Investigation of the effects of different central steel brace type on nodal point connection detail and building behaviour

Year 2022, , 119 - 133, 15.01.2022

Şenol Gürsoy , Büşra Cengiz

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.991971

Abstract

High strength and ductility properties of steel structures have been the reason for the preference against earthquake effects. However, it has observed that significant damages occurred in particularly the nodal point connection of the steel structures in the investigations made after the earthquakes. Therefore, it is very important to know the effect of different central steel brace and nodal point connection type on steel structure behavior. The main purpose of this study is to comparatively examine the effects on the behavior of steel structures of the different central braced types and nodal point connection detail. The findings obtained from structural analyses reveal that different central steel brace members contribute positively to the behavior of steel structures. This result shows that central steel braced that increase the performance of steel structures are very important. In Turkey, particularly in terms of the safety and performance of the steel structures to be constructed in earthquake zones is proposed to prefer steel structural systems with bidirectional central steel braces.

Keywords

Center steel braces, Design of steel structures, Sta-Steel, Steel structural systems

Farklı merkezi çelik çapraz tipinin düğüm noktası birleşim detayına ve bina davranışına etkilerinin incelenmesi

Abstract

Çelik yapıların yüksek dayanım ve süneklik özelikleri deprem etkilerine karşı tercih edilme nedeni olmaktadır. Ancak depremler sonrasında yapılan incelemelerde çelik yapıların özellikle birleşim bölgelerinde önemli hasarların meydana geldiği gözlemlenmiştir. Bu nedenle farklı merkezi çelik çaprazların ve düğüm noktası birleşiminin türünün çelik yapı davranışına etkisini bilmek çok önemlidir. Bu çalışmanın temel amacı farklı merkezi çapraz tiplerinin ve düğüm noktası birleşim detayının çelik yapıların davranışlarına etkisini karşılaştırmalı olarak incelemektir. Yapısal çözümlemelerden elde edilen bulgular, farklı merkezi çelik çapraz elemanların çelik yapıların davranışlarına olumlu katkı sağladığını ortaya koymaktadır. Bu sonuç çelik yapıların performansını artıran merkezi çelik çaprazların oldukça önemli olduğunu göstermektedir. Türkiye’de özellikle deprem bölgelerinde inşa edilecek çelik yapıların emniyeti ve performansı bakımından iki yönlü merkezi çelik çaprazlara sahip çelik taşıyıcı sistemlerinin tercih edilmesi önerilmektedir.

Keywords

Merkezi çelik çaprazlar, Çelik yapıların tasarımı, Sta-Steel, Çelik taşıyıcı sistemler

References

• Ay, Z., Çelik, İ.D. and Kımıllı, N. A. (2010). Some assessments on seismic performance of braced steel frames. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 26(1), 7-17. (in Turkish)
• Cengiz, B. (2020). An investigation of the effects of central steel bracing types on the joint connection detail and frame behavior. MSc. Thesis, Karabük University Graduate Education Institute, Karabük. (in Turkish)
• Çavdar, Ö. (2017). Investigation of dynamic behavior of steel structures with different brace member, Uluslararası Katılımlı 7. Çelik Yapılar Sempozyumu, Gaziantep, 193-203.
• Çavdar, Ö. (2019). Determination of the Seismic Performance of Concentrically Braced Steel Structures, International Journal of Science and Engineering Applications, 8(12), 503-508. https://dx.doi.org/10.7753/IJSEA0812.1002
• ÇYTHYDE. (2018). Regulation on the Design, Calculation and Construction Principles of Steel Structures. Environment and Urban Ministry. Turkey. (in Turkish)
• Gönen, H. (1997). Controls of lateral displacements of multi-storey steel frames by diagonal elements. Osmangazi Üniversitesi Müh. Mim. Fak. Dergisi, 10(1), 59-70. (in Turkish)
• Kural, M. E. and Zeybek, Ö. (2011). Second order analysis of multi storey steel structures that are formed by concentric steel braces. İstanbul Commerce University Journal of Science, 10(20), 1-14. (in Turkish)
• Özçelik, R. (2016). Buckling restrained braces. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 22(3), 160-170.
• Sta-Steel, (2019). Structural analysis for steel structure. ver.1.3.0.3. https://www.sta4.net/steeldefault.aspx
• Tama, Y. S. (2003). The moment resisting frames on steel structures. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 9(1), 63-72. (in Turkish)
• TBEC. (2019). Turkey Building Earthquake Code. Disaster and Emergency Management Presidency, Ankara, Turkey. (in Turkish)
• TS-498. (1997). Calculation Values of Loads to be Taken in the Dimensioning of Structural Elements. Turkish Standards Institute, Ankara, Turkey. (in Turkish)
• TS EN 1991-1-3 (2007). Yapılar Üzerindeki Etkiler-Bölüm 1-3: Genel Etkiler-Kar Yükleri (Eurocode 1), Türk Standartları Enstitüsü, Ankara
• Türk, B. (2016). Evaluation the seismic performance of a special concentrically braced frame. MSc. Thesis, İstanbul Technical University Graduate School of Natural and Applied Sciences, İstanbul. (in Turkish)
• Yelgin, N. A. ve Bulut, B. M. (2016). Merkezi çaprazlı ve dışmerkez çaprazlı çok katlı binaların Eurocode EC1, EC3, EC4 ve EC8 yönetmeliklerine göre dizayn kuralları ve süneklilik düzeylerinin karşılaştırılması, 4th International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science, Antalya, 142-149.