Betonarme Uzay Çerçevelerin İkinci Mertebe Limit Yüke Göre Optimum Boyutlandırılması İçin Bir Ardışık Yaklaşım Yöntemi

Abstract

Bu çalışmada, betonarme uzay çerçeveleri ikinci mertebe limit yüke göre optimum boyutlandıran bir yöntem önerilmiştir. Amaç fonksiyon olarak seçilen yapı ağırlığını optimum yapan bir optimum boyutlandırma probleminde yapı ağırlığı, tasarım değişkeni olarak seçilen enkesit karakteristiklerinden biri cinsinden ifade edilebilir. Çözümün sağlaması gereken akma koşulları, denge koşulları, geometrik uygunluk koşulları ile yerdeğiştirmeler, şekildeğiştirmeler ve enkesit karakteristiklerine ait sınırlamalar optimum boyutlandırma probleminin kısıtlamalarını oluştururlar. Geliştirilen yöntemde, betonarme yapıların taşıyıcı sistem tasarımı ile ilgili istenen kısıtlamaların göz önüne alınabilmesine ilave olarak, ulusal ve uluslararası deprem yönetmeliklerinde öngörülen hasar ve performans seviyelerine bağlı olarak plastik şekildeğiştirme kısıtlamaları da gözönüne alınabilmektedir. Önerilen yöntemde akma koşulu kısıtlama denklemleri süperpozisyon yöntemi ile oluşturulmaktadır. Dış yükler ve plastik kesitlerdeki birim plastik şekildeğiştirme parametreleri için ayrı ayrı hesap yapılarak elde edilen sonuçlar süperpozisyon denklemleri yardımıyla birleştirilmekte ve önceki çalışmalardan farklı olarak denge denklemlerinin indirgenmesine gerek kalmamakta, böylece büyük yapı sistemleri için de hesap aşamaları kısalmakta ve daha sistematik hale getirilmiş olmaktadır.

In this study, a successive approximation method is suggested for the optimum design of reinforced concrete space frame structures according to the second order limit load. An economical solution in optimum design problem can be assumed by optimizing the structural weight for a limit or a collapse load. In this kind of problem, structural weight can be expressed in terms of one of a section properties that chosen as design variable. The restrictions of optimum design problem consists of yield conditions, stability conditions, geometric suitibility conditions, displacements, deformations and some section properties. In this suggested successive approximation method, axial forces and bending moments in the yield conditions are found with superposition of analysis results for unit plastic deformation parameters and exterior loads. In order to find axial forces and bending moments in two directions at the critical sections of the system, the system is analyzed for exterior loads and for unit values of plastic deformation parameters at the plastic sections, respectively. Then the results at the critical sections superposed using the suggested superposition formulations in order to construct the yield condition restraints. The analysis for calculating axial forces and bending moments of the system for exterior loads and for unit values of plastic deformations at the plastic sections, YCR3D computer programme, is developed in this study.