Geri Dön

Çok katlı çelik bir binada ekonomik taşıyıcı sistemin belirlenmesi

Başlık çevirisi mevcut değil.

  1. Tez No: 75130
  2. Yazar: MUHİTTİN YÖNTEM
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YALMAN ODABAŞI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1998
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Yapı Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 124

Özet

ÖZET Çok katlı yapıların projelendirilmesinde malzeme seçimi, taşıyıcı sistem seçimi, taşıyıcı sistemi oluşturan elemanların aralık ve açıklığının belirlenmesi önemli faktörlerden bazılarıdır. Yüksek mukavemetli olduğundan yapının özağırlığının çok azalması, elastiklik modülünün çok yüksek olması nedeniyle eğilme rijitliğinin etkin olduğu yapılarda avantajlı olması gibi özellikler, çelik malzemenin kullanılmasının en bilinen sebepleridir. Çelik yapılmasına karar verilen yapının projelendirilmesine yönelik ana ayrıntılar, taşıyıcı sistemin belirlenmesi ve bu taşıyıcı sistemi oluşturan yatay ve düşey elemanların en uygun aralık ve açıklıklarda tertiplenmesidir. Bu çalışmada da çelik bir yapı ele alınmıştır. Yapı çok katlı bir binadır ve gerçekleştirilecek araştırmanın ağırlığını en uygun taşıyıcı sistemin belirlenmesine yönelik yapılan hesaplar teşkil etmiştir. Bu bağlamda temel kıstas olarak çelik malzeme ekonomisi ön planda tutulmuştur. Bölüm 2'de 19 m'ye 40 m ölçülerindeki bir alanın örtülmesi için, en uygun yatay taşıyıcı aralık ve açıklıkları araştırılmıştır.Bu amaçla 10 ayrı aralık ve açıklık alternatiflerine göre hesap yapılmıştır. Çalışmanın 3. Bölümünde, belirlenen en ekonomik aralıklarda, 8 katlı yapı için en uygun taşıyıcı sistem araştırılmıştır. Bu bölümde yapının 19 m doğrultusunda (enine doğrultu) çerçeve, diğer doğrultuda da (boyuna doğrultu) enine doğrultudaki çerçevelere oturan basit kirişler ve 6 düzlemde yerleştirilen çaprazlı düşey perdelerden oluşan sisteme göre hesabı ve boyutlandırılması yapılmıştır. Çerçeve hesabında, düşey yükler altında tüm yükleme konumlarından en elverişsiz olanlarının süperpozisyonu göz önünde tutularak boyutlandırma yapılmıştır. Yatay yükler altındaki stabilitenin sağlanmasında ise, çerçeveler ve düşey stabilite perdeleri, her düşey yük durumuna göre hesaplanan deprem yükleri ile rüzgar yükü altında hesaplanmış ve tüm sistem boyutlandırılmıştır. Bölüm 4'de ise döşeme kirişleri, her iki yönde, kolonlara ve birbirlerine, moment aktarmayan birleşimlerle bağlanan basit kirişler tarzında çözülmüş, yatay yükler altındaki stabilite ise, 19 m doğrultusunda 4, 40 m doğrultusunda da 6 düzlemde yerleştirilen çaprazlı düşey perdelerle sağlanmıştır. Bölüm 5'te 19 m'ye 40 m boyutlu yapı için önceki bölümlerde yapılmış olan hesaplar değerlendirilmiş ve bir doğrultudaki kolon aks sisteminin 6.5 m-6 m-6.5 m, diğer doğrultuda ise 5.7 m olarak alınmasının en ekonomik çözümü oluşturduğu görülmüştür. Yatay yüklerin aktarılmasında da, her iki doğrultuda, çaprazlı düşey perdelerin kullanılmasının daha ekonomik olacağı saptanmıştır. Bu bölümde ayrıca, kolon-kirişlerin rijit ve mafsallı birleşimlerine yönelik tip birer örnek çözülmüş ve özellikle rijit birleşim durumunda guse gerekliliğinin ortaya çıkıp çıkmadığı incelenmiştir.

Özet (Çeviri)

SUMMARY DETERMINATION OF THE ECONOMIC SYSTEM IN A MULTI-STORY STRUCTURE In structural engineering the first and the most important subject is to choose the structural material. Type of structure, size of the area which must be covered, height of the structure, ground, cost, architectural requirements; all these reasons affect the choosing. According to these structure characteristics, wood, concrete, steel are commonly used. There are many differences between these materials. Because of architectural requirements, structural engineer sometimes chooses wood, sometimes- big distances are the cause of choosing steel, small distances and economy are the cause of choosing concrete. Steel is one of the most important structural material. It is preferable because of its characteristics. These are; it is homogeneous, its pulling and pressure strengths are equal, it's ductile, its construction period is short, changing and reinforcement can be done very easily. Also generally the section of the steel elements are thinner than the concrete sections. After choosing steel as a structural material, next step is to choose the best structural system. This contains the decision of the distances between members. These members are vertical and horizontal members. The first aim is, to determine the most economic and light structural system under vertical loads. On the other hand, the stability under horizontal loads is also very important. Rigid frame and vertical bracing systems are two different solutions to carry the vertical loads. These solutions also affect the economy of the system. Generally when a steel structure is designed, following rules must be taken into consideration: - Under all probable load combinations, maximum stress of a member must be less than or at least equal to the limit stress which can be acceptable. -Deformations must be under acceptable levels. -Strength of the connection points of all system must not be exceeded. -The structure must behave suitably during normal life and also during its expected life. -Fatigue problems must be prevented. For example dynamic loads lead to fatigue. xiThis study's aim, which has been prepared as a master program thesis, is the determination of the economic system in a multi-story structure under these rules. The project data is 19 m to 40 m dimension area. The height of the building is 24 m which has 8 stories including the roof. The structure was chosen in the second earthquake region. Steel 37 is used as a structure construction material. For the beams NPI, for the columns IPB and for the vertical bracing systems as a diagonally elements NPU sections were chosen. At the first step of the study, the most economic beam system was investigated. Inorder to find the best solution, 10 different alternatives were calculated. In each cases, system was calculated and beam dimensions were determined. According to these dimensions at every step, weight of the system was calculated. ©- -hrt- ©? ©- -H+- -+T+- Figure 1. Beam System Plan After the calculations it was seemed that the best solution is, at 19 m side column axis system must be 6.5 m-6 m- 6.5 m, on the other side column axis system must be at every 5.7 m. At this solution the weight of the building was 0.42 kN/m2. The worse alternative gave 0.514 kN/m2. At total weight, the difference between two alternative was 451.72 kN. This showed us, while choosing and designing the structural system, all the alternatives must be investigated. At this point we have chosen the distances between horizontal members (beams) under vertical loads. The other important point is the determination of the system type under horizontal loads. While the system is carrying the vertical loads, it also has to carry horizontal loads. The system can carry horizontal loads either by rigid frames, or by bracing systems. Xll©- © © © © © © ©. trr^ -> t Vertical ? Bracing Systems s Figure 2. General Plan of The Structure X1UV H> F4- F3-» r1-» J^ ® ® © X 4 W V ® Figure 3. Rigid Frame and Loads In this step, the structure was studied under horizontal loads which were carried, at 19 m side by rigid frames, at 40 m side by vertical bracing systems. These horizontal loads were, wind loads and earthquake loads. The earthquake coefficient C was calculated as : = TP* F,=F Wt = Wgı+(n*Wqı) F = C*J^Wt C = C"*K*S*I Co: The earthquake area coefficient K : The structure type coefficient I : The importance coefficient W: The total weight of the building Wi : The weight of the Lth. story xivFigure 4. Vertical Bracing System and Loads At calculations, determination of the members' dimensions were done under superposition of inconvenient load combinations. According to the result of these calculations, weight of the structure and members were: Total weight of the building Total weight of the beams Total weight of the columns Total weight of the bracings 3732 kN 2600 kN 926 kN 206 kN XVAnother way of providing stability under horizontal loads is, to use the bracing systems at two sides (19 m and 40 m). At this part of the study, bracing systems were used to carry the horizontal loads at both sides. Vertical loads were carried by beams and then beams carried by columns. Beams were connected to columns and to each other by hinges without transferring any moment. Horizontal loads were carried by only bracing systems. According to the result of this part, weight of the structure and members were: Total weight of the building Total weight of the beams Total weight of the columns Total weight of the bracings 3503 kN 2356 kN 736 kN 411 kN On the other hand a very important point is the connections. After the dimensions of members are determinated, strength of the connection points must be checked. At the last part of the study, after giving the results and the comparison of the calculations, connections were investigated. After the calculations, it was seen that: - At a rigid frame connection, which transmits moment from one beam to column, the strength of the connection was not enough. Connection welds didn't verify the checking formulas. To increase the thickness of the welds were not enough also. Another solution was to make reinforcement but at these types of structures this was not preferable. The last solution was to increase the sections but this was not preferable also, because this would increase the structure weight. - At other connection type, which doesn't transmit moment from one beam to column, connection welds verified the checking formulas. Also to make this kinds of connections are easier than the rigid connections in practice. So we decided that these kinds of connections are more convenient for us. As a result; to use vertical bracing systems at two sides is the best solution to carry horizontal loads. It's lighter than the other solutions. Also at this solution, the design of the connections are more easy and convenient. XVI

Benzer Tezler

  1. Tez No

    126904

    Betonarme çok katlı yapılarda döşeme türlerinin taşıyıcı sisteme etkileri

    Effects of slab types on the structural systems of multi-storey reinforced concrete buildings

    MESUT ÇAĞLARIM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Yapı Analizi ve Boyutlandırma Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TURGUT ÖZTÜRK

  2. Tez No

    708481

    Relationship between the seismic resistance capacity and the expected total life-cycle environmental impact of an RC building

    Betonarme bir binanın deprem dayanımı ve kullanım ömrü boyunca ortaya çıkan toplam çevresel etki arasındaki ilişki

    MEHMET ORUÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. UFUK YAZGAN

  3. Tez No

    740845

    Resilient design of CLT buildings against fire and earthquake

    Çok katlı CLT binaların yangın ve depreme karşı direnç esaslı tasarımı

    ÖMER ASIM ŞİŞMAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER TUĞRUL TURAN

    PROF. DR. ARIO CECCOTTI

  4. Tez No

    349652

    Comparative evaluation among three strucrural systems for low-rise energy efficient residential buildings

    Enerji etkin az katlı binalarda taşıyıcı sistem alternatiflerinin karşılaştırılması

    SAREH NAJI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OĞUZ CEM ÇELİK

  5. Tez No

    152339

    Tünel kalıp sistemine göre tasarlanan perdeli yapılar ve perdeli yapıların farklı modelleme yöntemleriyle çözümlenmesi

    R/C shear-walled structures designed according to tunnel form system and solution of shear-walled structures by different modeling methods

    MAHİR CEM ÇELEBİOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. GÜLTEN GÜLAY

Geri Dön