Düğüm noktalarındaki kısmi bağlılığın kafes ve prefabrik yapı davranışına etkisi
The effect of partial fixity at nodal points on the behaviour of the truss and prefabricated structures
Yazar: MURAT EMRE KARTAL
Danışman: Y.DOÇ.DR. MURAT MUVAFIK
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Kafes sistemleri oluşturan elemanların düğüm noktalarına mafsallı olarak bağlandığı kabul edilmektedir. Günümüzde kafes elemanları düğüm noktalarına tam mafsallı olarak bağlamak mümkün değildir. Kafes elemanlar, birleşim noktalarına kaynak veya cıvata ile genellikle kısmi bağlıdırlar. Bu nedenle kafes sistemler tasarlanırken uygun bağlılık oranlarının belirlenmesi ve bu değerler dikkate alınarak çözüm yapılması gerekmektedir. Kafes sistemlerin, mafsallı bağlı olarak yapılan çözümlerinde, kesit alam hariç diğer kesit özellikleri farklı olan elemanlar kullanıldığında aynı sonuçlar elde edilmektedir. Ancak, mafsallı birleşimlerin yapılamaması durumunda kullanılan kesitlerin atalet momenti değerleri de sonuçlan etkileyecektir. Bu durumda çubuk uçlarında elde edilen farklı gerilme değerleri farklı birleşim hesaplarına neden olacaktır. Bu nedenle çubuk uçlarında farklı bağlılık oranlarının da dikkate alınması gerekmektedir. Prefabrik yapılar, ayrık elemanların birleştirilmesinden oluşmaktadırlar. Bazı durumlarda bu elemanların düğüm noktalarına mafsallı olarak bağlı olduğu kabul edilmektedir. Ancak, bu elemanlar mafsallı bağlanamadıkları gibi rijit olarak da bağlanamazlar. Dolayısıyla prefabrik sistem elemanları da birleşim noktalarında kısmi bağlıdırlar. Bu nedenle bu sistemlerin tasarımında, çubuk uçları için uygun bağlılık oranlan seçilmelidir. Bu çalışmada, düğüm noktalarına farklı oranlarda bağlı olan çubuklardan oluşan kafes ve prefabrik sistemler incelenmiştir. Ayrıca, kafes sistemlerde farklı kesit özelliklerine sahip çubukların çözümleri nasıl etkilediği araştırılmıştır. Bunun için sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak genel amaçlı bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Bu programla kısmi bağlı sistemlerde meydana gelen yerdeğiştirmelerin, çubuk kuvvetlerinin ve gerilmelerin değişimi incelenebilmektedir.Anahtar Sözcükler: Kafes sistemler, kısmi bağlı sistemler, prefabrik yapılar, sonlu elemanlar yöntemi.

Abstract:
It is theoretically assumed that structural members constituting a truss system are pin connected at the nodal points. However truss system joints are rarely seen being formed as ideal pinned connections. Truss members that are connected to nodal points with weld and bolts are generally partially fixed. Therefore while designing a truss system it is important that fixity ratios of the connections should be considered in computations. When analyzing a truss system having theoretically pinned connection, by using different section properties, (i.e. moment of inertia) except for section area, the results will not change. However, if the connections are not theoretically pinned, the moment of inertia of theoretically the sections will affect the results. Because of that reason, it is important that the partial fixity should be taken into account in computations. Prefabricated structures are constituted by connecting separated members that are prepared before hand. In the analysis of this kind of structures, these members are assumed to be theoretically pin connected at the nodal points. However, these connections neither pinned nor rigid connection. They are partially connected. Consequently it is also important for the prefabricated structures that the partial fixities should be taken into account in designing such a system. In this study, truss and prefabricated systems being composed of bars being partially fixed to nodal points with different ratios are investigated. Besides, how the bars having different section properties will affect the analysis is investigated. For this purpose a computer program has been developed using finite element method. It is possible to see how the displacements, end forces and stresses alter in partially fixed systems using this program. Key Words: Finite element method, partially fixed systems, prefabricated structures, truss systems.