Çelik taşıyıcı sistemlerde yatay yük taşıma kapasitesini arttıran elemanların etkinliğinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi
Experimental and theoretical investigation of effects on steel structural system increasing horizontal load bearing capacity on behavior of steel structures
Yazar: ERCAN YOZGAT
Danışman: PROF. DR. METİN HÜSEM
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada çelik taşıyıcı sistemlerde yatay yük taşıma kapasitesini artıran elemanların etkinliği deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Bu amaçla, farklı özelliklere sahip sekiz seri çelik çerçeve sistem (dolgusuz çelik çerçeve, yatay delikli tuğla duvar dolgulu çelik çerçeve, gaz beton tuğla duvar dolgulu çelik çerçeve, betonarme perde duvar dolgulu çelik çerçeve, ince ve kalın çelik levha perde duvar dolgulu çelik çerçeve, bir ve iki yönlü merkezi çelik köşegen elemanlı çelik çerçeve) için 14 adet deney numunesi, depremi benzeştiren tersinir-tekrarlanır yatay yük altında deneye tabi tutulmuştur.Çalışma dört bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, dolgu elemanları ile ilgili genel bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde, yapılan deneysel ve teorik çalışmalar açıklanmıştır. Üçüncü bölümde deneysel ve teorik çalışmalardan elde edilen bulgular ve irdelemeler verilmiştir. Dördüncü bölümde ise yapılan irdelemelere göre elde edilen sonuçlar özetlenmiş ve bazı öneriler yapılmıştır.Elde edilen sonuçlar göz önüne alındığında, çelik çerçevenin yatay yük taşıma kapasitesini artırmak amaçlanıyor ise; en başarılı sistemlerin betonarme perde duvar dolgulu, kalın (t:3mm) çelik levha perde duvar dolgulu ve iki yönlü merkezi çelik köşegen elemanlı çerçeve sistemler olduğu söylenebilir. Bu sistemler arasında, iki yönlü merkezi çelik köşegen elemanlı çerçeve sistemler en büyük enerji yutabilme kapasitesine sahip sistem olmuştur. Sistemin yerdeğiştirmesinin sınırlı seviyede tutulması amaçlanıyor ise betonarme perde duvar dolgulu veya kalın çelik levha perde duvar dolgulu sistemler tercih edilmelidir.Anahtar Kelimeler: Dolgulu Çelik Çerçeve, Merkezi Köşegen Elemanlı Çelik Çerçeve, Tersinir-Tekrarlı Yükleme, Doğrusal Olmayan Sonlu Elemanlar Analizi, ANSYS

Abstract:
Nowadays, needs for higher buildings have been increasing, because of the high population. As it is known high structures are affected by earthquake than those of lower structures, due to their weight. Using of steel materials for structural components decreases weight of structures and causes that kind of structures affected from earthquake less than reinforced concrete structures. In addition, that steel has high tensile strength and strain capacity reasons buildings constructing using steel materials having better ductility. In other words, these structures have higher energy damping capacity. But, its higher strain capacity may cause stability problems. For this reason, there are many systems to set a limit for structures which are subjected to horizontal loads. It is not clear their effects on frame systems or how these systems are used.It is well known that in the design of steel structures using of infilled walls, reinforced concrete walls, steel plate shear walls and steel diagonals are affected behavior of the steel frames. However, their positive or negative effects aren?t taken into account. On the other hand, although the effects of these systems on the behavior of steel frame structures are similar, it isn?t encountered a general comparison.For this purpose, to investigate effects of these elements on the behavior of steel systems experimentally and theoretically, 14 samples are tested using repeated earthquake loads to represent the 8 different steel frame systems having 1/3 scale. The carrying capacities, strength, rigidity, damping and failure mode of the steel frame systems are obtained. Similar studies are performed theoretically using finite element analyses. Lastly, the theoretical results are compared to those of experimental.Key words: Steel Frame, Filled Steel Frame, Diagonal Steel Frame, Reversed-Cyclic Loading, Nonlinear Finite Element Analysis, ANSYS.