Burkulması önlenmiş çaprazlı çelik çerçevelerin büyütme katsayısının incelenmesi
Investigation of overstrength factor of buckling restrained braced frames
Yazar: ELİF ECEM BAŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT VATANSEVER
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Deprem bölgelerinde, güçlü yatay yük taşıyıcı sistemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Çelik yapılarda güçlü bu tür sistemler elde etmek için yaygın olarak çaprazlı çerçeveler tercih edilmektedir. Çaprazlı sistemler, özellikle deprem bölgelerinde, enerjinin büyük bir kısmını yutarak yatay yüklere karşı etkili bir yapı sistemi oluşturmaktadır. Bu çalışmada, dünya genelinde de çaprazlı sistem olarak yaygın bir biçimde kullanılan burkulması önlenmiş çaprazlı çelik çerçevelerin büyütme katsayısı incelenmiştir. 
Burkulması önlenmiş çaprazlar, çekme ve basınç etkisi altında yaklaşık olarak aynı davranışı gösteren, bu nedenle sisteme önemli ölçüde enerji sönümleme özelliği kazandıran yapı elemanlarıdır. Yüksek lisans tezi olarak hazırlanan bu çalışmanın amacı, farklı yüksekliklere sahip burkulması önlenmiş çaprazlı çelik çerçeveli sistemlerin, büyütme katsayısının incelenmesidir. Bu amaçla, 4,6,8 ve 10 katlı, deprem yükü taşıyıcı sistemi her iki doğrultuda burkulması önlenmiş çaprazlı çelik çerçevelerden oluşan model yapılar tasarlanarak burkulması önlenmiş çaprazlı çelik çerçevelerden oluşan model yapılar tasarlanarak doğrusal olmayan statik itme analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma altı ana bölümden oluşmaktadır. 
İlk bölümde, tez çalışmasına esas olan konu tartışılarak, çalışmanın kapsamı ve amacı belirtilmiştir. Ayrıca konu ile ilgili mevcut çalışmalar özetlenmiştir.
Çalışmanın ikinci bölümde, burkulması önlenmiş çaprazların tanımı yapılarak, diğer çaprazlı sistemlere göre avantajları belirtilmiştir. Bununla birlikte, burkulması önlenmiş çaprazın analizi ve modellenmesi ile ilgili bilgiler ve American Institute of Steel Construction  (AISC) 341-10, AISC Tasarım Klavuzu?na (Seismic Design Manual) göre burkulması önlenmiş çubukların hesap esasları da bu bölümde yer almaktadır.
Üçüncü bölümde, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (DBYBHY)-2007 esas alınarak hesaplarda kullanılan doğrusal ve doğrusal olmayan hesap yöntemleri ile ilgili bilgiler verilmiştir. Ayrıca, doğrusal olmayan statik itme analizi sonucunda yük  yerdeğiştirme eğrileri kullanılarak büyütme katsayısının tanımı da bu bölümde yer almaktadır.
Dördüncü bölümde, çalışmada kullanılacak olan 4,6,8 ve 10 katlı yapıların sistem geometrileri ve yapıların taşıyıcı sistemleri tanımlanmıştır. Bu yapıların DBYBHY-2007 esaslarınca belirlenen deprem yükleri ve sistem analizleri, AISC 360-10 yönetmeliği uyarınca boyutlandırılan taşıyıcı sistem enkesitleri de bu bölümde yer almaktadır. Ayrıca AISC 341-10 yönetmeliğine göre tasarlanan burkulması önlenmiş çaprazların dayanımlarının, çaprazlı çerçevelerin yapısal elemanlarını ne şekilde etkilediğinden de bu bölümde söz edilmektedir. 
Beşinci bölüm, dördüncü bölümde tasarımı yapılmış sistemlerin iki boyutlu doğrusal olmayan analitik modellerinin Open System for Earthquake Engineering Simulation (OpenSEES) programı yardımıyla hazırlanmasını ve doğrusal olmayan statik itme analizini kapsamaktadır. 
Son bölümde ise, yapılan hesaplar kısaca özetlenerek, sonuçlar mevcut yönetmeliklerde verilen değerlerle karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Strong lateral load carrying systems are required in the seismic zones. Braced frames are widely used to obtain such systems in steel structures. Especially in seismic zones, braced frames are effective against lateral loads by absorbing the significant portion of the energy. In this study, the buckling-restrained braced steel frames, which are used worldwide, and their overstrength factors were investigated.
Buckling Restrained Brace shows approximately the same behavior under the effect of tension and compression, therefore, the system saves significant energy damping by using that structural element. The aim of this study, which was prepared as a master thesis, is to analyze and design the buckling-restrained braced steel frame systems which have different heights and investigate their overstrength factors. For this purpose, 4,6,8 and 10 storey model buildings, which has buckling-restrained braced steel frames as lateral load carrier systems in both directions, were designed and their pushover analysis were performed. 
In the first section, the main subject of the thesis is defined, and the scope and purpose of the study indicated. Moreover, existing studies on the subjetc is summerized. 
In the second part of this study, buckling-restrained braced frames are defined, also these systems are compared with the other braced frames and their advantages are mentioned. In addition to this, the information about buckling-restrained braces modeling and analysis, also the design criteria  of buckling-restrained braced frames? with respect through American Institute of Steel Construction (AISC) 341-10 and AISC Seismic Design Manual is also mentioned in this part.
In the third section, the information about linear and non-linear analyses method according to the Turkish Seismic Code is provided. Moreover, obtaining the overstrength factor by using the pushover curve is also determined in this section of the thesis.
In the forth section, the system geometries and their structural systems of 4, 6, 8 and 10-storey buildings, which will be used in this study, are defined. The earthquake force and system analyses of these structures according to the Turkish Seismic Code and the structural elements which are designed according to the AISC 360-10, are also included in this section. Moreover, the buckling restrained brace design according to the AISC 341-10 and how the buckling restrained braces? strengths effect the other structural elements is also mentioned in this section.
Fifth section includes preparing of two ? dimensional analytic models of  the structural system, which are designed in the forth section, in Open System for Earthquake Engineering Simulation (OpenSEES) and their pushover analysis.
In the last section, the calculations have been briefly summarized and the results are compared with the current regulations.