Tüp içinde tüp burkulması kontrol edilmiş çelik çaprazlı çerçevelerin deprem davranışının araştırılması

Abstract

Geleneksel türdeki çelik çaprazlar, basınç yükleri altında burkulma eğilimi gösterir ve bu durum yapısal performansın azalmasına yol açabilir. Tüp içinde tüp burkulması kontrol edilmiş (TnT) elemanlar, bu sorunu çözmek için geliştirilmiştir. TnT çaprazların çekme ve basınç yükleri altında simetrik davranış sergilemesi enerji sönümleme kapasitesinin ve dayanımın artmasına katkı sağlar. Tasarımı ve modellenmesi SAP2000 sonlu elemanlar analiz programından faydalanılarak, dört ve sekiz katlı yatay yük taşıyıcı sistemi TnT çaprazlar olan çerçeveler modellenmiştir. Bu çerçevelere eşdeğer deprem yüküne göre yapılan statik itme analizlerinde, yapının yatay kuvvetlere karşı gösterdiği deformasyonlar ve yapısal elemanların kapasite sınırları izlenmiştir. Çerçevelerin göçme değerlendirmesini yapabilmek için maksimum olası deprem (MCE) yanıt spektrumlarından MCE-SDC-Dmaximum kullanılarak bu tasarım spektrumuna uyumlu olarak seçilmiş deprem kayıtları ile doğrusal olmayan zaman tanım alanında artımsal dinamik analizler yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda FEMA P-695 metodolojisine göre bazı belirsizlikler göz önünde bulundurularak yapının göçme riski analizi değerlendirilmiştir. Bu değerlendirme sayesinde sismik talep ve kapasite arasındaki ilişki incelenmiş olup, taşıyıcı sistem davranış katsayısının (R) göçme performansının olasılıksal olarak değerlendirilmesi sonucu güvenli olup olmadığı tespit edilmiştir.

Traditional steel bracings tend to buckle under compressive loads, which can lead to poor structural performance. Tube-in-Tube (TnT) buckling-controlled braces have been developed to address flaws in seismic behavior of conventional buckling braced frames. TnT braces exhibit symmetrical behavior against tensile and compressive loads, contributing to increased energy dissipation capacity and strength. The design and modeling of frames with four and eight stories incorporating TnT bracings were conducted using SAP2000 structural analysis program. In the static pushover analyses performed, the deformations exhibited by the structure against horizontal forces and the capacity limits of structural elements were monitored. To evaluate the collapse of the frames, incremental dynamic analyses were conducted in a nonlinear time history domain using earthquake records selected in accordance with the maximum considered earthquake (MCE) response spectrum, specifically the MCE-SDC-Dmaximum. The results were examined using the collapse analysis method. Based on the analyses, the collapse risk assessment of the structure was evaluated considering certain uncertainties according to the FEMA P-695 methodology. This assessment has examined the relationship between seismic demand and capacity and has determined whether the response modification factor (R) is safe.