Beton doldurulmuş paslanmaz çelik tüp kompozit kolonların davranışının incelenmesi
Investigation of the behaviour of concrete-filled stainless steel tubular composite columns
Yazar: RUKEN ÖZEL
Danışman: PROF. DR. SERKAN TOKGÖZ
Adana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Sunulan çalışmada, iki eksenli eğilme ve eksenel basınca maruz beton doldurulmuş paslanmaz çelik tüp kompozit kolonların deneysel ve teorik davranışı incelenmiştir. Çalışmada, 10 adet beton doldurulmuş paslanmaz çelik tüp kompozit kolon hazırlanmıştır. Kolon numuneler çelik lifli ve lifsizbeton ile üretilmiş, tüp kesit içerisine I-kesitli ve T-kesitli karbon çelik yerleştirilmiştir. Hazırlanan kolon numuneler iki eksenli eğilme ve eksenel basınç altında test edilmiştir. Deneysel çalışma kapsamında beton doldurulmuş paslanmaz çelik tüp kompozit kolonların taşıma gücü ve yük-deplasman eğrileri elde edilmiştir. Deneysel çalışmada, çelik liflerin kolon deformasyon kapasitesine olumlu etkisi olduğu ortaya konulmuştur. Tüp içerisine yerleştirilen karbon çeliğin kolon burkulmasını önlediği belirlenmiştir. Yapılan araştırmada, test edilen beton doldurulmuş paslanmaz çelik tüp kompozit kolon numunelerin sünek davranış yaptıkları gözlenmiştir. Çalışmada ayrıca, beton doldurulmuş paslanmaz çelik tüp kompozit kolonların analizi için teorik bir yöntem önerilmiştir. Analizde malzemelerin doğrusal olmayan davranışları ele alınmıştır. Yöntemde, beton basınç bölgesi, paslanmaz çelik tüp kesiti ve karbon çelik kesiti şeritlere ayrılmıştır. Her bir şerit ağırlık merkezinde birim deformasyonlar hesaplanmıştır. Daha sonra, hesaplanan birim deformasyonlar değerleri kullanılarak malzemelerin gerilme–birim deformasyon ilişkilerinden gerilmeler elde edilmiştir. Böylece gerilmeler türünden yazılan denge denklemleri çözümü ile kolon taşıma gücü ve yük-deplasman değerleri belirlenmiştir. Test edilen kolonlar önerilen teorik yönteme dayalı olarak analiz edilmiştir. Yapılan analizde, teorik taşıma gücü ve yük-deplasman eğrileri deneysel sonuçlarla uyum içerisinde bulunmuştur. Çalışmada, test edilen kolonların yapısal davranışı belirlenmiştir.

Abstract:
In the presented study, experimental and theoretical behaviour of concrete-filled stainless steel tube composite columns subjected to biaxial bending and axial compression are examined. In the study, ten concrete-filled stainless steel tube composite columns were prepared. Column specimens were constructed with plain and steel fiber concrete, I-shaped and T-shaped carbon steel were embedded into the tube section. The prepared test specimens were tested under biaxial bending and axial compression. In the comprehension of experimental study, ultimate load and load-deflection curves of concrete-filled stainless steel tube composite columns were obtained. In the experimental work, it is revealed that steel fibers had favourable effect on column deformation capacity. It is determined that the structural steel embedded in tube section prevented column buckling. In this research, ductile behaviour was observed for the tested concrete-filled stainless steel tube composite column specimens. In addition, a theoretical method was suggested for the analysis of concrete-filled stainless steel tube composite columns in the study. Nonlinear behaviour of the materials was taken into account in the analysis. In the procedure, concrete compression zone, stainless steel tube section and carbon steel section were divided into segments. The strain values were calculated in the center of each segment. Then, the stresses were attained from the materials' stress-strain relationships using calculated strain values. Thus, the column strength capacity and load-deflection values were obtained from the solution of equilibrium equations written in terms of stresses. The tested columns were analysed based on the proposed theoretical method. In the analysis, the theoretical ultimate strengths and load-deflection curves were obtained in good agreement with the experimental results. The structural behaviour of the tested columns were determined in the study.