Moment Aktaran Çelik Çerçeve Sistemleri
ANSI/AISC 341-16 sismik tasarım yönetmeliği, üç tür moment aktaran çelik çerçeveler tanımlanmıştır. Süneklik düzeyi sınırlı çerçeveler, sınırlı düzeyde elastik olmayan deformasyonlara dayanacak şekilde tasarlanmış çerçevelerdir. Süneklik düzeyi orta çerçeveler, orta düzeyde elastik olmayan deformasyonlara dayanacak şekilde tasarlanmış çerçevelerdir. Süneklik düzeyi yüksek çerçeveler, büyük elastik olmayan deformasyonlara dayanacak şekilde tasarlanmış çerçevelerdir.
Birleşim davranışı, bir moment-dönme eğrisi ile temsil edilebilmektedir. Bu moment-dönme eğrisi göz önüne alınarak, tipik bir birleşimin, mukavemeti, rijitliği ve sünekliğini tanımlayan çeşitli kategorilere göre gruplandırılabilmektedir. Birleşimler başlangıç rijitliğine bağlı olarak da tam rijit, yarı rijit ve basit birleşim olarak üç ana kategoride sınıflandırılmaktadır. Tam rijit birleşim, kolon dönmesinin kiriş dönmesine tam eşit olduğu, basit birleşim ise kiriş ucunun kolonu etkilemeden serbestçe döndüğü bir birleşimdir.
Kaynaklı moment çerçeve birleşimlerinin, moment aktaran çerçeveler için dayanım, rijitlik ve süneklik açısından en iyi birleşimler olduğu kabul edilmiştir. Ancak, 1994 Northridge depreminden sonra, bu tür birleşimlerin süneklik ile ilgili yetersiz performans gösterdiği ve beklenmedik gevrek kırılmaların meydana geldiği görülmüştür. Kaynaklı birleşimlere alternatif olarak, bulonlu birleşimler ile daha yüksek deformasyon kapasitesi ve tam kaynaklı birleşimlerle karşılaştırılabilir bir rijitlik ve mukavemet düzeyi sağlanmıştır. Bulonlu Çift Te Moment birleşimlerin yüksek sünek davranışı, plastik mafsalın kiriş içinde oluşması ile veya panel bölgesinin plastikleşmesi (kesme kuvveti altında akması) ile sağlanabilmektedir.
Günümüzde, süneklik düzeyi yüksek çerçeveler ve süneklik düzeyi normal çerçevelerde kullanılan moment birleşimlerinin ilgili yönetmeliklerde verilen ve önceden yeterliği kanıtlanmış moment birleşimleri arasından seçilmesi gerekmektedir.
AISC 358-16 yönetmeliğine göre bir birleşimin yeterliği kanıtlanmış olarak sınıflandırabilmesi için süneklik düzeyi yüksek çerçevelerde 0,04 radyan ve süneklik düzeyi normal çerçeveler ise 0,02 radyan toplam dönme açısında birleşimin moment kapasitesinin kiriş plastik moment kapasitesinin %80’nin altına düşmemesi gerekmektedir.
Süneklik düzeyi yüksek çerçevelerde plastikleşme beklenen (deprem enerjisini tüketen) bölgelere korunmuş bölge adı verilmektedir. Çift Te Moment birleşimlerin korunmuş bölgesi, kolon yüzünden T-parça gövdesinin sonuna kadar olan bölgedir. Korunmuş bölgede elemanların; doğrusal olmayan davranışını olumsuz yönde etkileyecek boşluklara, ani kesit değişikliğine, tali kiriş birleşimlerine, kesme çivisi (shear stud) kullanılmasına ve kaynaklamaya (ısıl işlem uygulama) izin verilmemektedir.
Yüksek sünek çelik çerçeve sistemlerin deprem etkisi altında gereken performansı göstermesi için kolon-kiriş birleşimlerinin yeterli mukavemette boyutlandırılması gerekmektedir. Depreme dayanıklı yüksek sünek moment çerçeve sistemlerde kirişlerde plastik mafsal oluşması istenmektedir. Böylelikle, birleşim bölgesinde oluşması muhtemel akma, buruşma ve panel bölgesi yük tasıma kaybı durumlarının oluşması engellenmiş olur. Kiriş süreklilik levhaları arasında kalan kolon bölgesine ‘Panel Bölgesi’ denir.
Kolon-kiriş panel bölgesinde kayma gerilmelerinin ulaştığı değerlerin göz ardı edilmemesi gerekmektedir. Eğer panel bölgesinde burkulma engellenemiyorsa, takviye levhaları veya diyagonal berkitme levhaları kullanılmalıdır.
