Eğilme yüklerine maruz kalan kirişlerin hafifletme deliği etrafındaki takviyenin vierendeel mekanizmasına etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of the ring type stiffeners on the vierendeel mechanism of perforated beams under bending
- Tez No: 574532
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLER, DR. MEHMET ŞAHİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tobb Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
I-kesitli kirişler, Havacılık, Gemi İnşaatı ve İnşaat sektöründe kullanılan yapısal elemanlardır. Yapısal analiz mühendisleri, günden güne, I-kesitli kirişlerin, değişik yükler altında, mukavemetlerini geliştirmek için çalışmalarını sürdürmektedirler. I-kesitli kirişlere, yukarıda değinilen endüstrilerin ihtiyaçlarına göre, delikler açılır. Açılan delik sebebiyle I-kesitli kirişlerin yük taşıma kapasitesi azalmaktadır. Bu yüksek lisans tez çalışmasında, eğilme yüklerine maruz kalan kirişlerin hafifletme deliği etrafındaki takviyenin Vierendeel mekanizmasına etkisi incelenmiştir. Vierendeel mekanizması kirişlerin, büyük ve genellikle izole edilmiş ağ açıklıklarının yakınında meydana gelen dört plastik mafsal ile hasara sebep olur. Delik etrafındaki takviyenin Vierendeel mekanizmasına etkisi araştırılmadan önce, birincil çalışma olarak, basit mesnet ile desteklenmiş I-kesitli kirişlerin eğilme mekanizması altındaki davranışı araştırılmıştır. I-kesitli kirişin düzgün yayılı yük altındaki plastik moment kapasitesi analitik yöntemlerle hesaplanmış ve sonlu elemanlar analizleri ile doğrulanmıştır. Bundan sonra, bu kirişlere, delik açılmış ve etrafına halka tipi takviye uygulayarak kirişin mukavemetinin arttırılması hedeflenmiştir. Takviye kalınlığının (ts) ve takviye genişliğinin (hs) etkileri, farklı ts/d0 (takviye kalınlığı/delik çapı) ve hs/tw (takviye genişliği/gövde kalınlığı) oranlarına göre, yapılan literatür taramaları baz alınarak, araştırılmıştır. Kiriş malzemesi olarak, UB 457x152x52 ve S275 malzeme özelliklerine sahip çelik ele alınmıştır. Hem geometrik hem de malzeme açısından doğrusal olmayan sonlu elemanlar analizleri, kirişlerin göçme yükünün (w) hesaplanabilmesi için gerçekleştirilmiştir. Kayma/moment etkileşim eğrileri hazırlanarak mühendislerin kullanımına sunulmuştur. Farklı delik açıklıklarına sahip takviyeli kirişlerin Vierendeel mekanizmasına etkisini analiz edebilmek için bu etkileşim eğrileri çizdirilmiştir. Takviyeli kirişlerin, ağırlık optimizasyon analizleri göçme yükü açısından incelenmiştir. Farklı delik açıklıklarına sahip takviyeli kirişlerin akma eğilimleri de tez içerisinde sunulmuştur. Son olarak, tasarım formülasyonu çıkarılmıştır. Çalışma sonucunda, takviye kalınlığının ve takviye genişliğinin, ağ açıklığı tipine ve delik çapına bağlı olarak delikli kirişlerin performansı üzerinde farklı kayma/moment etkileri bıraktığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
I-beams are the structural elements that are widely used in Aerospace, Ship Building and Construction industries. Day by day, engineers try to improve the strength of I-beams under different loading conditions. I-beams are perforated due to needs of mentioned industries. Due to perforation, I-beams load carrying capacity decreases. In this thesis, the effect of ring type stiffeners on the Vierendeel mechanism of perforated beams with various opening shapes is investigated. Vierendeel mechanism causes beams to fail with four plastic hinges that occur in the vicinity of large and usually isolated web openings. First of all, to investigate the effect of ring type stiffeners in perforated beams, a primary investigation is carried out for flexural mechanism of a simply supported I-beam. Plastic moment capacity of an I-beam under a distributed load is calculated with using analytical methods and verified with the finite element analysis. Practical ring type stiffeners are then used to increase the mechanical strength. The effects of stiffener thickness (ts) and stiffener height (hs) are analysed for different ts/d0 (stiffener thickness to web opening diameter) and hs/tw (stiffener height to web thickness) ratios according to the literature. A beam profile of UB457x152x52 and of steel grade S275 is employed. Finite element analysis is conducted with both geometric and material non-linearities to obtain the failure loads (w). Shear/moment interaction diagrams are obtained so that they can be directly used by practising engineers. Such interaction curves are plotted for various opening shapes with stiffeners to demonstrate the effect of stiffeners on the Vierendeel mechanism. Weight optimization analysis was carried out in terms of failure load for stiffened perforated beams. Yield patterns of various beams with different web opening shapes and ring type stiffeners are also presented. Moreover, a design formulation is derived for direct use by engineers. This study has ultimately shown that, the stiffener's thickness and height has different shear and moment effects on the performance of perforated beams depending on the opening type and web opening diameter.
Benzer Tezler
- Çarpma etkisine maruz öngerilmeli kirişlerin davranışının deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the behavior of prestressed beams subjected to impact
ABDULHALİM AKKAYA
Doktora
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN KIRTEL
- Dikdörtgen ve T kesitli prefabrik kafes takviyeli kirişlerin eğilme yükleri altında kullanılabilirliğinin incelenmesi
Investigation of the usability of rectangular and T-section prefabricated cage reinforced beams under flexural loads
ABDÜLKADİR GÜLEÇ
Doktora
Türkçe
2020
İnşaat MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET METİN KÖSE
- FRP ve bal peteği paneller ile güçlendirilmiş kirişlerin mekanik davranışlarının incelenmesi
Investigation of mechanical behavior of beams reinforced with FRP and honeycomb panels
MUSTAFA KANTARCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat Mühendisliğiİnönü Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAŞAR AYAZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜSLÜM MURAT MARAŞ
- Minimum mass design and finite element validation of isogrid and orthogrid stiffened cylindrical structures
Isogrid ve orthogrid ile güçlendirilmiş silindirik yapıların minimum kütle tasarımı ve sonlu elemanlar ile doğrulaması
HAKAN ATKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATAKAN ALTINKAYNAK
- Betonarme kirişlerin karbon elyafla güçlendirilmesi üzerine deneysel bir inceleme
An Experimental investigation about R/C beams strengthened with carbon fiber reinforced plastic
MEHMET SELİM ÖKTEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET UYAN