Eğilme Zorlaması Altında Bulunan Çelik Korniyerlerin Elastik, Tam Plastik Ve Yanal Burulma Burkulmalı Dayanımları

Yıl 2006, Cilt: 19 Sayı: 1, 85 - 111, 30.06.2006

M.ruhi Aydın Mizam Doğan

Öz

Çelik korniyerlerin eğilme dayanımları tam plastik moment kapasitesi, korniyer kesitlerinin lokal burkulma dayanımları ve yanal burulma burkulmasına ait taşıma kapasiteleri göz önüne alınarak saptanır. Korniyerler genellikle kollarına paralel olan geometrik eksenler doğrultusunda uygulanan dış yüklerin etkisi altında bulunurlar. Bu dış yükler tek eksenli olabileceği gibi, yanal yer değiştirmenin önlenmesi halinde iki eksenli de olabilir. Her iki durumda da asal eksenlere göre iki eksenli eğilme durumu meydana gelir. İki eksenli eğilmede en büyük momentin hangi kritik kesit noktasında meydana geleceği kolayca saptanamaz. Bütün özel noktaların kontrolü gerekir. Ayrıca yönetmelikler korniyer kesitlerinin tam plastik moment kapasiteleri göz önüne alınarak tasarımını öngörmektedirler. Bu durum tam plastik moment kapasitesinin ilk akma momentinin hangi oranda arttırılarak elde edilebileceği sorununu ortaya getirir. Korniyerler narin kesitteki yapısal elemanlar oldukları için sadece elastik ve plastik moment değerlerine göre tasarımları yapılamaz. Yanal burulma burkulmaları ve lokal burkulma durumlarının da göz önüne alınması ile tasarımda kullanılacak nominal momentlerin bulunması gerekir. Bu çalışmada elastik momentlerin asal eksenlerdeki bileşenlerinin  oranlarının +1.00 ile -1.00 arasındaki değişimleri için ilk akma momenti, tam plastik momentler arasındaki karşılıklı etkileşim diyagramları ve aynı oranlara ait plastik momentler, minör eksene dik burkulma hali için kritik burkulma momentleri boyutsuz katsayılar yardımı ile elde edilerek, korniyerlerin iki eksenli eğilme haline ait yeni bir tasarım önerisinde bulunulmuştur. 

Anahtar Kelimeler

Korniyer kesiti, İki eksenli eğilme, Çelik kiriş, Burkulma, Eğilme dayanımı. .

Elastıc, Full Plastıc And Lateral Torsıonal Bucklıng Analysıs Of Steel Sıngle Angle Sectıon Beams Subjected To Bıaxıal Bendıng

Öz

Flexural strength limits of steel single angle section beams are  calculated based on  the full plastic moment capacities, local buckling resistance and lateral torsional buckling capacities of the angle sections. The angle section beams are generally under the effect of external loads applied along the direction of geometrical axes parallel to their legs, so that they cause simultaneous biaxial bending about both principal axes. The behavior of angle sections under biaxial bending is complicated. The stress distribution of the critical points of the section cannot be easily determined since all specific points need to be checked. Furthermore, the design specifications require the consideration of the full plastic moment capacities of angle sections. This brings up the question of determining the required increase in first yield moment in order to attain full  plastic moment capacities.  Since single angle section beams are thin walled slender structural members, they cannot be designed only according to their elastic and plastic moment capacities. Lateral torsional buckling and local buckling cases need to be considered in determining nominal design moments. In this study, for principal axes moments that change between the values +1.00 and -1.00, the first yield moment capacities, the interaction diagrams between first yield and full plastic moment capacities and critical lateral torsional buckling moments for the case of buckling vertical to the minor axis are calculated. These values are obtained by means of dimensionless coefficients and a new design proposal has been given for the case of biaxial bending for single angle section beams.

Anahtar Kelimeler

Angle sections, Biaxial bending, Steel beams, Buckling, Flexural strength..

Kaynakça

• [1] Elgaaly, M., Dagher, H., and Davids, W “Behavior of single-angle- compression members.” J. Struct. Engrg., ASCE, 3720-3741, .,(1991).
• [2] Sun, J., Butterworth, J.W., “Behaviour of steel single angle compression members axially loaded through one leg.” Proc. Australasian Struct. Engrg. Conference, Auckland, 859-866, (1998).
• [3] Earls, C.J., “On single angle major axis flexural.” J. Constr. Steel Res., 8297, (1999).
• [4] Earls, C.J., “Single angle geometric axis flexural compactness criteria: Horizontal leg tension.” J. Struct. Engrg., ASCE, 616-624, (2001a).
• [5] Earls, C.J., “Single angle geometric axis flexural I. Background and model Verification.” J. Constr. Steel Res., 603-622. (2001b).
• [6] Earls, C.J., “Single angle geometric axis flexural. II: Design recommendation.” J. Constr. Steel Res., 623-646, (2001c).
• [7] LRFD Load and resistance factor design of single-angle members. American Institute of Steel Construction, Chicago, III, (2000).
• [8] Timoshenko, S.P., Gere, J.M., (1972). “Mechanics of materials.” Van Nostrand.
• [9] Trahair, N.S., “Biaxial bending of steel angle section beams” J. Struct. Engrg., ASCE, Vol. 130(4), 554-561, (2004).
• [10] Earls, C.J., Galambos, T.V., “Design recommendations for equal leg single angle flexural members.” J. Constr. Steel Res., 65-85, (1997).
• [11] Trahair, N.S., “Moment capacities of steel angle sections” J. Struct. Engrg., ASCE, 128 (11), 1387-1393, (2002).
• [12] Timoshenko, S.P., Gere, J.M., “Theory of elastic stability.” Mc Graw Hill Co. (1961).
• [13] Trahair, N.S., “Buckling and torsion of steel angle section beams” www.industries.bnet.com/abstract.aspx?scid=2513&docid=119750, (2003a).
• [14] Trahair, N.S., “Lateral buckling strengths of steel angle beams” J. Struct. Engrg., ASCE, 129(6), 784-791, (2003b).
• [15] Aydın, M.R., Kıraç, N., “Lateral buckling of reinforced concrete beams without lateral support.” J. Struct. Engrg. Mech., Korea, (1998).