Moment aktaran üç katlı çelik uzay çerçevenin elastik olmayan burulmalı davranışının deneysel incelenmesi
Experimantal investigation of inelastic torsional behaviour of three storey moment resisting steel space frame
Yazar: GAYE ERDEMİR
Danışman: Y.DOÇ.DR. ZEKİ AY
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
ÖZETMOMENT AKTARAN ÜÇ KATLI ÇEL K UZAY ÇERÇEVEN NELAST K OLMAYAN BURULMALI DAVRANIŞININDENEYSEL NCELENMESGaye ERDEM RGenellikle mimari ihtiyaçlardan dolayı yapılar, değişik düzensizliklere sahip şekildetasarlanmaktadır. Bu düzensizlikler, deprem etkisi altında yapıların burulmalı davranışsergileyerek daha küçük deprem kuvvetlerinde hasar görmesine sebep olmaktadır. Hattabaşlangıçta düzenli olarak tasarlanan yapılarda bile, deprem süresince oluşacak kalıcıdeformasyonların oluşum şekilleri ve sırası, yapıyı burulmalı davranışagötürebilmektedir. Gerek değişik düzensizlikler, gerekse deprem süresince yapısaldavranış biçimlerinin yapıyı burulmaya maruz bırakması aynı zamanda yapının enerjiyutma kapasitesinin azalmasına sebep olmaktadır.Deprem etkisi altında yapıların davranışını ve sismik kapasitesinin değerlendirilmesiiçin geleneksel sismik tasarım yöntemleri yetersiz kalmaktadır. Çünkü gelenekselsismik tasarım yöntemleri kuvvete dayalı yöntemlerdir. Bu nedenle, yakın zamandadepreme dayanıklı yapı tasarımında, performansa dayalı sismik tasarım yöntemlerigeliştirilmiştir. Performansa dayalı sismik tasarım yöntemlerinin geleneksel sismiktasarım yöntemlerine göre en önemli üstünlüğü, farklı amaçlar için farklı limitdurumlarına sahip olması gereken binaların bu durumlarının göz önüne alınabilmesidir.Son yıllarda, hem ülkemizde hem dünyada, depreme dayanıklı çelik yapı tasarımı ileilgili çok sayıda çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmaların çoğu analitikçalışmalardır. Az sayıda da olsa deneysel çalışmalar yapılmaktadır. Günümüzde,bilgisayar teknolojisindeki ve yapı analizi ile ilgili programlardaki gelişmelersonucunda ileri mühendislik problemleri çok daha kolay çözülebilmektedir. Buprogramlar kullanılarak yapılan çalışmaların deneysel çalışmalarla da desteklenmesigerekmektedir.Deneysel ve analitik olarak yapılan bu çalışmada, moment aktaran üç katlı çelik uzayçerçevenin elastik olmayan burulmalı davranışı incelenmiştir. Kullanılan çelikmalzemesi St37 yapı çeliğidir. Bilgisayar modelleri ve deney modeli için bulunabileceken küçük profil olarak, kolonlar için HE100-A, kirişler için IPE100 profilleri seçilmiştir.Düğüm noktalarını güçlendirmeye yönelik kullanılan elemanlar (rib), mesnet özellikleri,geometrisi ve yükleme şekli ile deney için kullanılan model, bilgisayar ortamında daaynı özelliklerde oluşturulmuştur. Öncelikle bilgisayar ortamında yapının nonlineerstatik analizi (pushover) yapılarak sistemin dayanacağı maksimum dayanma kuvvetitespit edilerek, bu kuvvet, deneyde kullanacak maksimum piston dayanım kuvveti ilekarşılaştırılmış ve piston dayanım sınır değerinden küçük olduğu tespit edilmiştir.Deneysel çalışmada kullanılan burulmaya maruz model hem SAP2000 hem de DRAIN-2D ile çözülmüştür. Burulmasız model ise sadece SAP2000 ile analiz edilmiştir.Çalışma ile hem çok katlı çelik yapıların bilgisayar ortamında modelleme teknikleriirdelenmiş, hem de burulma etkisinin yapının elastik olamayan davranışı üzerine etkisiincelenmiştir. Böylece, özellikle depreme dayanıklı çelik yapı tasarımında, yapılarınmodellenmesinde ve burulma etkisine maruz çelik yapıların tasarımında dikkat edilmesigereken hususlar belirlenmeye çalışılmıştır. Ayrıca, modellerin periyotları vemekanizma durumları incelenmiştir.Anahtar Kelimeler: Çelik Yapılar, Pushover Analiz, Burulma, nelastik Davranış2007, 35 sayfa

Abstract:
ABSTRACTEXPERIMANTAL INVESTIGATION OF INELASTIC TORSIONAL BEHAVIOUROF THREE STOREY MOMENT RESISTINGSTEEL SPACE FRAMEGaye ERDEM RStructures due mainly to architectural requirements are designed with various irregularities.These irregularities cause the structures to get damaged by producing torsional behavior underthe effect of even minor earthquakes. Moreover, even for the structures initially order ofpermanent deformations occurring during the earthquake may lead to the structure torsional.Either various irregularities or the structure?s being exposed to torsion during earthquakeresult in a decrease in structure?s capacity of absorbing energy.In order to evaluate the behavior and seismic capacity of structures under earthquake effecttraditionally, seismic design methods are insufficient. Traditional seismic design methods arebased on force. Therefore, for designing earthquake resistant structure, performance basedseismic design have been developed recently. The most significant superiority of performancebased seismic design to traditional ones, supposed to have different limits for differentpurposes their, this characteristic can be considered. In recent years, both in our country andin the world, many studies about design of steel structure have been carried out. Most of thesestudies are analytic studies. Experimental studies, though few in number, are carried out aswell. Today thanks to the developments in computer technologies and programs aboutstructure analysis, complex engineering problems can be handled and solved much moreeasily. The studies carried out by making use of these programs require to be supported withexperimental studies.Inelastic torsional behavior of moment resisting three-storey steel space frame has beenexamined in this study which has been carried out both experimentally and analytically. Thetype of steel material used is St37 structural steel. As the smallest profiles, HE100-A profilesfor columns and IPE100 profiles for beams have been chosen. Agents (ribs) occupied tostrengthen connection point, restraint properties, its geometry and loading type the modelused for experiment have been transferred to computer program with the same properties.First of all by making the nonlinear static analysis (pushover) of the structure in computerprogram and thus determining the maximum resistance force on which system will be based,this force has been compared with maximum piston resistance force and it has been found outthat it is smaller than piston resistance strength limit value. The model subject to torsion andused in experimental study, has been solved with SAP2000 and DRAIN-2DX. Model withouttorsion has been analyzed with only SAP2000.With this study, both modeling techniques of multi-storey steel structures have been studiedcarefully on computer and torsion effect on inelastic behavior of structure has been studied.Thus, the aspects which should be taken into consideration while designing earthquake -resistant steel construction, modeling structures and designing steel constructions that aresubjected to torsional effect have been tried to determine. Besides, periods of models andmechanism conditions have been examined as well.Key word: Steel structure, Pushover Analysis, Torsion, nelastic behaviour.