İ N NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
SAP 2000 Programında bir modelleme yapacağımız zaman ilk olarak yapmamız gereken işlem, yeni bir modele ( New Model) veya şablon modellerden ( New Model From Template ) değişiklik yaparak, modellemeye başlamadan önce analiz sonucunda alacağımız çıktılarda kullanmak istediğimiz birime karar vererek program ı bu birime set etmektir. Modelleme sırasında yapacağımız hiçbir birim de ğişikliği ilk olarak talep etti ğimiz bu birim ayarlamasını değiştirmez. Programa ANAL İZ emrini verdiğimiz anda set edilen bu birime dönerek analiz başlatılır.
UYGULAMA – 1 : Bu modelin analizi sonucunda program çıktılar ında ton ve metre birimlerinde sonuç görmek istediğimizi düşünüyoruz. 1 – Ekranın sağ alt köşesindeki birim ayarlama penceresinden birimi
e
ayarlıyoruz. 2 – Modellemeyi, programa yeni bir modellemeye başlayaca ğımızı söyleyerek sürdürüyoruz “File / New Model”
3 – Program bu talebimize kar şılık, şekilde görülen penceredeki koordinat sistemi tanımlama ekranı ile “Coordinate System Definition” kartezyen koordinatlarda “Number of Grid Spaces” ve “Grid Spacing” alt menüleri ile bir grid tak ımını öneriyor. Ancak önerdiği
grid aralıklar ı yapmak istediğimiz modellemeye uymamakta. Önerdi ği grid aralıklar ını değiştirmek yerine, bu öneriye “ OK” tuşuna basarak evet demek ve daha sonra üç koordinat aksı boyunca ihtiyacımız olan grid aralıklar ını tanımlamak daha pratik olacaktır.
4 - “OK” tuşuna basarak öneriyi kabul ettiğimizde program bize modellemeye
başlamamız için biri perspektif görüntü diğeri X-Y düzleminde olan iki ekranda gridlerin koordinat sistemindeki görüntüsünü sunar. Modelleme için ihtiyac ımız olan ekran sayısı ve ekranlar ın hangileri olduğunu programa bildirerek istediğimiz adette ekran görüntüsü ile modelleme yapılabilir. 1
İ N NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
X-Y düzlemindeki ekranı, ekranın sağ üstündeki perspektif görüntü veren tek ekranı açık bırak ıyoruz.
kapatma ikonu ile kapatarak
5 - Biz, bu örneğin X-Z düzleminde izostatik bir kafes sistem olmas ından dolayı X-Z
düzleminde tek ekranda modelleme yapacağız. Bu uygulamada gerekli olan grid ihtiyacının programa verilmesi için “Draw” menüsündeki “Edit Grid...” alt menüsünü çağır ıyoruz. “Modify Grid Lines” ekranında “Direction” bölümünde X, Y , ve Z yönleri için ayr ı ayr ı seçerek programın önerdiği tüm gridleri “ Delete All” tuşu ile siliyoruz.
Analizini yapaca ğımız bu model için ihtiyacımız olan gridler, X aksı için 0 , 2 ve 4 metre, Y aks ı için (Düzlem Kafes oldu ğundan) yalnız 0 metrede, Z aksı boyunca 0 , 1 , ve 2 metrelerdedir. Bu gridlerin tanımını, “Direction” bölümünde, ayr ı ayr ı X, Y , Z yönlerini seçerek ve klavyeden metre biriminde mesafeleri tek tek girip “ Add Grid Line” tuşuna basarak yapabiliriz. Modellememiz s ırasında mouse kursörünün gridler ve/veya grid kesişimlerine kilitlenebilmesi için “ Lock Grid Lines” ve “Snap to Grid Lines” check box lar ını işaretliyoruz. Daha sonra “ OK” tuşuna basarak grid tanımlamamızı tamamlıyoruz. Program perspektif görüntüde tanımladığımız grid çizgilerini ekranda gösteriyor. Perspektif görüntüde modellememizi yapmamız biraz zor olacağından ( 2D View ) X-Z düzleminde Y=0 gridinde ekran görüntüsünü yeniden düzenliyoruz. “Y” gridinin 0 koordinatında olup olmadığını ekranın sol üstünde belirtmesi veya sağ alttaki mouse kursör koordinatının gösterildiği bilgilendirme penceresinden doğrulayabiliriz. 2
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
Y koordinatının sıf ır olmaması halinde bir önceki veya bir sonraki gridlere ula şmamızı sağlayan ( Down one grid line / Up one grid line ) ikonlar ı vasıtası ile Y=0 gridine ulaşabiliriz. Sap 2000 programında bir modeli oluştururken öncelikle tanımlanması gereken tek verinin çıktılardaki birim tesbiti olduğunu yukar ıda bahsetmiştik. Bunun dışında herhangi bir tanımlama önceliği yoktur. Ancak verilecek olan verilerde, örne ğin grid çizgilerini tan ıtmadan modellemeye başlayamamak veya yük isimlerini vermeden o isimde yükleme yapamamak gibi kendi içinde öncelik kazanan bir öncelik sıralaması vardır. 6 – Modeli oluşturan çerçeve elemanlar ının çizilmesine başlamadan önce, bu çerçeve
elemanlar ının, malzemesinin ve şeklinin tanımlanması gerektiğini düşünmekle birlikte, yinede programın içinde hazır bulunan “Steel” malzemesinden üretilmiş “FSEC1” isimli çerçeve elemanı ile modeli oluşturduktan sonra, modelin ihtiyacı olan malzeme ve çerçeve eleman ı tanımlaması yapmak ve sonra da bu elemanın modele atamasının yapılmasında herhangi bir sak ınca yoktur. Bir modelleme yaparken, modeli olu şturan elemanlar ın, ki bu uygulamamızda çerçeve elemanlar ının “malzemeli aks” olarak ta isimlendirdi ğimiz “lokal 1” akslar ının talep edilen yönlere uyması kesinlikle gereklidir. Belirtilmedi ği sürece lokal 1 akslar ının küçük koordinattan büyük koordinata doğru yönlenmeleri çok daha uygundur. 6.1 - Modeli oluşturan çerçeve elemanlar ının çizilmesi için ekran ın solundaki “Draw Frame Element” ikonunu tıklayarak modellemeye başlıyoruz. 6.2 – Değişen mouse kursörünü X=0 , Y=0 , Z=2 metre koordinatındaki grid kesişimine getiriyoruz. Gridlerin tan ımlanması sırasında “Lock Grid Lines” ve “Snap to Grid Lines” check box lar ının işaretlenmesi sayesinde mouse kursörü grid kesişimine kilitleniyor. Bu noktada mouse un sol tuşunu tıklayarak program taraf ından geçici olarak 1 numaralı düğüm noktasının oluşmasını sağlayalım. 6.3 - Mouse kursörünü X=2 , Y=0 , Z=1 metre koordinatındaki grid kesişimine getiriyoruz, kursör bu kez bu grid kesişim noktasına kilitlendi. Yine mouse un sol tu şunu tıklayarak , program taraf ından otomatik olarak, 1 den başlayarak, birer artış şartı ile isimlendirilen 1 numaralı çerçeve elemanının, ve 1 ve 2 numaralı düğüm noktalar ının kesin oluşturulmasını sağlayalım. Mouse un sağ tuşuna basarak, geçici olarak 2 numaralı düğüm noktasından kurtulmasını sağlayalım Çerçeve elemanlar ının ve düğüm noktalar ının isimlendirmelerini “Label” (Numaralar ını) ekranda görebilmek amacı ile ekranın üstündeki “Set Elemens” ikonunu tıklayalım. Açılan ekrandaki “Joints” ve “Frames” check box menüsündeki “Labels” box lar ını işaretleyelim ve
“OK” tuşuna basalım. Menü kapandığında ekranda tanıtmış olduğumuz çerçeve elemanı ve başlangıç-bitiş düğüm nokta numaralar ı görüntülenir. Tekrar modellemeye devam edebiliriz. 6.4 – 2 Numaralı düğüm noktasını tekrar sol tu ş ile tıklayarak, 2 numaralı çerçeve elemanının başlangıç ucunu işaretlemiş olduk. Mouse kursörünü X=4 , Y=0 , Z=0 metre koordinatındaki grid kesişimine getiriyoruz ve sol tu ş ile 2 numaralı çerçeve elemanının bitiş 3
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
ucunu programa bildirerek 3 numaralı düğüm noktasının ve 2 numaralı çerçeve elemanının tanımlanmasını sağlıyoruz. 6.5 – 3 Numaralı çerçeve elemanını oluşturmak için , mouse un sağ tuşunu tıklayı p 3 numaralı düğüm noktasından kurtulmasını sağlayalım, daha sonra kürsörü X=0 , Y=0 , Z=2 metre koordinatındaki grid kesişimine yani 1 numaral ı düğüm noktasına getirip, sol tu ş ile 3 numaralı çerçeve elemanının başlangıç ucunu programa bildiriyoruz. Kursörü X=0 , Y=0 , Z=0 metre koordinatındaki grid kesişimine getirerek, 3 numaralı çerçeve elemanının bitiş ucunu belirlemek için sol tuşu tıklıyoruz. Program otomatik olarak düğüm nokta numaralar ının arttır ılmasını sağlayarak 4 numaralı düğüm noktasını oluşturdu. 3 numaral ı çerçeve elemanının malzemeli aksı yada lokal 1 aks ı , genel e ğ ilimimiz olan “Küçük koordinattan büyük koordinata prensibi”ne ters dü şmekle birlikte istenen yön oldu ğ undan bu şekilde belirledik. 4 ve 5 Numaral ı çerçeve elemanlar ının tanıt ılmasında da istenen yöne uyulacakt ır. 6.6 – 4 Numaralı çerçeve elemanının tanıtılması için, yine sağ tuşa basarak 4 numaralı
düğüm noktasından kurtulalım. Kürsörü X=0 , Y=0 , Z=2 metre koordinatındaki grid kesişimine yani 1 numaralı düğüm noktasına getirip, sol tu şu tıklayarak 4 numaralı çerçeve elemanının başlangıç ucunu programa bildiriyoruz. Kursörü X=2 , Y=0 , Z=0 metre koordinatındaki grid kesişimine getirerek, 4 numaralı çerçeve elemanının bitiş ucunu belirlemek için sol tuşu tıklıyoruz. Program otomatik olarak düğüm nokta numaralar ının arttır ılmasını sağlayarak 5 numaralı düğüm noktasını ve 4 numaralı çerçeve elemanını oluşturdu. 6.7 – Mouse kursörümüz şu anda 5 numaralı düğüm noktasına bağlı olarak duruyor. 5 Numaralı çerçeve elemanını tanımlamak için, bu düğüm noktasına ihtiyacımız olmakla beraber lokal 1 aksının istenen yönde olmasını sağlayabilmek için, sa ğ tuşa basarak mouse un 5 numaralı düğümü bırakmasını sağlayalım. Kürsörü X=2 , Y=0 , Z=1 metre koordinat ındaki grid kesişimine yani 2 numaralı düğüm noktasına getirip, sol tu şu tıklayarak, 5 numaralı çerçeve elemanının başlangıç ucunu programa bildiriyoruz. Kursörü X=2 , Y=0 , Z=0 metre koordinatındaki grid kesişimine getirerek, 5 numaralı çerçeve elemanının bitiş ucunu belirlemek için sol tuşu tıklıyoruz. Program otomatik olarak çerçeve eleman ı numaralar ının arttır ılmasını sağlayarak 5 numaralı çerçeve elemanını oluşturdu. 6.8 – 6 ve 7 numaralı çerçeve elemanlar ının oluşturulabilmesi için mouse un sa ğ tuşunu tıklayarak kursörün 5 numaralı düğümden kurtulmasını sağlayalım. Kürsörü X=0 , Y=0 , Z=0 metre koordinatındaki grid kesişimine yani 4 numaral ı düğüm noktasına getirip, sol tu ş ile 6 numaralı çerçeve elemanının başlangıç ucunu programa bildiriyoruz. Kursörü X=2 , Y=0 , Z=0 metre koordinatındaki grid kesişimine getirerek, 6 numaralı çerçeve elemanının bitiş ucunu belirlemek için sol tuşu t ıklıyoruz. Bulunduğumuz 5 numaralı düğüm noktası aynı zamanda 7 numaralı çerçeve elemanının başlangıç noktası olduğundan, bu noktayı bırakmadan kursörü X=4 , Y=0 , Z=0 metre koordinat ındaki grid kesişimine getirerek ( 3 numaralı düğüm noktası), 7 numaralı çerçeve elemanının bitiş ucunu belirlemek için sol tu şu tıklıyoruz. Böylece şekil olarak modellemeyi bitirmi ş olduk. Yaptığımız çalışmada, düğüm nokta numaralar ının ve çerçeve elemanlar ının numaralar ının sıralamasında bize belirtilen numaralardan herhangi bir farklılık olmadığından, değişiklik ihtiyacı da yoktur. 7 – Programa tanıttığımız model, mevcut hali ile d ış yükler altında stabil değildir. Bu
sistemi dış yükler altında X-Z düzleminde çalışan izostatik bir kafes sistem haline getirebilmek için düğüm noktalar ının serbestliklerini ihtiyacımıza göre k ısıtlamalıyız. Bunun için öncelikle, sistemdeki tüm dü ğüm noktalar ını seçerek bu düğümlerin X-Z düzlemini terk edemiyecek şekilde “Restraint” k ısıtı ile k ısıtlanmasını sağlayalım. Başka bir 4
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
deyiş ile bu seçmiş olduğumuz düğümlerin lokal ve/veya global Y aks ı boyunca yer değiştiremiyeceğini, lokal ve/veya global X aks ı etraf ında dönme yapamayacaklar ını ve lokal ve/veya global Z aksı etraf ında dönme yapamayacaklar ını belirtmek için U2 , R 1 ve R 3 serbestliklerini k ıstlamalıyız.
“Assign / Joint / Restraints” üst menüsünden veya ikonundan yararlanarak “Joint Restraints” alt menüsünü açı p “ Restraints in Local Directions” bölümünden düğüm noktası lokal akslar ında U2 , R 1 ve R 3 serbestliklerininin check box lar ını işaretleyip“OK” tu şuna basarak hedefimize ulaşabiliriz.
8 – Sistemin Düzlem çal ışmasını sağlamak, sistemin stabilitesini henüz sağlamadı.
Stabilitenin sağlanabilmesi için krokimizde belirtilen 1 ve 4 numaral ı düğüm noktalar ının serbestliklerinin ilave k ısıtlamalar ile ( Restraint ) düzenlenmesi gerekir. Yine “ Assign / Joint / Restraints” üst menüsünden veya ikonundan yararlanarak “Joint Restraints” alt menüsünü açı p düğüm noktası lokal akslar ında U2 , R 1 ve R 3 serbestliklerinin k ısıtlamas ı “olmazsa olmaz” kuralı ile , 1 numaralı düğüm noktasının X aksı boyunca yapacağı deplasmanını kesecek şekilde U1 serbestliğinin k ısıtlanmasını, 4 numaralı düğüm için ise X ve Z aksı boyunca yer değiştirmelerinin k ısıtlanmasını (yani U1 ve U3 serbestlikleri) sağlamalıyız. 1 numaralı düğüm için 4 numaralı düğüm için
Sistemin dış yükler altında, bizden talep edilen şekilde, düzlem davranış göstererek stabil kalması sağlandı. 9 – Şimdi, sistemin taşıması gereken dış yüklemeyi modele vermek istiyoruz. 3 Numaralı düğüm noktasına etki edecek olan 3 tonluk dü şey yük ve 6 tonluk yatay yükün sisteme, YUKLEME adı ile birlikte etki edeceklerini varsay ıyoruz. Bu yüklemenin tanımı için 5
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
programın statik yük tanımındaki “LOAD1” yükünü kullanabileceğimiz gibi, bu isimlendirmeyi değiştirerek de istediğimiz bir isimlendirmeyi kullanabiliriz. Load1 yükünün adını “YUKLEME” olarak değiştirmek ve “Self Weight Multiplier” katsayısını 1 yapmak istiyoruz. Yük, ölü yük “DEAD” tipinde kalabilir. Üst menüden “ Define / Static Load Cases…” tıklanarak “Define Static Load Case Names” ekranını açtığımızda,
“Loads” bölümündeki Load penceresine YUKLEME yazalım, “Type” penceresindeki “DEAD” yük tipi aynı kalacak “Self Weight Multiplier” penceresindeki 1 katsayısı aynı kalacak. LOAD1 yükünü değiştirdiğimiz için “ Clict to” bölümündeki “Change Load” tuşunu tıklayacağız. Daha sonra “OK” tuşunu tıklayarak yük tanımlamas ını tamamlayalım. Şimdi 3 numaralı düğüm noktasını seçerek, bu düğüm noktasına krokimizdeki 3 ve 6 tonluk yüklemeyi yapalım. Düğüm noktası üzerine gidip tıklayarak veya düğümün sol üstünden mouse un sol tuşunu basılı tutarak sağ alta doğru çektiğimizde düğümü bir pencere içine alarak seçelim. Bu düğüm noktasına yük tanıtabilmemiz için “ Assign” üst menüsünde “Joint Static Loads…/ Forces” alt menüsünü tıklayarak veya “Assign Joint Loading” ikonunu tıklayarak
“Joint Forces” alt menüsünü açalım. Bu menüde, “Load Case Name” bölümünde daha önce tanımlanmış tek bir yük olduğundan yalnızca YUKLEME adındaki yük görülmektedir. 6 Tonluk yatay kuvveti verebilmek için “Loads” bölümünde “Forces Global X” satır ında yükümüz soldan sağa yani pozitif yönde olduğundan işaret belirtmeksizin 6 rakam ını yazmalıyız. 3 tonluk düşey kuvvet için yukar ıdan aşağıya doğru yani –Z yönünde olduğuna göre “Loads” bölümünde “Forces Global Z” satır ında -3 yazmalı ve yüklemeyi tamamlayabilmek için “Options” bölümünde “Add to existing loads” check box ının işaretli olduğunun kontrolunu yaptıktan sonra “OK” tuşuna basmalıyız. 10 – Bu aşamada modeli oluşturan çerçeve elemanlar ının ve çerçeve elemanlar ının
yapıldığı malzemenin özelliklerinin programa tan ımlanmasını sağlayalım. 6
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
Önceliği çerçeve elemanlar ının yapıldığı malzemenin tanıtılmasına veriyoruz. Programa bir tanımlama yapacağımıza göre “Define / Materials” menüsünden “Define Materials” alt menüsünü açmamız gerekir.
Tanıtacağımız malzeme ile ilgili verece ğimiz bilgilerin , programdan analiz sonras ı talep edeceğimiz bilgileri bize hesaplamas ını sağlayan veriler olması gerektiğini ve vereceğimiz fazla bilgilerin , alaca ğımız analiz sonuçlar ında farklılıklar hatta hatalar oluşturabileceğini gözardı etmememiz gerekmektedir. Hesap sonucunda elde etmek istediğimiz bilgi yaln ızca dış kuvvetler altında çubuk eksenel kuvvetleri olduğuna göre , tanıtacağımız malzemenin “E” elastisite modülünün verilmesi yeterlidir. Bunun için programın “ OTHER” olarak isimlendirdiği , beton veya çelik olmayan herhangi bir malzeme menüsündeki malzeme bilgilerini de ğiştirerek , amac ımıza uygun bir malzeme tanıtmak yeterli olacakt ır. “Define Materials” menüsünde “Materials” bölümündeki “OTHER” adındaki malzemeyi mouse un sol tu şu ile seçtikten sonra, “ Clict to” bölümündeki “Modify / Show Material” tuşunu tıklayalım. Açılan menüde “Material Name” bölümünde malzeme için herhangi bir alfanümerik isim belirleme imkan ımız var.
“Type of Material” bölümünde malzemenin “Isotropic” olduğunu belirtmemiz ve “Analysis Property Data” bölümünde malzemenin elastisite modülüne negatif veya s ıf ırdan farklı bir değer vermemiz ve diğer tüm değerleri sıf ır yapmamız gerekmektedir. Bu uygulamamızda elastisite modülünün “Modulus of Elasticity” 1 t/m2 olduğunu düşünüyoruz. “Shear Modulii” değeri elastisite modülüne bağlı bir değer olduğundan değiştirme olanağımız yoktur. Ancak malzeme özelliklerinin tan ımını yaparken kesme alanını sıf ır vererek kesme modülünün etkisini sıf ırlamış olacağız. “OK” tuşuna basarak malzeme tanımımızı bitirebiliriz. Program farklı başka malzemeler de tanıtacağımızı değerlendirerek tekrar “Define Materials” menüsüne döner. Bu menüde de yine OK” tuşuna basarak malzeme tanımımızı programa bildiririz. Bu tanımlamalar ı yaptıktan sonra artık OTHER ismindeki bu malzemeyi kullanarak çubuk elemanlar ını tanımlayabiliriz.
7
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER 11 – Çerçeve elemanlar ının tanımı için de yine “ Define” üst menüsünü çağırarak “Frame Sections” tanımlamayı seçerek “Define Frame Sections” alt menüsünü çağırmamız
gerekmektedir.
Bu menüde “Add I / Wide Flange” açılır menüsünün altında “Add General” olarak gösterilen çerçeve elemanını sol tuş ile seçerek, elips biçimli olarak çizilen çerçeve eleman ı eklemek istediğimizi programa belirtelim. Aç ılan ekran enkesit şekli olarak “General” olarak isimlendirilen çerçeve eleman ının tüm özelliklerini gösteren “ Property Data” ekranıdır.
Bu ekranda çerçeve elemanı için, analiz sonucunda elde etmek istedi ğimiz bilgileri düşünerek hangi bilgilerini vermemiz gerekiyor ise onlar ı verebiliriz. Bu uygulamamızda çerçeve elemanı için yalnızca kesit alanını vermek bizim için yeterli olacakt ır. Kesit alanının miktar ı sonuçlar ımızı değiştirmeyeceği için önemli değildir. Biz “Cross-Section (axial) area” kesit alanını 1 m2 vererek diğer tüm değerleri sıf ır veriyoruz. “OK” tuşuna basarak malzeme özellikleri bilgilerini programa bildiriyoruz.
8
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
Daha sonra özelliklerini tan ıttığımız bu çerçeve elemanına bir isim vererek, ki biz bu uygulamada “CUBUK” ismini kullan ıyoruz, ve elemanın yapıldığı malzemenin cinsini belirttikten sonra (Biraz önce tanıttığımız ve ismini OTHER olarak b ıraktığımız malzeme) “OK” tuşuna basarak programa çerçeve elemanı tanımlamamızı bitiriyoruz. 12 – Programa tanıttığımız bu çerçeve elemanı henüz model taraf ından kullanılmamaktadır. Bunu sağlayabilmek için öncelikle ad ına cubuk dediğimiz bu çerçeve elemanının, modelin hangi elemanlar ında kullanılmasını istiyorsak (Bu uygulamada tüm çubuklar aynıdır) o elemanlar ı mouse un sol tuşu ile eleman üzerine gidip tıklayarak veya seçmek istediğimiz çubuklar ı mouse un sol tuşunu basılı tutup çekerek oluşturduğumuz bir pencere ile alarak seçmeliyiz. Bu uygulamamızda modelin tamamını bir pencereye alarak seçtik. Seçtiğimiz bu çerçeve elemanlar ına “CUBUK” eleman ının atanabilmesi için “Assign” üst menüsünden “Frame / Sections..” seçimi ile “ Define Frame Sections” alt menüsünü çağır ıyoruz.
“Assign Frame Sections” ikonu ile de ula şabiliriz. Bu menüdeki “Frame Sections / Name” bölümünde CUBUK isimli kesitin üzerini sol tu ş ile tıklayarak seçtikten sonra “OK” tuşuna basarak çerçeve elemanı kesit özelliklerinin çubuklara atanmasını sağlamış oluruz. 13 – Artık modelin analizini yapabiliriz. Bunun için “Run Analysis” ikonundan yaAynı menüye
rarlanabiliriz. İkonu kullanmamız halinde “Run Options” alt menüsünden programın geri planda veya normal şekilde çalışmasını tercih edecek tuşlardan birine basar ız. Başka bir yöntem ise üst menüden “Analyze / Run” , “F5” tuşu “Analyze / Run Minimized” , “Shift + F5” tuşu , seçimi ile de analizi başlatma imkanımız vardır. Analizin hatas ız bir şekilde
tamamlanması halinde “Analysis Complate” ekranının en alt satır ında analizin tamamlandığını bildiren “A N A L Y S I S C O M P L E T E” yazısı çıkar. Analiz sonuçlar ının görüntülenmesini istemeden önce bu ekranda , üstteki 9
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
satırlarda kontrolumuz dışında gerçekleşen (Hayal etti ğimiz davranışın gerektirdiği ikazlar dışında) ikaz olup olmadığına kesinlikle bakmalıyız. Herhangi bir olumsuzluk olmaması halinde “OK” tuşuna basarak analizi sonlandırabiliriz. Analiz sonrası çerçeve elemanlar ında oluşan kuvvetleri görebilmek için üst menüden
“Display / Show Element Forces / Stresses / Frames” alt menüsünü çağırarak veya ikonunu tıklayarak “Member force Diagram for Frames” ekranını açar ız.
İncelemek istediğimiz kuvvetleri, hangi yükleme için görmek istiyorsak , o yük ismini “Load” bölümündeki açılır menüden seçerek “Component” bölümünden hangi kuvvet veya moment bileşenini incelemek istiyorsak , o bile şenin check box ını işaretleyerek (Tek bir seçim yapma hakk ımız vardır) programa belirtiriz. Diyagramlar ın büyüklüğü ile ilgili bir belirleme yapmak istiyorsak “Scaling” bölümünden “Scale Factor” check box” ını işaretleyerek istediğimiz bir ölçe ği belirleyebiliriz. (Auto pozisyonunda kalmas ını öneririm). Kuvvet diyagramlar ının değerleri görmeden şeklen görmek istiyorsak “Fill Diagram” check box ının işaretli olması gereklidir. Kuvvet diyagramlar ının değerleri , bizim için şekli kadar önemli ise bu durumda “Show Values on Diagram” check box ını işaretleyerek diyagramlar ın üzerinde değerleri de göstermesini programdan isteyebiliriz. Açılan ekranda isteklerimizi belirttikten sonra “OK” tuşuna basarak isteklerimizin görüntülenmesini sağlayabiliriz.
10
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
SAP 2000 Programında bir modelleme yapacağımız zaman ilk olarak yapmamız gereken işlem, yeni bir modele ( New Model) veya şablon modellerden ( New Model From Template ) değişiklik yaparak, modellemeye başlamadan önce analiz sonucunda alacağımız çıktılarda kullanmak istediğimiz birime karar vererek program ı bu birime set etmektir. Modelleme sırasında yapacağımız hiçbir birim de ğişikliği ilk olarak talep etti ğimiz bu birim ayarlamasını değiştirmez. Programa ANAL İZ emrini verdiğimiz anda set edilen bu birime dönerek analiz başlatılır.
UYGULAMA – 2 : Bu modelin analizi sonucunda program çıktılar ında ton ve santimetre birimlerinde sonuç görmek istediğimizi düşünüyoruz. 1 – Ekranın sağ alt köşesindeki birim ayarlama penceresinden birimi
e
ayarlıyoruz. 2 – Modellemeyi, programa yeni bir modellemeye başlayaca ğımızı söyleyerek sürdürüyoruz “File / New Model”
3 – Program bu talebimize kar şılık, şekilde görülen penceredeki koordinat sistemi tanımlama ekranı ile “Coordinate System Definition”, kartezyen koordinatlarda “Number of Grid Spaces” ve “Grid Spacing” alt menüleri ile bir grid tak ımını öneriyor. Ancak önerdiği
grid aralıklar ı yapmak istediğimiz modellemeye uymamakta. Önerdi ği grid aralıklar ını değiştirmek yerine, bu öneriye “ OK” tuşuna basarak evet demek ve daha sonra üç koordinat aksı boyunca ihtiyacımız olan grid aralıklar ını tanımlamak daha pratik olacaktır.
4 - “OK” tuşuna basarak öneriyi kabul ettiğimizde program bize modellemeye
başlamamız için biri perspektif görüntü diğeri X-Y düzleminde olan iki ekranda gridlerin koordinat sistemindeki görüntüsünü sunar. Modelleme için ihtiyac ımız olan ekran sayısı ve ekranlar ın hangileri olduğunu programa bildirerek istediğimiz adette ekran görüntüsü ile 1
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
modelleme yapılabilir. İhtiyaç duyduğumuz ekran adedini “Options / Windows / ...” üst menüsünden ayarlayabiliriz.
X-Y düzlemindeki ekranı, ekranın sağ üstündeki perspektif görüntü veren tek ekranı açık bırak ıyoruz.
kapatma ikonu ile kapatarak
5 - Biz, bu uygulamayı X-Z düzleminde düzlem kafes sistem olmas ından dolayı X-Z
düzleminde tek ekranda modelleme yapacağız. Bu uygulamada gerekli olan grid ihtiyacının programa verilmesi için “Draw” menüsündeki “Edit Grid...” alt menüsünü çağır ıyoruz. “Modify Grid Lines” ekranında “Direction” bölümünde X, Y , ve Z yönleri için ayr ı ayr ı seçerek programın önerdiği tüm gridleri “Delete All” tuşu ile siliyoruz.
Analizini yapacağımız bu model için ihtiyac ımız olan gridler, X aksı için 0 , 150 ,300, 450 ve 600 santimetre , Y aks ı için (Düzlem Kafes oldu ğundan) yalnızca 0 santimetrede, Z aksı boyunca ise 0 , 75 , ve 150 santimetrelerde dir. Bu gridlerin tanımını, “Direction” bölümünde, ayr ı ayr ı X, Y , Z yönlerini seçerek ve klavyeden santimetremetre biriminde mesafeleri tek tek girip “ Add Grid Line” tuşuna basarak yapabiliriz. Modellememiz s ırasında mouse kursörünün gridler veya grid kesişimlerine kilitlenebilmesi için “ Lock Grid Lines” ve “Snap to Grid Lines” check box lar ını işaretliyoruz. Daha sonra “OK” tuşuna basarak grid tanımlamamızı tamamlıyoruz. Program perspektif görüntüde tanımladığımız grid çizgilerini ekranda gösteriyor. Perspektif görüntüde modellememizi yapmamız biraz zor olacağından ( 2D View ) X-Z düzleminde Y=0 gridinde ekran görüntüsünü yeniden düzenliyoruz. “Y” gridinin 0 koordinatında olup olmadığını ekranın sol üstünde belirtmesi veya sağ alttaki mouse kursör koordinatının gösterildiği bilgilendirme penceresinden doğrulayabiliriz. 2
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
Y koordinatının sıf ır olmaması halinde bir önceki veya bir sonraki gridlere ula şmamızı sağlayan ( Down one grid line / Up one grid line ) ikonlar ı vasıtası ile Y=0 gridine ulaşabiliriz. Sap 2000 programında bir modeli oluştururken öncelikle tanımlanması gereken tek verinin çıktılardaki birim tesbiti olduğunu yukar ıda bahsetmiştik. Bunun dışında herhangi bir tanımlama önceliği yoktur. Ancak verilecek olan verilerde, örne ğin grid çizgilerini tan ıtmadan modellemeye başlayamamak veya yük isimlerini vermeden o isimde yükleme yapamamak gibi kendi içinde öncelik kazanan bir öncelik sıralaması vardır. 6 – Modeli oluşturan çerçeve elemanlar ının çizilmesine başlamadan önce, bu çerçeve
elemanlar ının, malzemesinin ve şeklinin tanımlanması gerektiğini düşünmekle birlikte, yinede programın içinde hazır bulunan “Steel” (Çelik) malzemesinden üretilmiş “FSEC1” isimli çerçeve elemanı ile modeli oluşturup daha sonra, modelin ihtiyacı olan malzeme ve çerçeve elemanı tanımlamas ı yaptıktan sonra modele atamasının yapılmasında herhangi bir sak ınca yoktur. Bir modelleme yaparken, modeli olu şturan elemanlar ın, ki bu uygulamamızda çerçeve elemanlar ının “malzemeli aks” olarak ta isimlendirdi ğimiz “lokal 1” akslar ının talep edilen yönlere uyması kesinlikle gereklidir. Belirtilmedi ği sürece lokal 1 akslar ının küçük koordinattan büyük koordinata doğru yönlenmeleri çok daha uygundur. 6.1 - Modeli oluşturan çerçeve elemanlar ının çizilmesi için ekran ın solundaki “Draw Frame Element” ikonunu tıklayarak modellemeye başlıyoruz. 6.2 – Şekli değişen mouse kursörünü X=0 , Y=0 , Z=0 santimetre koordinatındaki grid kesişimine getiriyoruz. Gridlerin tan ımlanması sırasında “Lock Grid Lines” ve “Snap to Grid Lines” check box lar ının işaretlenmesi sayesinde mouse kursörü grid kesişimine
kilitleniyor. Bu noktada mouse un sol tuşunu tıklayarak program taraf ından geçici olarak 1 numaralı düğüm noktasının oluşmasını sağlayalım. 6.3 - Mouse kursörünü X=150 , Y=0 , Z=75 santimetre koordinatındaki grid kesişimine getiriyoruz, kursör bu kez bu grit kesişim noktasına kilitlendi. Yine mouse un sol tuşunu tıklayarak , program taraf ından otomatik olarak, 1 den başlayarak, birer artış şartı ile isimlendirilen 1 numaralı çerçeve elemanının ve 1 ve 2 numaralı düğüm noktalar ının kesin oluşturulmasını sağlayalım. Mouse un sağ tuşuna basarak, geçici olarak 2 numaralı düğüm noktasından kurtulmasını sağlayalım Çerçeve elemanlar ının ve düğüm noktalar ının isimlendirmelerini “Label” (Numaralar ını) ekranda görebilmek amacı ile ekranın üstündeki “Set Elemens” ikonunu tıklayalım. Açılan ekrandaki “Joints” ve “Frames” check box menüsündeki “Labels” box lar ını işaretleyelim ve
“OK” tuşuna basalım. Menü kapandığında ekranda tanıtmış olduğumuz çerçeve elemanı ve başlangıç ve bitiş düğüm nokta numaralar ı görüntülenir. Tekrar modellemeye devam edebiliriz. 6.4 – 2 Numaralı düğüm noktasını tekrar sol tu ş ile tıklayarak, 2 numaralı çerçeve elemanının başlangıç ucunu işaretlemiş olduk. Mouse kursörünü X=300 , Y=0 , Z=150 3
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
santimetre koordinatındaki grid kesişimine getiriyoruz ve sol tu ş ile 2 numaralı çerçeve elemanının bitiş ucunu programa bildirerek 3 numaralı düğüm noktasının ve 2 numaralı çerçeve elemanının tanımlanmasını sağlıyoruz. 6.5 – Mouse kursörü 3 Numaralı çerçeve elemanını başlangıç kabul eden bir çerçeve elemanı tanımlamak üzere hazır bekliyor. Bu kez mouse kürsörünü X=450 , Y=0 , Z=75 santimetre koordinatındaki grid kesişimine getiriyoruz, ve sol tu ş ile 3 numaralı çerçeve elemanının bitiş ve 4 numaralı çerçeve elemanının başlangıç ucunu programa bildiriyoruz. Program otomatik olarak düğüm nokta numaralar ının arttır ılmasını sağlayarak 4 numaralı düğüm noktasını oluşturdu. 3 numaral ı çerçeve elemanının malzemeli aksı yada lokal 1 aks ı , genel e ğ ilimimiz olan “Küçük koordinattan büyük koordinata prensibi”ne ters dü şmekle birlikte istenen yön oldu ğ undan bu şekilde belirledik. 4 ve 12 Numaral ı çerçeve elemanlar ının tanıt ılmasında da istenen yöne uyulacakt ır. 6.6 – 4 Numaralı çerçeve elemanının tanıtılması için, kürsörü X=600 , Y=0 , Z=0
santimetre koordinatındaki grid kesişimine getirip, sol tu şu tıklayarak 5 numaralı düğüm noktasını ve 4 numaralı çerçeve elemanının tanıtılmasını bitiriyoruz. Mouse un sağ tuşunu tıklayarak 5 numaralı düğüm noktasından kurtulmasını sağlayalım. 6.7 – Kürsörü X=0 , Y=0 , Z=0 santimetre koordinat ına, başka bir deyişle 1 numaralı düğüm noktasına getirip, sol tu şu tıklayarak, 5 numaralı çerçeve elemanının başlangıç ucunu programa bildiriyoruz. Kursörü X=150 , Y=0 , Z=0 metre koordinatındaki grid kesişimine getirerek, 5 numaralı çerçeve elemanının bitiş ucunu belirlemek için sol tu şu tıklıyoruz. Program otomatik olarak çerçeve elemanı numaralar ının arttır ılmasını sağlayarak 5 numaralı çerçeve elemanını ve 6 numaralı düğüm noktasını oluşturdu. 6.8 – 6 , 7 ve 8 numaralı çerçeve elemanlar ının oluşturulabilmesi için mouse un sol tuşunu, sırası ile Y=0 , Z=0 , X=300 , X=450 , X=600 koordinatlar ında tıklayarak 6 , 7 ve 8 numalalı çerçeve elemanlar ının oluşturulmasını sağlayalım. Programın otomatik olarak uyguladığı artış sayesine 7 ve 8 numaralı düğümler de oluştu. 6.9 – Mouse un sağ tuşunu tıklayarak 5 numaralı düğüm noktasından kurtaralım. Mouse u X=150 , Y=0 , Z=0 santimetre koordinat ındaki grid kesişimine getirerek (6 numaralı düğüm), sol tuşu t ıklayalım ve 9 numaralı çerçeve elemanının başlangıç noktasını programa bildirelim. Daha sonra mouse u 2 numaralı düğüm noktasına getirip sol tuşu tıkladığımızda 9 numaralı çerçeve elemanının programa tanıtılmasını tamamlamış oluruz. 6.10 – 2 Numaralı düğüm noktasından sağ tuşu tıklayarak ayr ılalım ve 10 numaralı çerçeve elemanının başlangıç ucu için mouse kursörünü X=300 , Y=0 , Z=0 santimetre koordinatındaki grid kesişimine getirerek (7 numaral ı düğüm), sol tuşu tıklayalım ve 10 numaralı çerçeve elemanının başlangıç noktasını programa bildirelim. Daha sonra mouse u 3 numaralı düğüm noktasına getirip sol tu şu tıkladığımızda 10 numaralı çerçeve elemanının programa tanıtılmasını tamamlamış oluruz. 6.11 – 3 Numaralı düğüm noktasından sağ tuşu tıklayarak ayr ılalım ve 11 numaralı çerçeve elemanının başlangıç ucu için mouse kursörünü X=450 , Y=0 , Z=0 santimetre koordinatındaki grid kesişimine getirerek (8 numaral ı düğüm), sol tuşu tıklayalım ve 11 numaralı çerçeve elemanının başlangıç noktasını programa bildirelim. Daha sonra mouse u 4 numaralı düğüm noktasına getirip sol tu şu tıkladığımızda 11 numaralı çerçeve elemanının programa tanıtılmasını tamamlamış oluruz. 6.12 – 4 Numaralı düğüm noktasından sağ tuşu tıklayarak ayr ılalım ve 12 numaralı çerçeve elemanının başlangıç ucu için mouse kursörünü X=150 , Y=0 , Z=75 santimetre koordinatındaki grid kesişimine getirerek (3 numaral ı düğüm), sol tuşu tıklayalım ve 12 numaralı çerçeve elemanının başlangıç noktasını programa bildirelim. Daha sonra mouse u 7 4
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
numaralı düğüm noktasına getirip sol tu şu tıkladığımızda 12 numaralı çerçeve elemanının programa tanıtılmasını tamamlamış oluruz. 6.13 – 7 Numaralı düğüm noktasından sağ tuşu tıklayı p ayr ılmadan 13 numaralı çerçeve elemanının oluşturmak için mouse kursörünü X=450 , Y=0 , Z=75 santimetre koordinatındaki grid kesişimine getirerek (4 numaralı düğüm), sol tuşu tıklayalım ve 13 numaralı çerçeve elemanının bitiş noktasını programa bildirelim. Böylece şekil olarak modellemeyi bitirmi ş olduk. Yaptığımız çalışmada, düğüm nokta numaralar ının ve çerçeve elemanlar ının numaralar ının sıralamasında bize belirtilen numaralardan herhangi bir farklılık olmadığından, değişiklik ihtiyacı da yoktur. 7 – Programa tanıttığımız model, mevcut hali ile d ış yükler altında stabil değildir. Bu
sistemi dış yükler altında X-Z düzleminde çalışan düzlem bir kafes sistem haline getirebilmek için düğüm noktalar ının serbestliklerini ihtiyacımıza göre k ısıtlamalıyız. Bunun için öncelikle, sistemdeki tüm dü ğüm noktalar ını seçerek bu düğümlerin X-Z düzlemini terk edemiyecek şekilde “Restraint” k ısıtı ile k ısıtlanmasını sağlayalım. Başka bir deyiş ile bu seçmiş olduğumuz düğümlerin lokal ve/veya global Y aks ı boyunca yer değiştiremiyeceğini, lokal ve/veya global X aks ı etraf ında dönme yapamayacaklar ını ve lokal ve/veya global Z aksı etraf ında dönme yapamayacaklar ını belirtmek için U2 , R 1 ve R 3 serbestliklerini k ıstlamalıyız.
“Assign / Joint / Restraints” üst menüsünden veya ikonundan yararlanarak “Joint Restraints” alt menüsünü açı p “ Restraints in Local Directions” bölümünden düğüm noktası lokal akslar ında U2 , R 1 ve R 3 serbestliklerininin check box lar ını işaretleyip“OK” tu şuna basarak hedefimize ulaşabiliriz.
8 – Sistemin Düzlem çal ışmasını sağlamak, sistemin stabilitesini henüz sağlamadı.
Stabilitenin sağlanabilmesi için krokimizde belirtilen 1 ve 5 numaral ı düğüm noktalar ının serbestliklerinin ilave k ısıtlamalar ile ( Restraint ) düzenlenmesi gerekir. Yine “ Assign / Joint / Restraints” üst menüsünden veya ikonundan yararlanarak “Joint Restraints” alt menüsünü açı p düğüm noktası lokal akslar ında U2 , R 1 ve R 3 serbestliklerinin k ısıtlamas ı “olmazsa olmaz” kuralı ile , 1 numaralı düğüm noktasının X aksı boyunca yapacağı deplasmanını kesecek şekilde U1 serbestliğinin k ısıtlanmasını ve Z aksı boyunca yapacağı 5
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
deplasmanının kesecek şekilde U3 serbestliğinin k ısıtlanmasını , 5 numaralı düğüm için ise yalnızca Z aksı boyunca yer değiştirmelerinin k ısıtlanmasını (yani U3 serbestliği) sağlamalıyız.
1 numaralı düğüm için
5 numaralı düğüm için
Sistemin dış yükler altında, bizden talep edilen şekilde, düzlem davranış göstererek stabil kalması sağlandı.
Şimdi, sistemin taşıması gereken dış yüklemeyi modele vermek istiyoruz. 3 Numaralı düğüm noktasına etki edecek olan 5 tonluk yatay yük ve 6 ve 8 numaral ı düğümlerdeki 4 er tonluk düşey yükün sisteme, YUKLEME adı ile ve hep birlikte etki edeceklerini varsayıyoruz. Bu yüklemenin tan ımı için programın statik yük tanımındaki “LOAD1” yükünü kullanabileceğimiz gibi, bu isimlendirmeyi de ğiştirerek de istediğimiz bir isimlendirmeyi kullanabiliriz. Load1 yükünün adını “YUKLEME” olarak değiştirmek ve “Self Weight Multiplier” katsayısını 1 yapmak istiyoruz. Yük, ölü yük “DEAD” tipinde kalabilir. Üst menüden “Define / Static Load Cases…” t ıklanarak “Define Static Load Case Names” ekranını açtığımızda, 9 –
“Loads” bölümündeki Load penceresine YUKLEME yazalım, “Type” penceresindeki “DEAD” yük tipi aynı kalacak “Self Weight Multiplier” penceresindeki 1 katsayısı aynı kalacak. LOAD1 yükünü değiştirdiğimiz için “ Clict to” bölümündeki “Change Load” tuşunu tıklayacağız. Daha sonra “OK” tuşunu tıklayarak yük tanımlamas ını tamamlayalım. Şimdi 3 numaralı düğüm noktasını seçerek, bu düğüm noktasına krokimizdeki 5 tonluk yatay yüklemeyi yapalım. Düğüm noktası üzerine gidip tıklayarak veya düğümün sol üstünden mouse un sol tuşunu basılı tutarak sağ alta doğru çektiğimizde bir pencere oluşur. Düğümü bu pencere içine alarak seçelim. Bu düğüm noktasına yük tanıtabilmemiz için “Assign” üst menüsünde “Joint 6
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER Static Loads…/ Forces” alt menüsünü tıklayarak veya “Assign Joint Loading”
ikonunu
tıklayarak
“Joint Forces” alt menüsünü açalım. Bu menüde, “Load Case Name” bölümünde daha önce tanımlanmış tek bir yük olduğundan yalnızca YUKLEME adındaki yük görülmektedir. 6 Tonluk yatay kuvveti verebilmek için “Loads” bölümünde “Forces Global X” satır ında yükümüz soldan sağa yani pozitif yönde olduğundan işaret belirtmeksizin 5 rakam ını yazmalıyız. ve yüklemeyi tamamlayabilmek için “ Options” bölümünde “Add to existing loads” check box ının işaretli olduğunun kontrolunu yaptıktan sonra “OK” tuşuna basmalıyız. 6 ve 8 numaralı düğüm noktalar ındaki düşey 4 er tonluk yükleme için, 3 numaral ı düğümü seçerken yaptığımız gibi, pencereye alarak veya düğün noktası üzerine gidip mose un sol tuşu ile tıklayarak düğümleri seçelim. “Joint Forces” yükleme menüsü için “ Assign Joint Loading” ikonunu tıklayalım.
Açılan menüde 4 tonluk düşey kuvvetin tanıtılması için; “Loads” bölümünde “Forces Global Z” satır ında yükümüz yukar ıdan aşağıya yani negatif yönde olduğundan eksi işaretini belirterek -4 rakamını yazmalıyız. ve yüklemeyi tamamlayabilmek için “ Options” bölümünde “Add to existing loads” check box ının işaretli olduğunun kontrolunu yaptıktan sonra “OK” tuşuna basmalıyız. 10 – Bu aşamada modeli oluşturan çerçeve elemanlar ının ve çerçeve elemanlar ının
yapıldığı malzemenin özelliklerinin programa tan ımlanmasını sağlayalım. Önceliği çerçeve elemanlar ının yapıldığı malzemenin tanıtılmasına veriyoruz. Programa bir tanımlama yapacağımıza göre “Define / Materials” menüsünden “Define Materials” alt menüsünü açmamız gerekir.
7
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
Tanıtacağımız malzeme ile ilgili verece ğimiz bilgilerin , programdan analiz sonras ı talep edeceğimiz bilgileri bize hesaplamas ını sağlayan veriler olması gerektiğini ve vereceğimiz fazla bilgilerin , alaca ğımız analiz sonuçlar ında farklılıklar hatta hatalar oluşturabileceğini göz ardı etmememiz gerekmektedir. Hesap sonucunda elde etmek istediğimiz bilgi yaln ızca dış kuvvetler altında çubuk eksenel kuvvetleri olduğuna göre , tanıtacağımız malzemenin “E” elastisite modülünün verilmesi yeterlidir. Bunun için programın “ OTHER” olarak isimlendirdiği , beton veya çelik olmayan herhangi bir malzeme menüsündeki malzeme bilgilerini de ğiştirerek , amac ımıza uygun bir malzeme tanıtmak yeterli olacakt ır. “Define Materials” menüsünde “Materials” bölümündeki “OTHER” adındaki malzemeyi mouse un sol tu şu ile seçtikten sonra, “ Clict to” bölümündeki “Modify / Show Material” tuşunu tıklayalım. Açılan menüde “Material Name” bölümünde malzeme için herhangi bir alfanümerik isim belirleme imkan ımız var.
“Type of Material” bölümünde malzemenin “Isotropic” olduğunu belirtmemiz ve “Analysis Property Data” bölümünde malzemenin elastisite modülüne negatif veya s ıf ırdan farklı bir değer vermemiz ve diğer tüm değerleri sıf ır yapmamız gerekmektedir. Bu uygulamamızda elastisite modülünün 2e6 kg/cm2 olduğunu biliyoruz. Bu yüzden “Modulus of Elasticity” satır ına şu anda ton ve santimetre biriminde oldu ğumuz için 2000 değerini yazalım. “Shear Modulii” değeri elastisite modülüne bağlı bir değer olduğundan değiştirme olanağımız yoktur. Ancak malzeme özelliklerinin tan ımını yaparken kesme alanını sıf ır vererek kesme modülünün etkisini sıf ırlamış olacağız. “OK” tuşuna basarak malzeme tanımımızı bitirebiliriz. Program farklı başka malzemeler de tanıtacağımızı değerlendirerek tekrar “Define Materials” menüsüne döner. Bu menüde de yine OK” tuşuna basarak malzeme tanımımızı programa bildiririz. Bu tanımlamalar ı yaptıktan sonra artık OTHER ismindeki bu malzemeyi kullanarak çubuk elemanlar ını tanımlayabiliriz. 11 – Çerçeve elemanlar ının tanımı için de yine “ Define” üst menüsünü çağırarak “Frame Sections” tanımlamayı seçerek “Define Frame Sections” alt menüsünü çağırmamız gerekmektedir. 8
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
Bu menüde “Add I / Wide Flange” açılır menüsünün altında “Add General” olarak gösterilen çerçeve elemanını sol tuş ile seçerek, elips biçimli olarak çizilen çerçeve eleman ı eklemek istediğimizi, programa belirtelim. Aç ılan ekran enkesit şekli olarak “General” olarak isimlendirilen çerçeve eleman ının tüm özelliklerini gösteren “ Property Data” ekranıdır.
Bu ekranda çerçeve elemanı için, analiz sonucunda elde etmek istedi ğimiz bilgileri düşünerek hangi bilgilerini vermemiz gerekiyor ise onlar ı verebiliriz. Bu uygulamamızda çerçeve elemanı için yalnızca kesit alan ını vermek bizim için yeterli olacakt ır. Kesit alan ının 5 cm2 olduğunu biliyoruz. Biz “Cross-Section (axial) area” satır ına 5 cm2 vererek diğer tüm değerleri sıf ır veriyoruz. “OK” tuşuna basarak malzeme özellikleri bilgilerini programa bildiriyoruz.
Daha sonra özelliklerini tan ıttığımız bu çerçeve elemanına bir isim vererek, ki biz bu uygulamada “CUBUK” ismini kullan ıyoruz, ve elemanın yapıldığı malzemenin cinsini belirttikten sonra (Biraz önce tanıttığımız ve ismini OTHER olarak b ıraktığımız malzeme) “OK” tuşuna basarak programa çerçeve elemanı tanımlamamızı bitiriyoruz. Daha sonra 9
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
“Define Frame Sections” ekranında da “OK” tuşuna basarak cubuk elemanının tanımını tamamen bitiriyoruz. Programa tanıttığımız bu çerçeve elemanı henüz model taraf ından kullanılmamaktadır. Bunu sağlayabilmek için öncelikle ad ına cubuk dediğimiz bu çerçeve elemanının, modelin hangi elemanlar ında kullanılmasını istiyorsak (Bu uygulamada tüm çubuklar aynıdır) o elemanlar ı mouse un sol tuşu ile eleman üzerine gidip tıklayarak veya seçmek istediğimiz çubuklar ı mouse un sol tuşunu basılı tutup çekerek oluşturduğumuz bir pencere ile alarak seçmeliyiz. Bu uygulamamızda modelin tamamını bir pencereye alarak seçtik. Seçtiğimiz bu çerçeve elemanlar ına “CUBUK” eleman ının atanabilmesi için “Assign” üst menüsünden “Frame / Sections..” seçimi ile “ Define Frame Sections” alt menüsünü çağır ıyoruz. 12
–
“Assign Frame Sections” ikonu ile de ula şabiliriz. Bu menüdeki “Frame Sections / Name” bölümünde CUBUK isimli kesitin üzerini sol tu ş ile tıklayarak seçtikten sonra “OK” tuşuna basarak çerçeve elemanı kesit özelliklerinin çubuklara atanmasını sağlamış oluruz. 13 – Artık modelin analizini yapabiliriz. Bunun için “Run Analysis” ikonundan yaAynı menüye
rarlanabiliriz. İkonu kullanmamız halinde “Run Options” alt menüsünden programın geri planda veya normal şekilde çalışmasını tercih edecek tuşlardan birine basar ız. Başka bir yöntem ise üst menüden “Analyze / Run” , “F5” tu şu “Analyze / Run Minimized” , “ Shift + F5” tuşu , seçimi ile de analizi başlatma imkanımız vardır. Analizin hatas ız bir şekilde
tamamlanması halinde
“Analysis Complate” 10
İ NŞAAT MÜHENDİSLİĞİ NDE B İLGİSAYAR UYGULAMALARI DERS İ / M. Çelik MATER
ekranının en alt satır ında analizin tamamlandığını bildiren “A N A L Y S I S C O M P L E T E” yazısı çıkar. Analiz sonuçlar ının görüntülenmesini istemeden önce bu ekranda , üstteki satırlarda kontrolumuz dışında gerçekleşen (Hayal etti ğimiz davranışın gerektirdiği ikazlar dışında) ikaz olup olmadığına kesinlikle bakmalıyız. Herhangi bir olumsuzluk olmaması halinde “OK” tuşuna basarak analizi sonlandırabiliriz. Analiz sonrası çerçeve elemanlar ında oluşan kuvvetleri görebilmek için üst menüden
“Display / Show Element Forces / Stresses / Frames” alt menüsünü çağırarak veya ikonunu tıklayarak “Member force Diagram for Frames” ekranını açar ız.
İncelemek istediğimiz kuvvetleri, hangi yükleme için görmek istiyorsak , o yük ismini “Load” bölümündeki açılır menüden seçerek “Component” bölümünden hangi kuvvet veya moment bileşenini incelemek istiyorsak , o bile şenin check box ını işaretleyerek (Tek bir seçim yapma hakk ımız vardır) programa belirtiriz. Diyagramlar ın büyüklüğü ile ilgili bir belirleme yapmak istiyorsak “Scaling” bölümünden “Scale Factor” check box” ını işaretleyerek istediğimiz bir ölçe ği belirleyebiliriz. (Auto pozisyonunda kalmas ını öneririm). Kuvvet diyagramlar ının değerleri görmeden şeklen görmek istiyorsak “Fill Diagram” check box ının işaretli olması gereklidir. Kuvvet diyagramlar ının değerleri , bizim için şekli kadar önemli ise bu durumda “Show Values on Diagram” check box ını işaretleyerek diyagramlar ın üzerinde değerleri de göstermesini programdan isteyebiliriz. Açılan ekranda isteklerimizi belirttikten sonra “OK” tuşuna basarak isteklerimizin görüntülenmesini sağlayabiliriz.
11