H- ve I- enkesitli Avrupa profillerinden teşkil edilen bağ kirişlerinde pekleşme katsayısının incelenmesi

Yıl 2023, , 975 - 988, 07.10.2022

Haluk Emre Alçiçek , Cüneyt Vatansever

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1074538

Öz

Dışmerkez çaprazlı çelik çerçeveler (DMÇÇÇ), deprem etkisinde plastik şekildeğiştirmelerin sadece bağ kirişlerinde oluştuğu ve yapı sistemine etkiyen deprem enerjisinin akmaya ulaşan bağ kirişlerinin dönme deformasyonları ile sönümlendiği yatay yük taşıyıcı sistemlerdir. DMÇÇÇ sistemlerde birleşimler, kolonlar, çaprazlar ve bağ kirişi dışında kalan kiriş bölümleri pekleşme etkilerinin de dikkate alındığı, bağ kirişinin plastikleşmesine neden olan yükleme durumu altında hesaplanan tasarım kuvvetlerini karşılayacak şekilde boyutlandırılmaktadır. Bağ kirişi dışındaki elemanların tamamen elastik kalmasının sağlanması amacıyla tasarım dayanımlarının; deprem etkileri altında hesaplanan iç kuvvetlerin tasarım büyütme katsayısı ile büyütülerek yük birleşimlerinde kullanılması ile elde edilmesi gerekmektedir. Tasarım büyütme katsayılarının hesabında esas alınan pekleşme etkileri, TBDY 2018’de tanımlanan pekleşme katsayıları ile dikkate alınmaktadır. Çalışma kapsamında Avrupa tipi I-enkesitli (dar başlıklı / IPE) ve H-enkesitli (geniş başlıklı / HEB) çelik profiller ile teşkil edilen bağ kirişleri için pekleşme katsayısının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda 280 adet bağ kirişinin doğrusal olmayan sonlu eleman modeli tekrarlı tersinir (çevrimsel) yükleme altında analiz edilerek, kısa, orta ve uzun bağ kirişleri için pekleşme katsayıları elde edilmiştir. Bu katsayılar değerlendirildiğinde, TBDY 2018 kapsamında 1,25 olarak belirtilen pekleşme katsayısının orta ve uzun bağ kirişleri için uygun bir değer olduğu, ancak kısa bağ kirişleri için bu değerin; IPE profil kullanılması halinde ortalama olarak 1,68, HEB profil kullanılması halinde ise, ortalama olarak 1,65 olması gerektiği sonucuna varılmıştır, ayrıca normalleştirilmiş bağ kirişi uzunluğuna bağlı olarak pekleşme katsayısı formülü geliştirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Bağ kirişleri, pekleşme katsayısı, sonlu eleman analizi, çevrimsel yükleme.

Destekleyen Kurum

İstanbul eknik Üniversitesi

Proje Numarası

41905

Teşekkür

Bu çalışma İstanbul Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından 41905 proje numarası ile desteklenmiştir. Desteklerinden dolayı teşekkürlerimizi sunarız.

Kaynakça

• Roeder C.W., Popov E.P., Inelastic behavior of eccentrically braced steel frames under cyclic loadings, Earthquake Engineering Research Center, Research Report No. UCB/EERC-77/18, 1977.
• Turkish Building Seismic Code, Disaster and Emergency Management Presidency, AFAD, Ankara, 2018.
• Akşar B, Doğru S, Akbaş B., Amplified seismic loads in steel moment frames under strong ground motion, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 33 (2), 439–454, 2018.
• Akşar B., Akbaş B., Kaya E.Ş., Çakır F., Relative story displacements and torsional effects caused by strength variations in concentrically braced frames, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 33 (1), 13–30, 2018.
• Engelhardt M.D., Popov E.P., Behavior of long links in eccentrically braced frames, Earthquake Engineering Research Center, Research Report No. UCB/EERC-89/01, 1989.
• Mohebkhah A., Chegeni B., Overstrength and rotation capacity for EBF links made of European IPE sections, Thin-Walled Struct., 74, 255–260, 2014.
• Ji X., Wang Y., Ma Q., Okazaki T., Cyclic behavior of very short steel shear links, J. Struct. Eng., 142 (2), 04015114, 2016.
• Hu S., Xiong J., Zhou Q., Lin Z., Analytical and numerical investigation of overstrength factors for very short shear links in EBFs, KSCE J. Civ. Eng., 22 (11), 4473–4482, 2018.
• TS EN ISO 6892-1, Metallic materials - Tensile testing - Part 1: Method of test at room temperature, Turkish Standard Instution, Ankara, 2010.
• AISC 341-16. Seismic Provisions for Steel Structural Buildings. American Institute of Steel Construction. Chicago, IL, 2016.
• ABAQUS FEA, Finite element analysis software v2019. Dassault Systems Simulia Corp., RI, USA, 2019
• ABAQUS, User’s Manual, Version 6.14, Dassault Systems Simulia Corp., RI, USA, 2014.
• Richards P.W., Uang C.M., Effect of flange width-thickness ratio on eccentrically braced frames link cyclic rotation capacity, J. Struct. Eng., 131(10), 1546–1552, 2005.
• Scheider I., Brocks W., Cornec A., Procedure for the determination of true stress-strain curves from tensile tests with rectangular cross-section specimens, ASME J. Eng. Mater. Technol., 126, 70–76, 2004.
• Yin W.H., Sun F.F., Jin H.J., Hu D.Z., Experimental and analytical study on plastic overstrength of shear links covering the full range of length ratio, Eng. Struct., 220, 110961, 2020.
• Stratan A., Dubina D., Bolted links for eccentrically braced steel frames, Connections in Steel Structures V, Amsterdam–Netherlands, 223–232, 3–4 June, 2004.
• Della Corte G., D’Aniello M., Landolfo R., Analytical and numerical study of plastic overstrength of shear links, J. Constr. Steel Res., 82, 19–32, 2013.