Rijit ve yarı-rijit çelik çerçeve taşıyıcı sistemlerin ekonomik açıdan karşılaştırılması
Economic comparison of rigid and semi-rigid structural steel frames
Yazar: RAFET ALTAY ERYOLDAŞ
Danışman: PROF. DR. ALPAY ÖZGEN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tezin kapsamı içersinde iki katlı çelik çerçevelerden oluşmuş bir büro inşaatı rijit veyarı-rijit olarak tasarlanmıştır. Tezin amacı yarı-rijit sistem tasarımının rijit sistemle kıyaslandığında inşaat sektörüne bir ekonomi getirip getirmeyeceğinin belirlenmesidir. Alışılagelen global elastik tasarım metodunda rijit veya mafsallı birleşimler tasarlanırken dizayn aşamasında bu seçimlere ait maximum momentlere göre kiriş ve kolonlar boyulandırılmaktadır. Bu da yapı çerçevesi eğer hadde profillerle tasarlanmışsa sabit kesit kullanımı sonucunda malzemeyi yeterince değerlendirememeye yol açmaktadır.Düğüm noktaları kaynaklı birleşim tipi ve düğüm noktaları bulonlu alın levhalı birleşim tipinde, birleşimlerin yarı-rijit olarak nasıl analiz edildiği Eurocode 3'teki bileşenler metodu esas alınarak açıklanmıştır. EC3'te yarı-rijit düğüm noktaları, birçok bileşenin ayrı ayrı yay olarak düşünüldüğü mekanik bir modelle idealize edilmiştir. Bu bileşenlerin ayrı ayrı yay dayanımları(dirençleri) ve dönme rijitlikleri tespit edilerek düğüm noktasının toplam dayanımı, en zayıf bileşene göre belirlenir. Toplam dönme rijitliği ise kesme, basınç ve çekme yüklerine maruz bileşenlerin deneysel ve teorik denklemlerinin uygun şekilde birleştirilmesiyle elde edilir.Yapı deprem bölgesinde inşa edileceğinden Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik 2007 gözetilerek tasarım yapılmıştır. Bu yönetmeliğin ekinde yer alan göreli kat ötelemesi açısı (göreli kat ötelemesi/kat yüksekliği) kapasitesi en az 0,04 radyanı sağlayan geçerliliği kanıtlanmış kaynaklı rijit birleşim tipi kullanılmıştır.Eleman boyutlandırmada TS 648 çelik şartnamesinden yararlanılmıştır. Bilindiği gibi kaynak deformasyon kapasitesi fazla olmayan bir malzemedir bu yüzden sistem düğüm noktaları bulonlu alın levhalı yarı-rijit olarak ta tasarlanmıştır. Birleşim malzemesi olarak ilk aşamada kaynak seçilmesinin amacı bu birleşimle yapılan yarı-rijit tasarımın da ekonomi getirebileceğini vurgulamaktır.

Abstract:
In this thesis a two-story commercial office building using rigid and semi-rigid design was taken into consideration. The objective of this thesis is to see if the semirigid design is more economical than the rigid design in the civil engineering field. In the classical approach, the structures are analysed with the global elastic method and while in the design stage the dimensions of the columns and beams are decided from the maximum moments of the analysis results. Therefore if rolled sections which have constant section depth are used in the structure the steel will not be utilised as much as it should be.In the welded connections and in the bolted end plate connections where the joints aresemi-rigid, the components method of the EC3 code was utilized and clarified in this thesis. In the EC3, the semirigid joints are all idealized as spring components which end up in a mechanical model themselves. After the resistance and stiffness of each component is calculated the resistance (strength) of the joint is found according to the resistance of the weakest component and the stiffness is found according to the proper combination of the components which are affected by shear, compression and tension.The structure is built in a seismic region so that the seismic code of Turkey 2007 was used during the analysis and design stages. A tested welded rigid joint from this code was selected to ensure a capacity of relative story displacement angle (relative story displacement/height of the story) of at least 0,04 radian. For the design of the columns and beams, the steel codeTS 648/December 1980 was used . The weld used in combining the joints is considered a poor deformative component so the system is designed again using bolted end plate connections. The reason for selecting welded joints in the first place is to demonstrate the beneficial economical outcomes of using this kind of component in the semirigid design.