ideCAD Çelik Tasarım ve BIM Özellikleri: ÇYTHYE Rehberi

ideCAD Statik, Türkiye'de yaygın kullanılan yapısal BIM (Yapı Bilgi Modellemesi) yazılımlarından biridir ve betonarmenin yanı sıra çelik taşıyıcı sistemlerin tasarımında güncel yönetmeliklere göre çözüm sunar. Bu yazıda çelik yapı tasarımının ideCAD içinde nasıl ilerlediğini, otomatik birleşim tasarımını, betonarme-çelik karma yapı kurgusunu ve modelin IFC üzerinden BIM ortamına nasıl açıldığını uygulamalı biçimde anlatıyoruz. Amaç, ofiste bir çelik projesini modelden detaya ve çizime taşırken hangi adımların yazılım tarafından üstlenildiğini, hangi kararların mühendise kaldığını netleştirmek.

Çelik Tasarımın Dayandığı Yönetmelikler

ideCAD'in çelik modülü, ülkemizde çelik yapıların ana hesap dokümanı olan Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esasları (kısaca ÇYTHYE) yönetmeliğini temel alır. Bu yönetmelik 2016'da yürürlüğe girmiş, 2018'de revize edilmiştir ve yayımlandığı dönemde geçerli olan AISC standardını referans alır. Yönetmelik iki tasarım yöntemine izin verir:

İki yöntem birbirinin alternatifidir ve benzer güvenlik düzeyini hedefler. Pratikte YDKT yük birleşimlerindeki toplam yükler, GKT birleşimlerinin yaklaşık 1,6 katına karşılık gelir. ideCAD her iki yöntemi de destekler; ayrıca uluslararası projeler için AISC 360-16 standardını ASD ve LRFD seçenekleriyle sunar. Deprem etkisi altındaki sünek davranış koşulları, taşıyıcı sistem davranış katsayısı ve dayanım fazlalığı katsayısı gibi konular TBDY 2018 kapsamında değerlendirilir.

Bu nokta YMYL açısından kritik: yöntem seçimi (GKT mi YDKT mi) projeye değil, çoğunlukla ofis pratiğine ve mühendisin tercihine bağlıdır. Yazılımın iki yöntemi de sunması, hesabın doğruluğunu mühendisin yöntem tutarlılığını korumasından muaf tutmaz. Bir projede iki yöntemi karıştırmamak gerekir.

Çelik Eleman Tasarımının Adımları

Bir çelik projesinde tipik iş akışı şöyle ilerler:

1. Akslar ve kat tanımı. Aks sistemi ve kat yükseklikleri kurulur. Çelik sistemde kat ötelenmeleri ve ikinci mertebe etkiler önemli olduğundan, kat yüksekliklerinin doğru girilmesi sonraki burkulma kontrollerini etkiler.
2. Profil ataması. Kolon, kiriş ve çaprazlara sıcak haddelenmiş profiller (IPE, HE serisi vb.) veya kutu/boru kesitler atanır. ideCAD bir profil kütüphanesi üzerinden seçim sunar; özel kesitler de tanımlanabilir.
3. Yük girişi ve birleştirme. Ölü, hareketli, kar, rüzgar ve deprem yükleri tanımlanır. Yazılım, seçilen yönteme (GKT/YDKT) göre yük birleşimlerini otomatik kurar.
4. Çözüm ve kesit kontrolü. Genel analizden elde edilen en elverişsiz iç kuvvetler altında, kiriş ve kolon kesitleri ÇYTHYE'ye göre kontrol edilir. Eksenel kuvvet, eğilme, kesme ve bunların etkileşimi (interaksiyon) ile yanal burulmalı burkulma kontrolleri yapılır.
5. Birleşim tasarımı. Düğüm noktalarına uygun birleşim tipleri atanır ve detaylandırılır (sonraki bölüm).
6. Detay ve pafta üretimi. Birleşim noktası detayları ve genel çizimler otomatik olarak oluşturulup paftalanır.

Kesit kontrolünde yazılım her elemanın yeterlilik oranını (kapasite kullanımı) raporlar. Saha notu: oranı 1,00'in çok altında çıkan elemanlar ekonomik değildir; 1,00'i geçen elemanlar yetersizdir. Pratikte hedef, taşıma gücünü güvenli ölçüde kullanan ama ekonomik kesitlerdir. Yazılımın "geçti" demesi, profilin doğru seçildiği anlamına gelmez; deplasman ve titreşim (servis sınır durumları) ayrıca kontrol edilmelidir.

Otomatik Çelik Birleşim Tasarımı

Çelik yapılarda taşıyıcı elemanların kendisi kadar, hatta çoğu zaman daha kritik olan konu birleşimlerdir. ideCAD'in en güçlü taraflarından biri, birleşim tasarımını otomatikleştirmesidir. Birleşim hesabı; bulon kontrolleri, kaynak kontrolleri ve levha (gusset/alın levhası) kontrolleri olarak, birleşim tipine ve seçilen yönetmeliğe uygun biçimde otomatik yapılır.

Birleşimler üç açıdan sınıflandırılır:

• Moment dayanımına göre: tam dayanımlı, kısmi dayanımlı, mafsallı.
• Dönme rijitliğine göre: rijit, yarı-rijit, basit (mafsallı).
• Dönme kapasitesine göre: yüksek süneklik, sınırlı süneklik.

Bu sınıflandırma keyfi değildir; analiz modelindeki düğüm kabulüyle (mesnet/birleşim) uyumlu olmalıdır. Örneğin analiz modelinde mafsallı kabul edilen bir kirişe rijit alın levhalı birleşim atamak, model ile gerçeğin çelişmesine yol açar. Yazılım geometri kontrolü yapsa da, birleşim sınıfının statik kabulle tutarlılığı mühendisin sorumluluğundadır.

ideCAD'de yaygın kullanılan birleşim tipleri arasında alın levhalı birleşimler, moment aktaran birleşimler ve kolon-temel (mafsallı veya ankastre kolon ayağı) birleşimleri yer alır. Birleşim atandıktan sonra düğüm detayları otomatik üretilir, böylece her düğümü elle çizmek yerine modeli tek kaynak (single source of truth) olarak kullanmak mümkün olur.

Tipik bir senaryo

Bir endüstri yapısında ana kirişlerin kolonlara moment aktaran alın levhalı birleşimle bağlandığını varsayalım. ideCAD'de bu birleşime alın levhalı moment birleşimi atandığında; levha kalınlığı, bulon çapı ve sayısı, kaynak boyutları seçilen yönetmeliğe (örneğin ÇYTHYE-YDKT) göre kontrol edilir. Yeterli gelmeyen bir bileşen (örneğin bulon çekme kapasitesi) raporda işaretlenir; mühendis bulon çapını büyütüp yeniden çözer. Onaylanan birleşimin detay paftası otomatik üretilir. Bu döngü elle hesaba göre çok daha hızlıdır, ancak çıktıların mühendislik gözüyle kontrol edilmesi şarttır.

Betonarme-Çelik Karma Yapı Modellemesi

Pratikte birçok proje saf çelik veya saf betonarme değildir. Betonarme çekirdek üzerine çelik çatı, betonarme bodrum üzerine çelik üst kat ya da kompozit kirişli sistemler sıkça görülür. ideCAD, betonarme ve çelik elemanları tek bir model içinde birlikte tanımlamaya izin verir. Aynı modelde betonarme kolon-kiriş-perde sistemiyle çelik çerçeve birlikte çözülebilir; betonarme tarafı TS 500 ve TBDY 2018'e, çelik tarafı ÇYTHYE'ye göre değerlendirilir.

Karma sistemde dikkat edilecek noktalar:

• Davranış katsayısı uyumu. Betonarme ve çelik alt sistemlerin taşıyıcı sistem davranış katsayıları farklıdır; karma sistemde TBDY 2018'in ilgili hükümlerine göre uygun katsayı seçilmelidir.
• Geçiş bölgeleri. Çelik kolonun betonarme temele veya betonarme perdeye bağlandığı ankraj bölgeleri kritiktir; kolon-temel birleşimi (ankastre/mafsallı) ayrıca tasarlanır.
• Rijitlik dağılımı. Betonarme perde çok rijit, çelik çerçeve daha esnek davrandığından, yatay yük dağılımının gerçekçi modellenmesi gerekir.

Modeli BIM Ortamına Açmak: IFC ve DWG

ideCAD bir BIM yazılımı olduğundan, ürettiği üç boyutlu model yalnızca statik hesap için değil, disiplinler arası koordinasyon için de kullanılabilir. Modelin diğer programlara aktarımı iki ana yolla yapılır:

• IFC (Industry Foundation Classes): Üç boyutlu yapı bilgi modeli, uluslararası kabul gören IFC formatıyla diğer BIM programlarına aktarılabilir. IFC, üreticiden bağımsız açık bir veri standardıdır; mimari, mekanik ve tesisat modelleriyle çakışma kontrolü (clash detection) gibi koordinasyon işlemlerini mümkün kılar. ideYAPI programlarıyla doğrudan yapılamayan süreçler, IFC modeli paylaşılarak başka platformlarda yürütülebilir.
• DWG: AutoCAD uyumlu DWG formatı okunup yazılabilir; böylece kalıp planları, detaylar ve genel çizimler CAD ortamıyla iki yönlü alışverişe açıktır.

Saha notu: IFC aktarımı geometriyi ve nitelik verisini taşır, ancak hesap modelinin tüm özelliklerini (örneğin tüm yük birleşimleri veya birleşim hesap detayları) bir başka programda otomatik yeniden çözmez. IFC bir koordinasyon ve paylaşım formatıdır; statik yeniden hesabın yapılacağı bir transfer aracı olarak görülmemelidir. Modeli dışa aktarmadan önce kesit ve eleman adlandırmalarının tutarlı olması, karşı tarafta okunabilirliği belirgin biçimde artırır.

Özetle Pratik Öneriler

• Projeye başlamadan GKT mi YDKT mi kullanacağınıza karar verin ve tüm projede tutarlı tutun.
• Birleşim sınıfını (mafsallı/rijit) analiz modelindeki düğüm kabulüyle uyumlu seçin; yazılım otomatik tasarlasa da bu tutarlılık mühendise aittir.
• Kesit "geçti" raporunu yeterli görmeyin; deplasman ve titreşim sınır durumlarını ayrıca kontrol edin.
• Karma yapıda betonarme ve çelik alt sistemlerin davranış katsayısı uyumunu TBDY 2018'e göre doğrulayın.
• IFC aktarımını koordinasyon amaçlı kullanın; karşı programda statik yeniden hesap beklemeyin.

Kaynaklar

• Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esasları Yönetmeliği (ÇYTHYE), Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı (resmi yönetmelik metni).
• ideCAD Statik resmi yardım dokümantasyonu — Çelik Tasarım Esasları, Çelik Birleşim Tasarımı ve Çelik Tasarım Seçenekleri bölümleri (help.idecad.com.tr).
• Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018), Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı (AFAD).