Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences

Benzer belgeler
Merkezi Çaprazlı Çerçevelerde Dayanım Farklılığı Sonucu Oluşan Burulma Etkileri

Çelik Yapılar - INS /2016

BETONARME KESİT DAVRANIŞINDA EKSENEL YÜK, MALZEME MODELİ VE SARGI DONATISI ORANININ ETKİSİ

Çelik Bina Tasarımında Gelişmeler ve Yeni Türk Deprem Yönetmeliği

Burkulması Önlenmiş Çelik Çaprazlı Sistemler ile Süneklik Düzeyi Yüksek Merkezi Çelik Çaprazlı Sistemlerin Yapısal Maliyet Analizi Karşılaştırması

ENDÜSTRİYEL ÇELİK YAPILARIN SİSMİK DETAYLANDIRILMASI

TDY 2007 de Kullanılan Farklı Zemin Sınıfları İçin Performans Değerlendirme Yöntemleri Üzerine Bir Araştırma

Depreme Dayanıklı Çelik Bina Tasarımının Temel İlkeleri Ve Yeni Türk Deprem Yönetmeliği

ÇELİK ÇAPRAZ ELEMANLARLA GÜÇLENDİRİLEN BETONARME YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

Sigma Vol./Cilt 26 Issue/Sayı 1 Araştırma Makalesi / Research Article EVALUATION OF NONLINEAR BEHAVIOR OF CONCENTRIC BRACED STEEL STRUCTURES

BETONARME BİNALARIN FARKLI HESAP YÖNTEMLERİNE GÖRE PERFORMANS SINIRLARININ İNCELENMESİ ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME

Tanım: Boyuna doğrultuda eksenel basınç kuvveti taşıyan elemanlara Basınç Çubuğu denir.

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 1 s Ocak 2006

MEVCUT BİNALARDA DEPREM PERFORMANSLARININ AYRINTILI İNCELEME YÖNTEMLERİ İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

ÇELİK UZAY ÇATI SİSTEMLİ HAL YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Armağan KORKMAZ *, Zeki AY **

DEPREME DAYANIKLI YAPI İNŞAATI SORULAR

idecad Çelik 8.5 Çelik Proje Üretilirken Dikkat Edilecek Hususlar Hazırlayan: Nurgül Kaya

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİNİN VE DOLGU DUVARLARIN BETONARME BİNALARIN DEPREM DAVRANIŞINA ETKİLERİ

İNŞAAT MÜHENDİSLERİ ODASI İSTANBUL ŞUBESİ DEPREM ETKİSİ ALTINDA ÇELİK BİNALARIN TASARIMI

YARI RİJİT BİRLEŞİMLİ ÇELİK ÇERÇEVELERİN ANALİZİ

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

YAPISAL ÖZELLİKLERİ FARKLI BA BİNALARIN PERFORMANSA DAYALI ANALİZİ

Çelik Yapılar - INS /2016

BÖLÜM I 4. DEPREM ETKĐSĐNDEKĐ ÇELĐK BĐNALAR

ÇOK KATLI BİNALARIN DEPREM ANALİZİ

idecad Çelik 8 idecad Çelik Kullanarak AISC ve Yeni Türk Çelik Yönetmeliği ile Kren Tasarımı Hazırlayan: Nurgül Kaya

YAPISAL DÜZENSİZLİKLERİ OLAN BETONARME YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ

Farklı Zemin Koşullarındaki Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile İncelenmesi: 8 Katlı Çerçeve Örneği

ÇELİK YAPILARIN TASARIM, HESAP ve YAPIM ESASLARI. ÖRNEKLER ve TS648 le KARŞILAŞTIRILMASI

TAŞIYICI SİSTEM TASARIMI 1 Prof. Dr. Görün Arun

Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile Belirlenmesi

Çelik Çaprazlı Çerçevelerde Farklı Performans Seviyeleri İçin Sismik Enerji İstemleri

Prefabrik yapıların tasarımı, temelde geleneksel betonarme yapıların tasarımı ile benzerdir.

YATAY YÜK DAVRANIŞI ZAYIF BETONARME ÇERÇEVELERİN ÇELİK ÇAPRAZLI PERDELER İLE GÜÇLENDİRİLMESİ

idecad Çelik 8 Kullanılan Yönetmelikler

ÇELİK YAPILARIN GÜÇLENDİRİLMESİNİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZLERLE DEĞERLENDİRİLMESİ. Armağan KORKMAZ*, Zeki AY, Ömer UYSAL

KONSOLA MESNETLİ KOLONUN SÜREKSİZLİĞİNİN TAŞIYICI SİSTEMİN DEPREM DAVRANIŞINA OLAN ETKİSİ

İtme Sürme Yöntemi İle İnşa Edilmiş Sürekli Ardgermeli Köprülerin Deprem Tasarımı. Özgür Özkul, Erdem Erdoğan, Hatice Karayiğit

Yapma Enkesitli Çift I Elemandan Oluşan Çok Parçalı Kirişlerin Yanal Burulmalı Burkulması Üzerine Analitik Bir Çalışma

INSA 473 Çelik Tasarım Esasları Basınç Çubukları

Merkezi çaprazlı çerçevelerde dayanım farklılığı sonucu oluşan burulma etkileri

BETONARME YAPI TASARIMI -KOLON ÖN BOYUTLANDIRILMASI-

YÜKSEK LİSANS TEZİ İnş. Müh. Ahmet DOĞAN ( ) Tezin Enstitüye Verildiği Tarih: 14 Eylül 2007 Tezin Savunulduğu Tarih: 2 Ekim 2007

BÖLÜM-2 ÇELİK YAPILARDA BİRLEŞİM ARAÇLARI

Yapı Elemanlarının Davranışı

Beton Sınıfının Yapı Performans Seviyesine Etkisi

KESME BAKIMINDAN DOĞRU TASARLANMAMIŞ BETONARME PERDE DUVARLI YÜKSEK BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI

DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ İÇİN KULLANILAN TİCARİ PROGRAMLARIN ÇERÇEVE SİSTEMLER İÇİN KARŞILAŞTIRILMASI

ANTAKYA MÜZE OTEL TAŞIYICI SİSTEM PROJESİ. İnş.Yük.Müh. Bülent DEVECİ

AKDENİZ BÖLGESİNDEKİ SANAYİ YAPILARININ DEPREMSELLİĞİNİN İNCELENMESİ

UZAYSAL VE DOLU GÖVDELİ AŞIKLARIN ÇELİK ÇATI AĞIRLIĞINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

BETONARME-II ONUR ONAT HAFTA-1 VE HAFTA-II

TAŞIYICI SİSTEM TASARIMI 1 Prof. Dr. Görün Arun

Farklı Zemin Sınıflarının Bina Deprem Performansına Etkisi

MOMENT YENİDEN DAĞILIM

CLP İLE GÜÇLENDİRİLMİŞ ÇELİK I-KİRİŞLERİN TERSİNİR YÜK DENEYLERİ

BÖLÜM 2: DÜŞEY YÜKLERE GÖRE HESAP

Betonarme Yapılarda Burkulması Önlenmiş Çelik Çapraz Elemanların Doğrusal Olmayan Davranışa Etkisi

KESİT HASAR SINIRLARININ BELİRLENMESİNDE SARGILAMA DURUMUNUN ETKİSİ

BETONARME KOLONLARIN AKMA EĞRİLİKLERİNİN TESPİTİ İÇİN TBDY-2016 DA VERİLEN AMPİRİK BAĞINTILARIN İNCELENMESİ

Dışmerkez Ters V Çaprazlı Çerçevelerin Burulmalı Davranışları *

ÇELİK YAPI SİSTEMLERİNDE SÜNEK DÜĞÜM NOKTASI TASARIMI

Çelik Yapılar - INS /2016

TMMOB İNŞAAT MÜHENDİSLERİ ODASI İSTANBUL ŞUBESİ

YAPILARIN ÜST RİJİT KAT OLUŞTURULARAK GÜÇLENDİRİLMESİ

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

K VE DİRSEK TİPİ EĞİK ELEMANLARLA RİJİTLEŞTİRİLMİŞ DEPREM ETKİSİNDEKİ YAPILARIN LİNEER DAVRANIŞLARININ KARŞILAŞTIRMALI OLARAK İNCELENMESİ

YAPILARDA BURULMA DÜZENSİZLİĞİ

KISA KOLON TEŞKİLİNİN YAPI HASARLARINA ETKİSİ. Burak YÖN*, Erkut SAYIN

İNCE LEVHALI ÇELİK PERDELERİN ARTAN YATAY YÜKLER ALTINDA ANALİTİK OLARAK İNCELENMESİ

ÇELİK LEVHA PERDELİ YAPILAR

BÖLÜM - 2 DEPREM ETKİSİNDEKİ BİNALARIN TASARIM İLKELERİ (GENEL BAKIŞ)

BETONARME-II (KOLONLAR)

DÜZCEDEKİ BAZI KAMU VE ÖZEL BİNALARIN 1999 DÜZCE DEPREMİNDEKİ SİSMİK PERFORMANSLARININ İNCELENMESİ

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

TMMOB İNŞAAT MÜHENDİSLERİ ODASI İSTANBUL ŞUBESİ

Proje Genel Bilgileri

DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI

ÖRNEK 18 4 KATLI BETONARME PANSİYON BİNASININ GÜÇLENDİRİLMESİ ve DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN YÖNTEM İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

Tipik Bir Çelik Endüstri Yapısında Çaprazlı Perde Tipinin Deprem Performansına Etkisi

MESLEKTE UZMANLIK KURSLARI 2017 EKİM OCAK BETONARME TASARIM BETONARME İLERİ TASARIM ÇELİK TASARIM ÇELİK İLERİ TASARIM GEOTEKNİK TASARIM

28. Sürekli kiriş örnek çözümleri

İNŞ 320- Betonarme 2 Ders Notları / Prof Dr. Cengiz DÜNDAR Arş. Gör. Duygu BAŞLI

SÜRTÜNME ETKİLİ (KAYMA KONTROLLÜ) BİRLEŞİMLER:

Erdal İRTEM-Kaan TÜRKER- Umut HASGÜL BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ MÜH. MİM. FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜH. BL.

YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ FARKLI YER HAREKETLERİ ETKİSİNDEKİ SİSMİK DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

idecad Çelik 8 Kullanılan Yönetmelikler

Bina Türü Yapı Sistemlerinin Analizi Üzerine Rijit Döşeme ve Sınır Şartları ile İlgili Varsayımların Etkisi

DEPREM HESABI. Doç. Dr. Mustafa ZORBOZAN

11/10/2013 İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ BETONARME YAPILAR BETONARME YAPILAR

Prof. Dr. Berna KENDİRLİ

Dinamik Etki: Deprem Etkisi. Deprem Dayanımı için Tasarım. Genel Deprem Analizi Yöntemleri - 1

Adnan Menderes Yeni İç Hatlar Terminal Binası Hakkında Genel Bilgiler

Dairesel kesite sahip merkezi çelik çaprazların performans analizi

BETONARME ÇERÇEVE YAPILARIN GERÇEK DEPREMLERE AİT İVME KAYITLARI İLE DOĞRUSAL OLMAYAN DİNAMİK ANALİZİ

GÜZ DÖNEMİ YAPI STATİĞİ 1 DERSİ PROJE RAPORU

Betonarme Binalarda Çerçeve Süreksizliğinin Yapı Performansı Üzerindeki Etkileri

Çelik Yapılarda Doğrusal Olmayan Performans Analizleri Ve Viskoz Sönümleyiciler İle Güçlendirme Uygulamaları

Transkript:

KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20(3), 2017 16 KSU. Journal of Engineering Sciences, 20(3), 2017 Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences Yüksek Sünek Merkezi Çaprazlı Çelik Çerçevelerin Yatay Yükler Altında Davranışının İncelenmesi Investigation Behavior of Steel Special Concentrically Braced Frame Systems Under Lateral Loads Alirıza İlker AKGÖNEN 1 1 Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği, Kahramanmaraş, Türkiye *Sorumlu Yazar / Corresponding Author: Alirıza İlker AKGÖNEN, ilkerakgonen@ksu.edu.tr ÖZET Merkezi Çaprazlı Çelik Çerçeveler (MÇÇÇ) başta endüstri tipi binalar olmak üzere birçok çelik taşıyıcı sistemde yaygın olarak kullanılmaktadır. TBDY-2016 ve benzeri şartnamelerde çelik yapı sistemleri için tavsiye edilen çeşitli formlarda MÇÇÇ ler bulunmaktadır. Tercih edilen çapraz formuna göre yapının yatay yük altındaki davranışı ve performansı değişiklik göstermektedir. Bu sebeple şartnamede tavsiye edilen her bir çaprazın deprem yükü altındaki davranışını bilmek önem arz etmektedir. MÇÇÇ ler AISC341-16 ve TBDY-2016 ya göre normal sünek ve yüksek sünek olmak üzere iki türlü tasarlanabilir. Literatür çalışmaları da MÇÇÇ lerin yüksek sünek olarak tasarlandığı ve detaylandırıldığı takdirde çevrimsel yük altında önemli miktarda enerji tükettiğini göstermektedir. Bu hususlar, MÇÇÇ tasarlanırken birleşim bölgesinin çapraz elemanın eksenel yük kapasitesinden daha güçlü tasarlanması, çapraz elemanların basınç kuvveti altında lokal ve global burkulmaların sınırlandırılabilmesi ve birleşim bölgesi guse levhasının deprem enerjisini tüketebilecek şekilde detaylandırılması olarak özetlenebilir. Bu çalışmada MÇÇÇ lerde sünekliği etkileyen parametreler incelenmiş ve TBDY-2016 da bulunan 4 farklı merkezi çapraz sistemi (Tek diyagonal çapraz basınç-çekme, X çapraz, V çapraz), ve çaprazsız yüksek sünek moment çerçeve sistemi bu çalışma kapsamında statik itme analizi uygulanarak araştırılmıştır. Taşıyıcı sistemlerin süneklikleri, rijitlikleri, nihai yük taşıma kapasiteleri karşılaştırılmış ve elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır. Çalışma sonucunda X tipi MÇÇÇ modelinin rijitlik ve enerji tüketimi yönüyle diğer sistemlere göre yatay yük altında performansının daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Merkezi Çaprazlı Çelik Çerçeveler, Statik İtme Analizi, Plastik Mafsal ABSTRACT Concentric Steel Bracings are commonly used for steel framing systems especially for industrial buildings. There are several forms of Concentric Steel Bracings recommended by TBDY-2016 and other steel design codes. Behavior and performance of frame under lateral load varies according to preferred bracing form. For this reason, it is important to know characteristic behavior of each bracing form recommended by design codes. Concentrically Braced Frame (CBF) can be designed with nominal ductility level (OCBF) and high ductility level (SCBF) according to TBDY-2016 and AISC341-16. Literature studies also show that proper designed and detailed SCBF dissipate serious amount of energy under cyclic loading. Proper design of SCBF can be summarized as stronger design of bracing connection compared to bracing axial load capacity, limitation of local and global buckling of bracing under compression load and proper detailing of gusset plate allowing earthquake energy dissipation. In this study, parameters affecting ductility of SCBF studied and four different framing form (Compression-Tension only type, X type, V type) given by TBDY-2016 and Special Moment Frame (SMF) without bracing were investigated applying static push-over analysis. Ductility, rigidity, ultimate loading capacity of frames were determined and compared. At the end of study, it was observed that X type SCBF model performed higher rigidity and energy dissipation compared to other models under lateral load. Keywords: Concentric Steel Bracings, Static Push-over Analysis, Plastic Hinge 1. GİRİŞ Ülkemizde yüksek katlı çelik yapı inşaatı gün geçtikçe artmaktadır. Deprem kuşağında bulunan ülkemizde, bu yapıların depreme dayanıklı olarak tasarlanması büyük önem arz etmektedir. Çapraz elemanlar ve moment birleşimleri deprem ve rüzgâr yüklerine karşı yanal rijitlik sağlayan en önemli elemanlardır. Ancak moment birleşimi kullanımı işçilik maliyetinin yüksek olması ve yanal rijitliğin çaprazlı sistemlere göre daha az olması sebebiyle çelik çapraz sistemler daha çok rağbet görmektedir. Çok çeşitli çelik çapraz sistemleri bulunmaktadır. Çelik çapraz sistemine göre taşıyıcı sistemin yatay yük altındaki davranışı değişiklik gösterebilmektedir. Çelik çapraz sistemler genel olarak merkezi ve dış merkez çapraz sistemler olmak üzere ikiye ayrılır. Şekil1 de TBDY-2016 da bulunan başlıca merkezi çapraz tipleri görülmektedir.

KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20(3), 2017 17 KSU. Journal of Engineering Sciences, 20(3), 2017 Taşıyıcı sistem sünekliği, depreme dayanıklı yapı tasarımı için önem arz etmektedir. MÇÇÇ de 3-5 arasında bir değerde sünekliğe ihtiyaç duyulmaktadır (Akbaş B.,(2011). Bu çalışmada tamamı merkezi çaprazlı olmak üzere tek diyagonal çapraz basınç-çekme, X çaprazlı, V çaprazlı, çaprazsız moment birleşimi taşıyıcı sistemler statik itme analizi uygulanarak incelenmiş ve taşıyıcı sistemler arasında kıyaslama yapılmıştır. Model çalışmaları için Avrupa tipi çelik profiller tercih edilmiştir. Çelik malzemesi S355JR olarak kabul edilmiştir. Plastik analiz, yatay yönde bir birimlik kuvvetin kademeli olarak arttırılması ile gerçekleştirilmiştir. Tüm modellerin aynı tür zeminde bulunduğu kabul edilmiştir. Taşıyıcı sistemlerde kolonlar zemine sabit mesnet (dönme serbestliği mevcut) olarak tanımlanmıştır. Şekil 1. TBDY-2016 Taslak yönetmelikte bulunan merkezi çapraz sistemler (TBDY-2016) 2. GEÇMİŞTE YAPILAN ÇALIŞMALAR Tremblay R.(2002), çapraz elemanların çevrimsel yük altındaki davranışını incelemiştir. Diyagonal burkulma mukavemeti, burkulma sonrası çapraz eleman basınç mukavemeti, çekme kuvveti altında malzeme pekleşme etkisi dikkate alınarak diyagonal eleman mukavemeti araştırılmıştır. Akbaş B.(2011) çalışmasında merkezi çaprazlı çelik çerçevelerin sünek tasarım ilkelerini detaylı olarak açıklamıştır. Shen J. ve ark. (2014) iki kat yüksekliğindeki X çaprazlı ve tek kat yüksekliğindeki ters V merkezi çelik çerçeveleri 6 ve 12 katlı binalar için farklı deprem ivme kayıtları kullanılarak incelemişlerdir. Nassani ve ark. (2017), tarafından çeşitli formlarda oluşturulmuş merkezi ve dışmerkez çaprazlı çelik çerçeveleri farklı kat yükseklikleri için incelenmiş, modellerin kapasite eğrileri ve kat yer değiştirmeleri araştırılmıştır. 3. SÜNEKLİK DÜZEYİ YÜKSEK MERKEZİ ÇELİK ÇAPRAZLARIN TASARIMI 3.1. Çapraz Eleman Çevrimsel Davranışının İncelenmesi Süneklik düzeyi yüksek merkezi çelik çaprazların tasarımının yapılabilmesi için tek bir çapraz elemanın eksenel yük altında çevrimsel davranışının anlaşılması gerekmektedir. Aşağıdaki şekilde eksenel kuvvet P, eksenel yer-değiştirme δ, çapraz orta noktasının düzlem dışı yer değiştirme ise ile gösterilmiştir. Çekme kuvveti altında yer değiştirme pozitif, basınç kuvveti altında yer değiştirme ise negatif yönde gösterilmiştir. Çapraz elemana ilk olarak basınç kuvveti uygulanmıştır. A noktasında elastik burkulma meydana gelmektedir. Yükleme devam ettiğinde (AB bölgesi) düzlem dışı hareket meydana gelecektir. Yük artışıyla bu aşamadan sonra kiriş orta bölgesinde plastik mafsal meydana gelecek (BC bölgesi) ve çapraz eleman yük taşıma kapasitesinde düşüş meydana gelecektir. BC bölgesinde doğrusal olmayan bir davranış gözlemlenecektir. Eksenel yük kalktığında (P= 0 durumu için) (D noktası) çapraz elemanda her iki düzlemde bir miktar kalıcı yer değiştirme δ ve meydana gelmiş olacaktır. Grafikte D noktası kalıcı δ yer değiştirmesini göstermektedir. Eleman çekme yönünde tekrar yüklendiğinde (DE düzlemi) düzlem dışında kalmış eleman eski düzlemine doğru yaklaşır ve E noktasında çekme elemanı olarak akmaya maruz kalır. F noktasında eleman tekrar eksenel basınç altında yüklendiğinde (FG aralığı) artık burkulma mukavemeti önceki burkulma mukavemetinden daha düşük olacaktır. Bu durum G noktasında görülmektedir (Bruneau M. ve ark.,2011). Şekil 2 de histeretik grafik altındaki alan elemanın enerji yutma kabiliyetini göstermektedir. Elemanın kompaklık özelliği arttıkça ve narinliği azaldıkça bu alan artmaktadır. Statik itme analizinde taşıyıcı elemanlardaki tüm plastikleşmenin plastik mafsal adı verilen bölgelerde meydana geldiği kabul edilmektedir. Çapraz elemanların orta bölgesi (şekil 2 de siyah nokta ile gösterilen bölge) plastik mafsal olarak tanımlanır.

KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20(3), 2017 18 KSU. Journal of Engineering Sciences, 20(3), 2017 Şekil 2. Çevrimsel yük altında diyagonal elemanın histeretik davranışı (Bruneau M. ve ark.,2011) 3.2. TBDY2016 ya göre Merkezi Çaprazların Tasarım İlkeleri Merkezi çelik çapraz sistemlerin tasarımı TBDY-2016 da süneklik düzeyi sınırlı ve süneklik düzeyi yüksek olmak üzere ikiye ayrılır. Bu çaprazlar basınç elemanlarının bazılarında burkulma meydana gelse dahi taşıyıcı sistemde önemli derecede dayanım kaybı olmayacak şekilde boyutlandırılırlar (TBDY-2016). Bu hususta aşağıdaki tasarım kurallarına dikkat edilmelidir. TBDY-2016 da Süneklik düzeyi yüksek merkezi çaprazlı çelik çerçevelerin kiriş, kolon ve çaprazlarında, başlık genişliği/kalınlığı, gövde yüksekliği/kalınlığı ve çap/kalınlık oranları TBDY-2016 da verilen tablo 9.3 te verilen λhd sınır değerlerini aşmayacaktır. denilmektedir. Özetle belirtmek gerekirse çapraz eleman için tercih edilen kesit, lokal burkulmanın önlenmesi amacıyla şartnamede belirtilen kompaklık şartlarını sağlamalıdır. En sık kullanılan çapraz eleman tiplerinden olan dairesel boru kesit ve kutu kesitlerin yüksek sünek performans sergilemesi için maksimum narinlik sınır değerleri tablo 1 de verilmiştir. TBDY-2016 da Binanın bir aksı üzerindeki merkezi çapraz sistemi elemanları, o aks doğrultusundaki her iki deprem yönünde etkiyen yatay kuvvetlerin en az %30 u ve en çok %70 i basınca çalışan çaprazlar tarafından karşılanacak şekilde düzenlenecektir. denilmektedir. Bu maddede özetle deprem yüküne karşı koyacak taşıyıcı sistem elemanların sadece basınç veya sadece çekme alacak şekilde tek yönde tasarlanmaması gerektiği, çaprazlardan bir kısmının basınç, diğer kısmının ise çekme alacak şekilde dengeli bir sistem seçilmesi tavsiye edilmiştir. Deprem etkilerinin tamamının süneklik düzeyi yüksek merkezi çaprazlı çelik çerçeveler tarafından karşılandığı binalar için taşıyıcı sistem davranış katsayısı, R= 5, Dayanım Fazlalığı Katsayısı D=2 kabul edilecektir (TBDY- 2016). Deprem etkilerinin moment aktaran süneklik düzeyi yüksek çelik çerçeveler ile süneklik düzeyi yüksek merkezi çaprazlı çelik çerçeveler tarafından birlikte karşılandığı binalar için taşıyıcı sistem davranış katsayısı, R=6, Dayanım Fazlalığı Katsayısı D=2,5 kabul edilecektir. (TBDY-2016). TBDY-2016 da Çapraz elemanların narinlik oranı (çubuk burkulma boyu/atalet yarıçapı) KL/i 200 sınır değerini aşmayacaktır. Ancak, V veya ters V şeklindeki çapraz düzenleri kullanılması durumunda, narinlik oranı için 4.0 (E/F y) koşuluna uyulacaktır. denilmektedir. Birleşim bölgesi guse levhasının deprem enerjisini tüketebilecek şekilde detaylandırılması gerekmektedir. TBDY- 2016 da guse levhası için aşağıdaki detay tavsiye edilmektedir. Guse levhasının kalınlığı t olmak üzere, çapraz eleman uç noktası ile guse levhası eğilme çizgisi hattı arasında 2t lik bir mesafe bırakılması, guse levhasında plastikleşmenin meydana gelebilmesi için tavsiye edilmektedir.

KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20(3), 2017 19 KSU. Journal of Engineering Sciences, 20(3), 2017 Şekil 3. Guse levhası için verilen birleşim detayı (TBDY-2016) Tablo 1. Çapraz elemanlarda yüksek sünek davranış için şartnamelerde verilen (b/t) oranları Eleman tanımı TBDY-2007 TBDY-2016 AISC341-16 Dikdörtgen Kutu Kesit 0,7 EE FF yy 0,55 EE FF yy 0,65 EE RR yy FF yy Dairesel Boru Kesit 0,05 EE FF yy 0,038 EE FF yy 0,053 EE RR yy FF yy 4. MERKEZİ ÇAPRAZLI TAŞIYICI SİSTEMLERİN PLASTİK ANALİZİ Statik itme analizi farklı yöntemler ile uygulanabilmektedir. Bu çalışmada hem eşdeğer deprem yükü uygulayarak, hem de yapının modal analiz sonucu elde edilen birinci titreşim peryodu kullanılarak statik itme analizi gerçekleştirilmiş olup sonuçların çok yakın olduğu gözlemlenmiştir. Tüm kirişlerde birleşimler kesme birleşimi olarak tanımlanmıştır. Kolonların zemine sabit mesnetli bağlandığı kabul edilmiştir. Statik itme analizi yük kontrollü ve yer değiştirme kontrollü olarak gerçekleştirilebilir. Bu çalışmada yer değiştirme kontrollü itme analizi yöntemi tercih edilmiştir. Statik itme analizinde yapının genel olarak en üst katında bulunan bir düğüm noktası incelemeye alınarak bu nokta için hedef yer değiştirme belirlenir. Bununla birlikte tüm kolon ve kirişlerin başlangıç ve bitiş uçlarına, çapraz elemanların ise orta noktasına plastik mafsal tanımlanır. Plastik mafsalların özellikleri FEMA-356 ya göre belirlenmiştir. Elemanlara tanımlanan plastik mafsalların özellikleri taşıyıcı elemanın aldığı yük tipine göre (eğilme, basınç vs..) değişiklik gösterir. Statik itme analizi iki aşamalı gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada W=G+NQ ile hesaplanan yapı düşey yükü uygulanmış, iki aşamada ise yatay yük kademeli olarak tatbik edilmiştir. Analiz sonucunda yapının kapasite eğrisi elde edilmiştir. Bina kapasite eğrisi yapı taşıyıcı sistemi hakkında çok önemli bilgiler vermektedir. Bu bilgiler aşağıda sıralanmıştır. Yapıda meydana gelen mafsallaşma sırasının incelenmesi ile taşıyıcı sistem tasarımının depreme karşı uygunluğu hakkında fikir sahibi olunabilir. Yapının taşıyabileceği nihai yatay yük taşıma kapasitesi tespit edilebilir. Yapının rijitliği ve sünekliği belirlenebilir. 4.1. Model Hakkında Bilgi Bu çalışmada beş farklı çelik çaprazlı taşıyıcı sistem incelenmiştir. Bunlardan bir tanesi çaprazsız moment çerçevesi, diğerleri ise merkezi çelik çaprazlı çerçevelerdir. Tüm çerçeveler tek açıklıklı olup, kat yüksekliği 3 m, ve kolonlar arası aks açıklığı 6 m dir. Kolonlarda HEB400 profili, kirişlerde IPE400 profili, çaprazlarda ise kutu profil (140x140x8) tercih edilmiştir. Çaprazlı modellerde, tüm birleşimlerde kesme tipi birleşim kullanılarak sadece çaprazların taşıyıcı sisteme olan etkisi gözlemlenmiştir. Kolonlar deprem doğrultusunda yönlendirilerek itme analizi gerçekleştirilmiştir. S355 çelik kalitesi için akma dayanımı 355 Mpa, kopma dayanımı 520 Mpa kabul edilmiştir. Taşıyıcı sistem ölü yükü 24 kn/m, hareketli yükü 12 kn/m kabul edilmiştir. Yapı ağırlığı W=G+NQ formülü ile hesap edilmektedir. N, hareketli yük katılım katsayısını ifade etmektedir. İncelenen modelde yapının mesken amaçlı kullanıldığı kabulü ile N katsayısı 0,3 olarak kabul edilmiştir.

KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20(3), 2017 20 KSU. Journal of Engineering Sciences, 20(3), 2017 Tablo 2. Profil özellikleri Profil tipi h (mm) b (mm) tf (mm) tw (mm) Malzeme HEB400 400 300 24 13,5 S355 IPE400 400 180 13,5 8,6 S355 TUBE 140.140.8 140 140 8 8 S355 Şekil 4. Taşıyıcı sistem yükleme şekli, geometrik özellikleri ve kolon-kiriş kesitleri (a) (b) (c) (d)

KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20(3), 2017 21 KSU. Journal of Engineering Sciences, 20(3), 2017 (e) Şekil 5. İncelenen taşıyıcı sistemlerin birlikte gösterimi 5. BULGULAR VE TARTIŞMA Gerçekleştirilen statik itme analizi sonrasında aşağıdaki sonuçlara ulaşılmıştır. X çapraz sistem en yüksek yatay yük kapasitesine sahiptir. Şekil 6a da görüldüğü üzere basınç elemanında burkulma meydana geldikten sonra çekme elemanı devreye girmiştir. Şekil 6b de görüldüğü üzere moment çerçevesi sünek davranış sergilemiştir. Ancak nihai yatay yük taşıma kapasitesi en düşük olan çerçeve sistemidir. Basınç yönünde çalışan çapraz çerçeve (şekil 6c) yatay yük altında en düşük performansı sergilemiştir. Çapraz eleman burkulma sonrası taşıyıcı vasfını kaybetmiştir. Çekme yönünde tek diyagonalli çerçeve (şekil 6d) sünek davranış sergilemiştir. Ancak rijitliği V ve X çerçevelere göre daha düşüktür. V çapraz çerçeve de sünek davranış göstermiş ve elastik bölgede X çapraz rijitliğine yakın rijitlik elde edilmiştir. Şekil 6f de tüm çerçevelerin yatay yük-tepe deplasmanı ilişkisi aynı grafik üzerinde gösterilmiştir. Yapı sünekliği, yapının nihai taşıma gücüne ulaştığında gerçekleştirdiği yatay deplasmanın, yapının plastikleşmeye başladığı noktada gerçekleştirdiği yatay deplasmana oranı olarak tarif edilebilir. Tablo 3 de bu tanıma göre çerçevelerin süneklik değerleri tespit edilmiştir. Ancak yapı kapasite eğrileri altında kalan alan dikkate alınarak ta süneklik değerlendirilebilir. Bu durumda X çapraz sistemin diğer sistemlere göre daha sünek olduğu görülmektedir. Tablo 3. Taşıyıcı sistemlerin rijitliklerinin karşılaştırılması Profil tipi X V Tek basınç Tek Çekme Moment Çerçeve Rijitlik (kn/m) 172.050,0 162.432,0 99.613,0 73.027,0 6.801,0 Süneklik 11,21 12,99 1,51 9,30 4,07 Nihai Çerçeve Kapasitesi (kn) 2.128,0 1.411,0 430,0 1.784,0 342,0 Gerçekleştirilen statik doğrusal-olmayan itme analizi grafikleri aşağıda verilmiştir a) X çapraz b) Moment çerçevesi

KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20(3), 2017 22 KSU. Journal of Engineering Sciences, 20(3), 2017 c) Tek basınç yönünde çapraz d) Tek çekme yönünde çapraz e) V-çapraz f) Tüm çerçeveler Şekil 6. Çerçevelerin plastik analiz sonuçları Şekil 7. Çerçeve rijitlikleri Şekil 8. Çerçeve nihai yük taşıma kapasiteleri Şekil 9. Çerçeve süneklikleri

KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20(3), 2017 23 KSU. Journal of Engineering Sciences, 20(3), 2017 6. DEĞERLENDİRME VE SONUÇ Bu çalışmada MÇÇÇ lerde sünekliği etkileyen parametreler incelenmiş ve TBDY-2016 da bulunan 4 farklı merkezi çapraz sistemi (Tek diyagonal çapraz basınç, tek diyagonal çapraz çekme, X çapraz, V çapraz) ve çaprazsız yüksek sünek moment çerçeve sistemi bu çalışma kapsamında statik itme analizi uygulanarak araştırılmıştır. Taşıyıcı sistemlerin süneklikleri, rijitlikleri, nihai yük taşıma kapasiteleri karşılaştırılmış ve elde edilen sonuçlar aşağıda sıralanmıştır. 1. Yüksek sünek davranışa en büyük katkının çekme elemanları ile sağlandığı gözlemlenmiştir. Basınç altındaki elemanlar, burkulma sebebiyle çok sınırlı miktarda enerji tüketmektedir. 2. Elastik bölgede en rijit davranış X tipi çaprazlı çerçevede elde edilmiştir. Rijitliği en az olan çerçeve ise moment çerçevesidir. İki sistem arasındaki oran 25,3 olarak tespit edilmiştir. 3. En yüksek yük taşıma kapasitesi, X tipi çaprazlı çerçevede, en düşük yük taşıma kapasitesi ise moment çerçevede gözlemlenmiştir. İki sistem arasındaki oran 6,22 olarak tespit edilmiştir. 4. Taşıyıcı sistemde nihai yük taşıma kapasitesine ulaşıldığında meydana gelen yatay deplasman ile yapıda plastikleşme meydana geldiğinden yapının yapmış olduğu yatay deplasmanın birbirine oranı dikkate alınarak süneklik incelendiğinde, V tipi taşıyıcı sistemin en sünek davranış gösterdiği görülmektedir. Ancak yük-deplasman eğrisi altındaki alan dikkate alındığında en fazla enerji tüketiminin X tipi çaprazda meydana geldiği gözlemlenmiştir. En düşük süneklik ise basınç tipi çerçevede meydana gelmiştir. V tipi çaprazın en sünek çerçeve olduğu kabul edilirse bu sistemlerin süneklikleri oranı 8,6 olarak tespit edilmiştir. 7. KAYNAKLAR ANSI/AISC 341-10 (2010). Seismic Provisions for Structural Steel Buildings, American Institute of Steel Construction, Chicago, IL, USA. Akbaş B. (2011). Endüstriyel Çelik Yapıların Sismik Detaylandırılması, 1. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, ODTÜ, Ankara. Bruneau M., Uang C., Sabelli R., (2011). Ductile Design of Steel Structures, Second Edition, The McGraw-Hill Companies, USA. FEMA-356 (2000). Prestandard And Commentary For The Seismic Rehabilitation of Buildings, Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C, USA. Nassani D., Hussein A., Mohammed A. (2017). Comparative Response Assessment of Steel Frames With Different Bracing Systems Under Seismic Effect,Structures,, 229-242. Shen J, Wen R, Akbas B, Doran B, Uckan E.(2014). Seismic Demand on Brace-Intersected Beams in Two-Story X-Braced Frames. Engineering Structures, 76, 295 312. Tremblay R.(2002). Inelastic Seismic Response of Steel Bracing Members. Journal of Constructional Steel Research, 58, 665 701. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği Taslağı (TBDY), (2016). Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı.