Bulonlu çelik kolon kiriş birleşimlerinde alın levhası kalınlığı tespiti
Determination of end plate thickness in bolted column beam connections
- Tez No: 143043
- Danışmanlar: PROF. DR. ERDOĞAN UZGİDER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Yapı Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Analizi ve Boyutlandırma Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 83
Özet
Ülkemizde meydana gelen depremlerde yaşadığımız can ve mal kayıplarının fazla olması, depreme karşı dayanıklı yapı kavramının inşaat mühendisliğindeki önemini ortaya koymuştur. Özellikle yapı elemanlarının birleşim noktalarındaki detay hataları, deprem sonuçlarının bu kadar ağır olmasının başlıca nedenlerindendir. Yapı sistemleri, dış etkilerin belirli bir değere ulaşması sonucunda kullanılamaz duruma gelirler. Yapının göçmesi olarak adlandırılan bu durum; kırılma, burkulma, büyük yerdeğiştirme, büyük çatlakların oluşması gibi istenmeyen durumlardan biri veya birkaçının gerçekleşmesiyle ortaya çıkar. Göçme sırasında yapılar, genellikle malzeme ve geometri değişimi bakımından veya her iki bakımdan lineer davranış göstermediğinden, plastik teoriye göre hesap yapılması daha uygundur. Plastik teoriye göre hesap, elasto-plastik malzemeden yapılmış elemanları olan taşıyıcı sistemlerin projelendirilmesinde, taşıma sınır durumu kıstas alınarak uygulanan kesit boyutlandırma metodudur. Yapıların plastik analizi giriş bölümünde kısaca anlatılmıştır. Plastik teoriye göre, kesit momentinin belirli bir sınır değere ulaşması sonucunda, momentte artış olmamasına rağmen, kesitte büyük ve geri dönüşü olmayan şekil değiştirmeler meydana gelmesi plastik mafsal oluşumu olarak tanımlanır. Kesitin plastikleşmesine neden olan momente ise plastik moment denir. Yapı sistemlerinde ani göçme olmaması için, plastik mafsalların düğüm noktası bölgeleri dışmda, kirişlerin üzerinde oluşması, yani düğüm noktalarının yeterli rij itlikte olması istenir. Bu rij itliğin sağlanabilmesi için, kiriş üzerindeki plastik momentin etkisiyle düğüm noktalarında oluşan rölatif dönmelerin sınırlanması gerekir. 2. Bölümde bu smır değerinin belirlenmesi amacıyla küçük bir model üzerinde inceleme yapılmıştır. Yüksek mukavemetli ve öngermeli bulonlarla oluşturulan kolon-kiriş birleşimlerinde meydana gelen rölatif dönmeyi kontrol eden iki önemli etken;. Bulonlara uygulanan öngerme kuvveti ve dış yüklerden dolayı bulonlarda oluşan çekme kuvvetinin öngerme kuvvetine oranı, (4. Bölümde incelenmiştir.). Alın levhasının kalınlığı. (5. Bolümde incelenmiştir.) olarak sıralanabilir. Bu etkenlerin incelemesi sırasında, sonlu elemanlar metodu ile çözüm yapan ANS YS sistem analiz programında oluşturulan bulonlu kolon-kiriş modelindenyararlanılmıştır. 3. Bölümde kurulan model tanıtılmıştır. ANSYS analiz programında elde edilen sonuçlan gösteren şekiller EK A da sunulmuştur. Yapılan analizlerin ışığında ortaya çıkan sonuçlar şu şekildedir ; ? 4. Bölümde, kirişe verilen elastik ve elasto - plastik yüklemelerle, bulon gövdesinde meydana gelen çekme kuvvetleri bulunmuştur. Dış yükler nedeniyle bulon gövdesinde oluşan çekme kuvveti, tatbik edilen öngerme kuvvetinden küçük olduğu müddetçe, bulon gövdesinde sadece öngerme kuvvetinden kaynaklanan gerilmeler meydana gelmiştir. Dış yükler etkisiyle bulonda oluşan çekme kuvveti, uygulanan öngerme kuvvetini yendikten sonra ise bulon gövdesinde sadece dış yükten kaynaklanan gerilme değerleri okunmuştur. Bunun nedeni, öngerme kuvveti ile birbirine yapışan alın levhası ile kolon başlığının, bu kuvvet yenilinceye kadar, bulonlara ekseni doğrultusunda deformasyon yapmasma neden olan kuvveti aktarmamasıdır. ? Yine bölüm 4 de yapılan analizlere dayanarak, kirişten kolona kesme kuvveti aktarılmasında, aim levhası ile kolon başlığı arasındaki sürtünme kuvvetinin kullanılmadığı durumlarda, dış kuvvetlerin bulonlarda oluşturduğu çekme kuvvetlerinin belirli sınır değerleri aşmasınm herhangi bir sorun yaratmayacağı söylenebilir. Bu çalışmanın sonuçlarına dayanılarak, bahsedilen sınır değerler bulonlara uygulanan öngerme kuvvetinin 0,85 - 0,90 katı olarak saptanmıştır. ? Bölüm 5 de, alın levhasının plastikleşmemesi için sahip olması gereken kalınlığın hesaplanmasında FEMA tarafından önerilen 5.1 formülünün uygun olduğu görülmüştür. Çalışmanın 6. bölümünde; çalışma boyunca yapılan analiz sonuçlarına ve bu sonuçlar doğrultusunda, bulonlara uygulanması gereken öngerme kuvveti, dış yükler nedeniyle bulonlarda oluşan çekme kuvvetinin uygulanan öngerme kuvvetine oranı ve aim levhasmm kalınlığının tespiti hakkında tavsiyelere yer verilmiştir.
Özet (Çeviri)
The heavy losses of human life and material that we suffered in recent earthquakes which occurred in our country have shown the importance of earthquake resistant structure concept in civil engineering. Mistakes made in structural member connection details are among the main reasons leading to heavy losses during earthquakes. Structural systems loose their serviceability conditions when external effects reach certain values. This loss is called structural failure and may be the result of by one or many of following unwanted situations such as, fracture, buckling, large displacements and large cracks. The behavior of structures at failure stage is non - linear in material or geometry change or in both. Therefore, design according to plastic theory is more appropriate than linear elastic theory. Design according to plastic theory is a method that considers limit bearing state in dimensioning of structural systems consisting of elastic -plastic members. Plastic analysis of structures is summarized in the introduction section. When the moment in a section reaches a limit value, large and irreversible deformations occur while the moment remains constant. This region is called plastic hinge. Moment that cause plastic hinge formation is called plastic moment. In structural systems, it is desirable that, plastic hinges occur on beams, that is the joint region remains rigid. Relative rotations occurring due to plastic moment should be limited to certain values to provide this. In second section, a study is performed on a small computer model to determine limit value of relative rotation of steel column - beam connection formed by using high strength and pre-stressed bolts. Two main factors that control relative rotation are; ? The ratio of tensile force in top flange of beam due to bolt pre-stressing force and external force to the bolt pre-stressing force (it is studied in section 4). ? Thickness of and plate (it is studied in section 5). A bolted column - beam connection is analysed by the finite elements method. The model is explained in section 3. The graphs that shown ANSYS results are presented in Appendix A.The results obtained from analyses can be summarized as follows : ? In section 4, bolt shaft tensile forces are obtained due to various loading applied to the beam, that will cause elastic and elastic plastic deformations. As long as the tensile force in bolt shaft is less than applied pre-stressing force, stresses that occur in bolt shaft are only due to pre-stressing force. When the bolt tensile force due to external forces exceeds the applied pre-stressing force, stresses read in output are only due to external loads. The reason for it can be explained as follows : Column flange and end plate that are clamped together due to pre- stressing force can not transfer the axial load that will cause axial deformations in bolts. ? Also in section 4, based on results of analysis performed, it can be stated that there would not be any problem if tensile forces in bolts due to external forces exceed certain limits, in transferring shear from beam to column without using friction force between end plate and column flange. These limiting ratios are found to be 0,85 ~ 0,90 of applied pre-stressing force. ? In section 5, when determining end plate thickness that will not cause plastic deformations in the plate, the formula 5.1, given by FEMA is found to be suitable. In section 6, based on the results of analysis performed throughout the study, some recommendations are made regarding necessary pre-stressing force to be applied to bolts, the ratio of tensile force due to external force to applied pre-stressing force and determining end plate thickness.
Benzer Tezler
- Beton dolgulu çelik kolonların bulonlu alın levha kiriş birleşimlerinin çevrimsel davranışına berkitme levhalarının etkisi
The influence of rib stiffeners on cyclic behavior of bolted end-plate connections of concrete-filled steel columns
ARYAN AZIMI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KADİR ÖZAKGÜL
- Çelik yapılarda bulonlu kolon-kiriş birleşiminin analitik olarak incelenmesi
Analytical investigation of bolted column-beam connection in steel structures
SAMET OĞUZHAN DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiKarabük Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞENOL GÜRSOY
- Kısa alın levhalı kiriş-kolon birleşimlerinin çevrimsel tekrarlı yükler altında davranışlarının incelenmesi ve deprem etkileri altında yapısal davranışa katkılarının araştırılması
The study of the behavior of header end-plate beam-to-column connections under cyclic loads and the investigation of their contributions to structural behavior under seismic effects
ADEM KARASU
Doktora
Türkçe
2021
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CÜNEYT VATANSEVER
- Tam dayanımlı bulonlu alın levhalı kiriş-kolon birleşimlerinin çevrimsel yükler altında doğrusal olmayan davranışı
Nonlinear behavior of extended end-plate beam to column connections subject to cyclic loading
SELİN YARDIMCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CÜNEYT VATANSEVER
- Çelik kutu profil kesitli kolon kiriş birleşimlerinin davranışının çevrimsel yükleme
Cycling loading behavior of column beam connection of steel box profile sections
DOĞUKAN ARAS
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiErzurum Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHYAR MAALI