLETME SÜRESİ RELATİF YÜK VURUŞLAR
2 KÜÇÜK BÜYÜK NORMAL
ψ
ν
Denklik katsayısı Grup II için 1,4 (Tablo 5) DIN120
Vurma katsayısı 1m/sn < v< 1,5 m/sn olduğundan 1,1 (Tablo 6) DIN120
Yapılan hesaplar sonucunda kren kirişi kesiti HE800A olarak belirlenmiştir.

12. KREN KİRİŞİ KESİT TESİRLERİ VE MESNET
REAKSİYONLARI
1,1G+1,4W Kombinasyonu G+W Kombinasyonu

13. AŞIK PROFİLİNİN BELİRLENMESİ
Aşık Kesiti
Sisteme uygulanmak üzere belirlenen kar yükü, kaplama yükü, profil yükü aşık aralığı
genişliğinde aşık boyunca yayılı olarak yüklenmiştir. Aşığın eğiminden dolayı aşık profilinin
x ve y yönünde eğilme meydana gelmiştir. Çift yönlü eğilmeye göre kesitin yeterliliği kontrol
edilerek yeterli aşık profili belirlenmiştir. Yapıda ½ gergili INP120 aşığı kullanılmıştır.

14. 3 BOYUTLU MODELDE KULLANILACAK OLAN
SİSTEM GEOMETRİSİ BELİRLENDİ
3 Boyutlu Modelde Kullanılan Sistem Geometrisi

15. 3 BOYUTLU MODELDE BİLGİSAYAR ORTAMINDA
SAP2000 V14.1 PROGRAMI İLE HAZIRLANDI
3 Boyutlu Modelin Görüntüsü

16. 3 BOYUTLU MODELDE BİLGİSAYAR ORTAMINDA
SAP2000 V14.1 PROGRAMI İLE HAZIRLANDI
3 Boyutlu Modelin Görüntüsü
Aynı Profiller Gruplanarak Kesit Tesirlerinin Kontrolünde Kolaylık Sağlandı

17. 3 BOYUTLU MODELE RÜZGAR YÜKLERİNİN
YÜKLENMESİ
3 Boyutlu Modelde Rüzgar Yüklerinin Sisteme
Uygulanması

18. 3 BOYUTLU MODELE KAR YÜKÜNÜN YÜKLENMESİ
3 Boyutlu Modelde Kar Yükünün Sisteme Uygulanması

19. 3 BOYUTLU MODELE KREN YÜKLERİNİN
YÜKLENMESİ
Uygulamada Kren Kirişinin Görünüşü Kren Yüklerinin 3 Boyutlu Modelde Bir Açıklık İçin
Uygulama Şekilleri

20. 3 BOYUTLU MODELE SICAKLIK YÜKÜNÜN
YÜKLENMESİ
3 Boyutlu Modelde Sıcaklık Yükünün Sisteme Uygulanması
Yapıya +,- 20 derece sıcaklık yükü uygulanmıştır. Bu şekilde yapının inşaatına
yılın herhangi bir yılında başlanabilir.

21. DEPREM HESABI
Yapıya deprem yüklerinin etkisini de katabilmek için bilgisayar ortamında
hazırlanan 3 boyutlu model bir kere çalıştırılarak sistemin rijitliğine bağlı olarak
hesaplanan periyotu belirlendi. Yapının analiz sonucu 1. mod periyotu
T=0,60464 sn olarak bulunmuştur. Yapının deprem hesabında kullanılacak
ağırlığı W=G+n.Q olacak şekilde programda bir kombinasyon tanımlanarak
elde edilmiştir.
Yapı Kullanım Amacına Göre “n” Katsayısı
Deprem yönetmeliğine göre eşdeğer deprem yükü ile deprem hesabı;
V =W.S(T).A 0
.I t
R olarak hesaplanır.
a

22. DEPREM HESABI
V =W.S(T).A 0
.I t
R
a
Burada;
Bina önem katsayısı
Etkin İvme Katsayısı
Yerel Zemin Sınıfı
Özel Tasarım İvme Spektrumu
Deprem Yükü Azaltma Katsayısı

23. DEPREM HESABI
Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı (R)

24. DEPREM HESABI
Verilenler doğrultusunda sistemin eşdeğer deprem kuvveti bulunmuştur.
Sisteme esas etki edecek olan deprem kuvveti ise modal spektral analiz ile
bulunan deprem kuvvetidir.
Ayrıca Yönetmelik Bölüm 2 ‘ye göre göz önüne alınan deprem doğrultusunda
mod birleştirme yöntemine göre birleştirilerek elde edilen bina toplam deprem
yükü V
tB ’nin, eşdeğer deprem yükü yönteminde hesaplanan bina toplam deprem
yükü ’ye oranı V ( ) V ’den <β.V
t tB küçük t olması durumunda mod birleştirme
yöntemine göre bulunan tüm iç kuvvet ve yerdeğiştirme büyüklükleri oranında
büyütülmüştür.
Bilgisayar ortamında SAP2000 V14.1 programı ile mod birleştirme yöntemine
göre bulunan toplam taban kesme kuvveti 1804,97 kN ‘dur. Eşdeğer deprem
yönetmeliğine göre bulunan deprem kuvveti ise 2212,015 kN ‘dur. Buna göre;
2212,015x0,8=1769,612 kN < 1804,97 kN olduğundan mod birleştirme
yöntemine göre bulunan deprem kuvveti deprem yönetmeliğine göre uygundur.

25. TASARIMDA KULLANILAN KOMBİNASYONLAR
a) D (H)
b) D + L + ( Lr veya S ) (H)
c) D + L + ( Lr veya S ) + T (HZ)
d) D + L + S + W/2 (HZ)
e) D + L + S/2 + W (H)
f) 0,9D ± E/1,4 (HZ)*
g) D + L + S + E/1,4 (HZ)*
h) D + ( W veya E/1,4 ) (HZ) veya (HZ)*
i) D + L + ( W veya E/1,4 ) (HZ) veya (HZ)*
j) D + L + ( W veya E/1,4 ) + T (HZ) veya (HZ)*
Bu yapıda “İMO Standart – 02.R-01/2008 “Çelik Yapılar Emniyet Gerilmesi Esasına Göre
Hesap ve Proje Esasları” tarafından önerilen yük kombinasyonları kullanılmıştır.
(HZ) Halinde kombinasyonda deprem yükü yoktur. (H) ile ilgili emniyet gerilmeleri 1,15 ile
büyütülecektir.
(HZ)* Halinde kombinasyonda deprem yükü vardır. Emniyet gerilmeleri 1,33 ile
büyütülecektir.
Bu nedenle (H) ile ilgili kombinasyonlarda yükler 0,869 ile çarpılarak yeniden yazılmıştır.
Aynı şekilde (HZ)* ile ilgili kombinasyonlarda yükler 0,752 ile çarpılarak yeniden yazılmıştır.

26. KESİT TESİRLERİ ELDE EDİLDİ
Sistem modeli oluşturulduktan sonra, gerekli yüklemeler de yapılıp, kombinasyonlar sisteme
tanıtılıp analiz yapılmıştır. Analiz sonucu bulunan kesit tesirleri İMO-02 standartlarına göre
kontrol edilip yeterlilikleri gösterilmiştir.

27. BİRLEŞİM HESAPLARI YAPILDI
Analiz sonucu elde edilen düğüm noktası değerlerine göre düğüm noktası detayları
oluşturulmuştur ve hesaplar İMO-02 standartlarına uygun olarak yapılmıştır.

28. XSTEEL PROGRAMI ile 3D MODEL OLUŞTURULDU
Tekla Structures V14.1 ile oluşturulan 3D model

29. XSTEEL PROGRAMI ile PLAN KESİTİ ELDE EDİLDİ
Tekla Structures V14.1 ile Plan Kesiti Elde Edildi

30. XSTEEL PROGRAMI ile DİĞER KESİTLER ELDE EDİLDİ
Tekla Structures V14.1 ile Diğer Kesitler Elde Edildi

31. XSTEEL PROGRAMI ile DİĞER KESİTLER ELDE EDİLDİ
Tekla Structures V14.1 ile Diğer Kesitler Elde Edildi

32. SONUÇLAR
• Toplamda 604651 kg çelik kullanılmıştır
• +20 ve -20 derece sıcaklık yüklemesi nedeni ile en çok çapraz elemanlar zorlanmıştır
• Kar birikintisi nedeni ile en büyük kolon orta kolon olmuştur
• 10 m açıklıkta orta kolonları tutulu hale getirmek için örgü kiriş kullanıldı
• Uzun çapraz elemanlar narinliği azaltmak için zayıf yönde örüldüler
• Ara makasların hareketliliği çapraz elemanlarla sınırlandırıldı
• Çapraz elemanlar zorlanma oranlarına göre gruplandılar

33. TEŞEKKÜRLER…