Çelik Gömmeli Kompozit Kolonların Sonlu Elemanlar Analizi ile Sayısal Karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışma, çelik gömmeli kompozit kolonların, beton dayanımı ile boyuna donatı oranının değişimine göre eksenel basınç kuvveti etkisindeki davranışını açıklamaktadır. Bu sebeple, dört farklı boyuna donatı (ϕ16-20-24-30), beton sınıfı (C40-50-60-70) ve yapısal çelik yüzdesi (%1-2-4-8) için on altı farklı grup olmak üzere toplamda altmış dört model oluşturulmuştur. Her bir model için önce Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapımına Dair Esasları (ÇYTHYE-2016) ve American Institute of Steel Construction (AISC 360-16) standartlarında tanımlanan eksenel kuvvet-moment etkileşim grafikleri elde edilmiştir. Bu grafiklerden her farklı grup için taşıyabileceği maksimum eksenel basınç kuvveti hesaplanmıştır. Oluşturulan modellerdeki beton, yapısal çelik ve boyuna donatıya ait eksenel basınç kuvvetleri, yerdeğiştirmeler, şekil değiştirmeler, akma noktaları ANSYS sonlu elemanlar programı kullanılarak elde edilmiştir. Beton basınç değeri arttıkça eksenel taşıma kapasitesinin arttığını fakat eğilme momenti değerinin birbirlerine çok yakın gerçekleştiği ve sadece çelik oranı değiştirildiğinde ise eksenel basınç dayanımının sabit kaldığı, eğilme moment değerlerinin arttığı görülmüştür. Yönetmeliklerde verilen ampirik ifadeler kullanılarak hesaplanan en büyük eksenel basınç kuvveti değeri ile ANSYS’den elde edilen değerler birbirleri ile uyumlu çıkmışlardır. Analizlerin göstermiş olduğu en önemli sonuç çelik gömmeli kesitlerde kullanılan çelik profilin taşıma kapasitesinin tamamının kullanılabildiğidir.

Keywords

• composite column
• finite element method
• reinforcement ratio
• axial load capacity
• kompozit kolon
• sonlu eleman analizi
• donatı oranı
• eksenel basınç kuvveti