Berkitme levhalarının dairesel boşluklu çelik kirişlerin yük taşıma kapasitelerine etkilerinin sonlu elemanlar yöntemiyle analizi

Abstract

Dairesel boşluklu çelik petek kirişler başlangıçlarından beri etkin bir çelik yapı modeli olarak artan bir ilgiye sahip olmuşlardır. Bu kirişlerin en önemli özelliği, aynı profil kesitine sahip normal formdaki çelik kirişlere oranla yükseklik, atalet momenti ve kesit katsayısını artırmaktadır. Dairesel boşluklu petek kirişler geniş açıklıkları kolay geçebilmek için çatı ve döşeme kirişleri olarak da kullanılır. Eğimli çatı tasarımında da ağırlık ve maliyet düşürülmesiyle ideal sonuçlar vermektedirler. Önerilen çalışmada dairesel boşluklu petek kirişlerin optimum boyutlandırılması, yük altında taşıma kapasitelerinin belirlenmesi ve sonlu elemanlar yöntemiyle karşılaştırmalı analizleri yapılmıştır. Berkitme levhalarının bu kirişlerin yük taşıma kapasitelerine etkisi de tez kapsamında incelenmiştir. Tez araştırmasının ilk aşaması dairesel boşluklu petek kirişlerin harmoni arama ve parçacık sürü teknikleri kullanılarak optimum boyutlandırılmasına odaklanmıştır. Bu yöntemler IPN kesitleri arasından uygun profili seçerek yönetmelikte tanımlanan tasarım sınırlamalarını sağlarlar ve sistemin ağırlığı minimuma indirgerler. Çalışmanın ikinci aşaması olan deneysel süreçte ise; ilk kısımda optimizasyonu yapılan 8 adet IPN kesit dairesel boşluklu petek kirişin hidrolik güç üniteli basınç silindiri altında dayanımları test edilmiştir. Boşluk çevrelerine yerleştirilen yatay, düşey ve dairesel güçlendirici berkitme levhalarının yerel burkulma ve moment-kesme aktarımı değerlendirmelerine bağlı olarak gövde açıklıklı çelik kirişlerin nihai yük taşıma kapasitelerine etkisi de detaylı olarak incelenmiştir. Son olarak deneyleri yapılan dairesel boşluklu petek kirişlerin yük taşıma kapasitesi ve doğrusal olmayan davranışları deneysel çalışmalardan elde edilen veriler kullanarak sonlu elamanlar yöntemiyle kıyaslanarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında güçlendirilmiş kirişlerin pratik uygulamalarda kullanılabilirliği ve optimizasyon yöntemlerinin yapısal tasarımda yaygın kullanılması amaçlanmıştır.