Çelik bir yapının projelendirilmesi
Design of a steel structure
- Tez No: 166273
- Danışmanlar: DOÇ.DR. FİLİZ PİROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- 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: 162
Özet
ÇELİK BİR YAPININ PROJELENDİRİLMESİ ÖZET Bu tez çalışmasında bir ara katı bulunan deprem yüklerine göre boyutlandınlmamış, çelik ve betonarme taşıyıcı sistemden oluşan mevcut bir uçak hangarı yapısının merkezi güçlendirilmiş, süneklik düzeyi yüksek, sadece çelik taşıcı sistemden oluşacak şekilde yatay ve düşey yükler altında statik ve çelik hesaplan yapılmış, ilgili imalat çizimleri yapılmış ve maliyet analizi yapılmıştır. Taşıyıcı sistem modeli oluşturulurken mümkün olduğunca mevcut sistemin geometrik açıklığı sabit tutulmuş, sadece taşıyıcı sistemde değişiklik yapılmıştır. Yapının taşıyıcı sistemi deprem ve rüzgar yüklerinin sünekliği yüksek çaprazlardan oluşan bir çelik çerçeve sistemi ile karşılanacak şekilde düzenlenmiştir. Yapının konsol bölümü, fazla sehimin önlenmesi amacıyla başlıkları çift profil kullanılarak çok parçalı profilden oluşan kafes kirişten oluşturulmuştur. Yapı sadece kendi ağırlığıyla çözülmüş, bulunan sehim kadar ters sehim verilmiştir. Böylece öngerme halatlarına özel bir yöntemle öngerme verilmesine gerek kalmamıştır. Çatının yatay etkiler altında rijit bir cisim gibi hareket etmesi için çatı düzleminde deprem bağlantıları oluşturulmuştur. Ayrıca çatı düzlemi ve çatı düzlemi dışına burkulma boylarının azaltılması için yatay ve düşey yönde çatı stabilite bağlantıları kullamlmıştır. Yapıda bulunan arakat bölümünün kat yüksekliği 7,2 m'dir. Arakatlı bölümlerde döşeme tipi kompozit döşeme olarak seçilmiştir. Yapıda 12 m uzunluğunda döşeme kirişleri 1.00 m aralıkla kullamlmış, kompozit döşeme kirişleri mevcut yük, sıcaklık değişimi, rötre, sünme ve sehim koşullan göz önünde bulundurularak boyutlandınlmıştır. Yapıda bulunan yatay stabilite elemanları, düşey stabilite bağlantıları, kolonlar, kirişler boyutlandınlırken TS648 (Çelik Yapılann Hesap ve Yapım Kurallan), bağlantı detaylan oluşturulurken DİN 4100 ve DİN 6914-15-16, TS3357 dikkate alınmıştır. Yapının temellerinin hesaplanmasında TS500'de (Betonarme Yapılann Tasanm ve Yapım Kurallan) bulunan kurallara uyulmuştur. Hem çelik hem de betonarme elemanlar boyutlandınlırken Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik'te bulunan ilgili maddelere uyulmuş ve bu maddeye atıfla bulunulmuştur. Yapının, 1. derece deprem bölgesinde ve Z4 sınıfi zemin üzerinde yer aldığı kabul edilmiştir. Yapıda malzeme olarak C30 kalitesinde betonarme betonu ve S420 kalitesinde betonarme çeliği kullanılmıştır. Zemin emniyet gerilmesi 250 kN/m2, zemin düşey yatak katsayısı 50000 kN/m3 alınmıştır. Yapıda kullanılan çelik profiller, levhalar ve boru elemanlar St 37 kalitesindedir. Yapının taşıyıcı sisteminin üst yapısının çözümü üç boyutlu olarak ETABS v8.5.0 (Extented 3D Analysis of Building Systems) ile yapılmıştır. Oluşturulan matematik modelin mesnet tepkileri, elemanların dönmeleriyle birlikte SAFE v7.01 programına xiaktarılarak temelin çözümlemesi yapılmıştır. Yapının çok uzun olması nedeniyle 60 m de bir derz oluşturulmuştur. Bu nedenle İki derz arasındaki bir modül 0zülmüştür. Bu şekilde bir yaklaşım, hem yapının çözümlenmesi aşamasında hesaplama süresini azaltmış, hem de kullanım aşamasında hiperstatiklik derecesi çok fazla olan, çok uzun binalarda etkili olan ısı değişim etkisinin azaltılması sağlanmıştır. Oluşturulan bilgisayar modelinde kolon ve kirişler çubuk eleman, döşemeler kompozit döşeme, temel ise kabuk eleman olarak tammlanmıştır. Temel sistemi radye temel olarak seçilmiştir. Temel sistemi zemin düşey yatak katsayısından hareketle bulunan çökme yaylan tanımlanarak modellenmiştir. Taşıyıcı sistemin boyutlandırılmasında düşey ve yatay yükler uygun kombinasyonları AISC-ASD'nin (American Instate of Steel Construction-Allowable Stees Design) öngördüğü kurallarına göre kombinasyonlar oluştorulmuştur. Yüklerin belirlenmesinde düşey yükler için TS498 (Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri) kullanılmış, rüzgar yükleri DIN1055 (Deutches İnstitut fur Norme) kullanılmış, deprem yükü“Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik”kurallarına göre belirlenmiştir. Yapı ile ilgili imalat çizimler Tekla Structure vlO.l ve Autocad 2004 programıyla yapılmıştır. Bu çizimler aşağıdaki sıra ile verilmiştir.. Temel planı ve detayı. Dispozisyon planı. Birleşim detayları. Son bölümde yapının maliyet analizi yapılmıştır. Bu analizde betonarme ve çelik kısım ayrı ayrı hesaplanmış, toplam yapı maliyeti belirlenmiştir. xıı
Özet (Çeviri)
ÖESIGN OF A STEEL STRUCTURE SUMMARY The main objective of this study is to re-design the hangar for aeroplanes, which consists of steel and reinforeced concrete moment frames cosidering also the earthquake loads and using a concentrical bracing system in order to achieve high ductility level. This study is composed of design, static analysis and drawing of the aeroplane hangar structure under horizontal and vertical loads based on the high level of ductility. A cost analysis is also done. in the computer model, as far as possible, that present system kept fîrm in clear span, only changes are made m bearing system. Load bearing system of structure is constructed by using long brace elements regarding ductility under the earthquake and wind loads. Cantilevel part of the struture is comprimised of double profîled truss due to on prevent of high deflections. Horizontal and vertical roof braces are used for the integrity movement of roof and reduction in buckling lengths of structural elements. Floor height of the mezzanine part that used in the structure is 7.2 meters. The composite floor is chosen as the type of floor in the mezzanine parts. 12 meters high floor beams are used with l meter openings in the structure; those composite floor beams are measured with respect to current load, shrinkage, creep, and deflection conditions. in this study, in the design of horizontal and vertical stability frames, columns, and beams, TS648 (Building Code for Steel Structures), design of connection details TS 3357 and DÎN 6914-15-16 rules are taken into consideration. Furthermore, in the calculation of base of structure, the rules are used given found in the TS500 (Requirements for Design and Construction of Reinforced Concrete Structures). it is assumed that the structure is based in the fîrst degree earthquake zone and on the Z4 class ground. in the structure, quality of C30 concrete and quality of S420 reinforced concrete steel bars are used. Also, the ground safety tension 250 kN/m2, ground horizontal and vertical coefficient 50000 kN/m3 are assummed. Steel profîles, plates and pipes frames used in structure are St37 qualified. The ETABS v8.5.0 is used as a computational program to analyze the superstructure as a load bearing system of the structure. The support reactions of current structure with roations of elements are transfered to SAFE v7.01 program and an analysis of the base structure is under taken. The structure is too long, so an expansion joint is designed for every 60 meters. Between two expansion joints, a modüle solution is considered. This approach not only reduces the calculation time of structure analysis phase, but also diminishes the effect of temprature changes within the building that has a considerable amount of degrees of freedom. in the computer model, the columns and the beams are defined as frame elements; fioors are defined as composite floors, and the base structure is defined as a shell element. Basic structure xiiiis chosen as mat. Basic structure is actually modelled with considering spring elements depending upon ground horizontal support coefRcient. in the design of load bearing systems, the adequate combinations of horizontal and vertical loads are formed wîth respect to AISC-ASD (American Institute of Steel Construction-Allowable Steel Design) rules. in order to determine loads, for the vertical loads TS498 (Design Loads for Buildings), and for the wind loads of DÎN (Deutches İnstitut fiir Nonne) is considered. Earthquake load are utilized accordhıg to rules of Turkish Code called“Regulations for Buildings of Disestars Regions”. Drawings for the structure is prepared by Tekla Structure vlO.l and. Autocad program. These drawings are in order as follows:.Basic Plan and Details,.Disposition Plan,.Connection Details. in last chapter cost analysis is done. in this analysis reinforeced concrete ana steel quantities are calculated alone and total cost is defined. xiv
Benzer Tezler
- Perde duvarlı çerçeveli çok katlı betonarme bir yapının projelendirilmesi
The Statie and reinforced concrete calculations of a multistorey building designed by frames and structural walls
KAZIM ÇELİK
- Çelik yapıların projelendirilmesinde kullanılan emniyet gerilmeleri ve taşıma gücü yöntemlerinin karşılaştırmalı olarak incelenmesi
Comparison of the methods based on the allowable stress design and load resistance factor design used in the steel structures design
ERSİN AYDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
İnşaat MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. METİN HÜSEM
- Çok katlı çelik bir binada ekonomik taşıyıcı sistemin belirlenmesi
Başlık çevirisi yok
MUHİTTİN YÖNTEM
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiYapı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YALMAN ODABAŞI
- 40 katlı bir çelik binanın taşıyıcı sistemler ve rüzgar yükleri açısından karşılaştırılması ve projelendirilmesi
Comparison and dimensioning of a 40 storey building according to structural systems and wind loads
OSMAN KAAN BİNGÖL
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLİZ BAYRAMOĞLU
- State -of the art in repair and streng thening of reinforced concrete buildings
Betonarme binaların onarım ve güçlendirilmesinde bugünki durum
ALİ SHOEB ABDULLA
