Farklı yükleme koşullarında geleneksel ve geliştirilmiş modüler kolon-kiriş birleşimlerinin sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi

Çelik yapıların analizi ve tasarımı sırasında, bağlantı bölgelerinin doğru bir şekilde çözümlenmesi büyük önem taşımaktadır. Çünkü çelik yapının en kritik ve hassas noktalarından biri bağlantılardır. Bağlantıların yanlış tasarlanması veya zayıf bir şekilde inşa edilmesi, yapısal güvenliği ciddi şekilde tehlikeye atabilir. Bu nedenle, doğru bağlantı tasarımı, yapının dayanıklılığını ve güvenliğini sağlamak için hayati öneme sahiptir. Özellikle moment aktaran çelik çerçevelerde, kolon-kiriş bağlantılarında oluşan hasarlar depremler sonucunda ciddi bir sorun olarak ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada, çelik yapıların inşası için modüler bağlantı sistemlerinin kullanımının deprem dayanımı ve performans üzerindeki etkisini araştırılmıştır. Modüler bağlantı sistemleri, yapı elemanlarının fabrikasyon olarak üretilip, şantiyede sadece montajının gerçekleştirilmesini sağlar. Bu yaklaşım, inşaat sürecini kolaylaştırmayı ve yapıların daha güvenli hale getirilmesini amaçlamaktadır. Çalışmada; çelik çerçevelerin bağlantı sistemleri üzerindeki performansı, sonlu elemanlar modeli oluşturularak ve ABAQUS programında doğrusal olmayan analiz yöntemiyle analiz edilerek gerçekleştirilmiştir. Farklı bağlantı tiplerinin 1G, 2G ve 1M modellerinde çelik çerçevelerin birleşim noktasının 100mm yatay deplasman yükü, 100mm düşey deplasman yükü ve FEMA 461 protokolü kullanılarak çevrimsel yükleme testleri gerçekleştirilmiştir. Von Mises gerilmeleri, deformasyon şekiller, yük taşıma kapasitesi, rijitlik-yerdeğiştirme eğrileri ve kümülatif enerji tüketimi-yerdeğiştirme eğrileri incelenmiştir. Sonuçlara göre, yatay yüke maruz kalan 1M-Y100 modelinde uygulanan modüler bağlantı diğer bağlantı tiplerine kıyasla daha üstün performans göstermiştir. Özellikle, modüler bağlantının yük taşıma kapasitesi ve sünekliği, yapıların deprem gibi çevrimsel yüklere dayanıklılığını artırmıştır. 1G-Y100 ve 2G-Y100 çerçeveleri benzer davranış sergileyip yük taşıma kapasitelerinin de benzer olduğu görülmüştür. Sonlu eleman çalışmasından elde edilen grafikler incelendiğinde, 1G-D100 ve 2G-D100 modellerinin yük taşıma kapasitelerinin benzer olduğu ancak 1M-D100 modelinin daha yüksek bir kapasiteye sahip olduğu görülmüştür. Bununla birlikte, FEMA 461 protokolüne göre yapılan çevrimsel yükleme testleri, modüler bağlantıların düşük deformasyon ve daha stabil davranış sergilediğini göstermiştir. Ayrıca 1M-Ç modelinin çevrimsel yükler altında diğer modellere göre daha iyi rijitlik korunumu sağladığını ve yüksek enerji tüketimi, bu modelin daha fazla enerji absorbe etme kapasitesine sahip olduğunu ve dolayısıyla yüksek enerjili yükler altında daha dayanıklı olduğunu göstermektedir Sonuç olarak, çelik çerçevelerin bağlantı bölgelerinin tasarımı ve güçlendirilmesi yapının dayanımı için önemli olmaktadır. Çalışmada kullanılan farklı tip modüler bağlantıların, yapıların dayanıklılığını ve deprem performansını artırmada etkili bir çözüm olabileceği sonucuna varılmıştır.