Plak, perde, çerçeve ve çekirdekten oluşan komple yapı sistemlerinin nonlineer çözümlemesi
Nonlinear analysis of complete structures with plates, shear walls, frames and core
Yazar: TURGAY ÇOŞGUN
Danışman: PROF.DR. TUNCER ÇELİK
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2001
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Doğrusal olmayan analiz = Nonlinear analysis ; Göçme yükü = Collapse load ; Levhalar = Plates ; Uzay çerçeve sistemleri = Space frame systems ; Yapı sistemleri = Structure systems

Özet:
ÖZET Yapı sistemlerinin doğrusal olmayan teoriye göre hesabı alanında meydana gelen gelişmeler yanında, yapı elemanlarının doğrusal olmayan davranışlarını inceleyen teorik ve deneysel çalışmalarda elde edilen önemli sonuçlar, yapı sistemlerinin dış etkiler altında gerçek davranışlarının daha yalandan izlenmesine olanak sağlamaktadır. Bu gelişmelerin değerlendirilerek yapıların gerçek göçme güvenliklerinin belirlenmesi ve göçme yükü esasına göre boyutlandınlmalan, yapı elemanlarının doğrusal olmayan davranışını ve geometrik değişimlerinin doğrusal olmayan etkilerini birlikte göz önüne alan hesap yönterrüerinin geliştirilmesini gerektirmektedir. Bu sebeplerden dolayı yapılan bu çalışmada, yapı sistemlerinin; artan yükler altında malzeme davranışının doğrusal olmaması durumu (Bünye denklemleri olan Gerilme- Şekil değiştirme ve Moment- Eğrilik bağıntılarının doğrusal olmaması) ve ikinci mertebe etkileri göz önüne alarak hesaplanması ve göçme yüklerinin bulunması amacıyla bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Programın hazırlanmasında esas alman yöntem; bir taraftan stabilite fonksiyonlarını kullanarak normal kuvvetlerin elemanın rij itliği üzerindeki etkisini, diğer taraftan da her plastik mafsalın meydana gelişinde rijitlik matrisini sistematik olarak değiştirerek plastik mafsalların etkisini göz önüne alan, bir matris - yer değiştirme yöntemidir. Çözümün ilk aşamasında, çerçevenin tamamen elastik olduğu kabul edilmekte ve çerçevenin rijitlik matrisi, elemanlardaki normal kuvvetlerin sıfır olduğu varsayımına dayanılarak elde edilmektedir. Hesaplamalara, yapı sisteminde artan dış yüklerden dolayı herhangi bir çubuk eleman keskindeki uç kuvvetlerin, akma şartının belirlediği sınır durumlara ulaşması ve kesitte plastik mafsal oluşumuna kadar ardışık yaklaşımla devam edilmektedir. Yapılan çözümleme sırasında her yük artımı ve yeni bir plastik mafsal oluşumundan sonra sistemin rijitlik matrisinin determinantına bakılmaktadır. Determinant negatif bir değere ulaştığında göçme meydana gelmektedir. Hesaplamalarda yük- deplasman diyagramları herhangi bir yük faktörüne veya göçmeye kadar çizilebilmektedir. Geliştirilen program kullanılarak çözülen örneklerden elde edilen sonuçların literatürde mevcut sonuçlarla karşılaştırılması şekil ve tablolarda gösterilmiştir.

Abstract:
SUMMARY The progress made on the analysis of the structures by using non-linear theory and the significant findings on both theoretical and empirical works, enable better understanding of the behaviours of structures under external loads. Determination of the failure load and designing the structures accordingly requires developments of analysis methods, which take both the non-linear behaviour of structural elements and the non linear effects of geometric changes into consideration. Therefore, in this study, a FORTRAN code, which analyses structures and calculates the failure loads by considering the non-linear behaviour of materials under increasing loads (due to the non-linear relationship of stress-strain and moment-curvature) and the second-order theory of the structural systems is developed. The displacement method used for programming considers both the effects of axial loads on stiffness of the structural elements by using stability functions and the effects of plastic hinges by systematically modifying the stiffness matrix in each of the hinge formation occurance. At the first stage of the analysis, it is assumed that the frame is completely elastic and the stiffness matrix of the frame is determined by taking the axial loads on the elements as zero. As a result, the linear behaviour of the structure enables to predict the initial load parameter of the plastic hinge, which has a fully plastic moment Mp. The iterative analyses, which are carried out under increasing loads will continue until the first plastic hinge is formed by considering the effect of axial load of the element. At the subsequent loadings, it is assumed that the rest of the frame behaves elastic and the calculations are repeated until the second plastic hinge is formed. The formation of each plastic hinge decreases the rigidity of the system and failure occurs when the rigidity of the frame reaches to a negative value. In the analysis, at each increment of load increment and after the formation of a new plastic hinge, the determinant of the stiffness matrix of the system is evaluated. If the determinant is negative,it is assumend the frame is reached its failure load. In addition, in the analysis, load-deflection diagrams are drawn until the failure load. The results of the developed program are compared in Figures and Tables XI