Yanal yükleri sönümlemede çelik levhaların kullanılması
Using steel plates to absorb lateral loads
Yazar: SAİD DUSAK
Danışman: PROF. DR. AHMET NECATİ YELGİN ; PROF. DR. MEHMET CEM YALÇIN
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında çelik levhalı perdelerde dolgu levhası olarak farklı özellikte panel kullanımının çevrimsel davranışını incelemek için altı adet numune tasarlanmıştır. Çelik yapılarda mimari bölme duvar olarak kullanılan sandviç panellerin uygun bir birleşim tasarımı ile çerçeveye bağlantısı yapılarak, çelik levhalı perde davranışı göstermesini sağlayacak şekilde iki numune hazırlanmıştır. Davranışı karşılaştırmak için eşdeğer levha kalınlığında tek çelik levhalı bir numune ve sandviç panelin içindeki poliüretan malzeme çıkarılmak suretiyle diğer bir numune oluşturulmuş, son olarak ise yine eşdeğer kalınlıkta iki çelik levha arasına lifli polimer kumaşın lamine şeklinde yerleştirilmesiyle başka bir numune hazırlanmıştır. Böylece, sandviç panelin içerisinde bulunan poliüretan malzemenin ve lifli polimer kumaşın sistem davranışına etkisi araştırılacaktır. Değerlendirme numunesi olarak hazırlanan yalın çerçeve ile diğer numunelerin çerçeve özellikleri aynı olup sadece çerçeve içine yerleştirilen paneller farklılık göstermektedir. Bu amaçla tek katlı, tek açıklıklı, 1/3 ölçekli, yarı rijit kiriş kolon birleşimli çelik çerçeveler hazırlanmıştır. Dolgu levhaları çerçeve birleşimlerinde matkap uçlu vida kullanılmıştır. Sonuçlarının kıyaslanması için çubuk ve sonlu eleman modelleri hazırlanmıştır. 
Deneysel ve analitik çalışmalar sonucunda, sandviç panelli perdelerin de çelik levhalı perdeler gibi sünek davranış gösterdiği, yüksek yük taşıma ve enerji sönümleme kapasitesine sahip olduğu görülmüştür. Ayrıca sandviç panelin içindeki poliüretan malzeme çevrimsel yüklemeler sırasında basınç çubuğu formunda davranarak sistemin başlangıç rijitliğine katkı sağlamıştır. Lifli polimer kumaş laminasyonu ile elde edilen panelde ise sınırlı düzeyde katkısı olduğu görülmüştür. Bilgisayar model analiz sonuçları ve deneysel çalışma sonuçları karşılaştırıldığında, deneysel çalışmaların analiz sonuçlarıyla uyumlu davranış gösterdiği anlaşılmıştır.

Anahtar kelimeler: çelik levhalı perde, dolgu levhası, sandviç panelli perde, kompozit panelli perde, çevrimsel yükleme, enerji sönümleme, rijitlik

Abstract:
A total of six specimens were designed to investigate the cyclic behavior of infill panels made from various materials such as thin-walled steel sheets and corrugated sandwich panels. First, two specimens were prepared to act as shear walls by connecting sandwich panels, which are normally used as architectural partition walls in steel buildings, to a steel frame using appropriate connections. Then, a specimen with a single steel plate was designed and another specimen was prepared by placing the carbon fiber reinforced polymer fabric laminated between two steel sheets of equivalent thickness. Thus, the effect of carbon fiber reinforced polymer on system behavior will be investigated. The final specimen was prepared by removing the polyurethane material from inside the sandwich panel and only steel plates were attached to both faces of the frame. This way, it was possible to examine the effect of the polyurethane material inside the sandwich panel and the corrugated steel plate on system behavior. Finally, a bare frame was prepared as a control specimen. For this experimental study, single-story, single-bay steel frames of semi-rigid beam to column connections were prepared with a scale ratio of 1:3. In all specimens, the infill plates were fastened to the frame connection profiles using self-drilling screws and the prepared specimens were compared in terms of their maximum load capacity, initial stiffness, ductility and energy dissipation capacity values under cyclic loading. The experimental and analytical investigations showed that, like steel plate infills, the specimens with sandwich panels also behaved in a ductile manner with relatively lower load and energy dissipation capacity. The panel obtained by laminated carbon fiber reinforced polymer fabric has a limited contribution to the behaviour. The results of the computer model analyses were then compared with the experimental results and they were found to be compatible with the analytical results.

Keywords: steel plate shear wall, infill plate, sandwich panel, composite panel shear wall, cyclic loading, energy dissipation, initial stiffness