Yapı Grubu Dersleri
Genel Malzeme Bilimi
Yapı İşleri Şantiye Tekniği
Yapı Malzemeleri
Yapı Statiği I
Yapı Statiği II
Betonarme I
Betonarme II
Betonarme Sistem Tasarımı
Çelik Yapılar
Yapı Dinamiği ve Deprem Mühendisliği
Mekanik Grubu Dersleri
Statik
Dinamik
Mukavemet I
Mukavemet II
Mekanik Grubu Dersleri
Mekanik, kuvvetlerin etkisi altında kalan cisimlerin denge ve hareket şartlarını anlatan ve inceleyen bilim dalıdır.
Mekanik (harekete göre)
Dinamik (a0) Statik (a=0)
Kinematik
Hareketi sadece geometrik olarak ele alır.
Kinetik
Hareket neden olan
kuvvetlerin analizi ele alınır.
Mekanik Grubu Dersleri
Mekanik (malzemeye göre)
Mukavemet
Katı Cisimler Mekaniği Akışkanlar Mekaniği Zemin Mekaniği
Serbest-Cisim Diyagramı
Bir yapı çözümlenirken ilk adım, yapıyı şekildeğiştirmeye zorlayan etkilerin belirlenmesidir. Yük etkileri denen bu zorlamalar, çoğu kez yapıya çeşitli noktalarında etkiyen ve dış yükler olarak adlandırılan kuvvet ve momentlerle ya da yapının belirli noktalarında oluşan yerdeğişimleriyle temsil edilir. Sonraki adım, yapı elemanlarında bu yük etkileri sonucu oluşan kuvvetleri ve momentleri hesaplamaktır.
Mühendis, yapı elemanlarını iç kuvvetler denen bu kuvvet ve momentler etkisinde taşıyıcılıklarını yitirmeyecek ve aşırı şekil değişimi yapmayacak biçimde boyutlandırmakla yükümlüdür.
Serbest-Cisim Diyagramı
Katı cisimler mekaniğinde genellikle izlenen sistematik yaklaşımda ilk adım, incelenen cismin serbest cisim diyagramının çizilmesidir. Statikte de kullanılan temel bir gösterim biçimi olan serbest cisim diyagramı, cismin ya da cismin bir parçasının ve üzerine etkiyen yüklerin, çevresinden ayrıştırılarak ele alınmasıdır. Artık tek başına düşünülen parçanın ayrıldığı çevre ile etkileşimi, genelde bu parça üzerine etkiyen kuvvet ve momentlerle temsil edilir.
Copyright © 2010 Pearson Education South Asia Pte Ltd
Serbest-Cisim Diyagramı Ne Kadar Önemlidir?
Serbest-cisim diyagramı, her türlü yapısal
çözümleme için oldukça önemlidir. Serbest-cisim
diyagramı, denge denklemlerinde kullanılan tüm
kuvvetleri ve geometriyi dikkate alarak hata
ihtimalini en aza indirgemenin yanı sıra,
hesaplamalarınızı kontrol edecek veya
kullanacak olan diğer mühendislerle iletişimi
sağlayan bir kaynaktır.
Serbest-Cisim Diyagramı Ne Kadar Önemlidir?
Serbest-cisim diyagramının önemini vurgulamak
üzere, Kansas City Hyatt Regency Otel’inin
lobisinin üzerinden geçen ve iki blok arasındaki
geçişi sağlayan ikinci ve dördüncü katlardaki
yürüme platformlarının yıkılış öyküsünü ele
alalım.
Copyright © 2010 Pearson Education South Asia Pte Ltd
Serbest-Cisim Diyagramı Ne Kadar Önemlidir?
Bu olay 1981’de bir dans yarışması için yaklaşık
2000 kişinin otel lobisinde toplandığı bir sırada
meydana gelmiştir. İzleyicilerin bir kısmının
yürüme platformlarının üzerinde toplanmasıyla
yürüme platformları aniden göçmüş ve 114 kişi
hayatını kaybederken 200’den fazla kişi de
yaralanmıştır.
Serbest-Cisim Diyagramı Ne Kadar Önemlidir?
Göçmenin temel nedeni, yürüme platformlarını taşımak üzere kullanılan bağlantıların hatalı tasarımından kaynaklanmıştır. Şekil a’da görülen orijinal tasarım, çatıya birleştirilen ve her biri iki adet U profilinin uç uça kaynaklanmasıyla (Şekil c) oluşturulan kutu kesitli kirişlerdeki deliklerden geçen tek bir gergi veya askı çubuğunun kullanılmasını gerektirmekteydi. Çubukların kirişlere olan bağlantısı için de bir somun ve pul kullanılması gerekiyordu.
Copyright © 2010 Pearson Education South Asia Pte Ltd
Serbest-Cisim Diyagramı Ne Kadar
Önemlidir?
Serbest-Cisim Diyagramı Ne Kadar Önemlidir?
Bu tasarım pek alışıldık olunmadığı üzere tamamen dişli çubukların kullanımını gerektirdiğinden, yüklenici firma ile mühendislik firması arasında bu tasarım yüzünden bir anlaşmazlık çıkmıştır. Bunun sonucunda tasarım değiştirilmiş ve Şekilde görüldüğü gibi sadece uçlarından dişli olan askı çubukları kullanılmıştır.
Copyright © 2010 Pearson Education South Asia Pte Ltd
Serbest-Cisim Diyagramı Ne Kadar Önemlidir?
Göçmenin neden meydana geldiğini göstermek üzere, her bir tasarıma ait serbest-cisim diyagramı ile Şekil a ve Şekil b’de verilen 180 kN’luk öngörülen yüklemenin denge hesabını inceleyelim.
Serbest-Cisim Diyagramı Ne Kadar Önemlidir?
Değiştirilen tasarımdaki üst pul tarafından taşınan yükün, orijinal tasarımdakinin iki katı olduğuna dikkat ediniz. Bu yeni tasarım yeterince incelenmediğinden, kutu kesitli kiriş kaynak dikişlerinden ayrılmış ve buradaki pul, askı çubuğu tarafından bu boşluktan sıyrılarak göçme meydana gelmiştir, Şekil c.
Serbest-Cisim Diyagramı Ne Kadar
Önemlidir?
Copyright © 2010 Pearson Education South Asia Pte Ltd
Serbest-Cisim Diyagramı Ne Kadar Önemlidir?
Kutu kesitli kirişin ve askı çubuğunun tasarımı, yetersiz olduğundan ve yönetmelik koşullarını sağlamadığından mühendislik firmasında çalışan mühendislerin, ciddi ihmallerinin olduğu ve mühendislik ilkelerine aykırı tasarım yaptıkları sonucuna varılmıştır. Bunun sonucunda da mühendislerin lisansları iptal edilmiş ve mühendislik şirketi iflas etmiştir.
Mühendisler yaptıkları tasarımdan sorumludurlar ve herhangi bir terslik durumunda sorumlu tutulacaklardır.
Dolayısıyla çalışmalarınızda düzenli ve dikkatli olunuz ve serbest-cisim diyagramınızı mutlaka çiziniz!
Yapı Bileşenlerinin ve Sistemlerinin Modellenmesi
Yapı Bileşenlerinin ve Sistemlerinin Modellenmesi
Yapı sistemine ait analitik model oluşturulduktan sonra, Newton Kanunları ve gerilme-şekildeğiştirme bağıntıları gibi fiziki kurallar uygulanarak, analitik modeli matematik bir dil ile tanımlayan diferansiyel denklemler elde edilir.
Matematik model formüle edildikten sonra dinamik analizdeki bir sonraki adım, dinamik tepkilerin belirlenmesi için diferansiyel denklemlerin çözümünü içermektedir.
𝑚𝑑2𝑢
𝑑𝑡2 + 𝑐𝑑𝑢
𝑑𝑡 + 𝑘𝑢 = 𝑝(𝑡)
Yapı Mühendisliği
Yapı mühendisliğinde amaca ulaşmak, dış etkiler altındaki yapı sistemlerinin, yeterli güvenlik ve yeterli rijitlikte olmak üzere, en ucuza ve en güzel görünümde boyutlandırılması anlamına gelmektedir. Bunu gerçekleştirecek yapı mühendisinin dış etkileri ve kullanacağı malzemeyi iyi tanıması, hesaplama yollarını ve araçlarını iyi bilmesi gerekmektedir. Bunlar tek bir öğreti içinde ele alınamayacak kadar geniş bir bilgi alanını kapsamaktadır.
Yapı mühendisi ayrı ayrı öğretilerden edineceği ve birbirini tamamlar nitelikteki bilgiyi özümseyerek en uygun biçimde bir araya getirmekle yükümlü olacak, amaç ancak böylelikle gerçekleştirilebilecek ve yapı
Yapı Mühendisliği
Prof. Dr. E. L. Wilson yapı mühendisliğini Özelliklerini sadece tahmin edebildiğimiz malzemeleri kullanarak, kesin biçimde saptayamadığımız dış etkilere göre, sadece yaklaşık olarak çözümleyebildiğimiz gerçek yapıları ortaya çıkarma sanatıdır
şeklinde tanımlamaktadır.
Yapı Mühendisliği
Yapı Mühendisliği
Binalar Köprüler
Barajlar Su kemerleri Yeraltı Yapıları İstinat Yapıları
Yapı Sistemlerine Ait Örnekler
Yapı sistemlerin Etkiyen Kuvvetler
• Yerçekiminin neden olduğu kuvvetler
– Sabit Yükler: yapının kendi ağırlığı
– Hareketli Yükler: hareket eden insan, malzeme, araç yükleri.
• Rüzgarların neden olduğu kuvvetler
• Depremlerin neden olduğu kuvvetler
• Yağmur/karın neden olduğu kuvvetler
• Sıcaklıktan kaynaklanan kuvvetler
Sabit Yükler
• Yapı sisteminin kendi ağırlığı
– Döşemeler, kirişler, çatılar, vb.
• Her zaman mevcut olan yükler.
Hareketli Yükler
• İnsanlar, mobilya, malzeme
• Hareket eden veya
ağırlığı değişen yükler
• Minimum tasarım yükleri
yönetmeliklerde tanımlanır.
Dinamik Yükler
• Hareketli Yükler (trafik vb.)
• Darbe yükleri.
• Şiddetli rüzgar yükleri
• Makinelerin neden olduğu yükler.
Baraj Gövdesine Etkiyen Su Yükü
Su, = yoğunluk
Deprem Yükleri
Mesnet Hareketleri
Yapı Sistemi Türleri
• Kemer
• Düzlem Kafes
• Kiriş
• Çaprazlı Çerçeve
• Rijit Çerçeve
• Uzay Kafes
• Kablo Askılı Yapılar
Kemer
Düzlem Kafes
Kiriş
Çerçeveler
Çaprazlı Rijit
Kablo Askılı Yapılar
Eğik-Gergili Köprü
Yapı Mühendisliği, aşağıda özeti verilen çeşitli öğretilerin katkılarıyla ortaya çıkmaktadır.
Cisimlerin Mukavemeti
Elastisite-Plastisite
Elastik stabilite
Yapı Statiği I
İzostatik Sistemler
Yapı Statiği II
Hiperstatik Sistemler
Yapı Statiği III
Kuvvet ve Yerdeğiştirme Yöntemlerinin Genelleştirilmesi
İleri Yapı Statiği
Doğrusal Olmayan Sistemler
Yapı Sistemlerinin Hesabında Matris Yöntemler Matris Yerdeğiştirme Yöntemleri
Malzeme
Ahşap
Çelik
Betonarme
Hidrolik
Zemin mekaniği
Sismoloji
Yapı Mühendisliği
Bu öğretinin özümsenebilmesi temel bilimlerden sonra Cisimlerin Mukavemeti, Elastisite-Plastisite, Elastik Stabilite, Malzeme, Sayısal Hesaplama, Bilgisayar Programlama, Ahşap, Çelik, Betonarme, Zemin Mekaniği, sismoloji, Hidrolik vb. konuların da yeterli düzeyde öğrenilmiş olmasını, yönetmeliklerden haberdar olunmasını ve belirli düzeyde de deneysel çalışma kültürünün edinilmesini gerektirmektedir. Bunlar yapı mühendisleri arasındaki ortak bir dilin yapısını oluşturacak temel yapı taşlarıdır.
Malzemeyi tanımayan, cisimlerin mukavemetini bilmeyen bir mühendisin dış etkiler altındaki yapı sisteminin davranışını kestirmesi, bilgisayar aracılığı ile çözümler üretmesi, onları doğrulaması ve güvenle kullanabilmesi, gerekli deneyleri öngörerek yönlendirme yapması ve gelişmelere açık olabilmesi mümkün değildir.