I-enkesitli çelik hadde eğilme elemanları için eski ve yeni Türk tasarım dökümanlarındaki esasların karşılaştırılması

Yıl 2020, Cilt: 35 Sayı: 1, 369 - 386, 25.10.2019

Seval Pınarbaşı , Mohammad Samim Nasrat

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.467741

Öz

Ülkemizde çelik yapıların tasarım
esasları iki yıl önce güncellenmiştir. TS648 standartı yerini Çelik Yapıların
Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik’e bırakmıştır. Bu çalışmanın
amacı, I-enkesitli hadde çelik eğilme elemanları için bu iki tasarım dokümanında
tanımlanan tasarım esaslarını karşılaştırarak, TS648’e göre tasarlanmış bir
elemanın dayanımının “Yönetmelik”e göre yeterli olup olmadığını belirlemektir. Her
ne kadar TS648’de kullanılan “Emniyet Gerilmeleri Yöntemi” ile Yönetmelik’te tanımlanan
“Güvenlik Katsayılarına Göre Tasarım Yöntemi”nin tasarım felsefelerinde farklılıklar
olsa da, “çalışma yükleri” altında, çelik yapı elemanlarının emniyetle
taşıyabileceği kesit zorlarının “güvenli” değerlerinin her iki tasarım dokümanına
göre hesaplanarak, TS648’e göre tasarlanan bir elemanının güçlendirilmesine
gerek olup olmadığına karar verilebileceğine inanılmaktadır. Bu amaçla,
ülkemizde eğilme elemanı olarak yaygın şekilde kullanılan I-enkesitli hadde elemanların,
kuvvetli/zayıf eksende eğilme ve gövdeye/başlıklara paralel düzlemde kesme
etkisindeki dayanımları, üç farklı çelik kalitesi ve farklı eleman boyları
için, belirtilen tasarım dokümanları kullanılarak hesaplanmış ve
karşılaştırılmıştır. Çalışmada TS648’in, zayıf eksende eğilme ile gövdeye/başlıklara
paralel düzlemde kesme etkisindeki elemanların tasarımında, incelenen bütün
enkesit ve çelik kalitelerinde, Yönetmelik’ten daha güvenli sonuçlar verdiği
belirlenmiştir. Güçlü eksende eğilme etkisindeki elemanlarda ise, TS648 bazı
eleman boylarında güvensiz tarafta kalabilmektedir. Bununla birlikte, incelenen
bütün enkesit, çelik kaliteleri ve burkulma boyları için, TS648’e göre
hesaplanan dayanımların en fazla %13 güvensiz tarafta kaldığı belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Çelik kiriş, Çelik Yapıların Tasarım Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik, Güvenlik Katsayıları ile Tasarım (GKT), I-enkesitli çelik hadde profil, TS648

A comparative study of former and latest Turkish design guidelines for rolled I-shaped steel flexural members

Öz

In Turkey, steel design guidelines have been
updated two years ago. Specification for Design and Construction of Steel Structures
superseded TS648 standard. The objective of this study is to determine whether
the strength of a rolled I-shaped steel flexural member designed using TS648 is
sufficient based on the “Specification” by comparing the design guidelines in
both design documents. Even though there are some differences in the design
philosophies of “Allowable Stress Design” used in TS648 and “Allowable Strength
Design” used in the Specification, it is believed that under “working loads”,
the “allowable” values of internal forces/moments in structural steel members
can be computed using the provisions given in both design documents and the
results can be compared to evaluate whether a member designed using TS648 needs
strengthening. With this purpose, the strength predictions of both design
documents for rolled I-shaped members widely used in Turkey as flexural members
under major/minor axis bending and shear in the plane of the web/flanges are
computed for three different steel grades and different member lengths and the
results are compared. It is shown that, for all studied sections and steel
grades, TS648 gives more conservative results than the Specification in the
design of members subjected to minor axis bending and shear in the plane of the
web/flanges. On the other hand, for members subjected to major axis bending, TS648
may remain on unconservative side for some member lengths. However, it is recognized
that, for all studied sections and steel grades, the strength predictions of TS648
are at most 13% greater than those of the Specification

Anahtar Kelimeler

Steel beam, Specification for Design and Construction of Steel Structures, Allowable Strength Design (ASD), Rolled I-shaped steel member, TS648

Kaynakça

• 1. TSE, TS 648: Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, 1. Baskı, Ankara, 1980.
• 2. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik, Ankara, 2016.
• 3. AISC, ANSI/AISC 360-16: Specification for Structural Steel Buildings, American Institute of Steel Construction, Chicago, 2016.
• 4. Williams A., Steel Structures Design: ASD/LRFD, McGraw-Hill, New York, 2011.
• 5. Segui W.T., Steel Design, 5th Edition, Cengage Learning, 2013.
• 6. Salmon C.G., Johnson, J.E., Malhas, F.A., Steel Structures, Design and Behavior: Emphasizing Load and Resistance Factor Design, 5th Edition, Pearson Prentice Hall, 2008.
• 7. Akkaş N., Yılmaz Ç., Analysis and Design of Steel Structures, Middle East Technical University, Ankara, 1985.
• 8. Odabaşı Y., Ahşap ve Çelik Yapı Elemanları, 3. Baskı, Beta Basım, 2000.
• 9. Aydınoğlu N., Özer E., Sucuoğlu H., Yeni Deprem Yönetmeliği ve Uygulamalı Çözümler, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Antalya Şubesi, Yayın No: 3, 2007.
• 10. AISC, Steel Construction Manual 14, American Institute of Steel Construction, Chicago, Illinios, 2014.