Gergi halatlı kompozit kirişlerde boyutsal parametrelerin optimizasyonu
Optimization of dimensional parameters in composite beams with tension rope
Yazar: YUSUF ÖZTÜRK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İLYAS DEVRAN ÇELİK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Çelik yapılar = Steel structures

Özet:
Günümüzde kompozit elemanlar çeşitli özelliklerinden dolayı yapı sistemleri içerisinde önemli bir yere sahiptir. Gerek deprem kuvvetlerine karşı daha sünek davranış göstermesi, gerekse betonarme elemanlara göre daha hafif olması sebebiyle daha az deprem yükü alması gibi avantajlarından dolayı, geniş açıklıklı köprülerde sıklıkla kullanılmaktadır. Ancak betonarme döşeme ile çelik profil kirişten oluşan bu kompozit sistemde yüklerin kesintisiz bir şekilde aktarılarak sistemin birlikte çalışmasının sağlanması gerekmektedir. Bu birliktelikteki kompozit kirişe etkiyen yükler altında, betonun basınca çalışarak rijitliği arttırması, çelik kirişin de çekmeye çalışarak sünekliği arttırması ile daha ekonomik kesitler elde edilebilmektedir. 
Profillenmiş saç panel ile çelik kiriş arasına kaynaklı olarak bağlanan kayma çivileri betonarme döşeme ile çelik profil kiriş arasındaki yük aktarımını gerçekleştirmektedir. Ancak eğilme etkisi altındaki bir kompozit kirişte kayma çivileri; mesnet bölgelerinde kayma kuvvetlerine karşı etkin biçimde yük aktarımı gerçekleştirirken, açıklık bölgesinde yük aktarımına yeterli düzeyde katkı sağlayamamaktadır. Bu sebeple eğilme etkisinin en büyük olduğu açıklık bölgesinde, kompozit kiriş kesit kapasitesinde güvenlik açığı meydana gelmektedir. Oluşan bu güvenlik açığı problemi için gergi halatları ile güçlendirme yapılarak kesit kapasitesinde artış sağlanabilmektedir. Bu tez çalışmasında; gergi halatlarının kapasiteye olan etkinliğini değerlendirmek için, 4m uzunlukta üç farklı deneysel kompozit kiriş numunesi oluşturulmuştur. Oluşturulan numunelerin birinde gergi halatsız kompozit kiriş, diğer ikisinde gergi halatlı kompozit kirişler için farklı kayma çivisi aralıkları denenmiştir. Ayrıca deneysel numunelerin sonlu eleman modelleri de oluşturulmuştur. Deneysel analizlerden elde edilen sonuçlara göre; çalışma kapsamındaki sayısal modellerin doğruluğu teyit edilmiştir. Teyit edilen sayısal modeller, çeşitli kiriş açıklıkları, farklı kiriş ve profil tipleri için geliştirilmiştir. Analiz sonuçlarına göre farklı kiriş açıklıklarındaki gergi halatlarının kapasiteye olan etkinliği değerlendirilmiştir.

Abstract:
Nowadays composit elements due to their various properties have crucial importance for building systems. It is frequently used in large span bridges due to its advantages such as showing more ductile behavior against earthquake forces and less earthquake load because of lighter weight than reinforced concrete elements. However, in this composite system consisting of reinforced concrete slab and steel profile beam, it is necessary to transfer the loads continuously and ensure that the system works together. The concrete part compensates the pressure force while the steel beam compensates ductility under loads that affect the composite beam. with this way,more economical sections are obtained. 
The shear studs welded between the profiled sheet metal and the steel beam governs the load transfer between the reinforced concrete slab and the steel profile beam. However, in a composite beam under bending effect, it can not make a sufficient contribution to the load transfer in the midspan area, while effectively carrying the load transfer against the shear forces in the bearing regions. For this reason, in the midspan area where the bending effect is greatest, there is a safety problem in the composite beam section capacity. For this problem of safety incidence, strengthening with tension ropes can increase the cross sectional capacity. In this thesis three different experimental composite beam of 4 meters in length were constructed to assess the activity of the tension ropes to capacity. The composite specimens were tested with different shear studs for composite beams without tensioning ropes in one specimen and composite beams with ropes in the other specimen. In addition, finite element models of experimental specimens were formed. According to the results obtained from experimental analyzes; the accuracy of the numerical models has been confirmed. The verified numerical model was developed for various beam openings, different beam and profile types. According to the analysis results, the efficiency of the tension ropes in different beam openings is evaluated.