Moment aktaran çelik kiriş–betonarme kolon birleşimleri
Moment connections between steel beams and reinforced concrete columns
Yazar: ENES TOSUN
Danışman: PROF. DR. SEVAL PINARBAŞI ÇUHADAROĞLU
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Betonarme kolon = Reinforced concrete column ; Düğümler = Knots ; Kiriş-kolon birleşimi = Beam-column collection ; Kompozit paneller = Composite panels ; Çelik kirişler = Steel beams

Özet:
Yapısal çelik ve betonarmenin üstün özelliklerini bir araya getirmesi sebebiyle çoğu zaman geleneksel çelik veya betonarme yapı sistemlerine kıyasla daha ekonomik tasarım imkânı sunan kompozit yapı sistemleri, günümüzde özellikle yüksek yapı uygulamalarının vazgeçilmez taşıyıcı sistemlerinden biri haline gelmiştir. Kompozit yapı sistemlerinin yaygın şekilde kullanılan türlerinden biri, 1980'lerin başlarında ABD'de ve Japonya'da popülerlik kazanmaya başlayan ve geçtiğimiz 40 yıl boyunca üzerinde pek çok çalışma yürütülen, betonarme (BA) kolonlara moment aktaracak şekilde bağlanmış çelik (Ç) kirişlerden oluşan (BAÇ) çerçevelerdir. BAÇ çerçevelerde çelik kirişler çerçeveye yüksek süneklik, büyük açıklık geçebilme yeteneği ve inşa hızı; betonarme kolonlar ise yüksek eksenel dayanım, sönüm ve yatay rijitlik kazandırır. Özellikle çelik kirişlerin döşemeyle birlikte kompozit olarak çalıştığı durumlarda, BAÇ çerçeveli binaların ağırlıklarının, dolayısıyla temel maliyetlerinin, betonarme çerçeveli binalara göre ciddi oranlarda azaldığı tespit edilmiştir. Kolon ve kirişleri güncel betonarme ve yapısal çelik yönetmeliklerine göre tasarlanan BAÇ çerçeveleri diğer çerçevelerden farklı kılan özelliği kiriş-kolon birleşimleridir. Geçtiğimiz 40 yıl boyunca, BAÇ düğümler üzerine, başta ABD ve Japonya olmak üzere bir çok ülkede pek çok deneysel, sayısal ve analitik çalışma yürütüldüğü; buna karşın, bu tür birleşimlerle ilgili ülkemizde herhangi bir çalışma yapılmadığı fark edilmiştir. Ayrıca ülkemizde BAÇ düğümlerin tasarımında, tasarımcıyı yönlendirecek herhangi bir kılavuzun da bulunmadığı tespit edilmiştir. Bu tez çalışmasının temel amacı, uygulamaları ülkemizde de giderek artan moment aktaran BAÇ birleşimler üzerine uluslararası literatürde yayınlanmış çalışmaları derleyerek, mevcut bilgi birikimini sunmaktadır. Tezde ayrıca, ülkemizde kompozit yapı tasarlayan mühendislere yol gösterici olması amacıyla, BAÇ çerçevelerde kullanılan kiriş-kolon birleşimlerinin tasarımı için hazırlanan kılavuzlar irdelenerek, örnek bir düğüm hesabı da sunulmuştur.

Abstract:
Composite structural systems which combine the exclusive properties of steel and reinforced concrete materials usually offer more economical designs, particularly for high-rise buildings, compared to the traditional steel or reinforced concrete (RC) structural systems. RCS frames, which are composed of steel (S) beams rigidly connected to RC columns, started to gain popularity in the USA and Japan in early 1980s and many studies have been conducted on them since then. In a RCS frame, steel beams provide ductility, ability to span large openings and construction speed, whereas RC columns increase its axial strength, damping and lateral stiffness. The weights, so the foundation costs, of the buildings with RCS frames are usually noticeably less compared to the buildings with traditional RC frames, especially when composite action between steel beams and RC slab is fully utilized. The unique characteristics of RCS frames, the beams and columns of which can easily be designed using existing specifications, comes from their beam-to-column connections. From literature review, it is noticed that despite extensive research around the world over the last four decades, neither a conducted research nor a design guide exists in our country on RCS connections. The objective of this thesis is to thoroughly review the studies published in literature and to present the current knowledge on moment-resisting RCS connections. To guide the composite designers in our country, the design guidelines developed in literature for RCS connections are also reviewed and a design example for an RCS connection is also presented in the thesis.