Çok Düzlemli Kaynaklı K-Birleşimlerin Dayanımları

Boru enkesitli çelik profillerin yaygın olarak kullanılmaya başlanmasındaki önemli sebeplerden biri mimari açıdan estetik görünüme sahip olmaları, diğeri ise mühendislik avantajlarıdır. Bu yüzden, kullanım alanları çok geniştir, örneğin açık deniz yapıları, havaalanları, sergi salonları, köprüler, stadyumlar, vb. Bu tip yapılarda, çok düzlemli kaynaklı K-birleşimlerinden oluşan uzay kafes sistemler kullanılmaktadır. Ancak boru enkesitli profillerden oluşmuş, çok düzlemli kaynaklı K-birleşimlerin tasarım yöntemi, yeni çelik yapı yönetmeliğinde mevcut değildir. Bu çalışmanın amacı, yönetmelikteki düzlem kafes sistemleri için mevcut birleşim yönteminin, çok düzlemli K-birleşimler için uygun olup olmadığını incelemektir. Bu çalışma, doğrusal olmayan sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sayısal analizlerden önce sonlu elemanlar modeli mevcut bir test ile karşılaştırılarak doğrulaması yapılmıştır. Doğrulama çalışmasında belirlenen eleman ağ aralığı, eleman tipi, mesnet sınır koşulları ve yükleme yöntemine göre bir dizi parametrik çalışma yapılmıştır. Parametrik çalışmalarda, dayanım kriteri, başlık ve örgü elemanlarının geometrik özellikleri ve başlık ile örgü elemanı arasındaki açının etkileri incelenmiştir. Sayısal analiz sonuçlarına göre, mevcut yönetmelikteki düzlem K-birleşim yöntemleri aynı zamanda çok düzlemli K-birleşimlerinin dayanımlarını hesaplamak için kullanılabilir. Çok düzlemli K-birleşimlerinin dayanımlarını belirlemek için Lu’nun deformasyon sınırlaması kullanılabilir. Başlık elemanına etkiyen ekstra eksenel yükler birleşimin dayanımını etkileyebilir.

One of the important reasons for the popularity of circular hollow sections is an aesthetic appearance in terms of architectural point of view and engineering advantages. Therefore, they have been widely used, such as offshore structures, airports, exhibition halls, bridges, stadiums, etc. In such structures, space trusses consist of multiplanar K-joints. However, there is no available design method of multiplanar K-joints made of circular hollow sections in the new steel structure design guide. The purpose of this study is to examine whether the current method of planar K-joint in the design guide is suitable for multiplanar K-joints. This study was carried out by using a nonlinear finite element method. Before the parametric study, the finite element model was validated against the test results. Mesh size, element type, boundary conditions and loading method determined based on the validation study were used in a series of parametric analyses. In parametric studies, the effects of the strength criterion, the geometric parameters of the chord and brace members, and the angle between the chord and brace members were examined. According to the results of numerical analysis, the planar K-joint methods in the current design guide can also be used to calculate the strengths of multiplanar K-joints. Lu’s deformation limit can be used to determine the resistance of multiplanar K-joints. The additional axial loads in the chord member may affect the resistance of joints.