Akıllı vida, saç ve kutu profil kullanarak oluşturulan boşluklu çelik kirişlerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of mechanical properties of hollow steel beams created using smart screw, sheet metal, and box profile
- Tez No: 1017559
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET UĞUR TOPRAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kütahya Dumlupınar Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, çelik sac levhalar ve kutu profillerin akıllı vida yöntemiyle birleştirilmesi sonucu elde edilen bağlantı elemanlarının mekanik performansını deneysel olarak incelemektedir. İlk aşamada, ST37 kalite çelikten hazırlanan 2 mm ve 3 mm kalınlığındaki numuneler (2 ve 4 vidalı) çekme testlerine tabi tutulmuştur. Yükdeplasman eğrilerinden elde edilen veriler, vida sayısının artırılmasının bağlantı performansını önemli ölçüde iyileştirdiğini göstermiştir. Dört vidalı bağlantılar, iki vidalı konfigürasyonlara göre yaklaşık iki kat daha yüksek tepe yük kapasitesine, daha geniş plastik deformasyon aralığına ve daha sünek bir göçme davranışına ulaşmıştır. Bu sonuç, yük aktarım yollarının artmasıyla birlikte enerji yutma ve artık taşıma kapasitesinin belirgin biçimde yükseldiğini göstermektedir. Sac kalınlığının artırılması başlangıç rijitliğini ve kapasiteyi artırmakla birlikte sünekliği sınırlandırmıştır. Bu bağlamda 3 mm sac, yüksek rijitlik gerektiren statik sistemler için uygunken; 2 mm sac, darbe ve tekrarlı yüklerin etkili olduğu durumlarda daha güvenli ve sünek bir davranış sergilemiştir. İkinci aşamada, yükleme yönünün etkisi değerlendirilmiştir. Vida yönünde yükleme yapılan numuneler yaklaşık 6.0–6.5 kN/mm başlangıç rijitliği ile daha rijit davranış göstermiştir. Buna karşın kutu profil yönünde yükleme yapılan numuneler, yaklaşık %11 daha yüksek tepe yükü ve %57 daha büyük tepe deplasmanı ile süneklik ve enerji yutma kapasitesinde yaklaşık %75 artış sağlamıştır. Vida yönündeki yüklemede yüksek rijitlik elde edilirken, erken yataklama ezilmesi ve diş sıyırması gözlenmiştir. Kutu profil yönündeki yüklemede ise yükün profil duvarlarına yayılması sonucu daha uyarıcı ve güvenli bir sünek davranış ortaya çıkmıştır. Statik sistemlerde 3 mm – 4 vida, dinamik ve tekrarlı yüklerde 2 mm – 4 vida konfigürasyonu en uygun çözümleri sunmaktadır. Akıllı vida bağlantıları bu özellikleriyle hafif çelik yapılarda güvenli, ekonomik ve sürdürülebilir bir tasarım alternatifi oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
This study experimentally investigates the mechanical performance of fasteners obtained by joining steel sheet metal and box profiles using the self-tapping screw method. In the first stage, 2 mm and 3 mm thick specimens (with 2 and 4 screws) prepared from ST37 grade steel were subjected to tensile tests. Data obtained from load-displacement curves showed that increasing the number of screws significantly improved connection performance. Four-screw connections achieved approximately twice the peak load capacity, a wider plastic deformation range, and a more ductile failure behavior compared to two-screw configurations. This result demonstrates that energy absorption and residual carrying capacity increase significantly with increased load transfer paths. Increasing the sheet thickness increased initial stiffness and capacity, but limited ductility. In this context, 3 mm sheet metal was suitable for static systems requiring high stiffness, while 2 mm sheet metal exhibited a safer and more ductile behavior under impact and cyclic loading. In the second stage, the effect of loading direction was evaluated. Specimens loaded in the screw direction exhibited stiffer behavior with initial stiffnesses of approximately 6.0–6.5 kN/mm. Conversely, specimens loaded in the box section direction achieved approximately 11% higher peak loads and 57% greater peak displacements, resulting in approximately 75% increases in ductility and energy absorption capacity. While high stiffness was achieved with screw-directed loading, premature bearing crushing and thread stripping were observed. Loading in the box section direction, however, resulted in a more stimulating and safer ductile behavior due to the distribution of the load to the profile walls. A 3 mm – 4 screw configuration offers the most suitable solutions for static systems and a 2 mm – 4 screw configuration for dynamic and cyclic loads. With these features, smart screw connections provide a safe, economical, and sustainable design alternative for light gauge steel structures.
Benzer Tezler
- Programlanabilir kontrol sistemleri
Programmade controler systems
COŞKUN ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1990
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. BÜLENT ÖRENCİK
- Hafif çelik köşebent birleşimlerde vida kullanımının kesme etkisi
Investigation shear effect on cold-formed steel clip angle with screw connection
MURAT ALTUNDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiErzurum Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHYAR MAALI
- Skolyoz tedavisi için akıllı implant çubuklar
Smart implant rods for scoliosis treatment
FATMA KÜBRA ERBAY
Doktora
Türkçe
2018
BiyomühendislikTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. TEYFİK DEMİR
- Soğukta şekillendirilmiş çelik klips açılı kaynaklı ve akıllı vidalı birleşimlerin kesme etkisinin incelenmesi
Investigation of the cutting effect of cold formet steel clip angle welded and smart screw joints
EMRE YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiErzurum Teknik ÜniversitesiMekanik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHYAR MAALI
- Soğuk şekillendirilmiş çelik çerçevelerin sismik davranışının akıllı vidalı moment birleşimlerinde incelenmesi
Seismic behavior of cold-formed steel frames with bolted moment connections
ERDEM OKCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat MühendisliğiErzurum Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHYAR MAALI