Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi

MEHMET FETHI ERTENLI, (Kırıkkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Anabilim Dalı, Kırıkkale, Türkiye)
İlker KALKAN, (Kırıkkale Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Kırıkkale, Türkiye)
Alper BÜYÜKKARAGÖZ (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)
Politeknik Dergisi
4 0
Yıl: 2021 Cilt: 24 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 347 - 354 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.2339/politeknik.821093 İndeks Tarihi: 08-06-2021

Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi

Öz:
Çift simetri eksenli I-enkesitli çelik kirişlerin gövde narinlik oranları büyük olduğunda, yanal buruşmalı burkulma (YBŞB) olarakadlandırılan bir göçme şekli ortaya çıkmaktadır. YBŞB, yanal burulmalı burkulma modu ile gövde yerel burkulma modununetkileşimi sonucu ortaya çıkan bir burkulma şeklidir. Gövde narinliği ve başlık kompaktlığı, YBŞB modu üzerinde önemli etkileresahiptir. Bu çalışma, çift simetri eksenli I-enkesitli çelik kirişlerin inelastik YBŞB davranışlarını araştırmaktadır. Kiriş serbestaçıklığı azaldıkça elastik olmayan davranışın arttığı ve gövde kesitinde (tarafsız eksen ile basınç başlığı arasındaki bölgede)akmanın başlamasıyla gövde buruşmalarının oluştuğu bilinmektedir. Özellikle inelastik davranan kirişlerde gövde buruşmalarıdaha sık gözlenmektedir. Bu çalışmada, farklı gövde narinliklerine sahip kesitler için Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve YapımEsaslarına Dair Yönetmelikte önerilen inelastik burkulma sınır uzunluk (Lr) formülünden elde edilen analitik değerler ile sonluelemanlar analizinden elde edilen ilgili uzunluklar karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışma ile gövdede meydana gelen buruşmaların,kesitin inelastik davrandığı serbest uzunluk aralığını genişlettiği görülmüştür. Gövde buruşmalarının oluşmasında akmanın etkinbir parametre olduğu tespit edilmiştir. İlgili analizlerde genel olarak, YBŞB etkisiyle yönetmelik tahminlerinden daha yüksek Lrdeğerleri elde edilmiştir. Ancak kesitlerin gövde narinlikleri arttıkça nümerik yöntem ile belirlenen Lr değerlerinin analitik formülile belirlenen Lr değerlerine oranı artmaktadır. Yapılan çalışma ile yürürlükte bulunan çelik yapı tasarım şartnamesine, önemli birstabilite problemi olan YBŞB formüllerinin de dahil edilmesi gerekliliği gösterilmiştir.
Anahtar Kelime:

Influence of Web Distortions on Inelastic Lateral Buckling Length

Öz:
A critical failure mode is encountered in double symmetric steel I-beams, which is known as lateral distortional buckling (LDB), when the web slenderness ratio of the section is relatively high. LDB is a buckling mode arising through the interaction of the wellknown lateral torsion buckling (LTB) and web buckling, i.e. local buckling (LB), modes. Web slenderness and flange compactness have significant effects on LDB. This study focused on the inelastic LDB behavior of doubly-symmetric steel I-beams. The inelastic behavior increases and web distortions take place with the initiation of yielding in the web (between neutral axis and compression flange) with decreasing beam length. Generally, web distortions are encountered more commonly in the inelastic range of buckling. In this study, analytical limiting unbraced length (Lr) values of the beams with different web slenderness values from the inelastic LTB (Lr) formula of the Turkish Steel Structures Design Code (TSSDC 2016) were compared to the respective finite element results. Lr values were observed to increase due to web distortions. Yielding was determined to be the most influential parameter on web distortions. As a result of LDB, numerical Lr values were higher than the respective analytical estimates from code formulations. However, as the web slenderness of the section increases, the numerical-to-analytical Lr ratio was shown to increase. The study underscored the need to include LDB formulas into the current steel structure design specifications.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] Bradford M. A. and Ronagh H. R., “Generalized elastic buckling of restrained I-beams by FEM,” Journal of Structural Engineering (J. Struct. Eng.) 123:1631-1637., (1997).
  • [2] Bradford M. A., “Inelastic distortional buckling of Ibeams,” Computers & Structures (Comput. Struct.), Volume 24, Issue 6: 923-933 (1986).
  • [3] Trahair N., “Deformations of Geometrically Imperfect Beams,” Journal of the Structural Division (J. Struct. Div.) Vol. 95, Issue 7:1475-1496, (1969).
  • [4] Southwell R. V., “On the Analysis of Experimental Observations in Problems of Elastic Stability,” Proceedings of the Royal Society A Mathematical, Physical and Engineering Sciences (Proc. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci.) Volume 135, Issue 828:601- 616, (1932).
  • [5] Massey C., “Elastic and inelastic lateral instability of I-beams.,” The Engineer, 216:672–4., (1963).
  • [6] Trahair N. S., “Lateral–distortional buckling of monorails,” Engineering structures (Eng. Struct.), vol. 31, no. 12, pp. 2873–2879, Dec. (2009).
  • [7] Bradford M. A., “Lateral-Distortional buckling of steel I-Section members,” Journal of Constructional Steel Research (J. Constr. Steel Res.) Volume 23, Issues 1–3:97-116, (1992).
  • [8] Zirakian T. and Showkati H., “Experiments on distortional buckling of I-beams,” Journal of Structural Engineering (J. Struct. Eng.) 133:1009- 1017, (2007).
  • [9] ANSI/AISC 360-10, "American Institute of Steel Construction, ANSI/AISC 360-10. Specification for Structural Steel Buildings,", (2010).
  • [10] AS4100, "Standards Association of Australia, AS 4100 steel structures." (1998).
  • [11] Pi Y. L. and Trahair N. S., “Distortion and warping at beam supports,” Center for Advanced Structural Engineering Research Report No. R790. Sydney, Australia: University of Sydney; (1999).
  • [12] Pi Y. L. and Trahair N. S., “Distortion and warping at beam supports,” Journal of Structural Engineering (J. Struct. Eng.) 126:1279-1287 New York, N.Y., (2000).
  • [13] Kalkan I. and Buyukkaragoz A., “A numerical and analytical study on distortional buckling of doublysymmetric steel I-beams,” Journal of Constructional Steel Research (J. Constr. Steel Res.), vol. 70, pp. 289–297, Mar. (2012).
  • [14] Ellobody E., “Interaction of buckling modes in castellated steel beams,” Journal of Constructional Steel Research (J. Constr. Steel Res.), vol. 67, no. 5, pp. 814–825, May (2011).
  • [15] Nethercot D. A. and Trahair N. S., “Inelastic lateral buckling of determinate beams,” Journal of the Structural Division (ASCE J Struct Div.), 102(ST4):701–17. (1976).
  • [16] "Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik" (2016).
  • [17] Simulia 3DS, “Abaqus Analysis User’s Manual (version 6.12),” University of Cambridge - Faculty of Mathematics, (2015).
  • [18] ANSI/AISC 360-16, "American Institute of Steel Construction, ANSI/AISC 360-16. Specification for Structural Steel Buildings”, (2016).
APA ERTENLI M, Kalkan I, BÜYÜKKARAGÖZ A (2021). Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi. , 347 - 354. 10.2339/politeknik.821093
Chicago ERTENLI MEHMET FETHI,Kalkan Ilker,BÜYÜKKARAGÖZ Alper Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi. (2021): 347 - 354. 10.2339/politeknik.821093
MLA ERTENLI MEHMET FETHI,Kalkan Ilker,BÜYÜKKARAGÖZ Alper Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi. , 2021, ss.347 - 354. 10.2339/politeknik.821093
AMA ERTENLI M,Kalkan I,BÜYÜKKARAGÖZ A Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi. . 2021; 347 - 354. 10.2339/politeknik.821093
Vancouver ERTENLI M,Kalkan I,BÜYÜKKARAGÖZ A Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi. . 2021; 347 - 354. 10.2339/politeknik.821093
IEEE ERTENLI M,Kalkan I,BÜYÜKKARAGÖZ A "Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi." , ss.347 - 354, 2021. 10.2339/politeknik.821093
ISNAD ERTENLI, MEHMET FETHI vd. "Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi". (2021), 347-354. https://doi.org/10.2339/politeknik.821093
APA ERTENLI M, Kalkan I, BÜYÜKKARAGÖZ A (2021). Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi. Politeknik Dergisi, 24(1), 347 - 354. 10.2339/politeknik.821093
Chicago ERTENLI MEHMET FETHI,Kalkan Ilker,BÜYÜKKARAGÖZ Alper Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi. Politeknik Dergisi 24, no.1 (2021): 347 - 354. 10.2339/politeknik.821093
MLA ERTENLI MEHMET FETHI,Kalkan Ilker,BÜYÜKKARAGÖZ Alper Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi. Politeknik Dergisi, vol.24, no.1, 2021, ss.347 - 354. 10.2339/politeknik.821093
AMA ERTENLI M,Kalkan I,BÜYÜKKARAGÖZ A Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi. Politeknik Dergisi. 2021; 24(1): 347 - 354. 10.2339/politeknik.821093
Vancouver ERTENLI M,Kalkan I,BÜYÜKKARAGÖZ A Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi. Politeknik Dergisi. 2021; 24(1): 347 - 354. 10.2339/politeknik.821093
IEEE ERTENLI M,Kalkan I,BÜYÜKKARAGÖZ A "Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi." Politeknik Dergisi, 24, ss.347 - 354, 2021. 10.2339/politeknik.821093
ISNAD ERTENLI, MEHMET FETHI vd. "Gövde Buruşmalarının Elastik Olmayan Yanal Burkulma Sınır Uzunluğuna Etkisi". Politeknik Dergisi 24/1 (2021), 347-354. https://doi.org/10.2339/politeknik.821093
Sayfa Oluşturulma Tarihi
17-04-2024 19:58

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları