Çelik kiriş-kolon birleşimlerinin plastik dönme kapasitelerinin belirlenmesi
Evaluating plastic rotation capacity of the steel beam-column connections
- Tez No: 152154
- Danışmanlar: PROF.DR. ERDOĞAN UZGİDER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
çelik kiriş-kolon birleşimlerinin plastik dönme kapasitesinin belirlenmesi ÖZET 1994 yılında meydana gelen Northridge depremi, depreme karşı dayanıklı çelik yapı tasarımı ilkelerinin yeniden gözden geçirilmesi gerektiğini mühendislere gösterdi. Çünkü, sünekliği sayesinde, çelik yapıların dayanımının depremin oluşturduğu kuvvetlere karşı yeterli olduğu düşünülüyordu. Fakat birleşim detayına gerekli önemin gösterilmeyişi ve tasarım yanlışları yüzünden Northridge depremi çelik yapılara büyük maddi hasar verdi. Oluşan hasarların çoğu kaynak bölgesinde oluşmuştu ve kolon başlığına ya da kiriş başlığına doğru ilerlemişti. Bu çatlaklar bir kere oluştuktan sonra kiriş-kolon birleşimi büyük eğilme rijitliği kaybına uğruyordu. Hasar tespit edildikten sonra, hasara yol açan sebepleri araştırmak için çalışmalar başladı. Bu çalışmalar esnasında, bazı kuruluşların biraraya gelmesiyle meydana gelen SAC, FFMA ile birlikte, uzun araştırmalar sonucunda bazı raporlar hazırladı ve bu raporları mühendislerin kullanımına sundu. Bu çalışmaların ilk aşamasında hasara sebep olan unsurlar belirlendi. Bu unsurlar arasında, kaynak malzemesi ve kaynağın uygulanma şekli, kaynak ulaşım deliği detayı ve birleşim detayının zayıf olması da vardı. Bu yönde yapılan çalışmalardan sonra geliştirilmiş kaynak elektrotu, kaynak ulaşım deliği detayı ve birleşim tipleri önerildi. Bu birleşim tipleri üzerinde yapılan çalışmalar, birleşimlerin uygun kesitler kullanıldığında 0.03 radyan plastik dönme kapasitesine sahip olduğunu gösterdi. Fakat, bahsedilen dönme kapasitesi, birleşimde kullanılan kiriş-kolon enkesitlerine bağlı olduğundan, yapıda kullanılmadan önce ya gerçek boyutlu deneyle ya da bir sonlu eleman programıyla 0.03 radyan plastik dönme kapasitesine sahip olduğunun gösterilmesi gereklidir. Bu çalışmanın amacı, kiriş-kolon enkesitlerinin ve birleşimde yer alan diğer elemanların plastik dönme kapasitesine olan etkilerini incelemek ve ülkemizde yaygın olarak kullanılan enkesitlerin plastik dönme kapasitelerini belirlemektir. Bu çalışmada, ANSYS sonlu eleman yazılımı kullanılmıştır. Bu program sayesinde mühendis, yapıların ya da bileşenlerinin bilgisayar modeli hazırlanabilmekte ve bu modele, gerçekte karşılaşılabilecek yükler etkitilebilmektcdir. Böylece, mühendis için, daha pahalı olan laboratuvar testlerini yapmadan, yapının ya da bileşeninin tasarımını yapmak mümkün hale gelir. SAC tarafından önerilen beş model üzerinde analizler yapılmıştır. Bu analizler için 3 adet kiriş ve 2 adet kolon enkesiti seçilip bunların kombinasyonları yapılmıştır. Kiriş enkesitleri seçilirken, Fıırocode tarafından tanımlanan, plastik, kompakt ve yarı kompakt sınıflarından seçilmiştir. Kolonların her ikisi de platik kesit sınıfına aittir.Hazırlanan bu numunelerden sadece birer tanesinin yelerii plastik dönme kapasitesine sahip olduğu öngörülüyor olmasına rağmen, birleşim geometrisinin plastik dönme kapasitesine etkisinin anlaşılabilmesi için diğer numunelerde önemlidir. İlk önce, eleman boyutlarının, çelik malzeme özelliğinin, birleşimlerde kullanılan alın levhası, süreklilik levhası, panel bölgesi takviye levhasının etkisini anlayabilmek için analizler yapılıp kontrol numuneleriyle karşılaştınlmıştır. Daha sonra her birleşim tipi için altı adet numune analiz edilip, kesit sınırlarının davranışı gözlemlenmiştir. Bu gözlemlerin değerlendirilmesi sonuç bölümünde sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
EVALUATING PLASTIC ROTATION CAPACITY OF THE STEEL BEAM- COLUMN CONNECTIONS SUMMARY The northridge earthquake in 1994, taught the engineers to reevaluate the basic concepts of the seismic design. Because, it was thought that the strength of the steel structures were enough to resist against the earthquake induced forces with its ductile behaviour. But, poor detailing of the connection and some design mistakes caused enormous economic loss after Nothridge earthquake. Most of the factures were initiated in the weld zone and progressed along the column flange or beam flange. Once such fractures have occured, the beam-column connection has experienced a significant loss of flexural rigidity. After the damages has been reported, studies began to search the reasons behind this damage. During this studies, SAC joint venture cooperated with FEMA and after some extensive research they offered some provisions to the engineers. First of all, the reasons that causes such damage were investigated. Among the reasons were, weld material, weld access hole detail and poor connection detailing. Following studies offered improved weld electrode, weld access hole detail and connection types. Studies using these new connections showed that these connections possess 0.03 radians of plastic rotation capacity. However, the mentioned plastic rotation capacity is highly depended on the cross-sections used in the connection, thats why before using the cross-sections in the construction the plastic rotation capacity must be calculated with either full-scale tests or finite element software. The scope of this study is, evaluating the effects of beam-column cross-sections and components of the connection to the plastic rotation capacity and the plastic rotation capacity of the common cross-sections used in Turkey. In this study ANSYS finite element software is used. This software enables engineers to build computer models of the structures or components and apply operating loads. So, engineer can design the structure or components without performing the more expensive full-scale tests. Five models offered by SAC are analysed. For these analyses three beam cross- sections and two column cross-sections are chosen and made combinations in each other. While choosing the beam cross-sections, plastic, compact and semi-compact cross-sections are choosen which are defined by Eurocode. Both of the column cross- sections are belong to plastic section.Although it was foreseen that only one of the six specimens were able to perform the 0.03 radians of plastic rotation, they were important in terms of understanding the effects of connection geometry to the plastic rotation capacity. First of all, the analyses were performed to understand the effects of steel material property, the absence of endplate, continuity piate, and doubler plate and the results were checked with a control specimen. Then for ail the connection types six specimens were analysed to monitor the cross-section clases. The results obtained from the study is presented in the hist section.
Benzer Tezler
- Kaynaklı çelik I ve kutu kesitli kolon-I kiriş birleşimlerinin plastik dönme kapasitelerinin belirlenmesi
Defining the plastic rotation capacity of welded joint between the steel I and box columns and iIbeams
ERKAN POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BARLAS ÖZDEN ÇAĞLAYAN
- Yan levhalı kolon-kiriş birleşimlerinin yüksek sünek moment aktaran çelik çerçevelerin deprem davranışlarına katkılarının doğrusal olmayan zaman-tanım alanında analiz yöntemiyle incelenmesi
Investigation of the contribution of side-plate beam-column connection to the seismic behavior of special moment frames with the help of nonlinear time-history analysis method
GÖKHAN YÜKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiKırıkkale Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLKER KALKAN
- Numerical study of enhancement of plastic rotation capacity of seismic steel moment connections by fiber reinforced polymer materials
Sismik çelik moment birleşimlerinin plastik dönme kapasitelerinin elyaf polimer malzemeler kullanılarak artırılmasının nümerik modelleme ile incelenmesi
DENİZ ALKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsüİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
OĞUZ ÖZGÜR EĞİLMEZ
- An investigation of the effect of beam splice within the plastic hinge zone on the behaviour of beam-to-column connection
Plastik mafsal bölgesindeki kiriş ekinin kiriş-kolon birleşim davranışına etkisinin araştırılması
ONUR KUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAVİDAN YORGUN
- Süneklik düzeyi yüksek bina türü bir endüstri yapısına ait kiriş-kolon birleşim bölgesinin tasarımı ve doğrusal olmayan analizi
Design and nonlinear analyses of the beam-to-column (eaves) connections for high ductile portal frames
YAĞMUR KULAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CÜNEYT VATANSEVER