Eksenel Doğrultuda Kayıcı Bulonlu Düğüm Noktaları İçeren Çelik Yapı Sistemlerinin Performanslarının İncelenmesi

thumbnail.default.alt
Tarih
Yazarlar
Dönmez, Baykal
Süreli Yayın başlığı
Süreli Yayın ISSN
Cilt Başlığı
Yayınevi
Fen Bilimleri Enstitüsü
Institute of Science and Technology
Özet
Deprem ve rüzgar gibi etkileri temsil eden yatay kuvvetler binaların tasarımındaki en belirleyici unsurlardır. Yatay kuvvetler altında zorlanan yapılarda yapısal hasarlar oluşabilmekte ve bu durum insan hayatını tehdit etmektedir. Ülkemizde meydana gelen depremlerden dolayı, özellikle tasarım ve uygulanmasında yeterli dikkat ve özenin gösterilmediği yapılarda büyük hasarlar oluşmuş ve birçok can kaybı yaşanmıştır. Deprem tehlikesiyle karşı karşıya kalan mevcut yapı stokunun büyüklüğü göz önünde tutulduğunda, zaman kaybı olmaksızın, bu yapıların etkili bir biçimde güvenilir hale getirilmesi zorunlu olmaktadır. Bilimin ve teknolojinin büyük ilerlemeler kaydettiği son yıllarda, bu konuya yönelik olarak yoğun kuramsal ve deneysel çalışmalar yapılmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı, yapıların dinamik davranışlarını kontrol altına almak için sismik kontrol sistemlerinin uygulanması ve bu tür yapıların performanslarının belirlenmesidir. Yapıların davranışlarını kontrol etmek için, sürtünmeli enerji yutucu pasif yapısal kontrol sistemi özelliği sağlayan, eksenel doğrultuda kayıcı bulonlu düğüm noktalarından yararlanılabilmektedir. Bu çalışmada, çaprazlı düzlem çelik çerçeveler üzerinde sayısal uygulamalar ve incelemeler yapılmıştır. Uygulamaların ilk adımında, mevcut deprem yönetmeliğine göre yeterli güvenliğe sahip olmayan bir çaprazlı çelik çerçevenin malzeme bakımından doğrusal olmayan kurama göre hesabı yapılmış ve kapasite eğrisi elde edilmiştir. Sabit düşey yükler ve monoton olarak artan yatay yükler altında sistem itme analizine maruz bırakılmış ve plastik mafsal hipotezi uyarınca, akma koşullarının aşıldığı kesitlere plastik mafsallar yerleştirilerek, sistem mekanizma durumuna gelinceye kadar zorlanmıştır. İkinci adımda, mevcut sistemdeki çapraz elemanlara eksenel doğrultuda kayıcı bulonlu düğüm noktaları ilave edilmiştir. Bu şekilde güçlendirilen sistemin, malzeme bakımından doğrusal olmayan kurama göre hesabı yapılmış ve güçlendirilmiş sisteme ait yeni bir kapasite eğrisi elde edilmiştir. Hesap sonucunda, yatay yüklere karşı davranışı iyileştirilen yapı sisteminin kapasite eğrisi yardımıyla performansı ve bu performans seviyesindeki hasar düzeyi belirlenmiştir. Sonuçlar, doğrusal olmayan statik analiz ve performans analizi yapabilen SAP2000 Nonlinear V8.2.3 bilgisayar yazılımı ile elde edilmiştir. Sonuçların irdelenmesi ile , çaprazlı düzlem çelik çerçeveye ilave edilen pasif yapısal kontrol sisteminin yapının yatay yük taşıma kapasitesini arttırdığı, performansını arttırdığı ve hasar miktarını azalttığı gözlenmiştir.
Wind and earthquake forces are the most dominant factors that affect the structural design. On buildings subjected to lateral loads, structural damages appear and this case may threaten the human life. Especially in our country, due to recent seismic activities, extensive structural damages and casualty of lives have been observed on structures that were designed and constructed without sufficient care. Considering the large amount of existing buildings that will meet the next probable strong seismic hazard, these buildings have to be retrofitted effectively as soon as possible. In the last decades, along with the developments in science and technology, intensive theoretical and experimental research studies have been done on this area. The main objective of this study is to control the dynamic behavior of structures through the use of seismic control systems and to define the performance of retrofitted buildings. In order to control the structural behavior under seismic effects, sliding slotted bolted joints (SBJ) in axial direction of elements, which demonstrate frictional energy dissipation characteristics are used. Numerical illustrations and investigations have been carried out for plane steel braced frames. In the first step of the numerical illustrations, materially nonlinear analysis of an existing braced steel frame that does not have sufficient safety as required by the seismic specifications has been done and lateral load capacity curve has been obtained. The structural system was exposed to pushover analysis under constant vertical loads and monotonically increasing lateral loads and loaded until the collapse mechanism is developed, by placing plastic hinges to cross-sections at which yield conditions were exceeded in accordance with the plastic hinge hypothesis. Secondly, SBJ were added on braces of the building structure. The retrofitted structural system was analyzed again and the new capacity curve was obtained. At the end of the analysis, performance and structural damage corresponding to this performance level have been determined. Numerical computations have been carried out by means of computer software, SAP 2000 Nonlinear V8.2.3. Based on the examination of the numerical results, it has been concluded that the added SBJ enhance the lateral load capacity and performance level and also decreases the structural damage, considerably.
Açıklama
Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2004
Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2004
Anahtar kelimeler
Sismik Kontrol Sistemleri, Performans Analizi, Kayıcı Bulonlu Düğüm Noktaları, Seismic Control Systems, Performance Analysis, Slotted Bolted Joints
Alıntı