Kaynaklı çelik yapıların deprem sırasındaki davranışı
The Behavior of welded steel structures under seismic load
- Tez No: 126890
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT VURAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
KAYNAKLI ÇELİK YAPILARIN DEPREM SIRASINDAKİ DAVRANIŞI ÖZET Bu çalışmada, ülkemizde özellikle büyük şehirlerde giderek yaygınlaşan çelik yapıların deprem esnasında sergilediği performans, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak, irdelenmiştir. Bu amaçla bir çelik bina tasarlanmıştır. Binada taşıyıcı sistem olarak, günümüzde yaygın olarak kullanılan, çelik moment dayanımlı çerçeveler kullanılmıştır. Çelik moment dayanımlı çerçeveler 19701er 'e doğru üretilmiştir ve tüm kiriş-kolon bağlantılarında moment dayanımlı bağlantılar olarak kullanılmaktadır. Çelik moment dayanımlı çerçeveler balonların ve kaynak işleminin birleşimi olan bir yöntemle birleştirilmiş kolon ve kirişlerden oluşur. Yalnız kaynak işlemiyle oluşturulmuş çelik moment dayanımlı çerçeveler de mevcuttur. Bu çalışmadaki çelik moment dayanımlı çerçeve elemanları kaynak işlemi kullanılarak birleştirilmiştir. Analizin gerçekleştirileceği sonlu elemanlar programı olarak mühendislik uygulamalarında etkin olarak kullanılan ANSYS 5.4 sonlu elemanlar programı seçilmiştir. Bu binaya etkiyecek olan deprem yükünün hesaplanmasında Türk Deprem Yönetmeliği 98'de belirtilen Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi kullanılmıştır. Bu yükler SAP 2000 yapısal analiz programına aktarılmış ve binada oluşan en elverişsiz kiriş kolon bağlantısındaki kesit tesirleri bulunmuştur. Bu tesirler, ANSYS 5.4 sonlu elemanlar programında modellenen bağlantıya yüklenmiştir. Tasarlanan bina, birinci deprem bölgesinde bulunan İstanbul şehrinde inşa edilmiştir. Kiriş, kolon ve kaynak malzemesi olarak en az 350 MPa akma dayanımına ve en az 425 MPa çekme dayanımına sahip AH36 yapısal çelik tipi kullanılmıştır. Kiriş ve kolon arasındaki bağlantıyı oluşturan kaynak dikişleri özlü telle MAG kaynağı yöntemiyle tek pasoda oluşturulmuştur. Üst flanş ve alt flanş dikişlerinin aynı anda yapıldığı kabul edilmiştir. Kaynağın kiriş kolon bağlantısında oluşturduğu artık gerilmelerin hesaplanması için ısıl analiz yapılmış ve hemen akabinde gerçekleştirilen statik yapısal analizle kaynaktan sonra oluşan artık gerilmeler xihesaplanmıştır. Daha sonra da binanın deprem esnasındaki davranışı statik yapısal analiz yapılarak incelenmiştir. Türk Deprem Yönetmeliği 98 bütün deprem bölgelerinde kaynak emniyet gerilmesinin veya taşıma gücünün %25 oranında azaltılmasını şart koşmuştur. Bu şart altında, kaynak malzemesi olarak ta kullanılan AH36 tipi yapı çeliğinin kaynak bölgesindeki akma dayanımı 350MPa'dan 262.5MPa'a ve çekme dayanımı 425MPa'dan 318.75MPa'a düşürülmüş ve analizin sonucu buna göre yorumlanmıştır. Bu çalışmada analiz edilen çelik binadaki en fazla zorlanan bağlantıyı oluşturan kaynağa deprem esnasında 266.5MPa'lık bir gerilme etkimektedir. Bu değer kaynağın 262.5 MPa'lık akma sınırının üstündedir ve plastik hareketin gözleneceği kesindir. Fakat bu değer, kaynağın 318.75MPa'lık çekme dayanımın altoda olduğu için kırılma yada kopma gözlenmeyecektir. Türk Deprem Yönetmeliği 98'de depreme dayanıklı bina tasarımının ana ilkesi olarak, hafif şiddetteki depremlerde binalardaki yapısal ve yapısal olmayan sistem elemanlarının herhangi bir hasar görmemesi, orta şiddetteki depremlerde yapısal ve yapısal olmayan elemanlarda oluşabilecek hasarın onarılabilir düzeyde kalması, şiddetli depremlerde ise can kaybım önlemek amacı ile binaların kısmen yada tamamen göçmesinin önlenmesi öngörülmektedir. Türk Deprem Yönetmeliği 98'de esas alman tasarım depremi yukarıda tanımı verilen şiddetli depreme karşı gelmektedir. Diğer bir değişle Türk Deprem Yönetmeliği 98 yüksek şiddetli depremlerde yapının can kaybına yol açmayacak ölçüde hasar görmesine izin vermektedir. Analiz sonucunda elde edilen en yüksek gerilme akma sınırının biraz üstünde olmuştur. Bu veriler ışığında ulaşılan sonuç, modellenen binadaki kolon kiriş bağlantısını oluşturan kaynakta oluşan hasamı onarılabilir düzeyde kaldığıdır. xıı
Özet (Çeviri)
THE BEHAVIOR OF WELDED STEEL STRUCTURES UNDER SEISMIC LOAD SUMMARY In this study the performance of the welded steel structures are examined using finite elements method. For this purpose a steel structure is modeled, constructed from Steel Moment Resisting Frames. Steel Moment Frames built before about 1970 employed moment resisting connections at all beam column connection. They consist of beams and columns joined by a combination of welding and bolting and can also be constructed only by welding. In this study, Steel Moment Resisting Frames are constructed by welding process. ANSYS 5.4 finite elements program is used in order to analyze this model. Equivalent seismic load method is used for calculating the seismic load that will affect the building, which is mentioned in Türk Deprem Yönetmeliği 98. The calculated loads are solved and interpreted in SAP 2000 program in order to derive the most unfavorable connection with has to carry the highest loads. Afterwards these loads are considered as inputs for the connection model that is going to be analyzed in ANSYS 5.4 finite elements program. Considered steel structure is constructed in Istanbul which belongs to first seismic zone according to TDY-98. AH36 structural steel is used as beam, column and welding material, which has yield strength of minimum 350MPa and tensile strength of minimum 425MPa. The weld between the beam-column connections is formed through one pass, utilizing MAG welding with a flux cored wired electrode. Top flange and bottom flange welds are done simultaneously. In order to calculate welding-induced residual stress, a steady state thermal analysis is performed which is followed by static structural analysis. Afterwards the seismic performance of the structure is examined by performing a static structural analysis. xmTDY-98 forces constructors to decrease the ultimate strength of welding hy %25 in all seismic zones. Under this condition, the yield and tensile strength of AH36 structural steel is decreased to 262.5MPa and 318.75MPa respectively at welding zone and the analysis is interpreted accordingly. Under seismic load the highest stress induced to the connection will be 266.5MPa, which is above the yield strength of weld (262.5MPa). It is certain that plastic deformation will occur, but this stress is below the tensile strength of the weld (318.75MPa) and the weld will not rupture. In TDY-98 the general principle is to prevent structural and non-structural elements of buildings from any damage in low-intensity earthquakes; to limit the damage structural and non-structural elements to repairable levels in medium intensity earthquakes, and to prevent the overall or partial collapse of buildings in high- intensity earthquakes in order to avoid the loss of life. The design earthquake considered in TDY-98 corresponds to high-intensity earthquake defined above. In other words TDY-98 allows the buildings to be damaged in high-intensity earthquakes; but these damages must not exceed a certain value in order to avoid loss of life. The findings of the analysis revealed that the highest stress in the weld zone is only a bit higher than its yield point. As a conclusion it can be said that the damage occurred in the welding zone of the beam-column connection can be repaired. xiv
Benzer Tezler
- Investigation of elastomeric bearings' behavior under fatigue loading
Elastomerik mesnetlerin yorulma yüklemesi altındaki davranışlarının incelenmesi
KADİR EKŞİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH ALEMDAR
- Seismic capacity of masonry arches optimally strengthened with fibre-reinforced polymer: Experimental and numerical investigation
Lif takviyeli polimer ile optimum olarak güçlendirilen yığma kemerlerin sismik kapasitesi: Deneysel ve sayısal araştırma
İSMAİL HAKKI TARHAN
Doktora
İngilizce
2022
İnşaat MühendisliğiAtatürk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HABİB UYSAL
PROF. DR. PAULO BARBOSA LOURENCO
- Burkulması engellenmiş çelik çaprazların çerçeve sistem içerisinde histeretik davranışının belirlenmesi
Determination of hysteretic behavior of bucklingrestrained braces in frame system
HÜSEYİN SÖĞÜT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat MühendisliğiAkdeniz Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAMAZAN ÖZÇELİK
- Yarı rijit birleşimli çelik çerçevelerin yer değiştirme arttırma katsayısının araştırılması
Investigation of displacement amplification factor of steel frames with semi rigid connections
AHMET KARABACAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARLAS ÖZDEN ÇAĞLAYAN
DR. KEREM PEKER
- Seismic rehabilitation of columns with corroded reinforcing bars through practical interventions
Donatıları korozyona uğramış betonarme kolonların deprem performanslarının basit müdahelelerle iyileştirilmesı
POOYA GHAFFARİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER İLKİ