Çelik Levhalı Perde-Çerçeve Binaların Dinamik Analizi İçin Bir Yaklaşım

Çelik binalarda depreme karşı kullanılan taşıyıcı sistemlerden birisi de çelik levhalı perde-çerçeve sistemlerdir. 1970’li yıllardan itibaren Amerika, Kanada ve Japonya gibi ülkelerdeki çelik binalarda, çelik levhalı perde duvarlar kullanılmaya başlanmış olup son yıllarda ise kullanımı tüm dünyada yaygınlaşmıştır. Bu bildiride, malzeme ve geometrik özellikleri bina yüksekliği boyunca üniform olan çelik levhalı perde-çerçeve sistemlerden oluşan binaların dinamik analizi için bir yaklaşım önerilmiştir. Çalışmada sürekli sistem hesap modeli, çelik levhalı perde-çerçeve sistemlerin dinamik analizine uyarlanmıştır. Sunulan yöntemle binanın periyot, etkin kütle gibi dinamik karakteristikleri belirlenebildiği gibi, spektral analiz ile tepe noktası deplasmanı ve taban kesme kuvveti de kolay bir şekilde elde edilmektedir. Makalenin sonunda, literatürden alınmış olan bir örnek hem sunulan yöntem ile hem de SAP2000 programı ile çözülmüş ve elde edilen sonuçlar literatürdeki sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak sunulan yöntemin, sonlu elemanlar yöntemine yeter derecede yakın sonuçlar verdiği gözlenmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Çelik levhalı perde duvar, Serbest titreşim, Spektral analiz

PDF

___

[1] R. J. Love, K. Yu, S. McNeill and D. Zepeda, “Retrofit of a critical care facility in los angeles with steel plate shear walls”, in Structures Congress 2008: Crossing Borders, Vancouver, Canada, 2008.
[2] A. K. Bhowmick, R. G. Driver and G. Y. Grondin, “Application of ındirect capacity design principles for seismic design of steel-plate shear walls”, Journal of Structural Engineering, vol. 137, no. 4, pp. 521-530, 2011.
[3] E. Alavi and F. Nateghi, “Experimental study of diagonally stiffened steel plate shear walls”, Journal of Structural Engineering, vol. 139, no. 11, pp. 1795-1811, 2013.
[4] J. G. Nie, L. Zhu, J. S. Fan and Y. L. Mo, “Lateral resistance capacity of stiffened steel plate shear walls”, Thin-Walled Structures, vol. 67, pp. 155-167, 2013.
[5] M. Koppal and M. R. Eatherton, “Perforated Steel Plate Shear Walls for Tunable Seismic Resistance”, in Structures Congress 2013: Bridging Your Passion with Your Profession, Pittsburgh, Pennsylvania, 2013.
[6] A. K. Bhowmick, G. Y. Grondin and R. G. Driver, “Nonlinear seismic analysis of perforated steel plate shear walls”, Journal of Constructional Steel Research, vol. 94, pp. 103-113, 2014.
[7] M. H. Asl and M. Safarkhani, “Seismic behavior of steel plate shear wall with reduced boundary beam section”, Thin-Walled Structures, vol. 116, pp. 169-179, 2017.
[8] D. M. Dowden and M. Bruneau, “Dynamic shake-table testing and analytical ınvestigation of self-centering steel plate shear walls”, Journal of Structural Engineering, vol. 142, no. 10, 2016.
[9] X. T. Wang and C. D. Xie, “Experimental and numerical ınvestigation of steel beam-to-cfst column frame-thin steel plate shear walls with cross stiffness", International Journal of Steel Structures, vol. 19, pp. 1895-1910, 2019.
[10] J. G. Yu, X. T. Feng, B. Li and J. P. Hao, “Cyclic performance of cross restrained steel plate shear walls with transverse braces”, Thin-Walled Structures, vol. 132, pp. 250-264, 2018.
[11] V. N. Baikov and E. E. Sigalov, “Reinforced Concrete Structures”, MIR Publishers, 1981.
[12] K. B. Bozdoğan, D. Öztürk and A. Nuhoğlu, “A practical method for dynamic analysis of multistorey buildings according to continuum approximation model”, Journal of Engineering and Natural Sciences, 2005.
[13] B. S. Smith and E. Crowe, “Estimating periods of vibration of tall buildings”, Journal of Structural Engineering, vol. 112, no. 5, pp. 1005-1019, 1986.
[14] S. Bilyap, “Betonarme Yüksek Yapılarda Perde Çerçeve Sistemlerinin Yatay Kuvvetlere Göre Hesabı”, Ege Üniversitesi Matbaası, 1979.
[15] Y. Ertutar and B. Arısoy, “Computation of the shear stiffness for the combined shear wall with multi span systems”, Housing Science, vol. 18, pp. 105-112, 1994.
[16] K. A. Zalka, “A simplified method for calculation of the natural frequencies of wall-frame buildings”, Engineering Structures, vol. 23, pp. 1544-1555, 2001.
[17] C. Topkaya and C. O. Kurban, “Natural periods of steel plate shear wall systems”, Journal of Constructional Steel Research, vol. 65, pp. 542-551, 2009.
[18] Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Ankara, 2018.