Dışmerkez çaprazlı çelik çerçevelerde sistem katsayısı (R) ve süneklik
System factor (R) and ductility of eccentrically braced steel frames
Yazar: DEVRİM ÖZHENDEKCİ
Danışman: PROF. A. ZAFER ÖZTÜRK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Deprem analizi = Earthquake analysis ; Deprem yönetmelikleri = Earthquake regulations ; Depreme dayanıklı binalar = Earthquake resistant buildings ; Süneklik = Ductility ; Çelik yapılar = Steel structures

Özet:
Günümüzde yapıların deprem yükleri altında tasarımı için genellikle elastik hesaba dayalı,kuvvet esaslı yöntemler yaygın olarak kullanılmaktadır. Kuvvet esaslı yöntemlerde, elastiktaban kesme kuvveti değeri, Sistem Katsayısı'na (R) bölünerek tasarıma esas taban kesmekuvveti belirlenir. Şartnamelerde, taşıyıcı sistem tipi ve yapı malzemesine bağlı olarak Rkatsayılarına 1 ile 8 arasında değişen değerler verilmiştir. Ancak deprem yönetmelikleri veilgili yayınlar incelendiğinde, bu değerlerin daha çok şartname hazırlayan komitelerde yeralan mühendislerin tecrübeleri, yargıları ve geçmiş depremlerde gözlenen yapıperformanslarına bağlı olarak belirlendiği görülür. Bu konuda sistematik araştırmalaryapılarak mevcut değerlerin doğrulanmasına ihtiyaç vardır.Bu gereksinime paralel olarak, dışmerkez çaprazlı çelik çerçevelerin sistem katsayıları özgünbir yaklaşımla, 80 adet deprem kaydı için çok katlı yapılarda gerçekleştirilen doğrusal elastikolmayan çözümler aracılığıyla araştırılmıştır. Dışmerkez çaprazlı çelik çerçevelerin tercihnedeni, diğer taşıyıcı sistem tiplerine nispeten çok yeni ve pek çok bakımdan davranışlarıderinlemesine incelenmemiş olmalarıdır. Tezin ana hedefi R katsayılarının araştırılmasıolmakla birlikte, dışmerkez çaprazlı çerçeve tasarımında optimizasyondan, çerçevegeometrisinin süneklik üzerindeki etkisine kadar pek çok konu araştırılmıştır.105 adet kesmede plastikleşen bağ kirişli, 105 adet eğilmede plastikleşen bağ kirişli ve 105adet de orta uzunlukta bağ kirişleri içeren model çerçeveler, yazılan bir bilgisayar programıyardımıyla boyutlandırılmıştır. Tasarlanan yapıların genel özellikleri anlatılmış ve çerçevegeometrisinin ağırlık üzerindeki etkileri irdelenmiştir. Model çerçevelerin DRAIN-2DXbilgisayar programıyla yapılacak doğrusal elastik olmayan analizlerinde kullanılmak üzereotomatik giriş dosyası hazırlayan bir bilgisayar programı kodlanmıştır. R katsayılarıincelenirken, her bir deprem kaydı için çerçevenin bağ kirişlerinden herhangi biri dönmekapasitesine ulaşıncaya kadar, deprem ölçek katsayısı üzerinde iterasyon yapılmıştır.Tasarlanan çerçevelerin doğrusal olmayan itme analizleri ile süneklikle ilgili olarak eldeedilen önemli bulgular sunulmuştur. Sistemlerin elastik olmayan statik ve dinamik analizleri,yükseklik boyunca katlara dağılan maksimum bağ kirişi dönmeleri açısından kıyaslanmıştır.Elde edilen tüm sonuçlar ve özgün katkılar özetlenerek tasarıma yönelik öneriler getirilmiştir.

Abstract:
At present the force-based procedures are generally preferred for seismic design of structures.In force-based procedures, design base shear is obtained by dividing the elastic base shear intothe seismic response modification factor (R). In seismic codes, the numerical values assignedto R factors differ between 1 to 8. When the seismic codes and relevant publications areexamined, it can be found out that these values were generally selected through the experienceand judgement of the members of the engineering committees and observed performance ofbuildings during past earthquakes. Systematic investigations are necessary for the verificationof existing assigned values.Due to this necessity, R factors of eccentrically braced frames are investigated with anoriginal approach in which 80 earthquake records those are utilised during the inelasticanalyses of multi-storey structures. Eccentrically braced frames are chosen fort he numericalevaluations since they are new compared to conventional structural system types and are notinvestigated deeply yet. Consequently, though the main purpose of this dissertation is toinvestigate the R factors, too many research topics such as the design optimization ofeccentrically braced frames and the effects of frame geometry on global ductility are alsostudied thoroughly.105 frames with shear yielding links, 105 with flexural yielding links and 105 frames withintermediate links are designed by the coded program for this purpose. The basiccharacteristics of the designed frames and the effects of the frame geometry on the frameweights are given. A computer program is coded in order to produce the input files forDRAIN-2DX, which is utilised for the inelastic analyses of the model frames. During theinvestigation of R factors, an iterative procedure is used to determine the scale factor of theearthquake record that causes one of the links of the concerned frame to reach its plasticrotation capacity. The important findings of the push-over analyses of the designed framesabout the global ductility of frames are given. The comparison of the static and dynamicinelastic analyses of the designed frame are based on the distribution of the maximum linkrotation along the height of the structure. The results and original contributions aresummarized and recommendations for design are also provided.