Betonarme Çerçevelerde Narinlik Etkisi

Abstract

Bu çalışmada çok katlı betonarme çerçevelerde “Moment Büyütme” yöntemi ile elde edilen sonuçlar II. mertebe sonuçları ile karşılaştırılmış ve doğruluk mertebeleri irdelenmiştir. Seçilen tipik çerçevelerin narin kolonlarında moment büyütme yöntemi ile elde edilen tasarım momentleri II. mertebe hesapları sonunda bulunanlar ile karşılaştırılmış ve hata oranlarının pozitif (güvenli) yönde ve oldukça yüksek olduğu görülmüştür. Bu sakıncayı gidermek amacı ile bir yöntem geliştirilmiş ve tipik çerçevelere uygulanarak sonuçlar irdelenmiştir. II. mertebe etkilerinin yatay fiktif yükler ile temsil edildiği bu yöntemde tipik çerçeveler için ortalama hata ± % 4.6 olmaktadır. Geliştirilen yöntemin pratik uygulamalarda başarı ile kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Keywords

• Sayısal deney,moment büyütme,ikinci mertebe,etkili eğilme rijitliği,narinlik,fiktif yükler

Slenderness Effect in Reinforced Concrete Frames

Abstract

In this study, the results of “Moment Magnification” method provided are compared with those obtained by applying second order theory and the order of accuracy is examined. The bending moments of slender columns of chosen typical frames are obtained by applying moment magnification method and compared with those found by the second order theory. The error ranges are found to be quite high in positive (safe) direction. In order to resolve this drawback a method is developed and applied to typical frames. In this method second order effects are represented by fictitious loads. Average error order is found to be ± 4.6 % when this method is applied to typical frames. It is concluded that this method can be used successfully in practical applications.

Keywords

• Numerical test,moment magnification,second order theory,effective flexural rigidity,slenderness,fictitious loads

References

1. [1] TS 500 – Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, Birinci Baskı, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2000.
2. [2] TS 9967 – Yapı Elemanları, Taşıyıcı Sistemler ve Binalar – Prefabrike Betonarme ve Öngerilmeli Betondan – Hesap Esasları ile İmalat ve Montaj Kuralları, , Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1992.
3. [3] Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara, Mart 2007.
4. [4] MacGregor, J.G., Design of Slender Concrete Columns-Revisited, ACI Structural Journal, V. 90, No. 3, May-June, 1993.
5. [5] Kordina, K., Cracking and Crack Control, Planning and Design of Tall Buildings, Proc. Of ASCE-IABSE International Conference, V. III, 1972.
6. [6] Hage, S. E. & MacGregor, J. G., Second Order Analysis of Reinforced Concrete Frames, Structural Engineering Report No. 9, Dept. of Civil Engineering, University of Alberta, Edmonton, Oct. 1974.
7. [7] MacGregor, J. G. & Hage, S. E., Stability and Design of Concrete Frames, Journal of the Structural Division, ASCE, V. 103, No. ST10, Oct. 1977.
8. [8] Furlong, R. W., Frames with Slender Columns-Lateral Load Analysis, CRSI Professional Members’ Structural Bulletin No. 6, Mar. 1980.

9. [9] Dixon, D. G., Second-Order Analysis of Reinforced Sway Frames, MASc. Thesis, Dept. of Civil Engineering, University of Waterloo, Ontario, 1985.
10. [10] McDonald, B. E., Second Order Effects in Reinforced Concrete Frames, MASc. Thesis, Dept. of Civil Engineering, University of Waterloo, Ontario, 1986.
11. [11] Galambos, T.V., “Structural Members and Frames”, Prentice-Hall, Inc., New York, 1968.
12. [12] TS 500 – Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1975.
13. [13] Özmen, G., Prefabrike Yapılarda Narinlik Etkisi, Beton Prefabrikasyon Dergisi, Yıl 20, Sayı 83, Temmuz 2007.
14. [14] Hellesland, J. and Bjorhovde, R., “Restraint demand factors and effective lengths of braced columns”, J. Struct. Engrg., ASCE, 122(10), 1216-1224, 1996.
15. [15] Özmen, G. & Girgin, K., Ötelemesi Önlenmemiş Çok Katlı Yapılarda Kolon Burkulma Boyları, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Teknik Dergi, Cilt 16, Sayı 4, Ekim 2005.
16. [16] Girgin, K. & Özmen, G., Ötelemesi Önlenmiş Çok Katlı Yapılarda Kolon Burkulma Boyları, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Teknik Dergi, Cilt 19, Sayı 1, Ocak 2008.
17. [17] Duan, L. and Chen, W.F., “Effective length factors for columns in braced frames”, J. Struct. Engrg., ASCE, 114(10), 2357-2370, 1988.
18. [18] Duan, L. and Chen, W.F., “Effective length factors for columns in unbraced frames”, J. Struct. Engrg., ASCE, 115(1), 149-165, 1989.
19. [19] Bridge, R.Q. and Fraser, D.J., “Improved G-factor method for evaluating effective lengths of columns”, J. Struct. Engrg., ASCE, 113(6), 1341-1356, 1987.
20. [20] Yura, J.A., “Effective length of columns in unbraced frames”, Engrg. J., AISC, 8(2), 37-42, 1971.
21. [21] LeMessurier, W.J., “A practical method of second-order analysis, 2:Rigid frames”, Engrg. J., AISC, 14(2), 49-67, 1977.
22. [22] White, D.W. and Hajjar, J.F., “Buckling models and stability design of steel frames: A unified approach”, J. Construct. Steel Res., 42(3), 171-207, 1997.
23. [23] Lui, E. M., “A Novel Approach for K Factor Determination”; Engrg. J., AISC, 29(4), 50-159, 1992.
24. [24] Aristizabal-Ochoa, J. D., “Braced, Partially Braced and Unbraced Frames: Classical Approach”, J. Struct. Engrg., ASCE, 123(6), 799-807, 1997.
25. [25] Kumbasar, N, Çok Katlı Çerçevelerin Burkulma Hesabı için Yaklaşık Bağıntılar, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Teknik Dergi, Cilt 9, Sayı 3, Temmuz 1998.
26. [26] Cheong-Siat-Moy, F., “An Improved K-Factor Formula”, J. Struct. Engrg., ASCE, 125(2), 169-174, 1999.
27. [27] Aristizabal-Ochoa, J. D., “Classic Buckling of Three-Dimensional Multi-Column Systems under Gravity Loads”, J. Engrg. Mechs., ASCE, 128(6), 613-624, 2002.
28. [28] Aristizabal-Ochoa, J. D., “Elastic Stability and Second-Order Analysis of Three-Dimensional Frames: Effects of Column Orientation”, J. Engrg. Mechs., ASCE, 129(11), 1254-1267, 2003.
29. [29] Hellesland, J. and Bjorhovde, R., “Improved frame stability analysis with effective lengths”, J. Struct. Engrg., ASCE, 122(11), 1275-1283, 1997.
30. [30] Özmen, G., Girgin, K., Darılmaz, K., Betonarme Çerçevelerde Narinlik Etkisi, http://www.yapistatigi.itu.edu.tr/papers_reports/papers_reports.html, 2014.
31. [31] Wight, J. K. & MacGregor, J. G., “Reinforced Concrete: Mechanics and Design”, Prentice Hall; 6 edition,2011.