Burkulması engellenmiş çelik çaprazların global ve lokal stabilitelerinin incelenmesi
Investigation of global and local stability of buckling restrained braces
Yazar: YAĞMUR DİKİCİAŞIK
Danışman: DOÇ. DR. RAMAZAN ÖZÇELİK
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Burkulması Engellenmiş Çelik Çaprazlar (BEÇÇ'ler) sismik bölgelerde yapılara gelen yatay istemlerin ve titreşime maruz kalan yapıların güvenliğini sağlamak için kullanılan yeni nesil yapısal elemanlardır. Burkulması engellenmiş çelik çaprazların (BEÇÇ'lerin) eksenel basınç ve çekme kapasiteleri eşit olmasının yanında BEÇÇ'ler yüksek enerji sönümleme özelliğine de sahiptirler. Bu bakımdan deprem bölgelerinde kullanılmaları giderek artmaktadır. BEÇÇ'lerin geliştirilmesine ait çalışmalar ilk olarak 1970'li yıllarda Japonya'da başlamıştır ve daha sonra özellikle deprem bölgesi üzerindeki ülkelerde devam etmiştir. BEÇÇ'ler burkulmayı engelleyen mekanizma (BEM) ve çekirdek elemandan (ÇE'den) meydana gelmektedirler. ÇE genel olarak çelik plaka veya profillerden, BEM ise içine beton dökülmüş çelik kutu veya boru profilden, sargılı ve sargısız betondan ve çok parçalı basınç çubuğundan meydana gelebilmektedir. BEÇÇ'lere gelen eksenel basma ve çekme istemleri altında BEM herhangi bir yük taşımayacak şekilde dizayn edilmektedir ve bütün eksenel istemler ÇE elemanı tarafından taşınmaktadır. Dolayısı ile ÇE elastik ve plastik davranış gösterebilmektedir. BEM ise ÇE'nin elastik ve plastik davranış gösterdiği durumda burkulmasını engelleyerek ÇE'ye stabilite sağlamaktadır. 	Bu çalışma kapsamında farklı BEM'lere sahip BEÇÇ'lerin eksenel istemler altında histeretik davranışları deneysel olarak incelenmiştir. Eleman bazında yapılan deneylerdeki BEÇÇ tasarımında Burkulmayı Engelleyen Mekanizma (BEM), izolasyon malzemesi ve kalınlığı incelenen ana parametrelerdir. BEM olarak uçları ek profil ve plaka ile güçlendirilen kutu profil+beton, sargılı ve sargısız beton, çok parçalı basınç çubuğu incelenmiştir. BEÇÇ'leri oluşturan Burkulmayı Engelleyen Mekanizma (BEM), izolasyon malzemesi ve kalınlığı araştırılarak BEÇÇ'ye ilişkin tasarım önerileri getirilmiştir. Çekirdek Eleman (ÇE) olarak hazır hadde lama profil kullanılarak BEÇÇ'ler için ekonomik çözüm önerisi getirilmiştir. Ayrıca bu çalışma kapsamında deney elemanlarının yapım ve bağlantı detayları da verilmiştir.

Abstract:
In this study, the Buckling Restrained Braces (BRBs) with different casing systems were investigated experimentally. Buckling restrained braces (BRBs) have high energy dissipation capacity and equal tension and compression axial load capacity. Therefore, the application of BRBs has gained popularity in seismic regions. The first studies on BRBs started in Japan in 1970 and since then more studies have been undertaken in other earthquake prone countries. The BRBs consist of core plate (CP) and casing member (CM). The CM prevents the CP from buckling. Hence, the CP can yield under tension and compression demands. The component tests for four BRBs were performed in order to exam the different casing systems namely steel tube-concrete, confined and unconfined concrete and built-up sections. In unbounded steel tube-concrete BRB, steel hollow sections were attached on the restrained elastic and plastic part on the CP to prevent the local buckling. The built-up section were consisted of four steel hollow sections connected to each other via batten plates. The confined and unconfined concrete were used for CM of BRBs to obtain economical and practical casing systems. This study presents experimental investigation of buckling restrained braces (BRBs) with different casing systems. The main parameters investigated during the member based BRB tests were casing system, gap material and gap between core plate and casing. The component tests for four BRBs were performed in order to exam the different casing systems namely steel tube-concrete, confined and unconfined concrete and built-up sections. In unbounded steel tube-concrete BRB, steel hollow sections were attached on the restrained elastic and plastic part on the CP to prevent the local buckling. The built-up section were consisted of four steel hollow sections connected to each other via batten plates. The confined and unconfined concrete were used for CM of BRBs to obtain economical and practical casing systems. An economic solution was proposed to use as a ready-rolled profile Core Plate(CP). Furthermore, the connection details namely slip critical, isolation materials, and their application techniques have also been  investigated for the improved BRB design in this study.