Çelik, yüksek mukavemeti ve iyi sünekliği nedeniyle inşaat sektöründe kullanılmıştır. Çeliğin sünekliğini kullanmak istiyorsak, kuvveti enine kesitinden akacak kadar yüksek olmalıdır, bundan sonra çelik, mukavemetini korurken (doğrusal olmayan aralığa girerek) deforme olma yeteneğine sahiptir. Çelik, gücünü korurken deforme olabildiğinde, aslında kendisine uygulanan kuvvetten daha büyük bir kuvvete dayanabilir, çünkü kendisini deforme ederek daha büyük bir kuvveti emebilir ve sönümleyebilir.
Başka bir deyişle, yanal kuvvet yapıya girdiğinde, yapı bölümleri akmadan önce doğrusal bir davranışa sahiptir, yani taban kesmesi ile çatının yer değiştirmesi arasındaki ilişki doğrusaldır ve yanal kuvvet kaldırılarak yapı eski haline döner. Bu aşamada yapı yanal kuvvete sadece kuvvet olarak direnir ve yanal kuvvet arttıkça elemanların kuvveti de artar ve tasarımdaki elemanların kesitleri büyür.
Ancak yanal kuvvetteki bu artış bir dereceye kadar devam edebilir, bundan sonra elemanların bölümleri akar ve bölümlerin akışı ile birlikte elemanların kuvveti artık artmaz ve elemanı deforme etmek için yanal kuvvet kullanılır. Sonuç olarak, yapı, elemanlarının gücünü arttırmadan (kesiti arttırmadan) daha büyük yanal kuvvetlere dayanabilir.
En başından beri binalar, çeliğin süneklik kapasitesinin kullanılabilmesi ve daha küçük kesitlerin elde edilebilmesi için bölümler akacak şekilde inşa edilmek istendi. Ancak, yapıların analizi çok karmaşık ve kesit akışı (lineer olmayan analiz) göz önüne alındığında zaman alıcıydı, bu nedenle binaların lineer olarak analiz edilip tasarlanmasına karar verildi. Bu nedenle davranış katsayısı adı verilen bir katsayı uygulanarak binanın lineer aralıktaki temel kesme miktarı tahmin edilmiş ve bina lineer olarak analiz edilmiş ve dizayn edilmiştir Ancak yapıya giren toplam yanal kuvvet ile doğrusal analiz ve tasarım yapılmadığından, bina yanal kuvvete karşı doğrusal olmayan aralığa girer.
Davranış katsayısı uygulanarak yapının doğrusal aralıkta analiz edilip tasarlanabileceğini ve yapının doğrusal aralıkta doğru davranışının sağlanabileceğini, ancak yapı doğrusal olmayan aralığa girdiğinde sağlanabileceğini unutmayın. Yapının davranışı üzerinde kesin bir kontrole sahip değiliz ve yapının davranışını doğrusal olmayan bir aralıkta doğrusal analiz ile incelemek mümkün değildir.
Günümüzde hesaplama yazılımlarının gelişmesi ve inşaat mühendislerinin lineer olmayan analizler yaparak uzmanlıklarının artması ile yapının lineer olmayan aralıktaki davranışı iyi bir doğrulukla inceleyebilmekte ve yapının doğru performansı sağlayabilmektedir.
Doğrusal olmayan analizlerde davranış katsayısını uygulamaya gerek yoktur, çünkü yapıya uygulanan toplam kuvveti ve doğrusal aralıkta taban kesme miktarını belirleyen davranış katsayısını uygulayarak yapının gerçek davranışını incelersiniz ve bu tür analizlerde yeri yoktur. Ayrıca lineer olmayan analiz ile yapının kapasitesi daha fazla kullanılabilir ve daha küçük kesitler elde edilebilir, çünkü lineer analizde çok konservatif bir davranış katsayısı uygulanarak daha büyük kesitler elde edilebilir.
Günümüzde doğrusal olmayan analiz kullanımı dünya düzenlemelerinde daha yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Lineer analize göre yapının performansını çok daha iyi ve tam olarak inceleyebilen daha doğru bir analiz olan lineer olmayan analiz, binaların sismik iyileştirmesinde ve araştırma projelerinde çok faydalıdır.
Genç mühendisler, daha deneyimli mühendislere kıyasla doğrusal olmayan analize aşinalıklarının bir güç olabileceğinin ve söyleyecek bir şeyleri olabileceğinin farkında olmalıdır. Doğrusal olmayan analizleri bilerek, yönetici projelerini çok daha doğru ve ekonomik bir şekilde tasarlayabilir, işvereni daha fazla proje almaya çekebilirsiniz.
Doğrusal olmayan analizler (doğrusal olmayan statik ve doğrusal olmayan zaman geçmişi) çok karmaşıktır, temel kavramlar arasında plastik bağlantıların tanımlanması, doğrusal olmayan durumların tanımlanması, kayıtların seçilmesi, ölçeklendirilmesi, yakınsama sorununun çözülmesi ve sonuçların yorumlanması vb. olabilir.
İnşaat Yüksek Mühendisi / Mimar Ali Tarmigh – İnşaat Mühendisi Aslı AR
