Pekleşme Etkisinin Orta Katlı Çelik Yapının Deprem Davranışına Etkisi

Abstract

Moment aktaran çelik çerçeve sistemler yüksek süneklik kapasiteleri nedeniyle orta katlı binalarda sıklıkla kullanılırlar. Son yıllarda meydana gelen büyük depremler sonrasında bu yapısal sistemlerin deprem davranışı incelenmiş ve yeni tasarım yönetmeliklerimizde önemli değişikliklere gidilmiştir. Moment aktaran çelik yapıların deprem davranışları incelenirken yapı malzemesinin yük altındaki davranışının bilinmesi ve gerçekçi olarak modellenebilmesi gerekmektedir. Yapısal tasarım ve analizlerde genellikle çelik malzeme pekleşmeli iki doğrulu elasto plastik malzeme modeli ile tariflenmektedir. 1 Ocak 2019 tarihinde yürürlüğe giren “Deprem Etkisi Altında Binaların Tasarımı için Esaslar” yönetmeliğinde çelik kesitlerin iki doğrulu iç kuvvet-plastik şekildeğiştirme bağıntılarında pekleşme etkisinin terk edilebilineceği ifade edilmiştir. Buna göre çelik yapıların şekildeğiştirmeye göre tasarımında, yapısal elemanlarda plastik mafsal modelinin tanımlanmasında kullanılan moment-dönme ilişkisi, pekleşmeli ve pekleşmesiz olarak göz önüne alınabilmektedir. Bu çalışmada plastik mafsal modellenmesinde dikkate alınan pekleşme etkisinin orta katlı çelik yapıların deprem performansına olan etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla üç farklı kat sayısına sahip çelik çerçeve ÇYTHYE,2016 ve TBDY, 2018’e göre tasarlanmıştır. Daha sonra moment dönme ilişkisinde pekleşme etkisi pekleşmeli ve pekleşmesiz dikkate alınarak çerçevelerin statik itme analizleri ve zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analizleri gerçekleştirilmiş ve deprem davranışları değerlendirilmiştir.

Moment resisting steel frame systems are used frequently in medium rise buildings because of their high ductility capacity. After major earthquakes happened in our country the behavior of these structural systems has been examined and significant changes have been made in our new design regulations. The mechanical behaviour of steel materials should be well known and modeled realisticaly while investigated earthquake behaviors moment resisting frames. In structural design and analysis, the steel material is generally described with a bilinear elastic plastic material model with hardening. In the “Principles for the Design of Buildings under the Impact of Earthquake” regulation, which entered into force on January 1, 2019, it is stated that the hardening effect can be neglected in bilinear stress-plastic strain relationships.. In this study, the effect of strain hardening, which is considered in the modeling of steel sections was investigated on the earthquake performance of medium-rise steel structures. For this purpose, steel frames with three different floors are designed according to the regulations of ÇYTHYE,2016 and TBDY, 2018. Stress- plastic starin relationshios of plastic hinges are taken into account with two different hardening levels. The seismic performances of three frames are evaluated with nonlinear pushover and nonlinear time history analyses.