Çelik I kesitli konsol kirişlerin yanal burulmalı burkulmasının deneysel ve analitik olarak incelenmesi
Analytical and experimental research of lateral torsional buckling of cantilever steel I-beams
- Tez No: 334775
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MİZAM DOĞAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yanal burulmalı burkulma, stabilite, I profili, konsol kiriş, Lateral torsional buckling, stability, I section, cantilever beam
- Yıl: 2013
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 164
Özet
Çelik I kesitli profillerin yapılarda konsol kiriş olarak düzenlenmesi sık karşılaşılan bir durumdur ve bu elemanlar çoğunlukla kesitin kuvvetli ekseni etrafında basit eğilme etkisi altında bulunurlar. Kullanılan malzemenin mekanik özelliklerine, kesitin boyutlarına ve konsol kirişin boyuna bağlı olarak bu elemanlarda yanal burulmalı burkulma gibi stabilite problemleri oluşabilir. Yanal burulmalı burkulma durumunun oluşması, elemanın sınır şartlarına, kesit özelliklerine ve kullanılan malzemenin mekanik özelliklerine bağlıdır, fakat enkesit süreksizlikleri ve elemandaki geometrik kusurlar gibi etkenler de yanal burulmalı burkulma halinin oluşmasında etkili olabilmektedir. Bu bakımdan analitik çalışmaların yanı sıra deneysel çalışmalar ile de sonuçların elde edilmesi ve karşılaştırılmaların yapılması yararlı olmaktadır.Bu çalışmada, I kesitli konsol kirişlerin kritik yanal burulmalı burkulma yükünün farklı yük tipleri için bulunabilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla deneysel ve analitik çalışmalar yapılmıştır. Yanal burulmalı burkulmanın diferansiyel denkleminin Sonlu Farklar Yöntemi ile çözümü temel alınarak Enerji Yöntemi ile bir tasarım denklemi geliştirilmiştir. Bu denklem ile hesaplanan elastik kritik yanal burulmalı burkulma momenti sonuçları ABAQUS yazılımı ile kontrol edilerek sonuçların karşılaştırılması yapılmış ve uyumlu olduğu saptanmıştır.Çalışmanın deneysel kısmında serbest ucundan tekil yük etki eden konsol kiriş şeklinde düzenlenmiş 9 adet IPE100 kesitli elemanın kritik yanal burulmalı burkulma yükleri tespit edilmiştir. Deneylerde elde edilen sonuçlar ile geliştirilen tasarım denkleminin sonuçlarının örtüştüğü görülmüştür. Deney sonuçları ayrıca ABAQUS yazılımı ile de kontrol edilmiştir.Deneyler ve analitik çalışmaların sonucunda, I kesitli konsol kirişlerin ilk akma momenti, tam plastik moment ve elastik kritik yanal burulmalı burkulma momenti değerlerine bağlı olarak tasarımda kullanılacak nominal moment değerlerini hesaplamayı mümkün kılan bir tasarım prosedürü sunulmuştur. Bu tasarım prosedürü kesitin üst başlık, kesme merkezi ve alt başlığından yüklenmesi özel hallerini kapsamaktadır.Sunulan tasarım prosedürü ile hesaplanan nominal moment değerleri AISC360-10 ve EC3 yönetmeliklerinde verilen yöntemlerle hesaplanan nominal moment değerleri ile de karşılaştırılmış ve yorumları yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Arrangement of steel I sections as cantilevers is a common application in structures. These structural elements are generally under bending about their strong axis. Depending on mechanical properties of the structural material, section dimensions and cantilever length, stability problems may occur on these structural elements such as lateral torsional buckling. Occurring of lateral torsional buckling case is related to boundary conditions, section properties and mechanical properties of the structural material, however, parameters like section discontinuities and imperfections may be effective on lateral torsional buckling. Therefore, it is useful to conduct experiments and make comparisons between analytical and experimental results.In this study, obtaining critical lateral torsional buckling loads for different loading cases is aimed. For this purpose experimental and analytical studies are made. A design formula is developed with energy method based on solution of differential equation of lateral torsional buckling with finite differences method. It is seen that elastic critical lateral torsional buckling moment values determined by presented formula and ABAQUS software coincide.In experimental part of the study, lateral torsional buckling loads of 9 IPE100 specimens, which are loaded with a concentrated load from their free end, are obtained. It is seen that results obtained from experiments and presented formula are similar. Experimental results are also checked with ABAQUS software.As a product of experimental and analytical studies, a design procedure is presented in the study which allows to calculate nominal and design moments for cantilever I sections by considering first yield moment, full plastic moment and elastic critical lateral torsional buckling moment values. This design procedure includes top flange, shear center and bottom flange loading cases. Nominal moment values calculated by presented design procedure are compared by values calculated by procedures given in AISC360 and EC3 codes.
Benzer Tezler
- An adaptive modal pushover analysis procedure to evaluate the earthquake performance of high-rise buildings
Yüksek binaların deprem performansının değerlendirilmesi için bir uyarlamalı itme analizi yöntemi
MELİH SÜRMELİ
Doktora
İngilizce
2016
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERCAN YÜKSEL
- Trapez ve dalgalı formdaki ondülin gövdeli çelik kirişlerin yük taşıma kapasitelerinin karşılaştırmalı analizi
Comparative analysis of load-bearing capacity of corrugated steel web beams in trapezoidal and sinusoidal form
HARUN TAYLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat MühendisliğiAkdeniz Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FERHAT ERDAL
- Strength requirements of shear diaphragms used to brace steel I-beams
Çelik I-kirişleri desteklemek için kullanılan kayma diyaframlarının mukavemet ihtiyacı
MUSTAFA VARDAROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
İnşaat Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsüİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEMALETTİN DÖNMEZ
DOÇ. DR. OĞUZ ÖZGÜR EĞİLMEZ
- Kaynaklı çelik I ve kutu kesitli kolon-I kiriş birleşimlerinin plastik dönme kapasitelerinin belirlenmesi
Defining the plastic rotation capacity of welded joint between the steel I and box columns and iIbeams
ERKAN POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BARLAS ÖZDEN ÇAĞLAYAN
- Düzenli gövde boşluklu çelik I profillerin yanal stabilitelerinin sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
Numerical and analytical investigation of lateral stability of steel I-beams with regular web openings
MEHMET FETHİ ERTENLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
İnşaat MühendisliğiKırıkkale Üniversitesiİnşaat Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKER KALKAN