Depo raf sistemlerinin birleşim bölgesinin sismik performansının incelenmesi
Investigation of seismic performance of steel storage beam to column connection racking systems
Yazar: MUHAMMED EMRE HABERDAR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEDA ÖNCÜ DAVAS
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Çelik depo raf sistemleri üretim sektörü ve lojistik sektörünün vazgeçilmez bir zincir halkasıdır. Üretimin artmasıyla beraber depolama alanının efektif kullanılması amacıyla tasarlanmış dikey depolama çözümü olan depo raf sistemlerinde hammadde, ara ürün ve son ürünler depolanmaktadır. Ülkemizde sadece üretim sektöründe değil perakende kullanımında da depo raf sistemleri yaygınlaşmıştır. Raf sistemlerinde depolanan ürünlerin maddi değerinin yüksek olması ve bu sistemlerin bulunduğu alanlardaki insan hareketleri depo raf sistemlerinin yapısal davranışlarının incelenmesi hususuna dikkat çekmektedir. Ülkemizde yaygın olarak kullanılan depo raf sistemi paletli depo raf sistemidir. Paletli depo raf sisteminin yapısal elemanları arasında kirişler, kirişlerin elemanın uzunluğu boyunca açılan yuvalara yerleşiminin sağlanacağı kolonlar, çapraz koridor doğrultusunda dayanımın sağlanabilmesi için çaprazlar bulunmaktadır. Aşağı koridor doğrultusunda ise palet yüklerini taşıyacak kirişler ve kirişlerin kolonlarla birleşmesini sağlayan kirişin iki ucuna da kaynak ile bağlanan kiriş uç konektörleri bulunmaktadır. Kolon kiriş birleşiminin konfigürasyondaki kolaylık açısından yarı-rijit davranan tırnaklı birleşim yaygın olarak kullanılmaktadır. Tırnaklı birleşim koridor doğrultusundaki deprem etkilerini moment aktararak karşılarken, birleşim bölgesinde oluşan büyük dönme etkileri çerçevelerin deprem doğrultusunda büyük deplasmanlar yapmasına sebep olurlar. Yarı-rijit birleşim bölgesinin doğrusal olmayan davranışı depo raf sistemlerinin koridor doğrultusundaki deprem performansını dolayısıyla depo raf sisteminin performansını etkilemektedir. Bu tez kapsamında, yarı-rijit tırnaklı kolon kiriş birleşimi davranışını inceleyebilmek amacıyla RMI-2012 test prosedürüne uyularak oluşturulan birleşim bölgesi deney numunelerine çevrimsel tersinir yüklemeler uygulanmıştır. Bu sayede, yarı-rijit birleşim bölgesinin davranışı moment dönme ilişkisi ve birleşim bölgesinde sönümlenen enerji açısından ortaya konmuştur. Deney sonuçlarında iki tip göçme görülmüştür. Bunlar kiriş uç konektörünün kaynak bölgesinden yırtılması ve kolon kiriş birleşimini sağlayan tırnakların kırılmasıdır. Tez kapsamında, OpenSees ve SAP2000 sonlu elemanlar yazılımları aracılığıyla, deney numunelerini temsil eden nümerik modeller oluşturulmuş ve çevrimsel tersinir yüklemeler altında zaman tanım alanında analiz edilmiştir. Nümerik modellerden elde edilen sonuçlar ile deneylerden elde edilen sonuçlar moment ve dönme kapasitesi ile birleşim bölgesinde sönümlenen enerji açısından karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Steel storage racking systems are an indispensable link in the chain between the production sector and the logistics sector. With the increase in production, steel storage rack systems, which are vertical storage solutions designed for the effective use of storage space for raw materials, intermediate products, and end products, have been used. Storage rack systems have become widespread in our country, not only in the production sector but also in retail use. The fact that the material value of the products stored in the rack systems is high and the human movements in the areas where these systems are located draw attention to the examination of the structural behavior of the warehouse rack systems. The steel storage racking system that is widely used in our country is the pallet warehouse racking system. Among the structural elements of the pallet warehouse racking system are beams, columns where the beams will be placed in the slots opened along the length of the element, and braces to provide strength in the direction of the cross aisle. In the down aisle direction, there are beams that will carry the pallet loads and beam end connectors connected to both ends of the beam by welding, which allows the beams to join with the columns. In terms of ease of configuration of column-beam joint, semi-rigid hook joint is widely used. While the beam to column joint meets the earthquake effects in the corridor direction by transferring moment, the large rotational effects occurring in the connection cause the frames to make large displacements in the earthquake direction. The non-linear behavior of the semi-rigid connection affects the seismic performance of the warehouse rack systems in the corridor direction, thus, the performance of the storage rack system. Within the scope of this thesis, reversible cyclic loading was applied to the test specimens of the beam to column connection, which was formed by following the RMI-2012 test procedure, in order to examine the behavior of the semi-rigid hook joint. In this way, the behavior of the semi-rigid joint region is revealed in terms of the moment rotation relationship and the energy dissipated in the joint region. Two types of failure modes were observed in the test results. These are the tearing of the beam end connector from the weld area and the breaking of the hooks that provide the column-beam connection. By means of OpenSees and SAP2000 finite element software, numerical models representing the test samples were created and analyzed in time history under reversible cyclic loading. The results obtained from the numerical models and the experiments were compared in terms of moment and rotation curve and the energy absorbed in the connection region.