INVESTIGATION OF TRADITIONAL AND MODULLAR COLUMN-BEAM CONNECTION WITH FINITE ELEMENT METHOD UNDER DIFFERENT LOADING CONDITIONS

Aim: Damages to buildings as a result of earthquakes in our country and in the world; structural design can consist of concepts such as rigidity and ductility, as well as column-beam junction details. Column-beam connections of structures with a steel frame carrier system can be designed as a rigid connection where the moment is transferred by using bolts or welding connection tools, or as an articulated connection. In the literature and in practice, the column-beam junction detail in the bearing system can be made using two methods called modular and conventional methods. Method: In the study; the behavior of the column-beam connection under the effect of displacement-controlled load of the two-stories frame system constructed using a modular and conventional method was investigated using the Abaqus finite element program. Findings: The load-displacement values obtained from the finite element model, the stress distribution and the yield state in the joint area were compared according to the 100 mm vertical and 100 mm horizontal displacement-controlled loading condition of the bearing system created by using different methods. Conclusion: The developed modular frame system exhibited the strong column-weak beam principle, which is the desired system behavior according to the earthquake resistant building design principle. However, although the frame system created using the traditional method is more rigid and the load bearing capacity is higher than the modular frame system.

Keywords: Abaqus, Column-Beam Connection, Developed Modules System

Doi:10.17366/uhmfd.2022.18.7

Amaç: Ülkemizde ve dünyada meydana gelen depremler sonucu yapılarda oluşan hasarlar; yapı tasarımı, rijitlik, süneklilik gibi kavramların yanı sıra kolon-kiriş birleşim detaylarındaki hatalardan oluşabilmektedir. Taşıyıcı sistemi çelik çerçeve olan yapıların kolon-kiriş bağlantıları bulon veya kaynak birleşim aracı kullanılarak momentin aktarıldığı rijit bağlantı şeklinde ya da moment aktaran mafsallı bağlantı şeklinde tasarlanabilmektedir. Literatürde ve pratikte taşıyıcı sistemdeki kolon-kiriş birleşim detayı; modüler ve geleneksel yöntem olarak isimlendirilen iki yöntem kullanılarak yapılabilmektedir. Yöntem: Çalışmada, geliştirilmiş modüler ve geleneksel yöntem kullanılarak oluşturulmuş iki katlı çerçeve sisteminin deplasman kontrollü yük etkisi altında kolon-kiriş birleşim bölgesinin davranışı Abaqus sonlu eleman programı kullanılarak incelenmiştir. Bulgular: Çalışmada farklı yöntemler kullanılarak oluşturulmuş taşıyıcı sistemin, 100mm düşey ve 100 mm yatay deplasman kontrollü yükleme durumuna göre sonlu eleman modelinden elde edilen yük-deplasman değerleri, gerilme dağılımı ve birleşim bölgesindeki akma durumu karşılaştırılmıştır. Sonuç: Geliştirilmiş modüler çerçeve sistemi depreme dayanıklı bina tasarımı ilkesine göre istenilen sistem davranışı olan güçlü kolon-zayıf kiriş ilkesini sergilemiştir. Geleneksel yöntem kullanılarak oluşturulmuş çerçeve sisteminin daha rijit ve yük taşıma kapasitesinin daha fazla olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Abaqus, Geliştirilmiş Modüler Sistem, Kolon-Kiriş Birleşimi

Doi:10.17366/uhmfd.2022.18.7