Beton dolgulu kompozit kirişlerin eğilme etkisinin deneysel ve analitik incelenmesi
Experimental and analytical investigation of bending effects of concrete filled composite beams
Yazar: SADRETTİN SANCIOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULKERİM İLGÜN ; DOÇ. DR. SERDAR ÇARBAŞ
KTO Karatay Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Beton dolgulu kompozit elemanların hem kiriş olarak hem de kolon olarak kullanımı son dönemde dünya çapında yaygınlaşmıştır. Bu tip elemanların, betonarme elemanlarda olduğu gibi kalıplama işleminin ve içlerinde ki dolgu betonunun bakıma ihtiyacı olmaması gibi avantajlarının yanı sıra içi boş çelik elemanlara göre de daha küçük kesitler kullanılarak basınç dayanımlarının ve eğilme kapasitelerinin artması gibi avantajları vardır. Bu tez çalışmasında eşit kesit alanına ve eşit et kalınlığına sahip dairesel, dikdörtgen ve kare kesitli beton dolgulu kompozit elemanların eğilme dayanımları incelenmiştir. Farklı kesit tipine sahip üç (3) adet içi boş kiriş ve farklı kesit tiplerinde 28 günlük silindirik basınç dayanımı 40 MPa olan beton dolgulu dokuz (9) adet kiriş olmak üzere toplam 12 adet kiriş dört (4) nokta eğilme deneyine tabi tutulmuştur. Deneyden elde edilen sonuçlara göre yük – deplasman ve moment – deplasman eğrileri çizilmiştir. Elde edilen sonuçlar ANSYS Workbench sonlu elemanlar paket yazılımında yapılan analiz sonuçlarıyla ve ülkemizde yürürlükte olan Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapımına Dair Esaslar – 2018 yönetmeliğinin 12. bölümünde verilen formüllerle, EuroCode4 ve Lin Hai Han tarafından geliştirilen yöntemle kıyaslanmıştır. Sonuç olarak, dairesel kesitli beton dolgulu kompozit kirişlerin deneysel sonuçlarının analitik sonuçlarla çok yakın olarak elde edildiği, yine dikdörtgen ve kare kesitli beton dolgulu kompozit kirişlerin deney sonuçlarının analitik sonuçlara yakın olduğu ve dairesel kesitli beton dolgulu kompozit kirişlere göre ise daha güvenilir tarafta kaldığı görülmüştür. Hem beton dolgulu hem de içi boş çelik kirişlerin numerik analizlerinin deneysel sonuçlara yakın sonuçlar verdiği, bundan dolayı beton dolgulu kompozit kirişlerin sonlu elemanlar analizi yapan ANSYS Workbench programında modellenebildiği görülmüştür.

Abstract:
The use of concrete-filled composite elements both as beams and as columns has recently become popular around the world. As with reinforced concrete elements, they have advantages such as the moulding process and the lack of maintenance of the filled concrete, as well as the advantages such as increasing the compressive strength and bending capacity by using smaller sections compared to hollow steel elements. In this thesis study, the flexural strength of rectangular, circular and square section concrete-filled composite elements with the equal cross-sectional area and equal wall thickness were investigated. A total of 12 beams, including three (3) beams with different cross-section types and nine (9) beams filled with concrete with a 28-day compressive strength of 40 MPa, were subjected to a four (4)-point bending test. Load- displacement and moment- displacement curves were drawn according to the results obtained from the experiment. The results obtained were compared with the analysis results made in the ANSYS Workbench software and the formulations given in the 12th section of the Principles Regarding the Design, Calculation and Construction of Steel Structures- 2018 regulation in force in our country, EuroCode4 and the method developed by Lin Hai Han. Finally, it has been observed that the obtained experimental results of circular cross-section concrete-filled composite beams are very close to the analytical results, and also those of rectangular and square cross-section concrete-filled composite beams are close to analytical results. They are more reliable than circular cross-section concrete-filled composite beams. It has been observed that the numerical analyzes of both concrete-filled and hollow steel beams are yielded close results to the experimental results; therefore, concrete-filled composite beams can be modeled in the ANSYS Workbench program, which makes finite element analysis.