Computer aided fully-stressed design of steel structures

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, çerçevelerden oluşan çelik yapıların boyutlandırılması incelenmiş ve bir bilgisayar programı geliştirilerek bir uygulama yapılmıştır. Program; (aî düğüm nokta deplasmanları ve çubuk uç kuvvetlerinin bulunması, (b) çubuk kesitlerinin ve gerilme değerlerinin iterative hesap yaparak Mn verilen gerilmeye en yakın değerler olarak bulunması, (c) yapıya gelen deprem kuvveti ve burulma etkilerinin bulunması işlemlerini yapan üç ana alt programdan oluşmuş ve simetri, bilinen deplasmanlar, sıcaklık değişmesi, yarı-rijid kolon kiriş birleşimleri, elastik mesnet özel halleri için de çözüm yapacak şekilde hazırlanmıştır. Tapılan uygulamada boyutlandırma adım adım yapılmıştır. İlk adımda düşey yükler altında çubuk kesitleri bulunmuş ve yapıya gelen deprem etkisi altında kat kesme kuvvetleri yapının burulma etkisi de göz önüne alınarak düğüm noktalarına dağıtılmıştır. Diğer adımlarda düşey ve bir önceki adımda bulunan yatay yükler altında yeni çubuk kesitleri ve yatay yük dağılımı bulunmuştur. Hesaba bir önceki adımda bulunan kesitlerle aynı veya yeterince yakın kesitlerin bulunduğu adımda son verilir. Son adıma karar verirken, yapının ağırlığı ve yatay yük değerlerinin bir önceki adıma göre çok az artmış olması göz önüne alman diğer faktörler olmuştur.

IV ABSTRACT In this study, the computer aided fully-stressed design of a steel framed structure is presented. The program developed for this purpose contains; (a) structural analysis, (b) design process and optimization of member sizes, (c) additional effects due to the irregularities of the building. Part (a) includes the special cases encountered in practice such as symmetry, known deformations, temperature changes, semi-rigid connections, elastic supports. In the design process part (b), consideration is given to the Turkish Design Codes and optimization involves only fully-stressed design criteria. The third item (c) contains the calculation of earthquake loads and the consideration of torsion due to irregularities of the building. The program performs the structural analysis and design by using an iterative process. The first step of this process is the initial selection of member section under gravity loads alone and the determination of lateral load distribution due to earthquake loads by using equivalent static force method. In the other steps, member sections are reselected under combined action of gravity and lateral loads. During the iteration process a new lateral load distribution is obtained until the final member sizes and the lateral load distribution match with those of the previous step.