Çok Düzlemli Kaynaklı K-Birleşimlerin Dayanımları

Yıl 2020, Cilt: 10 Sayı: 4, 925 - 936, 15.10.2020

Emre Özyurt

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.678839

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

Boru Enkesitli Profiller, Çok Düzlemli Birleşimler, K-birleşim, Sonlu Eleman Yöntemi, Uzay Kafes

Kaynakça

• ABAQUS, V.,2017. 6.17 documentation, Dassault Systems Simula Corporation
• Boresi, A. P. ve Schmidt, R. J., 2003. Advanced Mechanics of Materials, John Wiley and Sons Press, USA.
• CEN EN 1993-1-8, 2005. Design of Steel Structures, Design of Joints, British Standart Institute, London.
• Chen, Y., Feng, R. ve Gao, S., 2015. Experimental study of concrete-filled multiplanar circular hollow section tubular trusses, Thin-Walled Structures, 94, 199-213.
• CYTYE, Türk Standartları Enstitüsü, 2016. Çelik Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, Ankara.
• Dessouki, A. K., Ibrahim, S. M. ve Khalaf, M. A., 2009. The Ultimate Capacity Of Stiffened And Unstiffened Multi-Planar Tubular KK-Joints In Offshore Structures, Civil Engineering Research Magazine, Cairo, Egypt.
• Forti, N. C., Requena J. A. V. ve Forti T. L., 2015. Parametric study of tubular KK multiplanar steel connections, Journal of Constructional Steel Research, 114, 188-195.
• Forti, N. C., Requena J. A. V. ve Forti T. L., 2017. Numerical methodology for analyses of tubular KK multiplanar steel joints, REM-International Engineering Journal, 157-165.
• Lee, M. ve Wilmshurst, S., 1995. Numerical modelling of CHS joints with multiplanar double-K configuration, Journal of constructional steel research, 32,(3), 281-301.
• Lee, M. ve Wilmshurst S.,1996. Parametric study of strength of tubular multiplanar KK-joints, Journal of Structural Engineering, 122,(8), 893-904.
• Liu, D. ve Wardenier, J., 2001. The strength of multiplanar gap KK-joints of rectangular hollow sections under axial loading, The Eleventh International Offshore and Polar Engineering Conference, Stavanger, Norway.
• Liu, D. ve Wardenier, J., 2002. The strength of multiplanar overlap KK-joints of rectangular hollow sections under axial loading. The Twelfth International Offshore and Polar Engineering Conference, Kitakyushu, Japan.
• Lu, L. H., De Winkel, G. D., Yu, Y. ve Wardenier J., 1994. Deformation limit for the ultimate strength of hollow section joints, Proceedings of the Sixth International Symposium on Tubular Structures, Melbourne, Australia.
• Makino, Y., Kurobane Y. ve Ochi K., 1984. Ultimate capacity of tubular double K-joints, Proceedings of the 2nd International Institute of Welding Conference on Welding of Tubular Structure, Pergamon Press Tarrytown, NY.
• Ozyurt, E., 2018a. Yangında Elips Enkesitli Eksenel Yük Taşıyan Çelik Kolonların Davranışı, Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, Bursa, 23, 1, 205-206.
• Ozyurt, E.; Wang, Y. C., 2018b. Resistance of Axially Loaded T-and X-Joints of Elliptical Hollow Sections at Elevated Temperatures–A Finite Element Study. In: Structures. Elsevier, 15-31.
• Özyurt, E. and Yılmaz, M., 2019. Düzlem İçi Eğilme Momenti Altındaki Elips Enkesitli T-birleşimlerinin Dayanımları, Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 9(3), 547-556.
• Paul, J. C., 1992. The ultimate behavior of multiplanar TT-and KK-joints made of circular hollow sections, PhD thesis, Kumanmoto University, Japan.
• Tong, L., Xu, G., Zhao, X.-L., Zhou, H. ve Xu, F., 2019. Experimental and theoretical studies on reducing hot spot stress on CHS gap K-joints with CFRP strengthening, Engineering Structures, 201, 1-17.
• Woghiren, C. ve Brennan, F. P., 2009. Weld toe stress concentrations in multi-planar stiffened tubular KK joints, International Journal of Fatigue, 31, 164-172.
• Zhao, X., Qiu, S., Hu, K., Sivakumaran, K. S. ve Chen, Y., 2019. Capacity of multi-planar out-of-plane overlapped tubular KK-joints having different joint details, Journal of Constructional Steel Research, 158, 182-200.