Çelik çerçevelerde kirişlerin ön tasarımı için bir yaklaşım

Abstract

Günümüzde mühendislik ofislerinde yapı tasarımı yapılırken ön tasarımgenellikle deneme-yanılma yoluyla yapılmaktadır. lk olarak mühendisin tecrübesinedayalı olarak yapı elemanlarının kesitleri atanır. Analizler yapıldıktan sonra, eğerkesit yetersizse büyütülür ya da kesit gereğinden büyükse küçültülebilir.Yönetmelikteki tüm şartları sağlayan gerçek kesiti bulmak zaman ve tecrübegerektiren bir süreçtir. Bazen, bu deneme-yanılma safhası defalarca tekrarlanabilir.Bu çalışmanın amacı, düzenli çelik çerçevelerde kirişlerin ön tasarımı için biryaklaşım sunmaktır. lk olarak, farklı zeminlerde inşa edilen ve farklı şiddetteki yerhareketlerine maruz 3-, 9- ve 20- katlı çelik çerçevelerin histeretik enerji talepleri,doğrusal olmayan zaman geçmişi analizleri sonuçlarından elde edilmiştir. kinciadımda, ilk adımda elde edilen sonuçlar yardımıyla bir yapay sinir ağı (YSA) modelioluşturulmuş ve farklı kat sayısına sahip çelik çerçeveler için de histeretik enerjitalepleri tahmin edilmiştir. Son adımda ise çelik çerçevelerdeki kirişlerin ön tasarımıiçin bir algoritma geliştirilerek bir uygulama örneği sunulmuştur. Ayrıca, sunulanyaklaşımın pratik ve etkili bir şekilde uygulanabilmesi için ön tasarım abaklarıgeliştirilmiştir.Sonuçlar göstermiştir ki; enerjiye dayalı parametreler yardımıyla yapılan öntasarım yaklaşık değerler vermektedir.

Preliminary design is a trial-and-error process in engineering offices. Thefirst step is to assign the element sections to the members based on the engineer?sexperience. After all the analyses are complete, the section is either reduced orenlarged. To come up with the section that complies with all the code requirementstakes some time and experience. Sometimes, this process is repeated many times.The purpose of this study is to present an approach for the preliminary designof beams in steel frames. First, the hysteretic energy demands of 3-, 9-, and 20-storey frames subject to earthquake ground motions recorded on diffirent soils andhaving different characteristics are evaluated through nonlinear dynamic time historyanalyses. Second, a Neural Network model is constructed. Then, the hystereticenergy demands for steel frames with different storey levels are predicted. Finally,an algorithm is developed for the preliminary design of steel beams and anapplication is presented. In additon, preliminary design charts are plotted , to be ableto use the proposed method in a fast and efficient way.The results indicate that preliminary design based on energy parameters is inclose agreement with the real design.