Tüp yapılar ve kayma çerçevelerinin mekanik açıdan karşılaştırılması
A comparison the mechanical response of tubular structures and shear frames
Yazar: RAMAZAN BAĞDAT
Danışman: PROF. DR. TEKİN GÜLTOP
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Yapılarda yükseklik arttıkça taşıyıcı sistem seçeneği azalmaktadır. Yapı mühendisleri bu sorunu çözmek için yeni sistemler üzerinde çalışmışlardır. Geliştirilen bu sistemlerden biri de yüksek binalarda sıklıkla kullanılan tüp sistemlerdir. Bu sistem yapıların farklı plan ve yükseklikte birden fazla parçadan oluşmasına olanak sağlamaktadır. Yüksek binalarda yatay yükler az katlı binalara göre daha fazla etkili olmaktadır. Tüp sistemler sık çevre kolonlarından oluştuğundan dolayı bu yüklere karşı daha dayanıklıdır. Meydana gelen yatay deplasmanların da azaltılmasıyla kayma çerçevelerinden avantajlı olmaktadır. Bu tez çalışmasında tüp yapılar ile az katlı yapılarda sıkça kullanılan kesme çerçevelerinin yatay yük etkisi altında mekanik açıdan karşılaştırması yapılmıştır. İncelemesi yapılan kayma çerçeveleri ve tüp yapı davranışının ortaya çıkarılması için her iki yapı türü SAP2000 sonlu eleman paket programıyla modellenmiş ve analizleri yapılmıştır. Yatay yük olarak statik analiz kısmında rüzgâr yükü, dinamik analiz kısmında ise deprem yükü esas alınmıştır. Kullanılan modellerde tüp yapı meydana getirebilmek için kolon sıklaştırması yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar statik ve dinamik gerilmeler ile yanal ötelenmeler üzerinden karşılaştırılmıştır. Analizler sonrasında oluşan elastik eğriler ile tüp yapı ve kesme yapısı davranışı belirgin olarak ortaya konulmuştur. Kolonlarda oluşan gerilmelerin tüp sistemlerde daha düşük olduğu ve orta akslardan dışa doğru gerilmelerin azaldığı görülmüştür. Oluşan yanal ötelenmeler kolon sayısının artmasıyla azalmıştır. Yapı yüksekliği arttıkça tüp yapı özelliği daha iyi gözlemlenmiştir.

Abstract:
The number of structural system options is reduced by increasing structural height. Structural engineers have been investigating on new structural systems in order to solve this problem. One of the systems developed in this context is the tubular structure which is commonly used in tall buildings. This system provides the composition of structures by multiple parts of different layouts and heights. Lateral loads on tall buildings are more forceful in comparison to the case of buildings with less number of stories. Tubular structures are composed of densely placed circumferential columns, hence their lateral load resistance increases. Tubular structures are more efficient than shear frames as lateral displacements in them are drastically reduced. In this thesis a comparison is made from the point of view of mechanics between tubular structures and shear frames that are commonly used in structures of comparatively less number of stories. In order to display the mechanical behavior of shear frames and tubular structures both types of structures are modelled and analyzed by using the SAP2000 finite element program. In the statical stage of structural analysis wind loading is considered as the lateral loading and in the dynamical stage of structural analysis earthquake loading is considered. In order to reveal the mechanical behavior of tubular structures the density of columns is increased gradually. Statical and dynamical stresses and lateral displacemets are compared in the two types of structures. Elastic curves of both structures are derived, hence shear frame and tubular structural behavior is presented. Stresses formed in columns are found to be less compared to that of shear frames and stresses decrease from the central axes towards the circumference. Lateral displacements existing decrease by increasing number of columns. Tubular behaviour is observed more clearly by the increase of structural height.