Strain rate (earthquake) effect on fracture of column-beam steel weld joints
Şekil değiştirme hızının (deprem) kaynaklı çelik kolon-kiriş bağlantılarının kırılma davranışına etkisi
- Tez No: 138888
- Danışmanlar: PROF. DR. SEÇİL ERİM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekanik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 229
Özet
Ill ÖZET 17 Ağustos 1999 tarihinde meydana gelen Marmara depremi Türk halkı için büyük bir insanlık dramına neden oldu. Binlerce insan tamamen çöken betonarme binalarda hayatım kaybederken aynı bölgede sanayi binaları için kullanılan çelik yapılar ayakta kalabildi. Ancak, Kobe-Japonya' da (17 Ocak, 1995) ve Northridge-ABD' deki (17 Ocak, 1994) depremlerin sonucunda kaynaklı çelik yapıların bazılarında meydana gelen beklenmeyen gevrek kırılmalar ciddi hasarlara neden oldu. Bu durum, deprem bölgelerinde sadece çelik yapı kullanmanın yeterli olmadığım, ayrıca bu yapıların bir deprem anında gevrek kırılmaya meydan vermeyecek uygun plastik deformasyon kapasitesinde bağlantıya da sahip olmaları gerektiğini göstermiştir. Bu tezin amacı, analitik ve nümerik yöntemler kullanarak depreme maruz kaynaklı çelik yapı bağlantılarının performansım incelemek ve arttırmaktır. Öncelikle yapı elemanlarının malzeme özellikleri, kaynak bölgesinde yer alan kusurun boyutları ve bağlantı tipinin yapının kırılma davranışına etkileri incelenmiştir. Analizlerde Avrupa sanayisi için geliştirilen SINTAP (Structural Integrity Procedure) Yöntemi kullanılmıştır. NSC (Net-Section Collapse) Yöntemi ile kaynak bölgelerinde kusur bulunan bağlantılar için limit yük bağıntıları elde edilmiştir. MATLAB 6.1 kullanılarak bilgisayar programlan geliştirilmiştir. Bu bilgisayar programlan bağlantıIV tipi, malzeme özellikleri ve çatlak boyu gibi bir çok değişkenin etkilerini dikkate alabilmektedir. ikinci aşamada ise, Sonlu Elemanlar Yöntemi kullamlarak kaynaklı çelik yapıda bulunan bağlantı tipinin ve dinamik yüklemenin, tüm yapının gerilme-şekil değiştirme dağılımım ve kırılma davranışını nasıl etkilediği incelenmiştir. Deprem yükünü ifade eden deformasyon hızının etkilerini görebilmek için nonlineer sonlu eleman analizleri çeşitli frekans değerlerindeki yükleme durumları için tekrarlanmıştır. Ayrıca spektral sonlu eleman analizleri ile bir deprem anında kaynaklı çelik bir yapının genel davranışı tespit edilmiştir. Bu analizler için Marmara depreminde kaydedilen ivme verileri kullanılmıştır. SINTAP analizlerinde elde edilen sonuçlar deprem bölgelerindeki çelik yapılarda güçlendirilmiş bağlantı ve yüksek tokluğa sahip elektrod kuUanmamn gerekli olduğunu göstermiştir. Ayrıca dinamik sonlu eleman analizlerinden elde edilen sonuçlara göre çelik yapının kırılma davranışını etkileyen en önemli faktörler doğal frekanslar ve zorlama frekansıdır. Tezde kullanılan tüm analizlerden elde edilen sonuçlar 5. ve 8. Bölümlerde grafik ve tablo formunda sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT The Marmara earthquake on August 17, 1999 resulted in great human tragedy for the Turkish people. Thousands of people died in the collapse of concrete buildings although steel structures, which are generally used for industry, could withstand. However, the Kobe in Japan (1995, January 17) and Northridge in USA (1994, January 17) earthquakes brought about serious damage to some welded steel structures by unexpected failure in a brittle manner. This clearly indicated that, the use of steel structures is alone not sufficient in seismic areas to avoid the damage and they should also have ability of the connection to deform plastically without brittle fracture during an earthquake. The goal of this thesis is to investigate and develop the performance of the welded connections of the steel structures prone to earthquakes by using the analytical and numerical methods. Firstly, the effects of the material properties of the structural components, flaw dimensions placed in the weld region and connection type on the fracture behavior of the structure have been examined. The structural integrity procedure (SINTAP) developed for European industry has been followed in the analyses. Limit load formulations for the > connections having flaws in weld regions have been obtained by using the Net-Section Collapse (NSC) method. Computer codes have been developed by using MATLAB 6. 1 software. These computer codes are capable of considering the effects of numerous parameters such as connection type, material properties, crack size etc.II In the second stage, how the connection type of the welded steel structure and dynamic loading affect the stress-strain distribution and fracture behavior of the whole structure have been investigated by using the Finite Element Method. The nonlinear Finite Element Analyses have been repeated for various frequency values of different loading cases in order to see the effect of the strain rate, which defines the earthquake loads. Additionally, general behavior of a welded steel structure during an earthquake has been determined by using spectral Finite Element Analyses. The acceleration data recorded from Marmara's earthquake have been used in these analyses. The results obtained by SINTAP analyses show that use of the strengthened connection and electrode having high toughness in the steel structures in seismic areas is necessary. In addition, the most important factors affecting the fracture behavior of the steel structure are natural frequencies and excitation frequency according to the results obtained by the dynamic finite element analyses. The results obtained by all analyses used in this thesis have been presented in graphical and tabular forms in Chapters 5 and 8.
Benzer Tezler
- Application of a novel energy dissipation beam-column connector in precast structures
Prekast yapılara özgün bı̇r enerjı̇ sönümleyici kı̇rı̇ş-kolon bağlantısının uygulanması
ALİ BERK BOZAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. REŞAT ATALAY OYGUÇ
- Yetersiz sargılanmış kare ve dikdörtgen kesitli betonarme kolonlarda enine donatı detaylarının sünekliğe etkisi
Effects of details of transverse reinforcement on ductility of lightly confined substandard square and rectangular columns
EMİNE EVRİM GÜLEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER İLKİ
- Fracture behavior of welded steel structures subjected to dynamic loads
Dinamik yüklere maruz kaynaklı çelik bağlantıların kırılma davranışı
SEDA GÜNEY
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. BİNNUR GÖREN KIRAL
- Sıvılaşma potansiyeli ve sıvılaşmaya bağlı oturmaların nümerik analiz ile incelenmesi
Assessment of liquefaction potential and liquefaction based settlements with numerical analysis
SARPER DOĞA ÖNGEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BERRAK TEYMÜR
- Yarı hafif betonun inelastik davranışının incelenmesi
The Effect of mix composition on the inelastic behavior of semi lighitweight concrete
MOHAMMAD AL-AWAWDEH