Çelik Kiriş ve Kolon Plastik Mafsal Parametrelerinin ve Şekil Değiştirme Sınır Değerlerinin Karşılaştırmalı İncelenmesi

Öz

Yapılardaki deprem hasarının tahmini, can ve mal kaybını önleme açısından oldukça önemlidir. Hasar tahmini, plastik mafsal parametrelerinin ve şekil değiştirme sınır durumlarının gerçek yapı davranışını yansıtması oranında başarılı olmaktadır. Yapı tasarımında ve mevcut yapı değerlendirmesinde çeşitli standartlar ile plastik mafsal parametreleri ve şekil değiştirme sınır değerleri belirlenmiştir. Federal Acil Durum Yönetim Kurumu (FEMA) ve Amerikan İnşaat Mühendisleri Birliği (ASCE) bu alanda öncü olmuşlardır. Deprem yönetmeliklerimiz içerisinde ilk kez Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018’ de (TBDY-2018) çelik yapı elemanları için şekil değiştirme sınır değerlerine yer verilmiştir. Bu çalışma ile FEMA 356, ASCE 41-06, ASCE 41–13 standartlarında ve TBDY-2018’ de yer alan çelik kiriş ve kolon için plastik mafsal parametreleri ve şekil değiştirme sınır değerleri karşılaştırılmıştır. TBDY-2018 ile Amerikan standartları arasındaki ilişki ve TBDY-2018’ in eksik yönleri belirlenmiştir. İki farklı nümerik analiz ile Amerikan standartlarının ve TBDY-2018’ in belirlediği yapısal hasar düzeyleri arasındaki farklar ortaya konmuştur. FEMA 356 ve ASCE 41-06 standartları, ASCE 41-13 standardı ve TBDY-2018 dikkate alınarak yapılacak hasar tahminlerinde kolon ve kiriş elemanları için farklı hasar durumlarının tahmin edileceği tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• çelik yapı
• plastik mafsal
• şekil değiştirme
• yapısal hasar

Comparative Investigation of Plastic Hinge Parameters and Strain Limit States of Steel Beam and Column

Öz

Kaynakça

1. Šipoš, T.K., Hadzıma-Nyarko, M., 2018, “Seismic Risk of Croatian Cities Based on Building’s vulnerability’’, Tehnički Vjesnik, Cilt 25, Sayı 4, ss. 1088-1094.
2. Acevedo, A.B., Yepes-Estrada, C., González, D., Silva, V., Mora, M., Arcila, M., Posada, G., 2020, ‘’Seismic risk assessment for the residential buildings of the major three cities in Colombia: Bogotá, Medellín, and Cali’’, Earthquake Spectra, Cilt 36, Sayı: 1, ss. 298-320.
3. Lignos, D.G., Krawinkler, H., Whittaker, A.S., 2010, ‘’Predictionand Validation of Sidesway Collapse of Two Scale Models of a 4 Story Steel Moment Frame’’, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Cilt 40, Sayı 7, ss. 807-825.
4. Gioncu, V., Mosoarca, M., Anastasiadis, A., 2012, ‘’Prediction of Available Rotation Capacity and Ductility of Wide-Flange Beams: Part 1:DUCTROT-M Computer Program’’, Journal of Constructional Steel Research, Cilt 69, ss. 8-19.
5. Anastasiadis, A., Mosoarca, M., Gioncu, V., 2012, ‘’Prediction of Available Rotation Capacity and Ductility of Wide-FlangeBeams: Part 2: Applications’’, Journal of Constructional Steel Research, Cilt 68, ss. 176-191.
6. Latour, M., Rizzano, G., 2013, ‘’A Theoretical Model for Predicting the Rotational Capacity of Steel Base Joints’’, Journal of Constructional Steel Research, Cilt 91, ss. 89-99.
7. Stylianidis, P.M., Nethercot, D.A., 2015, ‘’ Modelling of Connection Behaviour for Progressive Collapse Analysis’’, Journal of Constructional Steel Research, Cilt 113, ss. 169-184.
8. Falborski, T., Torres-Rodas, P., Zareian, F., Kanvinde, A., 2020, ‘’Effect of Base-Connection Strength and Ductility on the Seismic Performance of Steel Moment-Resisting Frames’’, Journal of Structural Engineering, Cilt 146, Sayı 5, ss. 1-15.

9. Torabian, S., Schafer, B.W., 2014, ‘’Role of Local Slenderness in the Rotation Capacity of Structural Steel Members’’, Journal of Constructional Steel Research, Cilt 95, ss. 32-43.
10. Elkady, A., Lignos, D.G., 2015, ‘’Analytical Investigation of the Cyclic Behavior and Plastic Hinge Formation in Deep Wide-Flange Steel Beam-Columns’’, Bull Earthquake Engineering, Cilt 13, ss. 1097-1118.
11. Araújo, M., Macedo, L., Castro, J.M., 2017, ‘’Evaluation of the Rotation Capacity Limits of Steel Members Defined in EC8-3’’, Journal of Constructional Steel Research, Cilt 135, ss. 11-29.
12. EN 1993-8-3., 2005, Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance – Part 3: Assessment and retrofitting of buildings, European Committee for Standardization, Brussel.
13. ASCE 41-06., 2007, Seismic Evaluation of Existing Buildings, American Society of Civil Engineers, Reston, Virginia, A.B.D.
14. ASCE 41-13., 2014, Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Building, American Society of Civil Engineers, Reston, Virginia, A.B.D.
15. DBYBHY-2007., Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, Bayındırlık ve İskân Bakanlığı, Ankara.
16. TBDY-2018., Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, İç İşleri Bakanlığı, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Ankara.
17. Ulutaş, H., 2019, ‘’DBYBHY (2007) ve TBDY (2018) Deprem Yönetmeliklerinin Kesit Hasar Sınırları Açısından Kıyaslanması’’, Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt 17, ss. 351-359.
18. Gardner, L., Yun, X., Fieber, A., Macorini, L., 2019, ‘’Steel Design by Advanced Analysis: Material Modeling and Strain Limits’’, Engineering, Cilt 5, ss. 243-249.
19. Wong M. Bill., 2009, Plastic Analysis and Design of Steel Structures, Butterworth-Heinemann, Burlington, A.B.D.
20. Çakıroğlu, A, Özer, E., 1980, Malzeme ve Geometri Bakımından Lineer Olmayan Sistemler, Cilt 1, Matbaa Teknisyenleri Basım Evi, İstanbul.
21. Chan, S.L., Chui, P.P.T., 2000, Non-Linear Static and Cyclic Analysis of Steel Frames With Semi-Rijid Connections, Elsevier Science.
22. FEMA 178., 1994, NEHRP Handbook for the Seismic Evaluation of Existing Buildings, Federal Emergency Management Agency, Reston, Virginia, A.B.D.
23. FEMA 273., 1997, NEHRP Guıdelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings, Federal Emergency Management Agency, Reston, Virginia, A.B.D.
24. FEMA 310., 1998, Handbook for the Seismic Evaluation of Buildings, Federal Emergency Management Agency, Reston, Virginia, A.B.D.
25. FEMA 356., 2000, Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings, Federal Emergency Management Agency, Reston, Virginia, A.B.D.
26. ASCE 31-03., 2002, Seismic Evaluation of Existing Buildings, American Society of Civil Engineers, Reston, Virginia, A.B.D.
27. ASCE 41-17., 2017, Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Building, American Society of Civil Engineers, Reston, Virginia, A.B.D.
28. ÇYTHYDE-2018., Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapımına Dair Esaslar, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Ankara.
29. EN 1993-1-1., 2014, Eurocode 3: Design of structures – Part 1-1: General rules and rules for building. European Committee for Standardization, Brussel.
30. EN 10025-2., 2019, Hot rolled products of structural steels- Part 2: Technical delivery conditions for non-alloy structural steels. European Committee for Standardization, Brussel.