Farklı kolon tiplerine sahip bir endüstri yapısının deprem davranışının incelenmesi
Investigation of the earthquake behavior of an industrial structure with different column types
Yazar: MEHMET FATİH YILANCI
Danışman: DOÇ. DR. ZEYNEP FIRAT ALEMDAR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Betonarme kolon = Reinforced concrete column ; Düzlem kafes sistemleri = Plane trusses systems ; Çelik kirişler = Steel beams ; Çelik yapılar = Steel structures

Özet:
Bu çalışmada, kullanım amacı uçak bakım hangarı olan, taşıyıcı sistemi ilk modelde düzlemsel kafes kirişler, yatay stabilite sağlayan çapraz elemanlar ve beton dolgulu kompozit kolonlardan, ikinci modelde ise aynı sistem elemanlarına ek olarak beton dolgulu kompozit kolonlar yerine çelik gömme kompozit kolonlardan oluşan bir endüstri yapısı, TBDY 2018 ve ÇYTHYE yönetmeliklerine uygun olarak düşey ve yatay yükler altında analiz edilerek incelenmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde kompozit kolonlar ve endüstriyel çelik yapılar üzerine yapılan benzer çalışmalar incelenmiş, çelik yapı malzemesinin ve çelik taşıyıcı sistemlerinin avantajlarına değinilmiş, kompozit kolonların çelik kolonlara göre sağladığı avantajlar ve çalışmanın amacı belirtilmiştir. İkinci bölümde, analiz edilecek yapıların geometrik özellikleri, taşıyıcı eleman malzemeleri ve kesit geometrileri belirlenmiş; deprem hesabında kullanılacak ivme katsayıları ve ilgili parametreler TBDY 2018'e uygun olarak belirlenmiştir. Çalışma kapsamında yapıların analizinde dikkate alınan düşey yükler (ölü yük, hareketli yük, kar yükü) ve yatay yükler (deprem ve rüzgâr yükleri) hesaplanarak yapıların yapısal analizi yapılmıştır. Üçüncü bölümde, yapısal analiz sonuçlarına göre rijit diyafram davranışının sağlanip sağlanmadığı kontrol edilmiş, TBDY 2018'de tanımlanan düzensizlik kontrolleri, taban kesme kuvveti ve göreli kat öteleme kontrolleri yapılmış; çatı düzlemindeki çelik elemanlar ve kompozit kolonlarda oluşan iç kuvvetler ile kapasite kontrolleri yapılmıştır. Ayrıca, kompozit kolonlarla aynı boyutlara sahip betonarme kolonlar ile yapılar analiz edilerek TS500 kurallarına uygun olarak değerlendirilmiştir. Dördüncü bölümde ise tüm taşıyıcı sistem elemanlarının tasarım sonuçları irdelenerek yorumnlanmıştır. Ayrıca tüm kolon tiplerinin karşılaştırması yapılmış ve elde edilen sonuçlarla, endüstriyel çelik yapılarda kompozit kolonların kullanımının önemi vurgulanmıştır.

Abstract:
In this study, an industrial building designed for use as an aircraft maintenance hangar is analyzed under vertical and horizontal loads in compliance with the TEC 2018 and SSR. In the first model, the structural system consists of planar trusses, bracing elements for horizontal stability, and concrete-filled composite columns, while in the second model, the same structural elements are used, with the exception that the concrete-filled composite columns are replaced by steel encased composite columns. In the first section of the study, similar studies on composite columns and industrial steel structures are reviewed, highlighting the advantages of steel materials and steel structural systems, and comparing the benefits of composite columns over steel columns along with the study's objective. In the second section, the geometrical properties, material specifications, and section geometries of the structures to be analyzed are defined; acceleration coefficients and related parameters to be used in the seismic analysis are determined in accordance with TEC 2018. In the scope of the study, structural analysis of the structures is conducted by calculating the vertical loads (dead load, live load, and snow load) and horizontal loads (seismic and wind loads) considered in the analysis. In the third section, the structural analysis results are reviewed, examining whether rigid diaphragm behavior is achieved and performing the irregularity checks, base shear force check, and interstory drift check as defined in TEC 2018. Internal forces in the roof truss steel elements and composite columns are analyzed for capacity, and the structures are also analyzed with reinforced concrete columns of the same dimensions as the composite columns in accordance with TS500 standards. In the fourth section, the design results of all structural system elements are interpreted, and a comparison of all column types is provided to emphasize the importance of composite columns in industrial steel structures based on the results obtained.