Farklı çelik taşıyıcı sistem konfigurasyonlarının çelik yapı boyutlandırmasına etkisi

Abstract

Bu çalışmada, çelik bir binada geometrik özellikleri ve kullanım amaçları aynı olan, fakat taşıyıcı sistem konfigürasyonu farklı iki sistem çalışılmıştır. Birinci konfigürasyonda2.0 m aralıklarla teşkil edilen ikincil ara kirişler, ana kirişlere mafsallı olarak bağlanmaktadır. Akslardaki ana çerçeve kirişlerinin kolonlara bağlantısı kolonların zayıf eksenleri doğrultusunda mafsallı, kuvvetli eksenleri doğrultusunda rijit olarak kabul edilmiştir. İkinci konfigürasyonda ise2.0 m aralıklarla teşkil edilen ikincil ara kirişler, ana kirişlere mafsallı bağlanmakta, ana kirişlerde kolonlara mafsallı bağlanmaktadır. Çevre kirişler ise kolonlara rijit bağlanmaktadırlar. Her iki yapıda Kolonların ±0.00 kotunda, temele ankastre olarak mesnetlendiği göz önünde bulundurularak tasarım yapılmıştır.Tasarımda, taşıyıcı kirişler ve kolonlar Avrupa norm profilleri (kirişler için IPE ve HEA profilleri, kolonlar için HEA ve HEB profilleri) kullanılarak boyutlandırma yapılmıştır. Çelik sınıfı Fe37 yapı çeliği olarak seçilmiştir. Yapısal analizler SAP2000 programı ile gerçekleştirilmiştir. Birinci bölümde, bir yapı ana malzemesi olarak çelik tanıtılmış, çelik yapıların avantaj ve dezavantajları açıklanmıştır. İkinci bölümde, çelik yapıların tasarımları ve boyutlandırılması anlatılmış;üçüncü bölümde çalışmada kullanılan iki farklı konfigürasyonun tasarımı yapılmıştır. Son kısımda ise SAP2000 programı ile eşdeğer deprem yüklemesi altında performans değerlendirmesi yapılarak her iki konfigürasyonun yaklaşık maliyetleri karşılaştırılmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir.

In this study, two different structural framing system in a steel building with the same geometry are studied. The first framing configuration consists of secondary beams with 2.0 spacing which are simply connected to girders. Girder-column connections are assumed to be rigid about the strong axis of the column, whereas simple connections are used about the weak axis of the columns. The second configuration has also secondary beams with 2.0 spacing which are simply connected to girders. In this configuration, girders are assumed to be simply connected to columns. Perimeter girders and columns have moment connections. In both configurations, the first story columns are assumed to be fixed supported to the ground. During the design, European profiles are used (IPE for beams and columns, HEA and HEB for columns). Steel grade is taken as Fe37. Structural analyses are carried out using SAP2000. In first part of the study, steel as a structural material is introduced. Pros and cons of steel material are also discussed. In the second part, a brief summary of design principles of steel frames are given. In the last part of the study, performance evaluation of both framing configurations are carried out using SAP2000 structural analysis programs. The main outcomes of the study are discussed at the end of the study.