ÇELİK YAPI SİSTEMLERİNDE SÜNEK DÜĞÜM NOKTASI TASARIMI

Transkript

1 ÇELİK YAI SİSTEMLERİNDE SÜNEK DÜĞÜM NOKTASI TASARIMI Süneklik Kavramı Süneklik Kavramı Sünek Sistemler Üzerine Sünek Sistemler İçin Düğüm Noktaları Ahmet Metin YILDIRIM İnş. Yük. Mühendisi BALKAR MÜHENDİSLİK VE MÜŞAVİRLİK A.Ş. KASIM Süneklik Kavramı Süneklik: Dayanımda bir azalma olmaksızın yüksek elastik ötesi şekil değiştirme yapabilme yeteneği - Malzeme sünekliği - Yapısal elemanların sünekliği ( Elemanlar ve bağlantıları ) - Yapısal sistem sünekliği 3 4 1

2 Sünekliğin : Kantitatif olarak tanımı H H H elastik - Süneklik - lastik Dönme 3/4 *H elastik - Süneklik m - lastik Dönme Açısı q p 1/2 *H elastik 1/4 *H elastik Dayanım Süneklik İhtiyacı 5 Maks. 6 Yapılarda Süneklik : Akma Süneklik olmayan göçme modları: Kırılma veya İnstabilite H Süneklik = Akma Göçme = kırılma veya İnstabilite Sünek Davranışın Geliştirilmesi: Sigorta elemanların seçilmesi. merkezi çaprazlı sistemlerdeler; çaprazlar, dış merkezli çaprazlı sistemlerde; bağ kirişi, moment aktaran çerçeveli sistemlerde; kirişler Sigorta elemanların sünek davranacak şekilde detaylandırılması Sigorta elemanlar haricindeki elemanların sigorta elemanlardan daha güçlü tasarlanması 7 8 2

3 Çelik Yapı Sistemlerinde Sünek Düğüm Noktası Tasarımı Süneklik Kavramı Sünek Sistemler Üzerine Sünek Sistemler İçin Düğüm Noktaları SÜNEK SİSTEMLER ÜZERİNE MOMENT AKTARAN ÇERÇEVELER MERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER DIŞMERKEZ ÇARAZLI ÇERÇEVELER BURKULMASI ÖNLENMİŞ ÇARAZLI ÇERÇEVELER 9 10 Moment Aktarn Çerçeve

4 Muhtemel plastik mafsal bölgeleri anel Bölgesi (Kesme etkisi altında akma) Kolon (Eğilme ve eksenel kuvvet akma) Kiriş (Eğilme etkisi altında akma) SÜNEK SİSTEMLER Kirişlerde ve kolon ayaklarında plastik mafsallar MOMENT AKTARAN ÇERÇEVELER MERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER DIŞMERKEZ ÇARAZLI ÇERÇEVELER BURKULMASI ÖNLENMİŞ ÇARAZLI ÇERÇEVELER

5 Merkezi Çaprazlı Çerçeve (MÇÇ) Kiriş, kolon ve çaprazların bir düşey makas olarak teşkil edildiği ve bu makasın yatay etkilere karşı çalıştığı sistemlerdir. MÇÇ tipleri Sünek davranışın planlandığı noktalar çaprazlar. - Çaprazlarda çekme altında akma - Çaprazların basınç altında burkulma (Kısıtlı sünek davranış) Avantajları - Yüksek elastik rijitlik Dejavantajları - Diğer sistemlere göre az sünek davranış kapasitesi - Mimari problemler 17 Rafael Sabelli

6 Deprem Etkisi Altında MÇÇ sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı Deprem Etkisi Altında MÇÇ sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı Çekme çaprazı: Akma (sünek) Basınç çaprazı: Burkulma (Sünek değil) Kolon ve kirişler : elastik kalmalı Deprem Etkisi Altında MÇÇ sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı Çevrimsel Yük Altında Çaprazların Davranışı Çekme Kısalma Uzuma Basınç Çaprazı (Eski durumda çekme): Burkulma (Sünek değil) Çekme Çaprazı (Eski durumda basınç): Akma (ductile) Basınç Kolon ve kiriş : elastik kalmalı

7 Çevrimsel Yük Altında Çaprazların Davranışı Çevrimsel Yük Altında Çaprazların Davranışı 1. Çapraz maksimum taşıyabileceği eksenel basınç yükü ile yüklenir. (Burkulma) 1. Çapraz maksimum taşıyabileceği eksenel basınç yükü ile yüklenir. (Burkulma) 2. Basınç yüklmesine devam edilir. Basınç dayanımı hızlıca düşer. Eğilme mafsalı kolon ortasında oluşur. (-Δ momenti kaynaklı). 2 1 CR 1 CR plastic hinge Δ Çevrimsel Yük Altında Çaprazların Davranışı Çevrimsel Yük Altında Çaprazların Davranışı 1. Çapraz maksimum taşıyabileceği eksenel basınç yükü ile yüklenir. (Burkulma) y 4 4. Çapraz çekme ile yüklenir Basınç yüklemesine devam edilir. Basınç dayanımı hızlıca düşer.lastik eğilme mafsalı eleman ortasında oluşur. (-Δ momenti kaynaklı olarak). 3. Yük kaldırıldığında (=0). Elemanda düzlem dışı kalıcı şekil değiştirme gözlenir CR 1 CR

8 Çevrimsel Yük Altında Çaprazların Davranışı Çevrimsel Yük Altında Çaprazların Davranışı y 4 4. Çapraz çekme ile yüklenir. 5. Yük kaldırılır.(=0). Yine eleman üzerinde bir miktar kalıcı şekil değiştirme gözlenir. y 4 4. Çapraz çekme ile yüklenir. 5. Yük kaldırılır.(=0). Yine eleman üzerinde bir miktar kalıcı şekil değiştirme gözlenir Çapraz tekrar maksimum taşıyabileceği eksenel basınç ile yüklenir. (Burkulma). Maksimum eksenel yük bir önceki adımdan daha düşük değerdedir. 1 CR 1 CR Çevrimsel Yük Altında Çaprazların Davranışı Çevrimsel Yük Altında Çaprazların Davranışı y 4 4. Çapraz çekme ile yüklenir. 5. Yük kaldırılır.(=0). Yine eleman üzerinde bir miktar kalıcı şekil değiştirme gözlenir. W6x20 Kl/r = CR Çapraz tekrar maksimum taşıyabileceği eksenel basınç ile yüklenir. (Burkulma). Maksimum eksenel yük bir önceki adımdan daha düşük değerdedir. 7. Basınç yüklemesine devam edilir ve eleman ortasında plastik eğilme mafsalı oluşur.(-δ momenti kaynaklı olarak)

9 Merkezi Çaprazlı Bir Çerçevenin Çevrimsel Yükleme Altındaki Davranışı SÜNEK SİSTEMLER MOMENT AKTARAN ÇERÇEVELER MERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER DIŞMERKEZ ÇARAZLI ÇERÇEVELER BURKULMASI ÖNLENMİŞ ÇARAZLI ÇERÇEVELER Dış Merkez Çaprazlı Çerçeveler Kiriş, kolon ve çapraz elemanlardan oluşan çerçeve sistemlerdir. Çaprazların en az bir uçu kirişten izole edilmiş bağ kirişi adı verilen kısma bağlanır. Yanal yük DÇÇ sistemlerde, çerçeve ve makas sistemin bir kombinasyon ile aktarılır. Sünek davranış bağ kirişinin elastik ötesi şekil değiştirmesi ile sağlanır. DÇÇ ler yüksek düzey bir süneklilik sağlarken ( Moment aktaran çerçeveler gibi), aynı zamanda ciddi bir elastik rijitlik sağlamaktadır (merkezi çaprazlı çerçeveler gibi)

10 e Bağ kirişi DMÇ sistem tipleri e e e e e Bağ kirişi e e

11 DMÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı DMÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı DMÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı DMÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı

12 DMÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı DMÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı DMÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı MÇ MÇÇ DMÇ Enerji Dönüştürme Mekanizmaları

13 lastik Bağ Kirişi Dönme Açısı V W10x33 (A992) e = 23" = 1.1 M p /V p p e Bağ kirişi şekil değiştirmesi: (radyan) p (rad) SÜNEK SİSTEMLER MOMENT AKTARAN ÇERÇEVELER MERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER DIŞMERKEZ ÇARAZLI ÇERÇEVELER BURKULMASI ÖNLENMİŞ ÇARAZLI ÇERÇEVELER Burkulması Önlenmiş Çaprazlı Çerçeve A A Çelik çekirdek + kılıf Kılıf Çelik Çekirdek Kılıf Çelik kılıf Çelik çekirdek harç Aderans engelleyici malzeme 51 A-A kesiti 52 13

14 Burkulması Önlenmiş Çaprazlı Çerçeve Burkulması Önlenmiş Çaprazlı Çerçeve Tipleri Kılıf çelik çekirdek ile bağlı olmadığı için - kılıf eksenel yük almamaktadır. - kılıf eğilme rijitliği ile burkulmaya karşı konulmaktadır. Çelik çekirdek Akan Kısım Çekirdek kısmını koruyan ve bağlantıyı sağlayan kısım

15 BÖÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı BÖÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı Çekme Çaprazı: Akma Basınç Çaprazı : Akma Kolon ve kiriş elastik kalmalı BÖÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı Basınç Çaprazı : Akm Çekme Çaprazı: Akma Kolon ve kiriş elastik kalmalı 59 TBDY_2018 (Taslak) 60 15

16 SÜNEK SİSTEMLER İÇİN DÜĞÜM NOKTALARI SÜNEK SİSTEMLER İÇİN DÜĞÜM NOKTALARI SÜNEKLİK KAVRAMI SÜNEK SİSTEMLER ÜZERİNE SÜNEK SİSTEMLER İÇİN DÜĞÜM NOKTLARI GENEL KAVRAMLAR MOMENT AKTARAN ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTALARI MERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTLARI DIŞMERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTALARI KOLON EKLERİ SÜNEK SİSTEMLER İÇİN DÜĞÜM NOKTALARI Genel Kavramlar Yükler ve yük birleşimleri Arttırılmış etkiler Korunmuş Bölgeler Deprem Kuvveti Taşıyıcı Sistemlerin Birleşimleri için Genel Kurallar (TDBY Taslak) GENEL KAVRAMLAR Yükler ve Yük Birleşimleri G: Sabit Yük Q: Hareketli Yük S : Kar Yükü H: Yatay Zemin İtkisi 63 TBDY_2018 (Taslak) 64 16

17 GENEL KAVRAMLAR Dayanım Fazlalığı GENEL KAVRAMLAR Moment Aktaran Çerçeveler için Korunmuş Bölgeler Korunmuş Bölgeler Yatay Deprem Etksi DE d E d Çerçeve Yanal Şekil Değiştirmesi Arttırılmış deprem etkileri DE d, çerçevenin plastik yanal dayanımını tahmini olarak belirlemek adına kullanılan bir kavramdır GENEL KAVRAMLAR GENEL KAVRAMLAR Merkezi Çaprazlı Çerçeveler için Korunmuş Bölgeler Dış Merkezi Çaprazlı Çerçeveler için Korunmuş Bölgeler Korunmuş Bölgeler Korunmuş Bölgeler

18 GENEL KAVRAMLAR GENEL KAVRAMLAR TBDY_2018 (Taslak) 69 TBDY_2018 (Taslak) 70 GENEL KAVRAMLAR GENEL KAVRAMLAR TBDY_2018 (Taslak) 71 TBDY_2018 (Taslak) 72 18

19 SÜNEK SİSTEMLER İÇİN DÜĞÜM NOKTALARI GENEL KAVRAMLAR MOMENT AKTARAN ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTALARI MERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTLARI DIŞMERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTALARI MOMENT AKTARAN ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTALARI Tasarım Gereklilikleri Norhridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kolon anel Bölgesi Süreklilik Levhaları Yanal Stabilite KOLON EKLERİ Tasarım Gereklilikleri Kolon kiriş bağlantıları temelde aşağıdaki 3 noktayı sağlamalıdır. Tasarım Gereklilikleri Kolon-kiriş bağlantı için gerekli kesme dayanımının bulunması L h ( S DS ) D L +0.2S 1.1 R y M p 1.1 R y M p V u V u TBDY_2018 (Taslak) 75 V uc = 2 [ 1.1 R y M p ] / L h + V d 76 19

20 Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Hasar sebepleri : Tasarımsal Faktörler Gerilme ve birim uzamaların kiriş başlık kaynaklarında çok yüksek olması Kiriş kesme bağlantısının moment ve kesme etkilerinin aktarımında uygun olmayan davranışı Kaynak ulaşım deliği etkisi Kolon başlığındaki eğilmenin etkisi Diğer faktörler Ocak 17, 1994 Büyüklük = 6.8 Merkez üssü : Northridge - San Fernando Valley (Los Angeles bölgesi) Ölüm: 58 Hasar : $20 Milyar Sylmar: Sherman Oaks: Granada Hills: Santa Monica: North Hollywood: 0.91g H 0.60g V 0.46g H 0.18g V 0.62g H 0.40g V 0.93g H 0.25g V 0.33g H 0.15g V Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Başlık Stressleri F u F y M p Moment sebebiyle oluşan gerilmelerin, gövde bağlantısı nedeni ile düzgün yayılmama durumu 79 Rafael Sabelli 80 20

21 Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Geliştirilmiş Kaynak Ulaşım Deliği Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Kaynaklı Bağlantılarda Northridge Depreminden Sonra Gözlenen Tipik Hasarlar 83 Ref: rof. Dr. H. Krawinkler 84 21

22 Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Hasar Gözlemleri Birçok çelik moment aktaran çerçeveye sahip binalarda kolon kiriş bağlantılarında hasar gözlenmiştir. Çelik çerçevelerde toptan göçme gözlenmemiştir. Tipik Hasarlar: Küt kaynaklarda kırılma Kolon başlıklarında divot kırılması Kolon başlığında başlayan ve gövdeye ilerleyen Kaynaklarda gözlenen zaaflar Düşük tokluğa sahip kaynak metal Düşük kalite Besleme levhası kaynaklı hasarlar

23 Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Kaynak destek levhasından kaynaklanan hatalar ve zorluklar: Çentik etkisi Kaynak kontrol zorluğunun artması Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Hasar Görmüş Bağlantılar için Güçlendirme Önerileri roblem Çözüm Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Kaynak Hasarları için Örnek Onarım 91 FEMA

24 Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Hasar Görmüş Kiriş Kolon Başlıkları için Örnek Onarım FEMA Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Tipik dış aks kolon kiriş bağlantısı deney numunesi Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Test gereklilikleri- Yükleme geçmişi 6 çevrim q = rad. q Δ 6 çevrim q = rad. 6 çevrim q = rad. 4 çevrim q = 0.01 rad. 2 çevrim q = rad. 2 çevrim q = 0.02 rad. 2 çevrim q = 0.03 rad. 2 çevrim q = 0.04 rad. L kiriş Göreli kat ötelemesi dönme açısıq = Δ L kiriş 95 Göreli kat ötelemesi dönme açısı q 96 24

25 Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Azaltılmış En Kesitli Birleşim Detayı (RBS): FEMA AISC Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar q 0.03 radyan... q 0.02 radyan... q 0.04 radyan

26 Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Alın Levhalı Birleşim: 101 AISC Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Bulonlu Başlık Levhalı Birleşim (BF): 103 AISC & E. OOV EER Report

27 Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kaynaklı Kolon- Kiriş Bağlantısı: Kaiser Bulonlu Braket Kolon- Kiriş Bağlantısı: AISC AISC Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Conxtech Kolon- Kiriş Bağlantısı: Yanal Levhalı Kolon-Kiriş Bağlantısı(Side late Connection): AISC AISC

28 Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Simpson Strong Tie Kolon-Kiriş Bağlantısı: AISC AISC Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Çift T Kesitli Kolon-Kiriş Bağlaıtısı ( Double Tee Connection): AISC E.OOV _ EER Report

29 Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kolon panel bölgesi Kolon panel bölgesi: - Yüksek kesmeye maruz - Kesme etkisi altında akma ve muhtemel yüksek kesme şekil değiştirmeu ( Kesme mafsalı formu) - Alternatif bir akma mekanizması sağlamaktadır. E.OOV _ EER Report & FEMA Kolon panel bölgesi Kolon panel bölgesi anel bölgesinde kesme etkisi altında akma durmunda düğüm şekil değiştirmeu anel bölgesinin köşesinde "Kıvrılma (Kink)"

30 Kolon panel bölgesi Kolon panel bölgesi anel bölgesi davranışı üzerine gözlemler Muhtemel yüksek sünek davranış. anel bölgesinin köşelerinde lokalize şekil değiştirmelar ("kıvrılma"), kiriş başlığı küt kaynak dikişlerinin yakınında kırılma olasılığını artırabilir. Yapı yönetmeliklerinde, panel bölgesi tasarımı çok farklı biçimlerde yer almaktadır. Mevcut AISC şartnamesi panel bölgesinde doğrusal olmayan davranışı sınırlamaktadır. Kabul edilebilir panel bölgesi doğrusal olmayan davranış tanımı için daha fazla araştırmaya ihtiyaç söz konusudur Kolon panel bölgesi anel Bölgesi : Kesme Dayanımı Kolon panel bölgesi

31 Süreklilik Levhaları Süreklilik Levhaları Geniş Başlıklı Kolonlar için: Süreklilik levhaları Süreklilik levhaları Aşağıdaki şart sağlanmadıkça süreklilik levhaları gerekir: 121 & rof. Dr. JUDY LUİ ve 122 Süreklilik Levhaları Kutu kolonlar için: Süreklilik levhaları kutu kolon kiriş bağlantılarında uygulanmadır. Süreklilik levhaları Süreklilik Levhaları Duane K. Miller, Sc.D.,.E. 123 AWS SEISMIC SULEMENT D

32 Yanal Stabilite MÇ lerde büyük dayanım kayıplarını, yeter sünek davranış elde edilmen önce oluşmasını engelemek için, çerçevece kirişlerinin yanal burulmalı burkulmaya karşı tutulması gerekmektedir. Yanal Stabilite Yanal burulmalı burkulmayı kontrol eden temel nokta: (Yeter süneklilik= göreli kat ötelemesi dönme açısı 0.04 rad) L b = yanal destek noktaları arası mesafe r y = zayıf eksende atalet yarı çapı M q M Yanal destek (Alt ve üst başlıkta) M p Artan L b / r y q 125 L b L b 126 Yanal Stabilite SÜNEK SİSTEMLER İÇİN DÜĞÜM NOKTALARI GENEL KAVRAM MOMENT AKTARAN ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTALARI MERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTLARI DIŞMERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTALARI KOLON EKLERİ

33 MERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTLARI Çapraz Bağlantılarında Oluşabilecek Maksimum Etkiler Çekme Durumunda- Eksenel Kuvvet: Çapraz Bağlantılarında Oluşabilecek Maksimum Etkiler Çapraz Guse Levhası Bağlantısında Kayıplı Kesitte Kopma Limit Durumu Çapraz Bağlantılarında Blok Kesme Limit Durumu Guse Levhasının Basınç ve Çekme Altındaki Limit Durumu Yeni Deprem yönetmeliğinde Önerilen Bağlantılar Kolon ve Kiriş Gövdesinde Lokal Akma Limit Durumu Yanal Stabilite Çapraz Uçlarının Moment Aktaran Bağlantı ile Bağlı Olduğu Durumda Gerekli Kontroller Eğilme / Katlanma Çizgisi max = y Tasarım İçin: maks = R y F y A g Çapraz Bağlantılarında Oluşabilecek Maksimum Etkiler Basınç Durumunda- Eksenel kuvvet Çapraz Bağlantılarında Oluşabilecek Maksimum Etkiler Basınç Durumunda Eğilme Momenti: lastik Mafsallar residual 0.3 cr Tasarım: maks = 1.14 n ( n = A g F cre ) residual = 0.3 n M M Tasarım: M maks = 1.1 R y F y Z çapraz (Kritik burkulma doğrultusunda) maks lastik Mafsal

34 Çapraz Guse Levhası Bağlantısında Kayıplı Kesitte Kopma Limit Durumu Guse levhası Kutu kesitli çapraz elemanı Çapraz Guse Levhası Bağlantısında Kayıplı Kesitte Kopma Limit Durumu 133 Rafael Sabelli 134 Çapraz Guse Levhası Bağlantısında Kayıplı Kesitte Kopma Limit Durumu Kayıplı kesitin güçlendirilmesi Çapraz Guse Levhası Bağlantısında Kayıplı Kesitte Kopma Limit Durumu

35 Çapraz Bağlantılarında Blok Kesme Limit Durumu Guse Levhasının Basınç ve Çekme Altındaki Limit Durumu R y F y A g 1.14 n Rafael Sabelli Guse Levhasının Basınç ve Çekme Altındaki Limit Durumu Etkin Guse Levhası Genişliği Yeni Deprem yönetmeliğinde Önerilen Bağlantılar Etkin Burkulma Boyu Rafael Sabelli

36 Yeni Deprem yönetmeliğinde Önerilen Bağlantılar Yeni Deprem yönetmeliğinde Önerilen Bağlantılar Bağlantı dönme açısı Göreli Kat Ötelemesi açısı Basit bağlantılar belirli bir elastik ötesi dönme kapasitesine sahip olmalıdır. (Mininmum %2.5 YTDY 2018) Kesme levhalı bağlantıların dönme kapasitelerin az olduğu yapılan araştırmalar ile tespit edilmiştir. Bu durumda, köşebent ve alın levhalı bağlantıları kullanılması yönetmeliklerde belirtilmiştir. 141 Rafael Sabelli 142 Kolon ve Kiriş Gövdesinde Lokal Akma Limit Durumu Yanal Stabilite Guse levhasında plastikleşecek bölgelerin belirlenmesi Rafael Sabelli 143 Rafael Sabelli

37 Çapraz Uçlarının Moment Aktaran Bağlantı ile Bağlı Olduğu Durumda Gerekli Kontroller lastik mafsallar Eğilme / Katlanma Çizgisi lastik Mafsal M M u = 1.1 R y M p = 1.1 R y F y Z çapraz M Eğilme / Katlanma Çizgisi Eğilme / Katlanma Çizgisi 2t 2t 2t 2t Betonarme döşeme Betonarme döşeme Strafor

38 Eğilme / Katlanma Çizgisi Eğilme / Katlanma Çizgisi Guse levhası katlanma çizgisinde kırılma Guse levhası katlanma çizgisi Eğilme / Katlanma Çizgisi Eğilme / Katlanma Çizgisi

39 Eğilme / Katlanma Çizgisi Eğilme / Katlanma Çizgisi > 2t >2t SÜNEK SİSTEMLER İÇİN DÜĞÜM NOKTALARI > 2t GENEL KAVRAM MOMENT AKTARAN ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTALARI MERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTLARI DIŞMERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTALARI KOLON EKLERİ

40 Dışmerkez Çelik Çaprazlı Çerçeve Detayları Bağ Kirişi Berkitme Düzeni Bağ kirişi Çapraz Bağlantıları Bağ Kirişi Kolon Bağlantısı Değişebilir Bağ Kirişi Yanal Stabilite Kolon Kiriş Bağlantıları Christchurch Depremi Hasarları Üzerine Bağ Kirişi Berkitme Düzeni e 1.6 M p / V p (Kesme etkisi altında akma) s Bağ kirişi uzunluğu= e s s s s s 30 t w - d /5 p = 0.08 radyan 52 t w - d /5 p = 0.02 radyan interpolasyon 0.02 < p < 0.08 radyan 157 t w = bağ kirişi gövde kalınlığı d = bağ kirişi yüksekliği 158 Bağ Kirişi Berkitme Düzeni 2.6 M p / V p < e < 5 M p / V p (Uzun bağ kirişi) Bağ kirişi uzunluğu = e Bağ Kirişi Berkitme Düzeni 1.5 b f 1.5 b f b f = bağ kirişi başlık genişliği

41 Bağ Kirişi Berkitme Düzeni 1.6 M p / V p < e < 2.6 M p / V p (Orta bağ kirişi) Bağ kirişi uzunuluğu= e Bağ Kirişi Berkitme Düzeni 1.5 b f 1.5 b f s s s s 30 t w - d /5 for p = 0.08 radyan s 52 t w - d /5 for p = 0.02 radyan interpolasyon for 0.02 < p < 0.08 radyan Bağ Kirişi Berkitme Düzeni Bağ Kirişi Berkitme Düzeni

42 Bağ Kiriş Çapraz Bağlantıları Bağ Kiriş Çapraz Bağlantıları V ult Link Length = e Mult V ult V ult M ult M ult Çapraz bağlantıları Tasarım kuvvetleri ( and M) bağ kirişinin üreteceği maksimum kesme ve eğilme etkilerinden (V ult ve M ult ) elde edilir. Çaprazların tasarımı için: V ult_ç = 1.25 R y V n Bağ kirişi dışındaki kirişler için : V ult_b = 1.1 R y V n V n = bağ kirişi nominal kesme dayanımı = min (V p or 2 M p / e ) Ayrıca basınç için 1.1 R y n kuvveti ile kontrol yapılır. Çaprazlarda burkulma öngörülmediği için katlanma çizgisi söz konusu değildir Bağ Kiriş Çapraz Bağlantıları Bağ Kiriş Çapraz Bağlantıları

43 Bağ Kiriş Çapraz Bağlantıları Bağ Kiriş Çapraz Bağlantıları Bağ Kirişi Kolon Bağlantısı e e Bağ kirişi kolon bağlantısı Aşağıdaki dönme değerlerini oluşmasını sağlamaldır: p 0.08 rad. for e 1.6 M p / V p p 0.02 rad. for e 2.6 M p / V p interpolasyon 1.6 M p / V p < e < 2.6 M p / V p Bağ Kirişi Kolon Bağlantısı - Bağ kirişi kolon bağlantısı oluşacak maksimum kesme kuvvetini ve bu kuvvet kaynaklı kolon yüzündeki momente karşılık gerekli dayanımı olmalıdır. - Bir önceki madde belirtilen kuvvetlerin yanı sıra diyafram kuvvetlerinide taşımalı. (Eksenel çekme ve basınç) - Bağ kirişinin kolona moment aktaran bağlantısının kalitesi önceden belirlenmiş bağlantı olması gerekmektedir. - Fakat kolona bağlı bağ kirişlerinin kalitesi önceden belirlenmiş bağlantısı mevcut değildir. AISC 358 ve FEMA 350 dokümanlarında tariflenen detaylar bağ kirişi için uygun değildir. Bu sebeple tasarlanacak bağlantı çevrimsel deneye tabi tutulmalıdır. - Deney yapılamadığı durumlarda aşağıdaki şartlar sağlanmalıdır; 1. güçlendirilmiş moment çerçeve bağlantısı kullanılabilir. Bu bağlantı akma gerilmelerinin bağlantıdan uzakta olacağı bir bağlantı olmalıdır. 2. Tam derinlikli berkitmeler güçlendirilmiş kesit ile bağ kirişi kesiti arayüzünde teşkil edilmeli Bağ kirişi uzunluğu e 1.6 M p / V p

44 Bağ Kirişi Kolon Bağlantısı Güçlendirilmiş bağ kirişi-kolon bağlantı detayı 173 VD. 174 Bağ Kirişi Kolon Bağlantısı Bağ Kirişi Kolon Bağlantısı VD. 175 VD

45 Bağ Kirişi Kolon Bağlantısı VD. 177 VD. 178 Değiştirilebilir Bağ Kirişi Değiştirilebilir Bağ Kirişi

46 Değiştirilebilir Bağ Kirişi Yanal Stabilite Gereken yanal destek dayanımı: h o = bağ kirişi başlık eksenleri arasındaki mesafe Bu noktalarda alt ve üst başlık yanal olarak desteklenmelidir. Bağ kirişi uzunluğu= e Yanal Stabilite Kolon-Kiriş Bağlantıları Bağ kirişinden uzak kolon kiriş bağlantıları: Mafsal bağlı durumda: R=7 Moment bağlı durumda (Sünek düzeyi normal koşulları ile): R=8 183 Kolon kiriş bağlantıları radyan dönmeyi sağlayacak şekilde detaylandırılmalı. Yeni deprem 184 yönetmeliği EK9C 46

47 Christchurch Depremi Hasarları Üzerine SÜNEK SİSTEMLER İÇİN DÜĞÜM NOKTALARI GENEL KAVRAM MOMENT AKTARAN ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTALARI MERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTLARI DIŞMERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER İÇİN SÜNEK DÜĞÜM NOKTALARI KOLON EKLERİ KOLON EKLERİ Genel Kurallar Tasarım Kuvvetleri (MÇ) Tasarım Kuvvetleri (MMÇ) Tasarım Kuvvetleri (DMÇ)

48 KOLON EKLERİ Genel Kurallar Tasarım Kuvvetleri (MÇ) Kolon ekleri da verilen ilgili koşulları sağlayacak şekilde boyutlandırılacaktır. Ayrıca, bulonlu kolon eklerinin gerekli eğilme dayanımı, eklenen elemanlardan küçük enkesitli olanı dikkate alınarak RyFyWp/1.5 (GKT) veya RyFyWp (YDKT) şeklinde hesaplanacaktır. Eklerin gerekli kesme kuvveti dayanımı, Σ Mpc/1.5Hc (GKT) veya ΣMpc/Hc (YDKT), (a) ve (b) den elde edilen kesme kuvveti değerlerinden en büyüğü olarak alınacaktır. Burada, Σ Mpc, eklenen kolonun alt ve üst uçlarındaki kolon eğilme momenti dayanımlarının toplamıdır. u - splice Arttırılmış etkilerin dikkate alındığı yük birleşimlerden veya kapasite tasarımı temel alınarak bulunan eksenel kuvvet M u - splice RyFyWp min (YDKT) V u - splice ΣMpc/Hc (YDKT) Tasarım Kuvvetleri (MMÇ) Kolon ekleri da verilen koşulları sağlayacak şekilde boyutlandırılacaktır. Kolon eklerinin eğilme momenti dayanımı, eklenen elemanlardan küçük kesitli olanının eğilme kapasitesinin %50 sinden az olmayacaktır. Gerekli kesme kuvveti dayanımı, Σ Mpc/1.5Hc (GKT) veya Σ Mpc/Hc (YDKT) şeklinde hesaplanacaktır. u - splice M u - splice V u - splice Arttırılmış etkilerin dikkate alındığı yük birleşimlerden veya kapasite tasarımı temel alınarak bulunan eksenel kuvvet 0.5*RyFyWp min (YDKT) ΣMpc/Hc (YDKT) Tasarım Kuvvetleri (DMÇ) Süneklik düzeyi yüksek merkezi çaprazlı çelik çerçevelerin kolon ekleri için de verilen koşullar süneklik düzeyi yüksek dışmerkez çaprazlı çelik çerçevelerin kolon ekleri için de aynen geçerlidir. u - splice M u - splice V u - splice Arttırılmış etkilerin dikkate alındığı yük birleşimlerden veya kapasite tasarımı temel alınarak bulunan eksenel kuvvet 0.5*RyFyWp min (YDKT) ΣMpc/Hc (YDKT)

49 KATILIMINIZ İÇİN TEŞEKKÜRLER rof. Chia-Ming Uang