Evaluation of state-of-the-art capacity design approach to seismic design of steel concentrically braced frames

Abstract

Aktif deprem bölgelerinde yaygın kullanılan süneklik düzeyi yüksek çelik merkezi çaprazlı çerçeveler (MÇÇ) için güncel Amerikan, Kanada ve Türkiye sismik tasarım yönetmeliklerinde tasvir edilen kapasite tasarımı yaklaşımına göre, MÇÇ’lerdeki kolon ve kirişler, çaprazların doğrusal olmayan çevrimsel davranışını göz önüne alan, iki farklı yapısal analiz gözetilerek tasarlanmaktadır. Bu yapısal analiz hallerinde göz önüne alınan mekanizma durumu ve tüm katlardaki çapraz elemanların aynı anda aynı sınır duruma ulaştığı kabulü, bahsedilen kapasite tasarımı yaklaşımının en belirleyici özelliklerini oluşturmaktadır. Bu çalışmanın amacı, literatürde iyi bilinen az sayıdaki çalışmaya dayanan bu kabullerin geçerliliğini incelemek ve tasarım alışkanlıklarını değiştirmeden, geleneksel yaklaşıma alternatif, dengeli bir boyutlandırma yöntemi önermektir. MÇÇ’ler için öncü yönetmeliklerce gözetilen kapasite tasarımı yaklaşımını irdelemek amacıyla, iki farklı çapraz düzeni ve boyutlandırma yaklaşımı kullanılarak boyutlandırılan MÇÇ’lerin doğrusal olmayan davranışları statik ve dinamik yükler etkisinde incelenmiştir. Sonuçlar, en büyük ve kalıcı göreli kat ötelemesi taleplerinin yanı sıra, çaprazlarda oluşan süneklik talepleri bakımından karşılaştırılarak tartışılmıştır. Çalışma sonucunda, güncel kapasite tasarımı yaklaşımında göz önüne alınan mekanizma durumunun ve kabullerin deprem etkisinde gerçekleşme ihtimalinin düşük olduğu; önerilen dengeli boyutlandırma yaklaşımının ise geleneksel yaklaşıma göre %8’lik bir tonaj artışıyla sismik taleplerde ciddi düşüşler sağladığı görülmüştür.