Guse açısı ve berkitme tipinin statik yük etkisi altındaki kolon-kiriş birleşim davranışına etkisi

Çelik yapılarda kolon-kiriş birleşim bölgeleri yapısal davranışta etkin rol oynamaktadır. Depreme dayanıklı yapı tasarım ilkelerinden güçlü kolon-zayıf kiriş ilkesine göre, birleşim bölgesinin kirişten daha güçlü olması ve plastik mafsalın kirişte oluşması istenmektedir. Bu kapsamda, çelik yapılarda kolon-kiriş birleşim bölgesi guseler ile güçlendirilmektedir. Bu çalışmada, guseli kolon-kiriş birleşim bölgeleri sayısal olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında, 15, 30 ve 45 dereceli üç farklı açıda guse elemanı esas alınarak model birleşimler oluşturulmuştur. Her bir model için kolon panel bölgesini güçlendirecek düz ve diyagonal olarak tasarlanmış altı farklı berkitme tipi incelenmiştir. Toplamda 21 adet sonlu eleman modeli Abaqus programı yardımıyla oluşturulmuş ve 100mm düşey yerdeğiştirme kontrollü yükleme durumunda analiz edilmiştir. Modellemede birleşim bölgesindeki tüm bileşenler ayrı ayı modellenip gerekli olan temas ve sürtünme yüzeyleri tanımlanarak idealleştirme yapılmıştır. Sonlu eleman modellerin analizinde iki aşamalı çözümleme yapılmıştır. Birinci aşamada birleşim bölgesindeki bulonlara verilen öngerme kuvveti analiz edildikten sonra, ikinci aşamadaki düşey yerdeğiştirme durumunda birleşim bölgesi çözümlenmiştir. Yapılan analizlerde guse açısı ve berkitmelerin kolon-kiriş birleşim bölgesindeki davranışa etkilerinin değerlendirilebilmesi için Von Mises gerilme dağılımları, plastik şekil değiştirmeleri, yük deplasman eğrileri ve plastik mafsal oluşumu gibi birleşim değerlendirme indeksleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Çalışma sonucu, 30 ve 45 dereceli guse açıları için, her ikisi de yönetmeliklerdeki koşulları sağlarken, 30 dereceli guse açısı 45 dereceli guseye oranla birleşimin taşımı gücünü daha fazla artmasından dolayı incelenen 15,30 ve 45 dereceli guse açıları arasında en uygun açı olarak tanımlanmıştır. Son olarak, guseli birleşimlerde panel bölgesini güçlendirmek ve burkulmasını önlemek için incelenen altı farklı berkitme tipi arasında, üç paralel ve K berkitmeli birleşim tipi en uygun berkitme tipi olarak belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: Kolon kiriş birleşim bölgesi, guse, guse açısı, berkitme levhaları, Sonlu elemanlar yöntemi, Abaqus