Kısmi ve tam dolgu duvarlı çelik çerçevelerin yatay yükler altındaki davranışının elastik ve plastik analiz yöntemleri ile incelenmesi
Investigation of the behaviour of steel frames with the partial and full infill walls under horizontal loads with elastic and plastic methods
Yazar: FIRAT KAYMAK
Danışman: PROF. DR. MEHMET EMİN TUNA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Dolgu duvarlar = Fill walls ; Dolgulu çerçeve = Infilled frame ; Doğrusal olmayan davranışlar = Nonlinear behaviors ; Plastik çözümleme = Plastic analysis

Özet:
Bu çalışmada, taşıyıcı eleman olarak dikkate alınmayan dolgu duvarların yatay monotonik yükler altındaki çelik çerçeveler üzerindeki olumlu ve olumsuz etkileri elastik ve plastik analizlerin karşılaştırılması olarak araştırılmıştır. İki katlı iki açıklıklı düzlem çerçeve tasarlanmış , dolu-boş kombinasyonları oluşturulmuştur. Kısmi dolgu duvar, bu çalışmada sadece bant pencere ile sınırlandırılmıştır. Bu amaçla, düzlem çerçevelerde yatay yükler altındaki, dolgu duvarlar için eşdeğer basınç çubuğu modeli kullanılmış, çelik çercevelerin, dolgu duvarlı ,dolgu duvarsız ve bant pencereli kombinasyonlar olmak üzere toplam 7 adet modelin elastik ve plastik analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. Ayrıca, düzlem çelik çerçevelerde yumuşak kat ve kısa kolon etkileri araştırılmıştır. Dolgu duvarların çerçeve üzerindeki rijitlik, doğal titreşim periyodu, yatay deplasman, taban kesme kuvveti , enerji tüketimi, süneklik ve göçme mekanizmaları incelenmiştir.TS 648 şartnamesinde yer alan çelik yapıların doğrusal elastik hesap yöntemi (emniyet gerilmesi) ve çelik yapıların plastik analizleri hakkında teorik bilgiler sunulmaktadır. Dolgu duvarların eşdeğer diyagonal basınç çubuğu olarak doğrusal elastik ve doğrusal olmayan elasto-plastik hesap yöntemleri ile performans analizleri yapılmıştır. Eşdeğer diyagonal basınç çubuklarının mukavemeti, dolgu duvar yapımında kullanılan gazbetonun mekanik ve geometrik özelliklerine bağlı olarak belirlenmiştir.Eşdeğer çubukların performans değerlendirilmesi yapılırken, kolon ve kiriş elemanlarının performanslarına etkileri araştırılmış, yapılan kabuller doğrultusunda, çerçevede simetrik ve asimetrik yerleştirilen dolgu duvarların çerçevenin deplasmanında ve doğal titreşim periyoddaki etkileri ve bant pencereden dolayı oluşan kısa kolon davranışları incelenmiştir. Analiz ve modellemelerin yapılmasında SAP2000 statik analiz programı kullanılmıştır.

Abstract:
In this study, positive and negative effects of infill walls ignored as structural member on steel frames under lateral monotonic loads are investigated as a comparison of the theoretical and experimental analysis. A plane frame with two storeys and two spans is designed, and full-free combinations are done. Partial infill wall is limited with only band windows in this study. With this purpose, equivalent pressure bar model is used for the infill walls in the plane frames under lateral loads, and elastic and plastic analysis results of steel frames are compared, which are with infill wall, with band windows and without an infill wall. Furthermore, soft storey and short column effects in plane steel frames are investigated. Rigidity, period, horizontal displacement, base shear force, energy consumption (ductility) and the structure behavior effects of infill walls are examined.Some information is given about plastic analysis of steel structures and linear elastic analysis method of steel structures (admissible stress) in the specification TS 648. Performance analyses of infill walls as equivalent diagonal compression bar are done using non-linear computation methods. The resistance of equivalent diagonal compression bars is determined depending on mechanical and geometric properties of aerated concrete used in the construction of infill wall. During the performance analysis of equivalent bars, effects of column and beam elements on their performance are investigated; and effects of infill walls placed in the frame as symmetrically and asymmetrically in the displacement of frame and in the natural vibration period, and behaviors of short column formed because of band window are examined in line with the assumptions. SAP2000 static analysis program is used in the modeling and analysis.