Geri Dön

Çelik endüstri yapılarının deprem performanslarının belirlenmesi üzerine sayısal bir inceleme

A numerical study on performance-based seismic evaluation of steel industrial buildings

  1. Tez No: 166434
  2. Yazar: YEŞİM APAYDIN
  3. Danışmanlar: PROF.DR. ERKAN ÖZER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2005
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 147

Özet

ÇELİK ENDÜSTRİ YAPILARININ DEPREM PERFORMANSLARININ BELİRLENMESİ ÜZERİNE SAYISAL BİR İNCELEME ÖZET Deprem bölgelerindeki yapıların belirli bir güvenlik altında ve ekonomik olarak tasarımı, yapı taşıyıcı sistemlerinin deprem etkileri altındaki lineer olmayan davranışlarının ve süneklik düzeylerinin yeterli düzeyde bilinmesi ile yakından ilgilidir. Bu durum, betonarme yapıların yanında, özellikle son yıllarda yoğun bir şekilde gündeme gelen çelik yapılar için de geçerlidir. Aktif bir deprem kuşağı üzerinde bulunan ülkemizde yaşanan büyük depremlerin sonuçlan incelendiğinde, yapılardaki hasar miktarının ve buna bağlı olarak can kaybının çok büyük olduğu açıkça görülmektedir. Bu hususlar göz önünde tutulduğunda, deprem mühendisliğinin birinci hedefi, depremlerin yapılarda can kaybına neden olabilecek büyük hasarlara yol açmadan atlatılabilmesidir. Bu amaca yönelik olarak yapılan çalışmaların başında, mevcut yapılatın deprem güvenliklerinin performans analizi ile belirlenmesi gelmektedir. Günümüzde, diğer mühendislik dallarında olduğu gibi inşaat mühendisliği alanında da, bilimsel gelişmelere paralel olarak, yoğun kuramsal ve deneysel çalışmalar gerçekleştirilmektedir. Özellikle malzeme bilimindeki ilerlemeler, yapı sistemlerini oluşturan elemanların malzeme özelliklerinin daha iyi tanınmasına ve bu özelliklerin hesaplamalarda dikkate alınmasına paralel olarak, sistemlerin doğrusal olmayan analizine katkı sağlamaktadır. Böylece, statik ve dinamik dış etkiler altında zorlanan yapıların kapasitelerinin en etkin bir biçimde kullanılabilmesi, yapıların gerçek davranışlarının yalandan izlenebilmesi ve göçme güvenliklerinin belirlenmesi mümkün olmaktadır. Endüstri yapılan ile büyük açıklıklar geçilerek çok geniş alanlar kapatılmaktadır. Ülkemizin çelik yapı malzemesi açısından içinde bulunduğu darboğaz da göz önünde tutulursa, çelik taşıyıcı sistemlerin, koşullara uygun olarak en ekonomik biçimde oluşturulmasının önemi kolayca anlaşılır. Bu nedenle, çelik endüstri yapılarına ilişkin ileri analiz ve değerlendirme yöntemlerine yönelmekte büyük yarar görülmektedir. Bu hususlar göz önüne alınarak, Yüksek Lisans Tezi olarak sunulan bu çalışmada endüstriyel çelik yapı sistemlerini temsil etmek üzere seçilen taşıyıcı sistem modelleri, ülkemizde yürürlükte olan yönetmeliklere göre boyutlandırılarak, lineer olmayan teori çerçevesinde elastoplastik davranışları incelenmiş, performans noktalan, göçme güvenlikleri ve süneklik oranlan belirlenmiştir. Beş bölüm halinde sunulan çalışmanın birinci bölümü konunun açıklanmasına, konu ile ilgili çalışmaların gözden geçirilmesine, çalışmanın amacının ve kapsamının açıklanmasına ayrılmıştır. XVİkinci bölümde, yapı sistemlerinin doğrusal olmayan davranışları incelenmekte ve doğrusal olmayan sistemlerin hesap yöntemleri gözden geçirilmektedir. Üçüncü bölüm, mevcut yapıların deprem performanslarının belirlenmesi ve yeni inşa edilecek olan yapıların depreme dayanıklı olarak tasarımı amacıyla geliştirilen performansa dayalı tasarım ve değerlendirme kavramının açıklanmasına ayrılmıştır. Dördüncü bölümde, sayısal parametrik incelemeler yer almaktadır. Bu bölümde, endüstriyel çelik yapı sistemlerini temsil etmek üzere seçilen taşıyıcı sistem modelleri ülkemizde yürürlükte olan yönetmeliklere göre boyutlandırılmış, seçilen sistemlerin elastoplastik davranışları incelenerek deprem performansları, göçme güvenlikleri ve süneklik oranlan belirlenmiştir. Beşinci bölümde, bu çalışmada varılan sonuçlar açıklanmıştır. Çalışmanın başlıca özellikleri, sayısal sonuçlanıl değerlendirilmesi ve konunun olası genişleme alanları bu bölümde sunulmuştur. Çalışmanın sayısal incelemelerinde elde edilen sonuçların başlıcaları aşağıda özetlenmiştir: 1. Ülkemizde yürürlükte olan yönetmeliklere uygun olarak boyutlandırılan yapı sistemlerinin performans seviyeleri, bazı özel haller dışında, hedeflenen düzeydedir. 2. Yerdeğiştirme kriterlerine bağlı olarak belirlenen yapı performansı, plastik mafsallardaki plastik dönmeler esas alınarak belirlenen performansa oranla daha elverişsiz sonuç vermektedir. 3. Zemin sınıfı Z2 den Z4 e doğru gittikçe, zemin sınıfının özelliklerini göz önüne alacak şekilde boyutlandırma yapılmasına karşılık, yapı performansında azalma meydana gelmektedir. 4. 1975 yönetmeliğine göre, bölgesel burkulma kriterleri göz önüne alınmaksızın boyutlandırılan sistemlerde, taban kesme kuvveti/yapı ağırlığı şeklinde tanımlanan deprem katsayısı genellikle daha büyük olmakla beraber, performans sınırlarının düşük olması nedeniyle yapı performansı daha düşük seviyede kalmaktadır. 5. 2005 Türk Deprem Yönetmeliği taslağındaki yaklaşım ile elde edilen performans noktalarına ait yatay yerdeğiştirmeler, Kapasite Spektrumu Yöntemi ile bulunan performans noktası yerdeğiştirmelerinden daha büyük değerler almaktadır. Her iki yöntem arasındaki fark, zemin grubu Z4 e doğru ilerledikçe daha belirgin olmaktadır. 6. Yerdeğiştirme sının gözönüne alınmaksızın boyutlandırılan yapı sistemlerinde, özellikle yerdeğiştirmeler cinsinden belirlenen performans değerleri daha elverişsiz sonuçlar vermektedir. 7. Kapasite eğrisinde göçme noktası esas alınarak hesaplanan R taşıyıcı sistem davranış katsayısı değerleri, bazı özel haller dışında, genellikle R>8 değerlerini almaktadır. 8. Yapı sisteminin yatay yük taşıma gücünün tasarım yatay yüklerine oranı olarak tanımlanan ek dayanım katsayısının değerleri, zemin sınıfına bağlı olarak, 3-4 arasında değişmektedir. xvı

Özet (Çeviri)

A NUMERICAL STUDY ON PERFORMANCE-BASED SEISMIC EVALUATION OF STEEL INDUSTRIAL BUILDINGS SUMMARY The safe and economical design of structures in earthquake regions is closely related to the knowledge of the non-linear behavior and ductility of structural systems. Along with the reinforced concrete structures, this is also true for steel structures which have become more popular in recent years. When results of strong earthquakes, that took place in our country which is sited in a zone of high seismicity, are studied, it is clearly seen that the level of damage on structures is high and loss of life caused by structural damage is great. When these consequences are considered, the first aim of earthquake engineering is to endure earthquakes without having too much structural damage that will be the cause of human loss. Among studies conducted to achieve this goal, the evaluation of earthquake safety of the existing structures by performance-based analyses takes the first place. Recently, along with the other engineering fields, intensive theoretical and experimental research studies are being conducted in structural engineering, parallel to the scientific developments. Especially, the developments in material science has helped engineers to understand the material characteristics of components of the structural systems better and implementation of these characteristics in structural calculations also assists in the developments of the non-linear statical analysis methods of structural systems. In this way, for the buildings which are affected by the static and dynamic external loads, it is possible to use their capacities in the most efficient way, to observe closely the real behavior of structures and to determine their collapse safety. Large areas of land are covered by extending over large spans in industrial buildings. If it is kept in mind that our country is in need of steel as material, the importance of designing steel frame systems, in compliance with the conditions and in the most economical form, can be realized. Therefore, it will be of real benefit to aim at the analyses related with steel industrial buildings. Regarding these points, in this study, which is presented as a Master of Science Thesis, steel frame models selected to represent the industrial steel structures are designed in accordance with the existing code regulations in our country. Then the elastic-plastic behavior of the structures are evaluated and the performance points, collapse safety and ductility ratios are determined according to the non-linear theory. xvnThe first chapter of the study, which is composed of five chapters, covers the description of the subject, examination of the related studies, and the aim and scope of the study. In the second chapter, the non-linear behavior of steel framed srucrures are studied and the analysis methods of non-linear structural systems are examined in detail. The third chapter is devoted to the seismic performance evaluations of existing structures and to the explanation of the performance-based design and evaluation concept that is developed for the earthquake resistant design of structures. The fourth chapter is devoted to numerical parametric investigations. In this section, the sample steel frame models selected to represent the industrial steel buildings that are designed in compliance with the code regulations existing in our country, and after investigating the elastic-plastic behavior of these structures, the performance points, collapse safety and ductility ratios are determined. The fifth section covers the explanation of the conclusions accomplished in this study. The main chracteristics of the study, the evaluation of the results of the numerical study and possible extensions of the subject are presented in this section. The basic conclusions of the numerical analyses of the study are summarized below:. The performance levels of the structural systems designed according to the criteria imposed by the Turkish Earthquake Code is as expected, except in some special cases.. The structural performance determined according to the lateral displacement criteria gives more unsuitable results when compared to the performance determined according to the plastic rotations criteria in plastic hinges.. As the soil profile type goes from Z2 to Z4, structural performance level decreases although it is taken into consideration while designing the structure.. According to the 1975 Turkish Seismic Code, in systems designed without the consideration of compact section criteria, though the seismic coefficient defined as the ratio of base shear to building weight is usually bigger, structural performance stays in lower level because of the lower boundary values of the acceptance criteria given for non-compact sections.. The lateral displacements corresponding to the performance points found by the application of 2005 Turkish Seismic Code, get larger values than the displacements of performance points found by Capacity Spectrum Method. The difference between the two methods becomes more significant as the soil profile type approaches toward Z4.. In structural systems designed without taking the displacement boundaries into consideration, particularly the performance values determined in terms of displacements, gives more inconvenient results.. The R (coefficient for reduction of elastic spectral response for design) values calculated on the basis of the collapse point in capacity curve, usually gets R>8 values, except in some special situations.. The overstrength values that is described as the ratio of the lateral load carrying capacity of structural system to the design lateral loads vary between 3 and 4 according to the soil profile type. xvm

Benzer Tezler

  1. Tez No

    622960

    Betonarme prefabrik endüstri yapılarında cephe panellerinin bağlantısı için özel bir elemanın incelenmesi

    Investigation of a special dissipator element for connection of rc cladding precasted systems in industrial constructions

    KAVEH MOHAMMAD HOSEINI HAMID

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. İHSAN ENGİN BAL

  2. Tez No

    432238

    Tipik bir çelik endüstri yapısında çaprazlı perde tipinin deprem performansına etkisinin incelenmesi

    The effects of bracing type on seismic performance of a typical industrial steel structure

    İBRAHİM LEKESİZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    İnşaat MühendisliğiBalıkesir Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. KAAN TÜRKER

  3. Tez No

    886029

    Prefabrik bir sanayi yapısının deprem etkisindeki performansı ve iyileştirme önerileri

    Performance of a prefabricated industrial building under earthquake effects and suggestions for retrofitting

    EYÜP EMRE ÖZTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜRAY ARSLAN

  4. Tez No

    658977

    Çelik konsol sistem endüstriyel bir bacanın tasarımı ve doğrusal olmayan analizi

    Design and nonlinear analysis of self supporting steel stack

    HAŞİM ÇAYIR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Yapı Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CÜNEYT VATANSEVER

  5. Tez No

    290131

    Endüstriyel çelik binalarda taşkolon temelinin binanın dinamik davranışına olan etkisi

    The effects of stone columns to the dynamic response of industrial steel buildings

    UYGAR KAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Deprem MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Deprem ve Yapı Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BİLGE SİYAHİ

Geri Dön