Flange and web local buckling in beam plastic hinge regions of welded Steel Moment Frames (SMF) can prevent the beam-column connections to achieve adequate plastic rotations under earthquake induced forces. Reducing the web-flange slenderness ratios is the most effective way in preventing local member buckling as stipulated in the latest earthquake specifications. However, older steel beam-column connections that lack the adequate slenderness ratios stipulated for new SMFs are vulnerable to local plastic buckling. This study investigates postponing the formation of local buckles in beam flanges and webs at the plastic hinge region of modified SMF connections (welded haunch) by the use of externally bonded Glass Fiber Reinforced Polymers (GFRP). The research includes finite element (FE) modeling. The energy dissipation capacity of existing SMF connections is anticipated to increase with GFRP laminates bonded to flanges of beams in plastic hinge locations. Cantilever beams with and without GFRP were analyzed under quasi-static cyclic loading and the effects to the plastic local buckling of the GFRP laminates added to the steel beams were observed. Both geometric and material nonlinearities are considered. The mechanical properties of the GFRP material were obtained through standard ASTM tests and were utilized directly in the FE model. Steel beams with flange slenderness ratios of 8 to 12 and web slenderness ratios of 40-60-80 were analyzed. Results indicate that GFRP strips can effectively delay the formation of local plastic buckling in the plastic hinge region.

Moment aktaran süneklik düzeyi yüksek çelik çerçevelerin (SDYÇ) bir deprem esnasında kiriş plastik mafsal bölgelerinde oluşabilecek başlık ve gövde mevzi burkulmaları, bu sistemlerin arzu edilen plastik dönme değerlerine ulaşmalarını engelleyebilir. Mevzi burkulmaların önüne geçebilmenin başlıca yolu, güncel deprem şartnamelerinin de öngördüğü gibi, başlık ve gövde narinlik oranlarının küçültülmesidir. Ancak yeni yapılacak SDYÇ'ler için şart koşulan narinlik oranlarına sahip olmayan mevcut çelik çerçeve kiriş-kolon birleşimleri başlık ve gövde mevzi burkulmalarına karşı korunmasız durumdadırlar. Mevcut çalışmada modifiye edilmiş SDYÇ'lerin (kaynaklı kemer takviyesi) plastik mafsal bölgesindeki başlık ve gövde mevzi burkulmaların Cam Elyaf Takviyeli Polimer (CTP) malzemeler ile önlenmesi veya ötelenmesi sonlu elemanlar (SE) modeli kullanılarak araştırılmıştır. CTP malzemesinin kiriş plastik mafsal bölgelerine şeritler halinde kiriş başlıklarına yerleştirilmesi ile mevcut SDYÇ'lerin depremler esnasındaki enerji absorbsiyon değerlerinin arttırılacağı öngörülmektedir. CTP takviyeli ve takviyesiz konsol I-kirişler bir sonlu eleman analiz programı kullanılarak tekrarlı yüklere tabi tutulmuştur ve kirişlere eklenen CTP'lerin plastik mafsalda oluşacak yerel plastik burkulmalara etkileri incelenmiştir. Çözümlemelerde doğrusal olmayan geometri ve malzeme modeli kullanılmıştır. CTP malzemesinin ASTM standart test sonuçlarından elde edilen mekanik özellikleri doğrudan sonlu elemanlar modelinde kullanılmıştır. Başlık narinlik oranları 8 ile 12 arasında değişen ve gövde narinlik oranları 40?60?80 olan çelik kirişlerin CTP şeritlerle birlikte ve CTP şeritler olmadan analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçları göstermiştir ki CTP şeritler, plastik mafsal bölgesinde oluşan yerel plastik burkulmaları etkili bir şekilde öteleyebilmektedir.