Ahşap yapı elemanlarının birleşim bölgelerinin doğrusal olmayan analizi
Nonlinear analysis of joints of timber structural elements
Yazar: SENA SEVİNÇ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİS TAŞKIN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Ahşap = Wooden ; Ahşap malzeme = Wood material ; Ahşap yapılar = Wood structures ; Doğrusal olmayan analiz = Nonlinear analysis ; Dübel = Anchor bolts ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method

Özet:
Ahşap yapı elemanlarında birleşim bölgeleri diğer yapı sistemlerinde de olduğu gibi davranışı belirleyen önemli yapısal bölümlerdendir. Bu nedenle birleşim bölgelerinin taşıma kapasitesinin hesabının yapılması ve bu hesaba etki eden parametrelerin etkilerinin bilinmesi oldukça önemlidir. Bu amaçla bu tez çalışmasında çiftli kaymaya maruz dübel tipi ahşap-ahşap bir birleşimin, taşıma kapasitesine etki eden parametreler incelenmiş, buna bağlı olarak taşıma kapasitesi hesabı yapılmış ve yapının göstermiş olduğu farklı göçme tipleri incelenmiştir. 
Tezin ikinci bölümünde, çalışmada kullanılan ahşap malzemenin sahip olduğu yapısal özelliklerinin ve davranışının anlaşılması amacıyla ilk olarak ahşap hakkında genel bilgiler verilmiştir. Daha sonra bu çalışmanın konusu olan birleşim bölgeleri hakkında literatürde yer alan benzer problemler ele alınarak detaylı araştırma yapılmıştır. Sonrasında birleşim bölgelerinin taşıma kapasitesi hesabı için Avrupa şartnamesi Eurocode 5 seçilerek bu şartnemede yer alan bağıntılar tanıtılmıştır. İkinci bölüm sonunda tez çalışmasında kullanılan sonlu elemanlar yöntemi incelenmiş ve ayrıca doğrusal olmayan analiz hakkında bilgiler verilmiştir.
Tezin üçüncü bölümünde, incelenen problemin sayısal modelenin doğrulanması amacıyla literatürde yer alan ve benzer bir problem olan çelik dübelli bir ahşap-ahşap birleşim modeli (referans model), seçilmiş ve detaylıca sunulmuştur.  Daha sonra sonlu elemanlar yöntemini kullanan ve ticari bir program olan Ansys aracılığıyla seçilen birleşim modelinin sayısal modellemesi yapılmış ve doğrusal olmayan analizi gerçekleştirilmiştir. Tezin dördüncü bölümünde, çalışmada oluşturulan sayısal modelin doğrusal olmayan analiz sonuçları ile referans modelin analiz sonuçları karşılaştırılarak doğrulama yapılmıştır. Doğrulanmış model üzerinden birleşimin taşıma kapasitesine etki eden parametrelerden ahşap plaka kalınlıkları ve ahşap plakaların gömme mukavemeti oranı (β) değiştirilerek doğrusal olmayan analiz gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar sunulmuştur. 
Bu tez kapsamında dübel tipi ahşap-ahşap birleşimin yük etkisi altında göstermiş olduğu davranış incelenerek, ahşabın yapı malzemesi olarak kullanımının artırılması amaçlanmıştır. Taşıma kapasitesine etki eden parametrelerden, yan ahşap plaka kalınlığı ve ahşap plakaların gömme mukavemeti (β) oranı seçilerek, bu parametrelerin değişimine bağlı olarak yük taşıma kapasitesi ve göçme tipi sonuçlarının değişimi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre yan ahşap plakanın kalığının artmasıyla yük taşıma kapasitesinin arttığı, ayrıca yine yan ahşap plakanın yoğunluk artışına bağlı olarak gömme mukavemetinin azalması ile taşıma kapasitesinin arttığı görülmüştür. Çalışmadan elde edilen bu sonuçların, ahşabın yapı malzemesi olarak kullanımına katkı sağladığı düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler: Ahşap yapı elemanları, dübelli birleşim, sonlu elemanlar yöntemi, doğrusal olmayan analiz

Abstract:
Joint zones in timber building elements are important structural parts that determine the behavior as in other building systems. For this reason, is it very important to calculate the bearing capacity of the joint areas and to know the effects of the parameters affecting this calculation. Fort his purpose in this thesis, the parameters affecting the bearing capacity of a dowel type timber-timber joint subject to double shear were examined, accordingly the bearing capacity calculation was made and the different failure types of the structure were examined.
In the second part of the thesis, firstly, general information about timber was given to understand yhe structural properties and behavior of the timber material used in the study. Then, a detailed research was carried out by dealing with similar problems in the literature about the joint areas, which were the subject of this study. Afterwards, the European specification Eurocode 5 was selected for the calculation of the carrying capacity of the joint areas and the relations included in this specification were introduced. At the end of the second chapter, the finite element method used in the thesis study was examined and also it was given information about nonlinear analysis.
In the third part of the thesis, in order to verify the numerical model of the problem studied, a timber-timber joint model (reference model) with steel dowels, which was a similar problem and was in the literature, was selected and presented in detail. Then, numerical modeling of the selected combination model was made via Ansys which used the finite element method and a commercial program, its nonlinear analysis was performed. In the fourth part of the thesis, the nonlinear analysis results of the numerical model created in the study and the analysis results of the reference model were compared and validation was made. Non-linear analysis was carried out by changing the timber plate thickness and the embedding strength ratio (β) of timber plates, which are among the parameters affecting the bearing capacity of the joint, on the validated model, and the results obtained were presented.
In this thesis, it was aimed to increase the use of timber as a building material by examining the behavior of the dowel type timber-timber joint under the effect of load. Among the parameters affecting the bearing capacity, the side timber plate thickness and the embedding strength (β) ratio of the timber plates were selected, the variation of the load bearing capacity and failure type results depending on the change of these parameters were investigated. According to the results obtained, it was observed that the load bearing capacity increased with the increase in the thickness of the side timber plate, and the load bearing capacity increased with the decrease in the embedding strength due to the increase in the density of the side timber plate. It is thought that these results obtained from the study contribute to the usage of timber as a building material.

Keywords: Timber structural elements, doweled joint, finite element method, nonlinear analysis