Çelik çerçevelerin boyutlandırılmasında kiriş ? kolon bağlantı türlerinin etkisi

Çelik çerçeveler son yıllarda inşa edilen modern konstrüksiyonlar arasında depreme dayanıklılığı ve mimari tasarımlarda esneklik sağlaması açısından yaygın olarak kullanılan yapı sistemleri olarak dikkat çekmektedir. Pratikte çelik çerçevelerin analiz ve tasarımında iki tür kiriş-kolon bağlantısı göz önüne alınmaktadır. Bu bağlantıların tam rijit veya tam mafsallı olduğu kabul edilmektedir. Tam rijit birleşimlerde çerçevenin şekil değiştirmesi esnasında kiriş-kolon arasında göreceli dönmenin olmadığı bu sebeple kirişten kolona moment aktarıldığı varsayılır. Mafsallı birleşimlerde, tam rijit bağlantı kabulünün aksine elemanlar arasında dönme engelinin olmadığı ve bunun sonucu olarak da kirişten kolona moment aktarımının mümkün olmadığı kabul edilir. Yapılan deneysel çalışmalarda bağlantıların bu iki sınır durum arasında davrandığı ortaya çıkmıştır. Yani yarı-rijit birleşimler çerçevenin şekil değiştirmesi esnasında dönme yaparken, az da olsa kirişten kolona moment aktarım kapasitesine sahiptirler. Bu tez çalışmasında rijit ve yarı-rijit bağlı birleşimlerin yapı sistemleri üzerindeki etkisini incelemek amaçlanmıştır. Birinci ve ikinci bölümde; düğüm noktaları rijit bağlı çerçeveler ile yarı-rijit bağlı çerçevelerin analiz ve boyutlandırma esasları açıklanmış ve pratikte uygulanan belli başlı yarı-rijit kolon-kiriş birleşim türleri tanıtılmıştır. Üçüncü bölümde LRFD-AISC ye göre kiriş uç levhalı kiriş-kolon bağlantısının boyutlandırılma esasları açıklanarak sayısal örnek verilmiştir. Dördüncü bölümde matris-deplasman yönteminin kiriş-kolon bağlantılarını yarı rijit alarak analiz yapabilmesi için gerekli düzenlemeler açıklanmıştır. Beşinci bölümde sonlu elemanlar yöntemi ile ANSYS paket programının açıklanması, altıncı bölümde ise üç katlı-iki açıklıklı, dört katlı-dört açıklıklı ve altı katlı-iki açıklıklı çerçeveler göz önüne alınarak bunlar rijit bağlı ve yarı rijit bağlı olarak analiz edilmiş ve bir düğüm noktasına gelen iç kuvvetler bulunmuştur. Bu kuvvetler altında kiriş-kolon birleşimi LRFD-AISC şartnamesine göre tasarlanmıştır. Tasarımlar rijit ve yarı-rijit olarak analiz edilip bir bulona gelen maksimum normal kuvvet, maksimum kesme kuvveti, bulon çapı ve sayısı, levha kalınlıkları ve uzunluklarının karşılaştırılması yapılmıştır. Karşılaştırmalarda yarı rijit davranış kabulünün çok daha ekonomik sonuçlar verdiği görülmüştür.Anahtar Kelimeler :çelik çerçeveler, yarı-rijit çelik kiriş-kolon bağlantılar, sonlu elemanlar yöntemi, matris-deplasman yöntemi, uç levhalı kiriş-kolon birleşimi.