Moment dayanımlı çelik çerçeveler ile çapraz elemanlara sahip çelik çerçevelerin değişken rüzgar yükü altındaki kırılganlık eğrilerinin kıyaslanması
The comparison of fragility curves of steel structures with moment resisting frame and brace members under wind load
Yazar: ABDULKADİR ÖZALP
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HANDE GÖKDEMİR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Günümüzde, gelişmekte olan teknoloji ve imalat teknikleri sayesinde çok yüksek yapılar inşa edilebilmektedir. Bu yapılar bazı avantajların yanı sıra birtakım dezavantajları da beraberinde getirmektedir. Özellikle çelik yapılarda yüksekliğin artması ile birlikte rüzgar yüklerinin de yapıya etkisi artmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri'nin doğu kıyılarında bu durumun etkisi daha fazla görülmektedir. Çünkü bu bölgelerde çok fazla kasırga oluşmaktadır. Oluşan bu kasırgalar dolayısı ile yapılara çok şiddetli rüzgar yükleri etkimektedir ve bu durum yapıların yıkılmasına yol açabilmektedir. Şiddetli rüzgar yüklerinden dolayı meydana gelebilecek can ve mal kaybını azaltmak için yapıların kapasite hesabı yapılmalıdır. Yapıların performans düzeylerine ait kuvvet-deplasman grafiği bilinirse, yapının ne zaman tahliye edileceği, kullanılıp kullanılamayacağı ve ne zaman göçeceği öngörülebilir. Bundan dolayı performans tabanlı tasarım oldukça önem taşımaktadır. Ayrıca kırılganlık eğrileri sayesinde yapıların değişen yoğunluk ölçüsü (rüzgar hızı) seviyelerine bağlı olarak, önceden belirlenen performans düzeylerine ulaşma ve bu performans düzeylerini aşma ihtimalide öngörülebilmektedir.
Söz konusu olan bu çalışmada, değişen rüzgar hızlarına bağlı olarak moment dayanımlı çerçeveler ile çapraz elemanlara sahip çerçevelerin kırılganlık eğrileri kıyaslanarak çapraz eleman kullanmanın yapı performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu incelemeyi yapabilmek için, öncelikle çerçevelere ait eleman boyutları belirlenmiştir. Kesit hesabı yapılırken AISC LRFD (taşıma gücü yöntemine göre tasarım)yönetmeliği kullanılmıştır. Daha sonra, bu çerçevelere ait performans düzeylerini belirlemek amacı ile statik itme analizi yapılmıştır. Yapılara ait performans düzeyleri de belirlendikten sonra her bir rüzgar hızı için 100 adet zamana bağlı dinamik analiz yapılmıştır. Bu analizlerden sonra Monte Carlo yöntemi ile çerçevelerin, değişen rüzgar hızına bağlı olarak, statik itme analizi ile belirlenen performans düzeylerini geçme ihtimalleri belirlenmiştir. Son olarak, Monte Carlo yöntemi ile çizilen grafiklere maksimum olabilirlik tahmin yöntemi ile eğriler uydurularak kırılganlık eğrileri elde edilmiştir.

Abstract:
Nowadays, very high constructions can be built thanks to developing technology and manufacturing techniques. These structures have some advantages as well as some disadvantages. Especially with the increase in the height of steel structures, the effect of wind loads on the structure is increasing. The effect of this situation is more prevail on the eastern shores of the United States. Because too many hurricanes occur in these regions. Heavy wind loads affects to structures due to this hurricanes, and this situation leads to collapse of structures. The capacity of structures must be calculated to reduce the loss of life and property that may occur due to heavy wind loads. If the force-displacement graph of the performance levels of a structure is known, it can be predicted that whether construction is used or not, when the construction should be evacuated and when structure will collapse. Therefore, performance based design is very important. In addition, probability of reaching or exceeding determined performance levels according to changing intensity measure (wind speed) levels can be predicted due to fragility curves. In this study, effect of using braces on the performance of structures was investigated by comparing fragility curves of moment resisting frames and braced frames according to changing wind speed. In order to perform this study, dimensions of members were determined firstly. AISC LRFD (load resistance factor design) standard is used at these calculations. Then, pushover analysis was performed to determine the performance levels of these frames. After performance levels of structures were determined, 100 time history analysis was performed for each wind speed. After these analyses, probability of reaching or exceeding performance levels which are determined by using pushover analysis of structures was determined through Monte Carlo method. Finally, graphics drawn with Monte Carlo method were fitted maximum likelihood estimation method, thus fragility curves were obtained.