Yapısal çelik tasarımında yeni bir zorluk: Aşamalı göçme

Aşamalı göçme 45 yıl önce keşfedilen fakat son yıllarda bilinirlik kazanan bir yapısal tasarım zorluğudur. ASCE 7-05 tarafından başlangıçtaki bir bölgesel ve yapısal yıkımın elemandan elemana yayılması sonucunda, bir yapının bütünün çökmesi ya da orantısız olarak büyük bir kısmının çökmesi şeklinde tanımlanır. Bu çalışmada çaprazlı çelik çerçeve sistemlerin aşamalı göçme analizlerini örneklendirmek için iki vaka çalışması ele alınmıştır. Birleşik Devletler, Kanada ve Avrupa?dan ilgili tasarım kodları ve ilgili makaleler vaka çalışmalarının anlaşılırlığını artırır geniş bir literatür sağlamak için özetlenmiştir. İlk vaka çalışmasında on katlı iki prototip çaprazlı çelik çerçevenin aşamalı göçme potansiyelleri araştırılmıştır. Bunlar farklı deprem sınıfları için önceden tasarlanmış özel merkezi çelik çaprazlı çerçeve (ÖMÇÇ) ve dışmerkez çelik çaprazlı çerçevedir (DMÇÇ). UFC 4-023-03 gibi aşamalı göçmeye yönelik güncel tasarım kodlarında ortaya konulan Alternatif Yol Yöntemi (AYY) uygulanmıştır. Bu bağlamda, farklı kat seviyelerindeki kritik kolon ve ilişkili çaprazların modelden çıkartılması sonucunda zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz yöntemi uygulanmıştır. Burada eleman eksiltmeleri olağandışı bir olay sonucunda oluşan başlangıçtaki bir bölgesel ve yapısal yıkımı temsil etmiştir. Analiz sonuçları ÖMÇÇ?nin son iki katta ve DMÇÇ?nin ilk üç katta aşamalı göçme potansiyeline sahip olduğunu göstermiştir. İkinci vaka çalışmasında doğrusal olmayan dinamik analiz sonuçları kullanılarak UFC?e göre hesaplanan ve doğrusal olmayan statik analizde dinamik etkiyi temsil eden dinamik artırım katsayısının doğruluğu araştırılmıştır. Bazı eleman eksiltme durumlarında şartnameye göre hesaplanan kat sayı güvensiz tarafta kaldığından, söz konusu denklemin çaprazlı çerçevelerde kullanımı ileri araştırma gerektirmektedir.