Tam Rijit, Yarı Rijit ve Esnek Diyafram
Yapı analizinde Tam rijit diyafram ve Yarı rijit diyafram olmak üzere iki farklı döşeme modelleme şekli bulunur. Yarı Rijit Diyafram döşeme rijitliklerinin analiz modelinde göz önüne alınarak, döşemelerin kabuk sonlu elemanlar ile modellenmesi ile düzlem içi gerilmeleri ve hareketin oluşabildiği diyafram kabulüdür. Tam Rijit Diyafram modelinde döşemelerin düzlem içi rijitliklerinin çok büyük olduğu kabul edilerek, döşeme düzlem içi hareketin ihmal edildiği diyafram kabulüdür.
Analiz ayarlarında aşağıda gösterilen resim ile seçilebilir.
1- Tam Rijit diyafram:
Döşeme rijitliğinin; deprem etkilerini karşılaması için tasarlanan düşey taşıyıcı sistem elemanlarının rijitliğine göre oldukça büyük olması durumunda sistem rijit diyafram kabul edilir. Kütle merkezi ile rijitlik merkezi arasındaki fark planda burulmaya sebebiyet verir. TBDY Madde 3.6.2.2 'ye göre Rijit diyafram kabulü A2 ve A3 türü düzensizliklerin bulunduğu binalarda uygulanamaz.
Tam Rijit diyafram ile analiz döşemelerde deprem etkisi altında düzlem içi şekildeğiştirmenin olmadığı veya çok az olduğu kabulüne dayanmaktadır. Bu şekildeğiştirme olmadığından döşeme düzlem içi gerilmeler de analiz modelinde çıkmayacaktır. Kütleler kat ağırlık merkezinde toplanarak deprem hesabı yapılmaktadır. Tam Rijit Diyafram kabulü ile çözüm yapılan bir binanın analiz modeli aşağıda gösterildiği gibi olmaktadır.
Yukarıdaki resimde görüldüğü gibi yalnızca perdeler iki boyutlu sonlu elemanlar ile modellenmiştir. Kolonlar ve kirişler çubuk elemanlar ile modellenir.
Uygulanabilirlik (Tam Rijit Diyafram) : Deprem etkilerini karşılayan taşıyıcı sistem elemanlarının rijitliğinin, döşeme rijitliğinden az olması durumunda en uygun yöntemdir. Betonarme ve kompozit döşemeler için yaygın kullanılan kabüldür. Pratik tasarım yapmak amacıyla analizin basitleştirilmesi gerekir. Analizin basitleştirilmesi için çoğunlukla idealleştirilmiş rijit diyafram uygun bir seçim olur.
2- Yarı Rijit diyafram:
Döşeme rijitliğinin; sistem rijitliğine yakın veya eşit olduğu durumları temsil eden analitik modeldir. Rijitlik hesabı, döşeme kalınlığı, ebatları ve malzeme parametrelerine bağlı olarak hesaplanır. Yarı rijit diyafram kabulü döşeme davranışının yapı analiz modelinde gerçeğe en yakın davranışını yansıtan kabuldür. Yarı rijit diyafram modelinde döşemeler iki boyutlu sonlu elemanlar (shell) ile modellenir. İki boyutlu sonlu elemanlar düzlem içi düzlem dışı hareket edebilmeleri ile shell eleman üzerinde gerilmeler oluşturur. Bu gerilme dağılımına göre betonarme döşeme tasarımı yapılabilir.
Yarı Rijit diyafram ile analiz döşemelerde deprem etkisi altında düzlem içi ve düzlem dışı şekildeğiştirmenin ve bu şekildeğiştirmelerden meydana gelen gerilmelerin iki boyutlu sonlu elemanlar üzerinde dağılım gösterdiği kabulüne dayanmaktadır. Döşemeler analiz modeline dahil olduğundan gerilme ve şekildeğiştirmeler analiz modelinde görülebilir. Yarı Rijit Diyafram kabulü ile çözüm yapılan bir binanın analiz modeli aşağıda gösterildiği gibi olmaktadır.
Yukarıdaki resimde görüldüğü gibi 3 boyutlu analiz sisteminde şekildeğiştirmiş sistem içerisinde döşemelerin düzlem içi şekildeğiştirmeleri bulunmaktadır.
Döşeme içerisinde gerilme dağılımı değişkendir. Bu nedenle yarı rijit diyafram ile yapılan binaların döşemelerindeki her noktada gerilme dağılımları aşağıdaki resimlerde olduğu gibi incelenebilir.
Uygulanabilirlik (Yarı Rijit Diyafram) : Döşemenin davranışını en doğru yansıtan kabüldür. Bunun sebebi diyaframa ait rijitliğin analizde gözönüne alınmasıdır. Planda düzensiz veya geniş boşlukları bulunan yapılarda gerçek davranışa oldukça yakınsar. Analiz basitleştirilmeden yapıldığı için analiz süresi rijit diyaframa göre uzundur. Özellikle kirişsiz döşeme yapılarda ve A2 ve A3 tipi düzensizliğin olduğu binalarda TBDY 2018 gereği yarı rijit diyafram kabulü yapılması zorunludur.
TBDY 2018 Madde 3.6.2.2 - 4.5.6.2 - 4.5.7.1 - 7.11.3 maddeleri gereği betonarme döşemelerin düzlem içi ve düzlem dışı yer değiştirmelerine ilişkin serbestlik derecelerini içermek üzere iki boyutlu (shell, kabuk) sonlu elemanlar ile modellenmelidir.
