Alın Levhalı Bulonlu Kiriş Kolon Birleşim Bölgesinin Tbdy 2018 ve Eurocode 3 Yönetmeliklerine Göre Tasarlanması ve Karşılaştırılması

Abstract

Alın levhalı bulonlu birleşimler ekonomik tasarım olanakları, kolay imalat ve hızlı montaj avantajları nedeniyle moment aktaran çelik çerçevelerde yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Bu birleşimler alın levhasının kirişin başlık ve gövde elemanlarına kaynakla birleştirilmesi ve bu sistemin kolon başlığına bulonlar ile bağlanmasıyla oluşmaktadır. Birleşimin kaynağının atölyelerde kontrollü koşullar altında yapılması maliyeti azaltır ve yüksek kalitede kaynakların elde edilmesini sağlar. Ayrıca birleşimlerin bulonlarının sahada sıkılması inşaat süresini oldukça kısaltmaktadır.Bu çalışmanın amacı alın levhalı bulonlu birleşimlerin TBDY (2018) ve Eurocode EN 1993-1-8 (2005) yönetmeliklerine göre tasarım esaslarının incelenerek karşılaştırılmasıdır. Çalışmanın ilk bölümünde alın levhalı bulonlu kiriş-kolon birleşimlerinin ÇYTHYE (2016); TBDY (2018) ve Eurocode EN 1993-1-8 (2005) yönetmeliklerinde verilen tasarım esasları incelenmiş ve aralarındaki temel farklılıklar açıklanmıştır. İkinci bölümde ise her iki yönetmeliğe göre tasarım adımları sayısal olarak incelenmiştir. Bu amaçla TBDY (2018) yönetmeliğinde verilen kiriş-kolon birleşim tiplerinden uzatılmış alın levhalı dört sıralı bulonlu birleşim detayı seçilmiştir. Seçilen alın levhalı bulonlu birleşim ÇYTHYE (2016) ve TBDY (2018) yönetmeliklerine göre tasarlanmış ve moment kapasitesi belirlenmiştir. Daha sonra tasarlanan birleşimin kapasitesi ve rijitliği Eurocode EN 1993 1-8 (2005) yönetmeliğinde verilen elemana dayalı yönteme göre hesaplanmıştır. Ardından birleşim davranışı Eurocode EN 1993-1-8 (2005)’de verilen üç doğrulu moment dönme eğrisi kullanılarak modellenmiştir. Elde edilen sayısal sonuçlar ve moment-dönme ilişkisi literatürde deneysel olarak incelenen aynı tip alın levhalı bulonlu birleşime ait sonuçlarla karşılaştırılmıştır.

Bolted end-plate connections are widely used in moment resisting steel frames due to their economical design, easy fabrication and fast erection. These connections are formed by the end-plate shop welded to the beam and the end-plate and beam assembly is field-bolted to the column flange. Since the welding for these connections is performed in the shop under controlled conditions ensures high quality welds and reduces the cost. In addition, using field-bolted connection significantly reduces the construction period.The aim of this study is to compare the design procedures of the bolted end plate connections according to TBDY (2018) and the Eurocode EN 1993-1-8 (2005). In the first part of the study, design principles of the beam-column connections given in the ÇYTHYE (2016), TBDY (2018) and Eurocode EN 1993-1-8 (2005) are investigated and the main differences between them are described and discussed. In the second part, the design processes of both codes are investigated by numerically. For this purpose, extended four-row bolted end plate connection is selected from the beam-column connection types given in the TBDY (2018). In numreical study, the selected extended end plate connection is designed according to both ÇYTHYE (2016) and TBDY (2018) and moment capacity is determined. Subsequently, the moment capacity and rigidity of the designed connection is calculated according to the component-based method given in Eurocode EN 1993 1-8 (2005). Then, tri-linear moment rotation curve given in Eurocode EN 1993-1-8 (2005) is used for modeling the beam–column connection behavior. The numerical results and the moment-rotation relationship of connection are compared to the results of the same type of bolted end plate connection experimentally studied in the literature.