Süneklik düzeyi yüksek çelik moment çerçevelerde arttırılmış deprem etkisinin statik ve dinamik analizlerle incelenmesi

Abstract

Süneklik düzeyi yüksek moment çerçeveler, sünekliklerinin yüksek olmasından dolayı en sık kullanılan yatay yük taşıyıcı sistemlerden birisidir. Bu sistemlerin en büyük dezavantajı rijitliklerinin oldukça düşük olması sebebiyle tasarımda göreli kat ötelemelerinin hakim olmasıdır. Çelik yapı tasarımı için bilinen yöntemler gün geçtikçe gelişmekte ve gerçekçi yaklaşımlarla taşıyıcı sistem oluşturulmasına imkân sağlamaktadır. 17 Ocak 1994 Northridge depreminde birçok çelik binanın birleşim bölgelerinde istenmeyen kırılmalar ve hasarlar gözlenmiştir. Northridge, 1994 depremi ayrıca çelik yapı yönetmeliklerinde önemli değişikliklere de yol açmıştır. Örneğin, süneklik düzeyi yüksek moment çerçevelerin tasarımında arttırılmış deprem etkileri göz önüne alınmaya başlanmıştır. Çelik yapıların gerçek dayanımları tasarımda alınan dayanımdan daha fazla olmaktadır. Bunun olası sebepleri; malzeme dayanımındaki artış, gereken kesitten daha büyük kesitler kullanılması, pekleşme etkisi, göreli kat ötelemesi şartı vb. sayılabilir. Bina, tasarım depremi altında inelastik bölgeye girdikten sonra göçme güvenliğinin sağlanması için binanın taşıyıcı sisteminin stabilitesinin özellikle de kolonların stabilitesi sağlanmalıdır. Deprem yönetmelikleri de bu durumun kontrolü için arttırılmış deprem etkilerini veren yüklemeler altında taşıyıcı sistem elemanlarının tahkik edilmesini istemektedir. Bu çalışmada, taşıyıcı sistemi çelik moment çerçevelerden oluşan farklı yüksekliklerdeki (4, 9 ve 20 katlı) üç yapıda taşıyıcı elemanlardaki iç kuvvet değişimleri farklı deprem yer hareketleri kullanılarak doğrusal olmayan dinamik zaman geçmişi analizleri ile deprem yönetmeliğinde yer alan arttırılmış deprem yüklemeleri ile incelenmiştir. Kolonlardaki iç kuvvet değişimleri dinamik ve statik analiz sonuçları ile karşılaştırılmıştır.Special moment resisting frames (SMRFs) have been widely used as a lateral force resisting systems. The design of a typical SMRF is dominated by story drift because of their relatively low lateral stiffness. New methods on design of steel structures are being developed. As a result, more realistic structural systems are being used. Many damages and fractures in beam-column connections has been in observed in January 17, 1994 Northridge earthquake. The analytical and theoretical investigations after Northrige earthquake have resulted in major changes in steel building design. For example, amplified seismic loads are taken into account in design of SMRFs. The strength of a typical SMRF is generally higher that required. The possible reasons for this extra overstrength are increase in material strength, using bigger sections than required, strain-hardening, story drift requirement, etc. After the building gets into inelastic region, the stability of the building, especially of the columns should be maintained. Seismic codes require that column stability should be checked under amplified seismic loads. This study investigates the changes in internal forces, especially axial loads, in columns of a 4-, 9-, and 20-story SMRFs. For this purpose, a series of nonlinear dynamic time history analyses have been carried out and the results are compared from the code-specified amplified seismic loads. Anahtar Kelimeler: arttırılmış deprem etkileri; moment çerçeveler; çelik yapılar.