Betonarme yapıların tasarımı için özel yük ve direnç katsayılarının geliştirilmesi

Abstract

Betonarme yapıların tasarımında kullanılan mevcut yük ve direnç (dayanım) katsayıları bu yüzyıldan önce geliştirilmiştir. Geçmişten gelen bu katsayıların kullanılması, daha iyi kalite kontrolüne sahip malzemeler ve daha iyi tahminlere sahip yükler kullanılarak inşa edilen betonarme yapıların tasarımını günümüzde önemli ölçüde cezalandırmaktadır. Bu çalışmanın amacı, mevcut malzemeler (beton ve çelik) ile ilgili istatistiksel verileri (bias ve kovaryans) ve yük tahminlerini (ölü, canlı vb.) kullanarak istenilen hedef güvenilirlik endeksine göre yük ve dayanım (direnç) katsayılarını belirleyen bir araç geliştirmektir. Birinci Derece İkinci Moment Moment (BDİM) ve Monte Carlo Simülasyonu (MSC) yapısal güvenilirlik modelleri olarak kullanılan yöntemlerdir. Farklı göçme modları için direnç (dayanım) parametrelerini belirlemek için ilk yöntem kullanılmıştır. Bu direnç parametreleri güvenilirlik indeksi değerlerini belirlemek için MCS Metodu kullanılarak 20 milyon rastgele değişken kullanılarak hesaplanmıştır. Son olarak, betonarme elemanlar tasarlamak için özel yük ve direnç katsayılarını belirlemek için Microsoft Excel Yazılımı kullanılarak bir program geliştirilmiştir. Bu programı kullanılarak, direnç (dayanım), zati ve hareketli yük verileri kullanılarak kiriş ve kolon elemanlarının göçme modlarına ve hedef güvenilirlik indekslerine göre, kendi projeniz için özel yük katsayıları seçilebilmektedir.

The load and resistance factors used nowadays in the design of reinforced concrete structures were developed before this century. Using these factors from the past significantly penalizes the design of reinforced concrete structures constructed using materials having better quality control and loads having better predictions of occurrences today. The purpose of this study was to develop a tool that determined the load and resistance factors depending on the statistical data (bias and covariance) related to current materials (concrete and steel) and current prediction of loads (dead, live, etc.) and the target reliability index. The First Order Second Moment (FOSM) and Monte Carlo Simulation (MSC) were the methods used as the structural reliability models. The first method was used to determine the resistance parameters for different failure modes. These resistance parameters (biases and covariances) were calculated using 20 million random variables using MCS Method to determine reliability index values. Finally, a program using Microsoft Excel Software was developed to determine custom load and resistance factors to design reinforced concrete members. Based on the input date for biases and covariances of resistance, dead, and live loads; failure modes of the beams and column members; and the target reliability index, the produced program selects custom load factors for your project.