Eğilme etkisi altında çelik boru kiriş ve kolonun kaynaklı kurtağzı birleşiminde dönme kapasitesinin incelenmesi
Investigation of the rotation capacity on welded plunge cutting connection of steel circular hollow section (CHS) beam and column under bending
Yazar: DENİZ BAYRAKTAR
Danışman: DOÇ. DR. ZEKİ AY
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Çelik yapıların sünek davranışı, çelik malzemenin süneklik özelliği yanısıra tersinir tekrarlı yükler altında özellikle birleşim bölgelerinde plastik deformasyonların kirişlerde oluşacak şekilde birleşimlerin detaylandırılması ile gerçekleşmektedir. Sünek sistemler gösterdikleri elastoplastik davranış sayesinde, göçme anında büyük enerji yutar. Bu sayede, yapıda büyük hasarlara neden olabilecek ani göçme ve gevrek kırılma gibi etkenlerin önüne geçilmiş olur. Çelik yapı tasarımı halen yürürlükte olan Türk Deprem Yönetmeliğine (TDY 2007) göre, süneklik düzeyi yüksek ve süneklik düzeyi normal yapılar olarak sınıflandırılmakta olup, yapılan bu sınıflandırmaya göre yapı davranış katsayısı belirlenmekte ve yapıya etkiyecek deprem kuvvetleri hesaplanmaktadır. Çelik bir çerçeve sistemin süneklik düzeyi yüksek olarak tanımlanabilmesi ile ilgili bazı koşullara ilave olarak moment aktaran kiriş kolon birleşimi ile ilgili detaylar sadece I profiller için verilmiş olup, kutu ya da dairesel kesitli elemanlardan oluşan kiriş kolon birleşim detayları hakkında herhangi bir birleşim detayı verilmemektedir. Bu nedenle, kutu ve dairesel kesitli elemanlardan oluşan taşıyıcı sistemin süneklik düzeyi tanımlamasında bir belirsizlik mevcuttur.
Bu çalışmada, dairesel kesitli birleşimlere rijitleştirme levhası olarak eklenen başlık levhasının moment kapasitesine etkisi incelenmektedir. Bu kapsamda, kaynaklı olarak birleşimi sağlanan dairesel kesitli birleşimlerde eğilme etkisi altında oluşacak lokal burkulma etkilerinin önlenmesi amacıyla düğüm noktasına eklenen farklı boyutlardaki başlık rijitleştirme levhasının davranışa katkısı ve levha boyutlarının birleşim kapasitesine etkisi sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel analizlerden elde edilen sonuçlar, ANSYS sonlu elemanlar programı ile desteklenerek karşılaştırmalı olarak verilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Türk Deprem Yönetmeliği 2007, dairesel kesitli kiriş-kolonlar, başlık levhalı kaynaklı moment aktaran birleşim, moment aktaran çelik çerçeve sistemler, moment dönme ilişkisi, süneklik detayı.

Abstract:
The ductility behaviour of steel structures takes place under the reversible iterative loads, besides the ductility feature of steel structure, with the elaboration of connections when plastic deformation taking place in beams especially in connection parts. Thanks to their elasto-plastic behaviour, ductility systems absorb a large amount of energy during the failure. Thus, sudden failure and brittle fractures, which might cause huge damages in the structure, can be avoided. According to the Turkish Earthquake code, which is still in use, the steel structure system is classified as systems that of ductility levels are high and normal, with regards to this classification, the coefficient of the structure behaviour is determined and the earthquake force effecting the structure is calculated. Besides some conditions related to describing the steel frame system as frame system that of high ductility level, the details about beam/column connections transfering moment are given just for I profiles, while there are no connection details about the beam/column connection details that are consisted of box or circular hollow section elements. That is why, there is an uncertainty in the definition of the ductility level of the structure system consisting of box and circular hollow section elements.
In this study, the effect of the end plate, which is added as rigid plate to the circular hollow section conditions, to the moment capacity has been examined. In this context, in order to prevent the effects of local buckling occuring under the effect of circular hollow section connections by welding, the contribution of the end rigid plate added to the nodal point with different sizes to the behaviour and the effect of the plate sizes to the connection capacity has been examined numerally and experimantally. The results obtained from the experimental analyses have been given comparatively being supported by the finite element program ANSYS.

Keywords: Turkish Earthquake Code 2007, circular hollow section beam-columns, end-plate welded moment resisting connection, moment resisting steel frames, moment-rotation relations, ductility detail.