Endüstri Tipi Çelik Yapıların Farklı Rüzgâr Yönetmeliklerine Göre Yapısal Analizlerinin Karşılaştırılması

Öz

Rüzgâr yükleri, çelik yapıların taşıyıcı sistem davranışını doğrudan etkileyen en önemli dış yüklerden biridir. Bu çalışmada, üç farklı endüstriyel çelik yapı modeli (çift eğimli düzlem kafes sistem, dolu gövdeli kiriş sistemi ve düzlem yüzeyli uzay kafes sistem) üzerinde TS 498, Eurocode 1-4 ve ASCE 7-10 standartlarına göre hesaplanan rüzgâr yükleri uygulanarak karşılaştırmalı analizler yapılmıştır. Statik analizler SAP2000 yazılımı ile gerçekleştirilmiş, tasarımlar Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esasları (ÇYTHYE 2018) esas alınarak yapılmış, deprem etkileri ise Türk Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018) kapsamında modele dâhil edilmiştir. Analiz sonuçları, yapı ağırlıkları açısından TS498 standardı ile Eurocode1-4’e göre yaklaşık %10, ASCE 7-10 ile ise yaklaşık %14 daha hafif tasarımlar elde edildiğini göstermiştir. Buna göre, Eurocode 1-4’ün ayrıntılı yaklaşımı nedeniyle en yüksek yapı ağırlıklarını ve taban kesme kuvvetlerini verdiğini; ASCE 7-10’un yüksekliği nispeten daha az olan yapılar için maruziyet katsayısının düşük kalması sonucu daha düşük rüzgâr yükleri ve dolayısıyla en hafif çözümleri ürettiğini; TS 498’in ise pratik ancak detay açısından sınırlı hesap yöntemiyle iki standart arasında sonuçlar sunduğunu göstermektedir. Elde edilen bulgular, yönetmelik seçimlerinin endüstriyel çelik yapıların kesit boyutları, ağırlıkları ve güvenlik düzeyi üzerinde belirleyici rol oynadığını ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Endüstriyel Çelik Yapılar
• Rüzgar Yükleri
• TS-498
• ASCE7-10
• EUROCODE 1-4

Comparative Analysis of Structural Performance of Industrial Steel Buildings According to Different Wind Codes

Abstract

Wind loads are one of the key external effects influencing the structural behavior of steel buildings. This study examines three typical industrial steel structures; a pitched roof truss, a solid-web girder, and a flat space truss by applying wind loads determined according to TS 498, Eurocode 1-4, and ASCE 7-10. The analyses were performed in SAP2000, with designs carried out in line with the Turkish Steel Structures Code (ÇYTHYE 2018), while seismic effects were incorporated following the Turkish Seismic Code (TBDY 2018).The results show that, in terms of structural weight, TS 498 produced designs roughly 10% lighter than Eurocode 1-4, and ASCE 7-10 about 14% lighter. Eurocode 1-4, with its detailed treatment of wind pressures, consistently gave the highest structural weights and base shear forces. By contrast, ASCE 7-10, where exposure coefficients remain relatively low for shorter buildings (8 m in this case), led to lower wind effects and lighter structural solutions. TS 498 fell between the two, offering a simpler but less detailed approach.Overall, the findings underline that the selected wind load standard has a direct impact on cross-sectional dimensions, total weight, and the safety level of industrial steel structures.

Keywords

• Wind Loads
• TS 498
• ASCE 7-10
• Eurocode 1-4
• Industrial Steel Structures

Kaynakça

1. [1] S. M. Azıtepe and B. Sözen, “Çelik Yapıların İnsanlardaki Görsel Algısı Üzerine Bir Araştırma,” Akdeniz Univ. J. Fac. Archit., vol. 1, no. 2, pp. 135–150, 2022.
2. [2] Y. Dikiciaşık, İ. T. Sen, and S. Çarbaş, “Endüstriyel Hangar Tipi Çelik Yapıda Farklı Makas ve Çapraz Türlerinin Yapısal Sistem Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi TT - Investigation The Effects Of Various Truss And Brace Kinds On The Structural System In Industrial Hangar Type Steel Structure,” Int. J. Eng. Res. Dev., vol. 15, no. 3, pp. 209–233, 2023, doi: 10.29137/umagd.1362366.
3. [3] S. Sancıoğlu, S. Arıbaş, B. Bayram, M. Şimşek, and S. Çarbaş, “Çelik Bir Binada Kullanılan Çapraz Tiplerinin Deprem Etkisi Altında Analizi,” 2019.
4. [4] F. Ü. Peker and E. Işık, “TBDY-2018’deki yerel zemin koşullarının çelik yapı deprem davranışına etkisi üzerine bir çalışma,” Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilim. Derg., vol. 10, no. 3, pp. 1125–1139, 2021.
5. [5] İ. B. Karaşin, E. Işık, A. Büyüksaraç, and A. Karaşin, “The Comparison of Seismic and Structural Parameters in Steel Structures for Different Spectra,” in International Symposium on Innovative and Interdisciplinary Applications of Advanced Technologies, 2022, pp. 65–76.
6. [6] Ö. O. Polat, “Asce 7-05, Eurocode 1-4 Ve Ts 498 Yönetmelikleri Kullanılarak Yapılara Gelen Rüzgar Yüklerinin Karşılaştırılması,” 2010.
7. [7] Anon, Minimum design loads for buildings and other structures, no. 7 98. Reston, Virginia: American Society of Civil Engineers (ASCE), 2000. doi: 10.1061/9780872629042.
8. [8] TS EN 1991-1-4, “Yapılar Üzerindeki Etkiler - Bölüm 1-4: Genel Etkiler-Rüzgar Etkileri (Eurocode 1),” 2007.

9. [9] T. S. E. (TSE), “Yapı elemanlarının boyutlandırılmasında alınacak yüklerin hesap değerleri,” Ankara, Türkiye, vol. 498.
10. [10] C. Özlek, “ASCE 7-10, Eurocode 1-4 Ve Ts 498 Yönetmelikleri Kullanılarak Yapılara Etki Eden Rüzgar Yüklerinin Karşılaştırılması,” 2015.
11. [11] A. Engineers, “Minimum design loads for buildings and other structures,” ASCE 7, vol. 10, 2010.
12. [12] H. Zeyrek and S. Bekiroğlu, “Assessment of wind pressure by eurocode-1, ts 498 and cfd analyses for double-sloped roof building,” Sigma J. Eng. Nat. Sci., vol. 37, no. 1, pp. 251–272, 2019.
13. [13] I. Bashir, “Comparative study of an rc chimney as per different codes.” Middle East Technical University (Turkey), 2019.
14. [14] S. Aghaeı, “Tek Katlı Endüstryel Yapıların Çatı Sistemlerinin Ekonomik Tasarımı.” Konya Teknik Üniversitesi, 2022.
15. [15] Computers & Structures Inc, “Sap 2000,” Sap 2000. 2019.
16. [16] A. E. Sever and İ. Yüksel, “Bir Yüksek Bina Özelinde Asce-7-16 Ve Ts-498 Standartlarına Göre Hesaplanan Rüzgar Yüklerinin Karşılaştırılmasi,” Uluslararası Sürdürülebilir Mühendislik ve Teknol. Derg., vol. 6, no. 2, pp. 66–79, 2022.
17. [17] T. S. EN, “1-3 (Yapılar Üzerindeki Etkiler Bölüm 1-3: Genel Etkiler-Kar Yükleri). 2007,” Ankara Türk Stand. Enstitüsü, 1991.
18. [18] Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik. Ankara: Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, 2018.
19. [19] TBDY, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği. Ankara: Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, 2018.
20. [20]AFAD, “Türkiye Deprem Tehlike Haritası,” 2024. https://tdth.afad.gov.tr/)