Çelik taşıyıcı sistemli çerçeve tipi yapının  ÇYTHYDE 2016, AISC 360-10 ve Eurocode 3 yönetmeliklerine göre analiz ve tasarımı
Analysis and design of steel frame structure according to the turkish steel regulation (ÇYTHYDE2016), AISC 360-10 and Eurocode3
Yazar: YAŞAR ÖZALP
Danışman: DOÇ. DR. İLKER KALKAN
Kırıkkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Deprem yükü = Earthquake load

Özet:
Bu çalışma kapsamında 42x25 m plan ölçülerine sahip 8 katlı çelik bir yapı, Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esasları Yönetmeliği (ÇYTHYDE 2016), Amerikan Yapısal Çelik Şartnamesi (AISC 360-10) ve Avrupa Birliği Çelik Yapı Yönetmeliği'ne (Eurocode 3) göre tasarlanarak, elde edilen tasarımlar maliyet ve etkinlik açısından karşılaştırılmıştır. Yapı, bir doğrultuda süneklik düzeyi yüksek ve kolon-kiriş birleşimleri moment aktaran çelik çerçeve olarak; diğer doğrultuda ise kolon-kiriş birleşimleri yalnızca kesme kuvveti aktaracak şekilde merkezi çelik çaprazlı olarak tasarlanmıştır.
Yapının deprem hesabında Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018) esasları temel alınmış ve analizler zaman tanım alanında doğrusal elastik analiz yöntemine göre gerçekleştirilmiştir. Zaman tanım alanı fonksiyonlarının türetilmesinde ise gerçek deprem ivme kayıtları kullanılmıştır. Yapının yapılacağı koordinatlara uygun gerçek deprem ivme kayıtlarının elde edilebilmesi için hedef spektrum oluşturulmuş ve deprem büyüklüğü, faylanma şekli, yapının faya olan uzaklığı, fayın yırtılma tipi, yerel zemin özellikleri gibi parametreler kullanılarak en uygun deprem kaydı seçilmiştir. Bu kayıtlar için ölçekleme katsayıları kullanılarak ölçeklendirme yapılmıştır.
Rüzgar yükü hesabında, ÇYTHYDE 2016 ve Eurocode 3 yönetmelikleri için, TS EN 1991-1-4 (Eurocode1-4) Şartnamesi; AISC360-10 yönetmeliği için, ASCE 7-10 Şartnamesi kullanılmıştır. Kar yükü hesabında, ÇYTHYDE 2016 ve Eurocode 3 yönetmelikleri için, TS EN 1991-1-3 (Eurocode1-3) Şartnamesi; AISC360-10 yönetmeliği için, ASCE 7-10 Şartnamesi kullanılmıştır. Ayrıca sabit ve hareketli yüklerin belirlenmesinde, TS 498 şartnamesi kullanılmıştır.
SAP2000 yazılımı yardımıyla gerçekleştirilen analizler neticesinde elde edilen kesit tesirleri, deplasman değerleri ve kullanım/kapasite oranları incelenerek, seçilen eleman profillerinin yeterliliği belirlenmiştir. Bu analizler, AISC 360-10 yönetmeliğine göre elde edilen tasarımın diğer yönetmeliklere göre yapılan tasarımlardan daha ekonomik olduğunu ve bu ekonomikliğin esasen ASCE 7-10 Şartnamesine göre elde edilen rüzgar yükü değerlerinin daha küçük olmasından kaynaklandığı göstermiştir. Rüzgar yükü hesaplarında TS EN 1991-1-4 (Eurocode1-4) Şartnamesinden faydalanan ÇYTHYDE 2016 ve Eurocode 3 yönetmelikleri ise daha büyük kesitlerin kullanımını öngörmektedir. Ancak, ÇYTHYDE 2016 yönetmeliğine göre elde edilen profil kesitleri, Eurocode 3 yönetmeliğine göre tasarımdan elde edilen kesitlerden daha küçüktür.

Abstract:
Within the scope of the present study, an eight-story steel structure with plan dimensions of 42x25 m was designed based on the Turkish steel regulation ÇYTHYDE 2016, the American structural steel specification AISC 360-10 and the European structural steel standard Eurocode 3 and these designs were compared in terms of economy and efficiency. The structure was modeled as a high-ductility frame with moment-resisting beam-column connections in one plan dimension and a frame with centric steel braces and beam-column connections transmitting solely the shear forces in the other plan dimension.
In the seismiccal culations of the structure, the 2018 Turkish Building Earthquake Code (TBEC2018) regulations were reliedupon and the analyses were performed according to the line arelastic time-history analysis method. Real seismic records were used for obtaining the time history functions. A target spectrum was established and the mostappro priate earthquake records were selected based on various parameters, including the earthquake magnitude, faulting type, distance of the structure to the active fault, type of rupture of the fault and soil classification. The sere cords were scaled by using scale factors.
The wind loads were calculated from the TS EN 1991-1-4 (Eurocode1-4) standard in the designs according to the Turkish and European steel standards, yet from ASCE 7-10 in the design according to the American AISC 360-10 steel specification. The snow loads, on the other hand, were obtained from the TS EN 1991-1-3 (Eurocode1-3) regulation in the designs according to the Turkish and European steel standards, yet from ASCE 7-10 in the design according the the American steel specification. In all designs, the TS 498 standard was used for determining the dead and live loads.
The adequacy of the members were determined by examining the internal forces, moments, deformation sand demand/capacity ratios from the analyses in SAP2000 structural analysis software. The se analyses indicated that the design according to AISC 360-10 is more economical than its counterpart sac cording to the other code sand this economy arises from the fact that the wind loads from ASCE 7-10 are smaller than the respective evalues from TS EN 1991-1-4 (Eurocode1-4).The Turkish steel regulation ÇYTHYDE 2016 and Eurocode 3 refer to the TS EN 1991-1-4 (Eurocode 1-4) standard in wind load calculation sand the use of this Standard yields to greater wind loads, and hence, greater member sections in the design. Finally, the profile sections according to ÇYTHYDE 2016 are smaller than the ones from Eurocode 3.