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


Alcicek H. E., Vatansever C.

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, cilt.38, sa.2, ss.975-988, 2022 (SCI-Expanded) identifier identifier identifier

  • Yayın Türü: Makale / Tam Makale
  • Cilt numarası: 38 Sayı: 2
  • Basım Tarihi: 2022
  • Doi Numarası: 10.17341/gazimmfd.1074538
  • Dergi Adı: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi
  • Derginin Tarandığı İndeksler: Science Citation Index Expanded (SCI-EXPANDED), Scopus, Academic Search Premier, Art Source, Compendex, TR DİZİN (ULAKBİM)
  • Sayfa Sayıları: ss.975-988
  • Anahtar Kelimeler: Link beams, Strain hardening factor, Finite element analysis, Cyclic loading
  • İstanbul Teknik Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

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.
In steel eccentrically braced frames (EBF), plastic deformations are confined to link beams under strong earthquake ground motions and seismic energy is dissipated through yielding of link beams. For an EBF, the capacity design principle requires that connections, columns, braces, and beam segments outside of the link be designed to remain essentially elastic while the link beams fully yield and strain harden during the design earthquake. For the design of all structural components other than link beams, the required strengths must be obtained with the combination of the factored gravity forces plus the forces produced by the adjusted shear strength of the link that contains the effect of strain hardening, using the load combinations including the overstrength seismic load. Strain hardening factors which are considered to obtain overstrength factor are specified in TBSC (Turkey Building Seismic Code) 2018 for the structural components outside of the link. The aim of this study is to provide comprehensive study on the strain hardening factor for a wide range of link beams made of European H- and I- shapes (IPE and HEB) profiles. A total of 280 finite element analyses have been conducted under quasi-static cyclic loading and the strain hardening factors for short, intermediate and long link beams have been studied. Results show that strain hardening factor of 1.25 is unconservative for link beams. Therefore, strain hardening factors for short, intermediate and long links, were also proposed based on the normalized link length.