Soğuk şekillendirilmiş çelik z profillerin basınç ve eğilme dayanımlarının doğrudan dayanım yöntemiyle belirlenmesi
Determination of compressive and flexural strengths of cold-formed steel z profiles by using direct strength method
Yazar: VESİM YILDIRIM
Danışman: DOÇ. DR. FUAT OKAY
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Dayanım = Strength ; Eliptik eğriler = Elliptic curves ; Sonlu şeritler yöntemi = Finite strip method ; Soğuk şekillendirme = Cold forming

Özet:
Soğuk şekillendirilmiş çelik yapı elemanları, tasarımda daha fazla esneklik sağlamaları ve gereksiz malzeme kullanımını en aza indirgeyerek daha ekonomik ve etkili tasarım çözümlerine olanak tanımaları nedeniyle özellikle bir çok mühendislik uygulamasında tercih edilmektedir. Sıcak şekillendirilmiş hadde profillerle kıyaslandığında dayanım/ağırlık oranları daha yüksek olduğundan, narinlikler göz önünde bulundurularak boyutlandırılmaları koşuluyla, soğuk şekillendirilmiş çelik profiller kullanıldıkları yapının toplam ağırlığını azaltmaktadırlar. Sonlu Şerit Yöntemi, farklı zorlamalar altındaki soğuk şekillendirilmiş çelik yapı elemanlarının tasarımında yaygın şekilde kullanılan yöntemlerden biridir. Yapılan çalışmalar bu yöntemin, eksenel kuvvet, eğilme, ve/veya burulma momenti etkisindeki ince cidarlı çelik yapı elemanlarında oluşan boyuna gerilmelerin sebep olduğu kararsızlıkları incelemek için oldukça uygun olduğunu göstermiştir. Bu yöntemin uygulanması, elemanların İmza Eğrisi'nden (Signature Curve) faydalanarak yarım-dalga burkulma boyları ile bu burkulma boylarına karşılık gelen burkulma yüklerinin elde edilmesini sağlamaktadır. Farklı enkesit özelliklerine sahip soğuk şekillendirilmiş çelik yapı elemanlarının elastik burkulma yükleri Sonlu Şerit Yöntemi'yle elde edilerek, bu tür elemanların tasarım esaslarını içeren güncel yönetmeliklerde tanımlanan Doğrudan Dayanım Yöntemi kullanıldığında elemanların tasarım dayanımları kolaylıkla elde edilebilmektedir. Doğrudan Dayanım Yöntemi'nin avantajlarından biri, bu yöntemde elemanın etkin enkesit özelliklerinin hesaplanmasına gerek olmamasıdır. Bu çalışmada, soğuk şekillendirilmiş çelik profillerin dayanım hesabında kullanılan Sonlu Şerit ve Doğrudan Dayanım Yöntemleri hakkında bilgi sunulacaktır. Ayrıca, bu yöntemlerin yardımıyla, ülkemizde yaygın şekilde kullanılan Z kesitli soğuk şekillendirilmiş çelik yapı elemanlarının eksenel basınç ve eğilme momenti etkisindeki tasarım dayanımları hesaplanarak tasarım tabloları oluşturulmuştur.

Abstract:
Cold-formed steel members are preferred especially in some engineering applications, due to the fact that they ensure more flexibility in the design and they lead to economical and effective design solutions by minimizing the usage of redundant material. In addition, cold-formed steel members have greater strength/weight ratios compared to hot-rolled members and by taking their slenderness into account, this could assist in reducing the total weight of the structure. Finite Strip Method (FSM) is one of the popular methods that are used in the design of cold-formed steel members under different types of loadings. Research shows that this method is fairly convenient for analyzing instabilities in thin-walled steel members caused by the longitudinal stresses under the effect of axial load, bending and/or torsional moment. The application of FSM, results in a Signature Curve which contains the half-wave buckling lengths and the corresponding buckling loads of the member.  Design strengths of cold formed steel members with various cross-sectional properties can be predicted easily by using FSM to obtain elastic buckling loads and by applying the Direct Strength Method (DSM) that is defined in up-to-date steel design codes. One of the advantages of DSM is that there is no need to determine the effective section properties. In this study, the design strengths of Z profiles which are widely used in Turkey are determined under pure compression or bending and design tables are prepared.