A Non-linear analysis and design of thin-walled members with intermediate stiffeners
Ara berkitmeli, ince cidarlı elemanların lineer olmayan davranışı ve tasarımı
- Tez No: 47469
- Danışmanlar: PROF.DR. GÜLAY ALTAY AŞKAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1995
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 196
Özet
VI ÖZET İnce cidarlı elemanlar, taşıyıcı kapasite/maliyet oranı çok düşük olan elemanlardır. Bu elemanların kullanımındaki en önemli problem, burkulma kapasitelerinin çok düşük olmasıdır. Burkulma şekli, elemanın tümünün, bir kiriş gibi burkulması, ya da kirişin kesiti deforme olacak şekilde lokal burkulması olarak ortaya çıkabilir. Bu ikinci durumda, elemanın burkulma sonrası dayanımı çok yüksektir ve bu elemanların tasarımında, eleman bahsedilen burkulma sonrası dayanma sınırına kadar zorlanır. ince cidarlı elemanı oluşturan plakların narinliğinin çok büyük olduğu durumlarda, plağın burkulma sonrası dayanımı olmayabilir, ya da çok büyük deformasyonlardan dolayı bu elemanlar kabul edilemeyebilirler. Bu durumda, bir ara berkitme kullanılarak, plağın taşıma kapasitesinin artırılması düşünülebilir. Bu berkitme, plağa bir v-şeklinde, u-şeklinde veya dikdörtgen şeklinde açılan bir oyuk ile en basit şekilde sağlanabilir. Bu tezin amacı, bu şekilde oluşturulan berkitmelerin katkısını araştırmak, bu elemanların davranışını tahlil etmek ve bu elemanların taşıma kapasitelerinin hesabında gözönüne alınacak kriterleri belirlemektir. Bu çalışmada, ara berkitmeli elemanların lineer burkulma analizleri ve lineer-olmayan davranışları çalışılmıştır, öncelikle, mevcut deney verilerinin, ABAQUS adlı bir Sonlu Elemanlar Metodu ile çözüm yapan bir program ile sağlanmasına çalışılmıştır. Daha sonra da, bu çalışmalardan çıkan sonuçlara göre, yeni bir test grubu hazırlanmıştır. Bu yeni grupta, deneysel karşılığı olan elemanların yanı sıra, hiç incelenmemiş boyutlara sahip olan elemanlar da dahil edilmiştir. ABAQUS'ta yapılan analitik çalışmaların yanısıra, standartlardaki mevcut tasarım formüllerinin performansı da, mevcut deneysel sonuçlar ve buradaki parametrik çalışmanın ışığında değerlendirilmiştir. Mevcut AISI standartı ile EUROCODE'un bu elemanların tasarımı için yetersiz olduğu anlaşılmıştır. Bu yetersizliklerin sebepleri titizlikle incelenmiş, ve tasarım formüllerinin burkulma yükü ile burkulma şeklini ve burkulma etkileşimlerini gözönüne alacak şekilde düzeltilmesinin gereği ortaya çıkmıştır. Burkulma yüklerinin bulunmasında, araştırılan teorik formüllerin yeterli olduğu görülmüştür, ve bu formüllerin, tasarım formüllerinde kullanılması önerilmektedir, önerilen yeni tasarım formülleri değerlendirilmiş, bu formüllerin burkulma etkileşimini gözönüne alacak şekilde değiştirilmesi için ayrıca bir öneri getirilmiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Thin walled members are structural members which have very high strength to cost ratio. A major drawback of using these members is that, they are very susceptible to buckling. The buckling configurations are either an overall mode, where one can model the whole configuration as a thin walled beam, or of distortional mode, where the cross section deforms. In this latter case, the member's post-buckling strength is large and this strength is utilized when designing these members. When plate slenderness of a thin-walled member is too large, the post-buckling strength is not guaranteed. Additionally, the deflections of the compressed plate increase enormously. In these cases, introducing an intermediate stiffener, as simple as a groove is the best alternative to achieve high strength with least economy. It is the major concern of this thesis to determine when these stiffeners are effective, and how much strength is gained through the intermediate stiffener, to shed some light on the procedures for designing these members. In this study, linear buckling analysis and nonlinear analysis of intermediately stiffened members is carried out. Available experimental data is verified with an available Finite Element Code, namely, ABAQUS, and based on the conclusions from these analyses, a new set of data is produced to test on the same Finite Element Code. The cases which are not included in the physical tests, as well as cases having similar dimensions to those studied through physical tests are studied. It is also shown through this study that behavior of cold- formed steel members can be analyzed using"! nonlinear finite element code. Available design formulas from AISI and EUROCODE are also evaluated, based on the available test data and the parametric study carried out using ABAQUS. It is seen that, the design formulas were inadequate for designing intermediately stiffened members. Major areas of inadequacies are determined to be the cases, where there was the buckling mode interaction. It is found that, if the design formulations are corrected to reflect the effect of buckling load level and the buckling mode, and the effect of interaction, then it is possible to propose a single design formula which performs well with all dimensions. For determining the buckling load level for both local and distortional buckling modes, the theoretical formulas are found to be adequate. New design alternatives by other researchers are evaluated and a modification to these formulas so as to treat buckling mode interaction problem is proposed.
Benzer Tezler
- Behavior of cold formed, thin-walled, rack type frames and their use in building structures
Soğuk şekillendirilmiş, ince cidarli raf tipi çerçevelerinin davranışı ve bina türü yapılarda kullanımı
BASSEL ELKADI
Doktora
İngilizce
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşaİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDEM DAMCI
- Takviyeli panellerde burkulma sonrası perçin mukavemetinin incelenmesi
Investigation post-buckling strength of rivets in stiffened panels
MUSTAFA İNCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KIRCA
- Araçlarda çarpışma kutusu (crushbox) tasarımı ve sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
Crashbox desıgn ın vehıcles and analysıs wıth fınıte element method
ÖMER ADANUR
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FARUK VAROL
- Üretim geçmişi dikkate alınarak dinamik eksenel yük altında ince cidarlı tüplerin çarpışma performansının araştırılması ve optimizasyonu
Investigation and optimization of crashworthiness of thin-walled tubes under dynamic axial loading considering forming history
HÜSEYİN BEYTÜT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SELÇUK KARAGÖZ