Çok katlı bir çelik yapının tasarımında yatay kafes kirişli çerçeve sistem uygulamasının analizi
The application of horizontal truss beam in high rise steel structure design
Yazar: AYÇA KATİPOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. FİLİZ PİROĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Deprem yükü = Earthquake load ; Kompozit kirişler = Composite beams ; Rüzgar basıncı = Wind pressure ; Çelik yapılar = Steel structures

Özet:
Yüksek lisans tezi olarak hazırlanan bu çalışmada, süneklik düzeyi yüksek kule tipi çok katlı bir çelik yapının tasarımı için üç taşıyıcı sistem şekli arasında karşılaştırmalar yapılmış, bina için en uygun sonucu veren merkezi çelik çaprazlı perdelerle güçlendirilmiş çekirdek, moment aktaran çerçeve ve yatay kafes kirişli sistem uygulamasına gidilmiştir. Ayrıca bina tasarımında önemli rol oynayan rüzgar ve deprem yüklemeleri karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Bu hesap, ilgili imalat resimleriyle sunulmuştur.Yapı modeli x doğrutusunda 47.1 m, y dorultusunda ise 39.5 m uzunluğudadır. X yönünde 7, y yönünde ise 3 açıklıklı olan bina, yaklaşık 1861 m2 alana sahip bir kule tipi yapıdır. Normal kat yüksekliği 3.7 m, toplam yüksekliği 103 m olan 27 katlı yapının ilk ve son kat yükseklikleri sırasıyla 4.5 ve 6 m'dir. Kat döşemeleri 152.5 cm arayla döşenmiş kompozit döşeme ile çözümlenmiştir. Her kat alanı için döşemede bırakılan 112 m2'lik asansör, merdiven ve tesisat boşlukları kullanıma açık olmayan son katta sona ermektedir.Yapı 1. Derece deprem bölgesinde ve Z2 sınıfı özelliklerine sahip bir zemin üzerinde oturmaktadır. Zemin emniyet gerilmesi 500 kN/m2'dir. Yapıda BS III betonarme çeliği kullanılmış, kompozit döşemelerde de C35 kalitesinde beton seçilmiştir. Hadde profillerden teşkil edilen tüm yapı elemanları ve levhalar St52 kalitesindedir. Birleşimlerde yüksek mukavemetli bulonlar kullanılmıştır.Yapının statik ve dinamik analizi SAP 2000 programı kullanılarak yapılmıştır. Oluşturulan bilgisayar modelinde kolon ve kirişler çubuk elemanı olarak girilmiş, programdan alınan veriler doğrultusunda tüm elemanlar TS 648, İMO ? 02. R-01, `Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik 2007' ve Kanada Yönetmeliği dikkate alınarak boyutlandırılmıştır. Yük değerleri için TS 498, betonarme hesapları için ise TS 500 Yönetmelikleri esas alınmıştır. Temel sistemi, radye temel olarak düşünülmüş ve oluşturulan ayrı bir bilgisayar modelinde yaylar tanımlanarak modellenmiştir.Yapının genel yerleşlim ve imalat resimleri XSsteel v8.02 programı yardımıyla çizilmiş ve ekte verilmiştir.Son bölümde elverişsiz çıkan rüzgar kuvvetine göre tasarlanan kule tipi çok katlı çelik yapıda uygulanan taşıyıcı sistemin özellikleri irdelenmiştir.

Abstract:
In this study, which is presented as a master thesis, three load carrying systems for a high rise steel structure are considered. A system consisting of eccentrically braced core, moment frames and horizontal truss system that gives the optimum result is designed. The wind and earthquake loads having significant roles in the design of the structure is analized. Its drawings are presented.In the computer model, dimensions of the structure in x and y axis are respectively 47.1 and 39.5 m. That tower has 7 spans in longitudinal axis, 3 spans in transverse axis. The area is about 1861 m2. However 25 floors have 3.7 m heights each, the ground floor is 4.5 m and the final stage is 6 m. Floors are consisted of floor beams which have 152.5 cm spans and designed as composite members. Every floor has 112 m2 space used for elevator, stairs and installation.It is assumed that the office building is based on in the first degree of earthquake zone on the Z2 soil class.The ground safety tension is 500 kN/m2. For the design of the structure, quality of C35 concrete and BÇIII reinforced concrete steel bars are chosen. All steel members have the quality of St52 and the bolts are high strength.SAP 2000 which is a very actual structural analysis software is used for static and dynamic analysis. In the computer model, columns and beams are defined as frame elements. According to the output of the computer program, all members are formed with respect to TS 648, İMO ? 02. R-01, Turkish Earthquake Code Zone called ` Regulations for Buildings of Disasters Regions 2007? and Canadian Standards Association Offshore Structures Code. TS498 and TS 500 are used for respectively load datas and concrete design. Base structure is chosen as a mat foundation. In a different computer model, the mat foundation is modeled with considering spring elementsDrawings of the structure are prepared by XSteel v8.02 program and they are given in appendix. In the final part, features of the load carrying system of the tower building which is designed under wind loads are briefly discussed.