I profil kullanarak kolon-taban levha bağlantısında analiz

Kolon kesiti, W18x158 olan binanın kolon ayağında taban levha boyutları 30x20 in (762x508 mm) ve kalınlığı 2 in (50.8 mm) olarak alınmış ve 1 in (25.4 mm) çapında dört adet bulon kullanılmıştır. 1 in (25.4 mm) çapında bulon için boşluk çapı 1 13/16 in (46.0 mm)'dir. Çelik malzemesi ise (Grade 36) Fy = 36 ksi (244.8 MPa), beton blok basınç dayanımı fc´= 4 ksi (27.2 MPa) olarak belirlenmiştir. Analiz sonucunda 4 farklı yatay yük değeri için elde edilen Von Mises, Rankine, Tresca ve Bach gerilmeleri Şekil 8.46, 8.47, 8.48 ve 8.49'da görülmektedir. Şekil 8.50, 8.51, 8.52 ve 8.53'te bu dört farklı tipteki gerilmenin taban levhasındaki dağılımı ve gerilme değerleri verilmiştir. Şekil 8.54'te ise 400 kN (88.185 kip) yatay yük değerine göre kolon taban levha bağlantısında dört tip gerilme dağılımı gösterilmektedir.

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

ġekil 8.50. Taban levhasındaki gerilme dağılımları (Yatay yük 100 kN)

ġekil 8.52. Taban levhasındaki gerilme dağılımları (Yatay yük 300 kN)

a) Von Mises gerilmesi b) Rankine gerilmesi

c) Tresca gerilmesi d) Bach gerilmesi

8.2.2 I profili kolon ve taban levha kalınlığı 1 in (25.4mm) kullanarak kolon taban levha bağlantısında analiz

Kolon kesiti, W18x158 olan binanın kolon ayağında taban levha boyutları 30x20 in (762x508 mm) olarak alınmış ve 1 in (25.4 mm) çapında dört adet bulon kullanılmıştır. 1 in (25.4 mm) çapında bulon için boşluk çapı 1 13/16 in (46.0 mm)'dir. Çelik malzemesi ise (Grade 36) Fy = 36 ksi (244.8 Mpa), beton blok basınç dayanımı fc´=4 ksi (27.2 MPa) olarak belirlenmiştir. Burada AISC yönetmeliğine göre 2 in (50.8 mm) olarak hesaplanan taban levha kalınlığından daha az kalınlıkta olmak üzere 1 in (25.4 mm) levha kalınlığı kullanılmıştır. Analiz sonucunda 4 farklı yatay yük değeri için elde edilen Von Mises, Rankine, Tresca ve Bach gerilmeleri Şekil 8.55, 8.56, 8.57 ve 8.58'de görülmektedir. Şekil 8.59, 8.60, 8.61 ve 8.62'de bu dört farklı tipteki gerilmenin taban levhasındaki dağılımı ve gerilme değerleri verilmiştir. Şekil 8.63'te ise 400 kN (88.185 kip) yatay yük değerine göre kolon taban levha bağlantısında dört tip gerilme dağılımı gösterilmektedir.

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

ġekil 8.59. Taban levhasındaki gerilme dağılımları (Yatay yük 100 kN)

ġekil 8.61. Taban levhasındaki gerilme dağılımları (Yatay yük 300 kN)

a) Von Mises gerilmesi b) Rankine gerilmesi

c) Tresca gerilmesi d) Bach gerilmesi

8.2.3 I kesitli kolon kullanarak rijitleĢtirilmiĢ kolon taban levha bağlantısında analiz

Kolon kesiti, W18x158 olan binanın kolon ayağında taban levha boyutları 30x20 in (762x508 mm) ve kalınlığı 2 in (50.8 mm) olarak alınmış ve 1 in (25.4 mm) çapında dört adet bulon kullanılmıştır. 1 in (25.4 mm) çapında bulon için boşluk çapı 1 13/16 in (46.0 mm)'dir. Çelik malzemesi ise (Grade 36) Fy = 36 ksi (244.8 MPa), beton blok basınç dayanımı fc´= 4 ksi (27.2 MPa) olarak belirlenmiştir. Burada yüksekliği 11.811 in (300 mm), kalınlığı 0.787 in (20 mm) olan nervürler kolona ve taban levhasına kaynakla birleştirilmiştir. Analiz sonucunda 4 farklı yatay yük değeri için elde edilen Von Mises, Rankine, Tresca ve Bach gerilmeleri Şekil 8.64, 8.65, 8.66 ve 8.67'de görülmektedir. Şekil 8.68, 8.69, 8.70 ve 8.71'de bu dört farklı tipteki gerilmenin taban levhasındaki dağılımı ve gerilme değerleri verilmiştir. Şekil 8.72'de ise 400 kN (88.185 kip) yatay yük değerine göre kolon taban levha bağlantısında dört tip gerilme dağılımı gösterilmektedir.

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

ġekil 8.68. Taban levhasındaki gerilme dağılımları (Yatay yük 100 kN)

ġekil 8.70. Taban levhasındaki gerilme dağılımları (Yatay yük 300 kN)

a) Von Mises gerilmesi b) Rankine gerilmesi

c) Tresca gerilmesi d) Bach gerilmesi

8.2.4 Kutu kesitli kolon kullanarak kolon taban levha bağlantısında analiz

Burada kolon kesiti olarak I kesit yerine, HSS 12 12 5/8 kutu kesitli profil kullanılmıştır. Bina için Bölüm 6ʼda belirlenen taban levha boyutları 30x20 in (762x508 mm) ve kalınlığı 2 in (50.8 mm) olan taban levhasının aynısı alınmış ve 1 in (25.4 mm) çapında dört adet bulon kullanılmıştır. 1 in (25.4 mm) çapında bulon için boşluk çapı 1 13/16 in (46.0 mm)'dir. Çelik malzemesi ise (Grade 36) Fy = 36 ksi (244.8 MPa), beton blok basınç dayanımı fc´=4 ksi (27.2 MPa) olarak belirlenmiştir. Analiz sonucunda 4 farklı yatay yük değeri için elde edilen Von Mises, Rankine, Tresca ve Bach gerilmeleri Şekil 8.73, 8.74, 8.75 ve 8.76'da görülmektedir. Şekil 8.77, 8.78, 8.79 ve 8.80'de bu dört farklı tipteki gerilmenin taban levhasındaki dağılımı ve gerilme değerleri verilmiştir. Şekil 8.81'de ise 400 kN (88.185 kip) yatay yük değerine göre kolon taban levha bağlantısında dört tip gerilme dağılımı gösterilmektedir.

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

ġekil 8.77. Taban levhasındaki gerilme dağılımları (Yatay yük 100 kN)

ġekil 8.79. Taban levhasındaki gerilme dağılımları (Yatay yük 300 kN)

a) Von Mises gerilmesi b) Rankine gerilmesi

c) Tresca gerilmesi d) Bach gerilmesi

8.2.5 Boru kesitli kolon kullanarak kolon taban levha bağlantısında analiz

Burada kolon kesiti olarak I kesit yerine, HSS 12.75 0.50 boru kesitli profil kullanılmıştır. Bina için Bölüm 6 ʼda bulunan taban levha boyutları 30x20 in (762x508 mm ) ve kalınlığı 2 in (50.8 mm) olan taban levhasının aynısı alınmış ve 1 in (25.4 mm) çapında dört adet bulon kullanılmıştır. 1 in (25.4 mm) çapında bulon için boşluk çapı 1 13/16 in (46.0 mm)'dir. Çelik malzemesi ise (Grade 36) Fy = 36 ksi (244.8 MPa), beton blok basınç dayanımı fc´=4 ksi (27.2 MPa) olarak belirlenmiştir. Analiz sonucunda 4 farklı yatay yük değeri için elde edilen Von Mises, Rankine, Tresca ve Bach gerilmeleri Şekil 8.82, 8.83, 8.84 ve 8.85'te görülmektedir. Şekil 8.86, 8.87, 8.88 ve 8.89'da bu dört farklı tipteki gerilmenin taban levhasındaki dağılımı ve gerilme değerleri verilmiştir. Şekil 8.90'da ise 400 kN (88.185 kip) yatay yük değerine göre kolon taban levha bağlantısında dört tip gerilme dağılımı gösterilmektedir.

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

a) Yatay yük =22.046 kip (100 kN) b) Yatay yük =44.092 kip (200 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük =495 kip (2201.76 kN)

c) Yatay yük = 66.139 kip (300 kN) d) Yatay yük =88.185 kip (400 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN) Eksenel yük = 495 kip (2201.76 kN)

ġekil 8.85. Maksimum Bach gerilmesi

ġekil 8.86. Taban levhasındaki gerilme dağılımları (Yatay yük 100 kN)

ġekil 8.88. Taban levhasındaki gerilme dağılımları (Yatay yük 300 kN)

a) Von Mises gerilmesi b) Rankine gerilmesi

c) Tresca gerilmesi d) Bach gerilmesi

ġekil 8.90. 400 kN yatay yük değerinde Von Mises, Rankine, Tresca ve Bach gerilme dağılımları Çizelge 8.2ʼde tüm kolon-taban levhası bağlantı tipleri için yapılan analizler sonucunda 100 kN yük kademesi için gözlenen gerilme dağılımlarının ve kolon üst ucu yatay deplasman değerlerinin karşılaştırması yapılmıştır. Diğer yük kademeleri için yapılan analizlerde, özellikle taban levhası üzerinde 100 kN yük kademesinde elde edilen gerilme dağılımlarının devam ettiği ve gerilme ve deplasman değerlerinin artış gösterdiği gözlenmiştir. Çizelgedeki değerlere göre en iyi davranış rijitleştirici levhalı bağlantıda, en istenmeyen davranış levha kalınlığının 1 in (25.4 mm) olduğu bağlantıda elde edilmiştir. Binada büyük eksenel yük olmasından dolayı kolon taban levha

bağlantısındaki gerilme değerlerinin sanayi yapısındaki değerlere göre daha büyük olduğu gözlenmiştir.

Çizelge 8.2. Binada kullanılan kolon taban levha tiplerinin karşılaştırılması

Kolon taban levha bağlantı tipleri *_W18x158 kolon + taban levha kalınlığı=2 in (50.8 mm) W18x158 kolon+ taban levha kalınlığı=1 in (25.4 mm) W18x158 kolon+ rijitleĢtirici nervür+ taban levha kalınlığı=2 in (50.8 mm) HSS 12x12x5/8 kolon+ taban levha kalınlığı=2 in (50.8 mm) HSS 12.75x0.50 kolon + taban levha kalınlığı=2 in (50.8 mm) Deplasmanlar _{8.1 mm 103.2 mm 4.4 mm 14.8 mm 25.1 mm} Deplesman oranları 1.00 12.74 0.54 1.83 3.01 Maks. Von Mises gerilmeleri (100 kN)

1059.98 MPa 8261.93 MPa 933.65 MPa 1690.07 MPa 2372.91 MPa

Gerilme oranları 1.00 7.79 0.88 1.59 2.24 Kolonda oluĢan gerilme dağılımı Kolon alt ucunda ve kolon başlıkları hizasında dağılım Kolon alt ucunda ve başlıklar hizasında daha az dağılım Gerilme dağılımı nervürlerin üstünde çok küçük bir bölgede oluşmakta Kolon alt ucunda ve taban levhasıyla bağlantı bölgesinde kolon kenarları boyunca Kolon alt ucunda az miktarda dağılım Levha üzerinde oluĢan gerilme dağılımı Kolon başlıklarında ve bulon etrafında dağılımlar orta derecede Kolon başlıklarında ve bulon etrafında dağılımlar az derecede Gerilmeler bulon etrafında az bir alana yayılı Levha üzerinde daha çok yayılı gerilme dağılımı Levha üzerinde çok fazla yayılı gerilme dağılımı

*

dört farklı yatay yük durumu için gösterilmiştir. Sanayi yapısında taban levhasında daha çok gerilme oluşmaktadır. Yatay yük artıkça gerilme değerleri artmakta ve binada sanayi yapısına göre çok büyük gerilme değerleri elde edilmektedir.

Çizelge 8.3. Sanayi yapısı ve bina kolon-taban levhası birleşiminde Von Mises gerilmelerinin karşılaştırılması (Yatay yük=100 kN)

Kolon tipi Yapı türü

Sanayi yapısı Bina

I profil I profil kolon ve taban levha kalınlığı 1 in (25.4mm)

Çizelge 8.3, 8.4, 8.5 ve 8.6 ʼda beş farklı bağlantı tipi için yapılan analiz sonuncundan alınan taban levhada Von Mises gerilme dağılmı sanayi yapısı ve binada

Çizelge 8.3. (Devam). Sanayi yapısı ve bina kolon-taban levhası birleşiminde Von Mises gerilmelerinin karşılaştırılması (Yatay yük=100 kN)

Rijitleştirilmi -ş kolon taban levha

Kutu profil

Çizelge 8.4. Sanayi yapısı ve bina kolon-taban levhası birleşiminde Von Mises gerilmelerinin karşılaştırılması (Yatay yük= 200 kN)

Kolon tipi Yapı türü

Sanayi yapısı Bina

I profil I profil kolon ve taban levha kalınlığı 1 in (25.4mm) Rijitleştirilmi -ş kolon taban levha

Çizelge 8.4. (Devam). Sanayi yapısı ve bina kolon-taban levhası birleşiminde Von Mises gerilmelerinin karşılaştırılması (Yatay yük= 200 kN)

Kutu profil

Boru profil

Çizelge 8.5. Sanayi yapısı ve bina kolon-taban levhası birleşiminde Von Mises gerilmelerinin karşılaştırılması (Yatay yük= 300 kN)

Kolon tipi Yapı türü

Sanayi yapısı Bina

Çizelge 8.5. (Devam). Sanayi yapısı ve bina kolon-taban levhası birleşiminde Von Mises gerilmelerinin karşılaştırılması (Yatay yük= 300 kN)

I profil kolon ve taban levha kalınlığı 1 in (25.4mm) Rijitleştirilmi -ş kolon taban levha Kutu profil Boru profil

Çizelge 8.6. Sanayi yapısı ve bina kolon-taban levhası birleşiminde Von Mises gerilmelerinin karşılaştırılması (Yatay yük =400 kN)

Kolon tipi Yapı türü

Sanayi yapısı Bina

I profıl I profil kolon ve taban levha kalınlığı 1 in (25.4mm) Rijitleştirilmi -ş kolon taban levha

Çizelge 8.6. (Deavm). Sanayi yapısı ve bina kolon-taban levhası birleşiminde Von Mises gerilmelerinin karşılaştırılması (Yatay yük =400 kN)

Kutu profil

9. KOLON TABAN LEVHA BĠRLEġĠMĠ UYGULAMALARINDA GÖZLENEN