Upe Ve Ipe Çelik Konsol Kirişlerin Yanal Burulmalı Burkulmasının Nonlineer Sonlu Elemanlar Yöntemi İle Analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Erkan Okay Mutlu

Danışman: ÖZGÜR ANIL

Özet:

Çelik kirişler aynı anda eksenel kuvvet ve eğilme momenti etkisinde kalan yapısal elemanlardır. Bu türdeki çelik kirişler için yanal çarpılarak burkulma göçme modu en fazla risk yaratan ve istenmeyen göçme mekanizmalarının başında gelmektedir. Çelik kirişler atalet momentlerinin yüksek olduğu yönde eğilme momenti etkisi altında eğilme deformasyonu yaparken aynı anda düzlem dısında yatay deplasman ve burulma deformasyonları da aynı yükleme etkisinde çok daha düşük bir kapasite düzetinde oluşabilmektedir. İnce cıdarlı narin çelik kiriş elemanlarında yanal burulmalı burkulma göçme mekanizması istenmeyen, aniden meydana gelen bir stabilite bozulması olup, bu konuda yapılan deneysel ve nümerik çalışmalar son derece sınırlı sayıdadır. Yapılan literatür taraması sonucunda çelik yapılarda yangın olarak kullanılan IPE ve UPE türü profiller için yanal burulmalı burkulma stabilite bozulması için yapılan deneysel sonuçlar ile karşılaştırılarak doğrulanmış kapsamlı bir nümerik çalışmanın olmadığı görülmüştür. Bu nedenle nümerik bir çalışma planlanmış ve çalışma kapsamında 9 adet IPE160 ve 9 adet UPE80 konsol kiriş deney elemanının ABAQUS sonlu elemanlar programı kullanılarak nümerik analizi gerçekleştirilmiştir. Nümerik sonuçlar deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmış ve ne ölçüde başarılı analiz sonuçları elde edilebildiği yorumlanmıştır. Sonlu elemanlar analizi iki aşamada yapılmıştır. İlk aşamada her örnek için özdeğer burkulma analizi yapılmıştır. Analiz sonucunda mod şekilleri elde edilmiştir ve elastik kritik burkulma yükü hesaplanmıştır. İlk aşamadan elde edilen sonuçlarla bir geometrik kusur belirlenerek ikinci aşamanın başlangıç modeli belirlenmiştir. İkinci aşamada, geometrik ve malzeme nonlineerliği kullanılarak nonlineer risk analizi yapılmıştır. Bu çalışma kapsamında önerilen sonlu elemanlar analizi prosedürünün, deneysel sounçlar ile ne ölçüde uyumlu sonuçlar verebildiği incelenmiştir. Deneysel çalışma ve nümerik analiz sonucunda elde edilen taşıma gücü, düşey deplasman ve burulma rotasyon açısı değerleri karşılaştırılmış ve yorumlanmıştır. Nümerik analiz sonucunda elde edilen taşıma gücü değerleri ve deneysel sonuçlar arasında çok daha büyük bir oranda benzeşim elde edilmiş ve aralarında ortlama %0.66 fark olduğu hesaplanmıştır. Nümerik analiz sonucunda elde edilen düşey deplasman ve burulma açısı değerleri, deneysel değerlerden sırasıyla ortalama %11.03 ve %47.5 değerlerinde farklı elde edilmiştir.