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 - 2017 1 2 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
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
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 11 12 3
Muhtemel plastik mafsal bölgeleri anel Bölgesi (Kesme etkisi altında akma) Kolon (Eğilme ve eksenel kuvvet akma) Kiriş (Eğilme etkisi altında akma) 13 14 SÜNEK SİSTEMLER Kirişlerde ve kolon ayaklarında plastik mafsallar MOMENT AKTARAN ÇERÇEVELER MERKEZİ ÇARAZLI ÇERÇEVELER DIŞMERKEZ ÇARAZLI ÇERÇEVELER BURKULMASI ÖNLENMİŞ ÇARAZLI ÇERÇEVELER 15 16 4
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 18 19 20 5
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 21 22 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 23 24 6
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 25 26 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. 2 3 2. 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. 2 3 1 CR 1 CR 27 28 7
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. 2 3 5 2 3 6 5 6. Çapraz tekrar maksimum taşıyabileceği eksenel basınç ile yüklenir. (Burkulma). Maksimum eksenel yük bir önceki adımdan daha düşük değerdedir. 1 CR 1 CR 29 30 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 = 80 7 2 3 1 CR 6 5 6. 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). 31 32 8
Merkezi Çaprazlı Bir Çerçevenin Çevrimsel Yükleme Altındaki Davranışı 33 34 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). 35 36 9
e Bağ kirişi DMÇ sistem tipleri e e e e e Bağ kirişi e e 37 38 39 40 10
DMÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı DMÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı 41 42 DMÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı DMÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı 43 44 11
DMÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı DMÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı 45 46 DMÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı MÇ MÇÇ DMÇ Enerji Dönüştürme Mekanizmaları 47 48 12
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) 49 50 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
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 53 54 55 56 14
BÖÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı BÖÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı Çekme Çaprazı: Akma Basınç Çaprazı : Akma Kolon ve kiriş elastik kalmalı 57 58 BÖÇ Sistemlerin Elastik Ötesi Davranışı Basınç Çaprazı : Akm Çekme Çaprazı: Akma Kolon ve kiriş elastik kalmalı 59 TBDY_2018 (Taslak) 60 15
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 61 62 SÜNEK SİSTEMLER İÇİN DÜĞÜM NOKTALARI Genel Kavramlar Yükler ve yük birleşimleri Arttırılmış etkiler Korunmuş Bölgeler Deprem Kuvveti Taşıyıcı Sistemlerin Birleşimleri için Genel Kurallar (TDBY - 2018 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
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. 65 66 GENEL KAVRAMLAR GENEL KAVRAMLAR Merkezi Çaprazlı Çerçeveler için Korunmuş Bölgeler Dış Merkezi Çaprazlı Çerçeveler için Korunmuş Bölgeler Korunmuş Bölgeler Korunmuş Bölgeler 67 68 17
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
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 73 74 Tasarım Gereklilikleri Kolon kiriş bağlantıları temelde aşağıdaki 3 noktayı sağlamalıdır. Tasarım Gereklilikleri Kolon-kiriş bağlantı için gerekli kesme dayanımının bulunması L h (1.2 + 0.2S DS ) D + 0.5 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
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 77 78 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
Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Geliştirilmiş Kaynak Ulaşım Deliği 81 82 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
Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine 85 86 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 87 88 22
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 89 90 Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Kaynak Hasarları için Örnek Onarım 91 FEMA 267 92 23
Northridge Depremi ve Sonuçları Üzerine Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Hasar Görmüş Kiriş Kolon Başlıkları için Örnek Onarım FEMA 267 93 94 Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Tipik dış aks kolon kiriş bağlantısı deney numunesi Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Test gereklilikleri- Yükleme geçmişi 6 çevrim q = 0.00375 rad. q Δ 6 çevrim q = 0.005 rad. 6 çevrim q = 0.0075 rad. 4 çevrim q = 0.01 rad. 2 çevrim q = 0.015 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
Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Azaltılmış En Kesitli Birleşim Detayı (RBS): FEMA 355 97 AISC 358-16 98 Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar q 0.03 radyan... q 0.02 radyan... q 0.04 radyan... 99 100 25
Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Alın Levhalı Birleşim: 101 AISC 358-16 102 Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Bulonlu Başlık Levhalı Birleşim (BF): 103 AISC 358-16 & E. OOV EER Report 104 26
Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kaynaklı Kolon- Kiriş Bağlantısı: Kaiser Bulonlu Braket Kolon- Kiriş Bağlantısı: AISC 358-16 105 AISC 358-16 106 Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Conxtech Kolon- Kiriş Bağlantısı: Yanal Levhalı Kolon-Kiriş Bağlantısı(Side late Connection): AISC 358-16 107 AISC 358-16 108 27
Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Simpson Strong Tie Kolon-Kiriş Bağlantısı: AISC 358-16 109 AISC 358-16 110 Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Kalitesi Önceden Belirlenmiş Bağlantılar Çift T Kesitli Kolon-Kiriş Bağlaıtısı ( Double Tee Connection): AISC 358-16 111 E.OOV _ EER Report 112 28
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 350 113 114 Kolon panel bölgesi Kolon panel bölgesi anel bölgesinde kesme etkisi altında akma durmunda düğüm şekil değiştirmeu anel bölgesinin köşesinde "Kıvrılma (Kink)" 115 116 29
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. 117 118 Kolon panel bölgesi anel Bölgesi : Kesme Dayanımı Kolon panel bölgesi 119 120 30
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 D1.8 124 31
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 127 128 32
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 129 130 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 131 132 33
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 135 136 34
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 137 138 Guse Levhasının Basınç ve Çekme Altındaki Limit Durumu Etkin Guse Levhası Genişliği Yeni Deprem yönetmeliğinde Önerilen Bağlantılar Etkin Burkulma Boyu Rafael Sabelli 139 140 35
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 144 36
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 145 146 Eğilme / Katlanma Çizgisi Eğilme / Katlanma Çizgisi 2t 2t 2t 2t Betonarme döşeme Betonarme döşeme Strafor 147 148 37
Eğilme / Katlanma Çizgisi Eğilme / Katlanma Çizgisi Guse levhası katlanma çizgisinde kırılma Guse levhası katlanma çizgisi 149 150 Eğilme / Katlanma Çizgisi Eğilme / Katlanma Çizgisi 151 152 38
Eğilme / Katlanma Çizgisi Eğilme / Katlanma Çizgisi > 2t >2t 153 154 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 155 156 39
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 159 160 40
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 161 162 Bağ Kirişi Berkitme Düzeni Bağ Kirişi Berkitme Düzeni 163 164 41
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. 165 166 Bağ Kiriş Çapraz Bağlantıları Bağ Kiriş Çapraz Bağlantıları 167 168 42
Bağ Kiriş Çapraz Bağlantıları Bağ Kiriş Çapraz Bağlantıları 169 170 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. 171 3. Bağ kirişi uzunluğu e 1.6 M p / V p 172 43
Bağ Kirişi Kolon Bağlantısı Güçlendirilmiş bağ kirişi-kolon bağlantı detayı 173 VD. 174 Bağ Kirişi Kolon Bağlantısı Bağ Kirişi Kolon Bağlantısı VD. 175 VD. 176 44
Bağ Kirişi Kolon Bağlantısı VD. 177 VD. 178 Değiştirilebilir Bağ Kirişi Değiştirilebilir Bağ Kirişi 179 180 45
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 181 182 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 0.025 radyan dönmeyi sağlayacak şekilde detaylandırılmalı. Yeni deprem 184 yönetmeliği EK9C 46
Christchurch Depremi Hasarları Üzerine 22.02.2011 185 186 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) 187 188 47
KOLON EKLERİ Genel Kurallar Tasarım Kuvvetleri (MÇ) Kolon ekleri 9.2.10 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), 9.3.1.3(a) ve 9.3.1.3(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) 189 190 Tasarım Kuvvetleri (MMÇ) Kolon ekleri 9.2.10 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 9.6.7 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) 191 192 48
KATILIMINIZ İÇİN TEŞEKKÜRLER rof. Chia-Ming Uang 193 194 49