Soğuk şekillendirilmiş paslanmaz ve karbon çelik çaprazların çevrimsel yük altındaki davranışlarının deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the behavior of cold-formed stainless and carbon steel braces under cyclic loading
Yazar: MUHAMMAD IKRAM
Danışman: DOÇ. DR. SERHAT DEMİR
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Karbon çeliği = Carbon steel ; Mekanik yorulma = Mechanical fatigue ; Paslanmaz çelik = Stainless steel ; Soğuk şekillendirme = Cold forming

Özet:
Bugüne kadar boru ve kutu enkesitli çaprazların deneysel davranışları üzerine birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmalarda malzeme özelliğinin, enkesit geometrisinin ve yükleme protokolünün çaprazların performansına olan etkisi birbirinden bağımsız olarak incelenmiştir. Bu çalışmada ise bu değişkenlerin bileşik etkilerinin çelik çaprazların performansına etkisi incelenmiştir. Bunun için karbon veya paslanmaz çelik saclardan soğuk olarak şekillendirilmiş, yaklaşık 1/3 ölçekli, 6 adet boru ve 6 adet kutu enkesitli çapraz numune yakın ve uzak fay yüklemelerini temsil eden 3 farklı çevrimsel yük etkisinde deneysel olarak incelenmiştir. 
Numunelerin burkulma dayanımları, enerji tüketme kapasiteleri ve yerdeğiştirme süneklilikleri malzeme özelliği, enkesit geometrisi ve yükleme protokolü açısından değerlendirilmiştir. Ayrıca burkulma dayanımları Avrupa ve Amerikan Yönetmelikleriyle kıyaslanmıştır. Buna göre, karbon çelik çaprazlar için AISC 360-16 ve EN 1993-1-1 'de verilen burkulma dayanımı sınırları tüm yükleme protokollerine göre güvenli sonuçlar vermiştir. Ancak, paslanmaz çelik çaprazlar için AISC 370-21 ve EN 1993-1-4 'de verilen burkulma dayanımı sınırlarının uzak fay yüklemeleri için güvenli olduğu, yakın fay yüklemelerinde ise yetersiz olduğu belirlenmiştir. Çaprazların burkulma dayanımları, enerji tüketme kapasiteleri ve yerdeğiştirme süneklikleri için en dezavantajlı sonuçların ancak farklı yükleme protokollerinin uygulanması ile elde edilebileceği görülmüştür. Ayrıca, malzeme özelliğinin çaprazların performansına etkisinin enkesit geometrisine bağlı olarak oldukça değiştiği belirlenmiştir.

Abstract:
Until today, many studies have been conducted on the experimental behaviors of pipe and square hollow section braces. In thoes studies, the effect of material properties, cross-section shape and loading history on the performance of braces were independently investigated. In this study, the effect of the combined effects of these variables on the performance of steel braces was examined. For this purpose, cross-sectional specimens with approximately 1/3 scale, 6 pipes and 6 square hollow sections, which were cold formed from carbon or stainless steel sheets, were experimentally investigated under 3 different cyclic load effects representing near and far fault loading histories.
The buckling strength, energy dissipation capability and displacement ductility of the  specimens were evaluated in terms of material properties, cross-section shape and loading protocol. In addition, the buckling strength was compared using European and American standard. Therefore, the buckling strength limits of carbon steel braces in AISC 360-16 and EN 1993-1-1 gave safe results for all loading protocols. However, the buckling strength limits of stainless steel braces in AISC 370-21 and EN 1993-1-4 are safe for far fault loading, but not sufficient for near fault loadings. It has been observed that the most disadvantageous results for the buckling strength, energy dissipation capacity and displacement ductility of the braces can only be obtained by applying different loading protocols. In addition, it has been determined that the effect of material properties on brace performance varies greatly depending on the geometry of the section.