Çift te moment birleşimlerin çevrimsel yük altında incelenmesi
Investigation of double tee moment connections under cyclic loading
Yazar: HAMZA ALPASLAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİRIZA İLKER AKGÖNEN
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Yüksek mertebeli sonlu elemanlar = Higher order finite elements ; Yüksek çelik yapılar = High steel structures

Özet:
Son yıllarda meydana gelen depremlerde çelik yapıların kolon-kiriş birleşim bölgelerinde gevrek hasarlar gözlemlenmiştir. Bu nedenle özellikle Amerika Birleşik Devletlerinde yetersiz performans gösteren birleşim türlerinin uygulamasından vazgeçilmiş ve yeni birleşim türleri geliştirilmiştir. Bu birleşim türlerinden birisi de Çift Te Moment birleşimidir. Geçmiş çalışmalarda Çift Te Moment birleşimleri hakkında yapılmış çok sayıda deneysel ve teorik çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmalarda, Çift Te Moment Birleşimlerin sünek davranış sergilediği ve deprem yükleri altında gerekli performans kriterlerini sağladığı belirtilmektedir. Ancak ülkemizde Çift Te Moment birleşimleri kullanılmamaktadır ve Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018'de yeterliliği kanıtlanmış moment birleşimleri arasında yer almamaktadır. Bahsedilen sebepler nedeniyle Çift Te Moment birleşimlerin deprem bölgelerinde kullanım uygunluğunu araştırmak üzere bu tez çalışmasının yürütülmesine karar verilmiştir.
Çalışmanın ilk kısmında Çift Te Moment (ÇTM) birleşimlerle ilgili temel bilgiler sunulmuş, ikinci kısımda ise bu konuda yapılmış geçmiş çalışmalar incelenmiştir. Üçüncü kısımda ÇTM birleşimlerin ANSI/AISC 358-16 şartnamesi esas alınarak ve Avrupa çelik profilleri ve çelik kalitesi kullanılarak tasarım adımları sayısal bir örnekle birlikte anlatılmış ve tasarım adımlarının rahat anlaşılması amacıyla bir hesap algoritması mühendislerin istifadesine sunulmuştur. Dördüncü kısımda ANSYS sayısal analiz modellerinin oluşturulması anlatılmıştır. ANSYS'de oluşturulan model, referans alınan çalışma ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Çalışmanın beşinci kısmında ÇTM birleşimlerin monotonik ve çevrimsel yükleme altında performansı, doğrusal olmayan davranışa sahip malzeme modeli kullanılarak ANSYS sayısal analiz programı ile incelenmiştir. ÇTM birleşimin bazı geometrik özellikleri (T-başlık kalınlığı, T-gövde kalınlığı, kesme bulonların arasındaki mesafe, çekme bulonları arasındaki dikey mesafe, süreklilik levhaları eklemek, takviye levhası eklemek, T-parçaya üçgen rijitlik levhası eklemek ve kirişin plastik mafsal bölgesinde dairesel boşluk bırakmak) değişken kabul edilerek bu değişkenlerin birleşim davranışı üzerindeki etkisi detaylı olarak incelenmiştir. Çalışmanın altıncı kısmında monotonik yer değiştirme yükü altında yapılan simülasyon çalışma sonuçları kullanılarak doğrusal olmayan regresyon analizi gerçekleştirilmiştir. Kolon davranışı ihmal edilerek birleşimin başlangıç rijitliği (K), plastikleşme başlangıç moment değeri (Mp) ve plastikleşme başlangıç dönme açısını (φp) veren formüller türetilmiş ve mühendislerin istifadesine sunulmuştur.
Gerçekleştirilen çok sayıda simülasyon çalışması neticesinde ÇTM birleşimlerin, AISC 358-16 ve TBDY-2018'de belirtilen performans kriterlerini sağladığı gözlemlenmiş ve ÇTM birleşimlerin süneklik düzey yüksek çerçevelerde güvenle kullanılabileceği kanaatine ulaşılmıştır.

Abstract:
In recent earthquakes, brittle failures have been observed in the column-beam joint zones of steel structures. Therefore, especially in the United States, the application of inadequate performance connection types have been abandoned and new types of connections have been developed. One of these types of connections is Double Split Tee (DST) Moment connection. There are many experimental and theoretical studies on this subject in literature. In previous studies, it is stated that DST Moment connections exhibit ductile behavior and provide the required performance criteria under earthquake loads. However, this type of moment connection is not used in our country and does not take place in TBDY-2018 among prequalified moment connections. Thus, in this study, usability of Double Tee Moment connections in earthquake zones was investigated.
In the first part of the study, basic information about DST connections was presented and in the second part, previous studies on this subject were reviewed. In the third part, design steps with a numerical example of DST connection by using European steel profiles and steel quality were explained. A calculation algorithm was also presented to the engineers for the better understanding of calculation steps. In the fourth part, the establishing of ANSYS numerical analysis models was explained and the created model in ANSYS was compared and verified with the referenced work. In the fifth part of the study, the performance of DST connections under monotonic and cyclic loading was investigated by using ANSYS program considering nonlinear material behavior. Some geometric features of DST connection (T-flange thickness, T-stem thickness, spacing of the shear bolts, gage of the tension bolts, addition of continuity plate, doubler plate and triangular stiffener plate to T-stub and leaving a circular space in the plastic hinge zone of the beam) were considered as variables and the effect of these variables on the connection behavior was examined in details. In the sixth part of the study, nonlinear regression analysis was performed by using monotonic analysis results. By neglecting the column behavior, the formulas to calculate the initial stiffness (K), plasticization initial moment value (Mp) and plasticization initial rotation angle (φp) of the connection were derived and presented to the benefit of the engineers. 
As a result of numerous simulation studies, it was concluded that DST connections satisfy the performance requirements in AISC 358-16 and TBDY-2018. So, they can be used safely in Special Moment Frames (SMF).