ASD ve LRFD arasındaki farklar

Yapı analizlerine başlamadan önce ilk karar verilmesi gereken konulardan biri de tasarımı ASD yöntemine göre mi yoksa LRFD yöntemine göre mi yapacağımızdır. Temel iki tasarım yöntemi bunlardır ve dünyada kabul görmüş yöntemlerdir. Dünya üzerinde herhangi bir yerde gördüğünüz yapının tasarımı, mutlaka bu iki yöntemden birine göre yapılmıştır. Buradan yola çıkarak ASD ve LRFD arasındaki farklara geçmeden önce bu iki terimin açılımı ve Türkçe’deki karşılıklarına değinelim.

ASD ne demek, ASD açılımı nedir: Emniyet gerilmelerine göre tasarımdır. (Allowable Stress Design)

LRFD ne demek, LRFD açılımı nedir: Taşıma gücü yöntemine göre tasarımdır. (Load and Resistance Factor Design)

Ülkemizde ve dünyada yaygın olarak çelik yapılarda ASD, betonarme yapılarda ise LRFD kullanılır. Ülkemizde sıklıkla yapılan yapılarda kullandığımız yüklemelere göre iki yöntem, çok ciddi tasarım farklılıkları göstermez ancak iki yöntemin de tasarıma bakış açıları farklıdır. Şimdi bu farklara değinelim.

Başlıca 2 tasarım yöntemi olan ASD ve LRFD arasındaki farklar nelerdir

İki tasarım yöntemi arasındaki en belirgin fark kıyaslama gerilmesidir. ASD yönteminde malzemenin akma sınırı, belli bir katsayı ile azaltılarak malzemenin tasarım gerilmesi ile kıyaslanır ve yükleme kombinasyonlarında her hangi bir arttırıcı katsayı kullanılmaz. LRFD yönteminde ise malzeme akma sınırı kıyaslanacak gerilme olarak kalır ve yükleme kombinasyonlarında yükleri arttırıcı katsayılar kullanılır. Örnek olarak, S235 (St37) kalitesindeki bir çelik için taşıma gücü yönteminde kıyaslama ve akma sınırı 2400 kg/cm² iken emniyet gerilmeleri yönteminde kıyaslanan emniyet gerilmesi akma sınırının yaklaşık 0.6 katı olan 1440 kg/cm²’dir.

LRFD yöntemi ASD yöntemine göre daha yeni bir yöntemdir.

Emniyet gerilmeleri yönteminde emniyet gerilmesinin akma sınırına oranı sabit kalırken taşıma gücü yönteminde sistem yüklemelerine göre bu oran değişkenlik gösterir.

Hareketli yüklerin ölü yüklere oranı yaklaşık 3 iken iki yöntem birbirine çok yakın kesit değerlerini verir. Bu oran 3’ün üzerindeyse LRFD yöntemi daha tutucudur yani daha yüksek kesitler kullanmak gerekir. Oran 3’ün altına indikçe ASD daha tutucu bir hal alır ve aralarındaki fark artarak ilerler.

Yük ve yükleme kombinasyonları Yönetmeliklere göre

Yük ve yükleme kombinasyonları inşaatın yapım aşamasındaki ve yapımdan sonraki dönemdeki maruz kalacağı yüklerin gerçeğe uygun olarak yapıya etkitilmesi ve yapının mühendisliğin şartı olan en ekonomik ve en güvenli yapı şartlarına uygun olarak tasarlanması için kullandığımız farklı yüklerin farklı katsayılarla bir arada yapıya etkitilmesidir.

Çeşitli yönetmeliklere göre yük ve yükleme kombinasyonları

Yük Tanımları:
D : Ölü Yük
L : Hareketli Yük
Lr : Çatı Hareketli Yükü
W: Rüzgar Yükü
S : Kar Yükü
E : Deprem Yükü
R : Yağmur veya Buz Yükü

Tasarım felsefeleri 2 gruba ayrılır:

1. ASD (Emniyet gerilmelerine göre tasarım)

Temel ASD yük kombinasyonları (ASCE/SEI 7‐10 Bölüm 2.3):
D
D + L
D + (Lr or S or R)
D + 0.75L + 0.75(Lr or S or R)
0.6D + W
D + 0.75(0.6W) + 0.75L + 0.75(Lr or S or R)
D + (0.6W or 0.7E)
D + 0.75(0.7E) + 0.75L + 0.75S
0.6D + 0.7E

2. LRFD (Yük ve mukavemet çarpanına göre tasarım)

Temel LRFD yük kombinasyonları (ASCE/SEI 7‐10 Bölüm 2.3):
1.4D
1.2D + 1.6L + 0.5(Lr or S or R)
1.2D + 1.6(Lr or S or R) + (L or 0.5W)
1.2D + 1.0W + L + 0.5(Lr or S or R)
0.9D + 1.0W
1.2D + 1.0E + L + 0.2S
0.9D + 1.0E

Türk Yönetmelikleri yük ve yükleme kombinasyonları

Temel TS500 yük kombinasyonları (Betonarme Yapılar için):
1.4D + 1.6L
1.0D + 1.3L + 1.3W
0.9D + 1.3W
1.0D + 1.0L + 1.0E
0.9D + 1.0E

Deprem Yönetmeliği ve TS648’e Göre Temel Yük Kombinasyonları:
G + Q
G + Q ± Ex ± 0.3Ey
G + Q ± 0.3Ex ± Ey
0.9G ± Ex ± 0.3Ey
0.9G ± 0.3Ex ± Ey
G ± W+ Q Wx
G + Q ± Wy
0.9G ± Wx
0.9G ± Wy

Yük ve yükleme kombinasyonlarını kullandığınız analiz programına tanımlamadan önce ilgili yönetmelikleri kontrol etmenizi öneririz. Zira yönetmeliklerde hangi durumlarda bu yük kombinasyonları kullanılır, hangi durumlara dikkat edilmelidir, çelik yapılarda veya betonarme yapılarda nelere dikkat edilmelidir ayrıntılı bir biçimde yazmaktadır. Özellikle yabancı yönetmelikleri inceleyiniz. Türk yönetmeliklerinde bulunmayan birçok ayrıntıyı bulabilirsiniz. Buradaki kombinasyonlar sadece fikir edinmeniz açısından verilmiştir. Asıl kaynaklar referans olarak verilen yönetmeliklerdir.

Yük ve yükleme kombinasyonları yapının gerçek etkiler altında en iyi davranış özelliklerini yakalayabilme açısından çok önemlidir.