Soğuk Şekil Verilmiş Çelik Kirişlerin Göçme Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmanın amacı, yerel ve distorsiyonel burkulma etkisiyle oluşan enkesit deformasyonlarına maruz soğuk şekil verilmiş çelik elemanların rijitlik kaybı ve sünekliğinin öngörülmesi ile ilgili tasarım yöntemlerini geliştirecek çalışma sunmaktır. Soğuk şekil verilmiş çelik kirişlerin yerel ve distorsiyonel burkulması ile sonuçlanan deney ve sonlu eleman analiz çalısmalarından elde edilen mevcut veriler bu çalışmanın başlangıç kaynağı olarak kullanılmıştır. Testlerin ve sonlu eleman analiz modellerinin tepe yüke (monente) kadar olan rijitliği etkili genişlik ve Dolaysız Dayanım yöntemlerinin öngörüleri ile karşılaştırılmıştır. Yerel ve distorsiyonel enkesit narinliği ile tepe noktasına kadar gözlemlenen ve öngörülen rijitilik arasındaki ilişki incelenmiştir. Modellerin, modern sismik tasarım için gerekli olan, süneklik ve tepe-sonrası davranışını araştırmak için mevcut modellerin davranışları basit histeretik eğrilerle idealleştirilmiştir. ASCE 41’da yer alan tanıma dayanarak, moment-dönme (M-) basit çok-eğrili model ile parametize edilmiştir. Önerilen M- davranışının geçerliliği irdelenmiştir. Önerilen yöntem soğuk şekil verilmiş çelik sistemlerin lineer olmayan analizinin gelişimi için önemli bir adımdır.

The objective of this thesis is to provide work towards design methods to predict both the loss of stiffness and the available ductility for cold-formed steel (CFS) members subject to cross-section deformations resulting from local and distortional buckling. Existing tests and finite element analysis on CFS beams failing in local and distortional buckling, are used as the basis for the study conducted herein. Stiffness of the conducted tests and finite element models up to the peak load (moment) is compared with predictions based on the effective width method and the Direct Strength Method. Relationships between local and distortional cross-section slenderness and the observed and predicted secant stiffness up to the peak load are examined. To explore models that include energy dissipation and post-peak behavior, as required for modern seismic design, simple hysteretic models are fit to the full response curve generated from the existing data. Using a modification of the simplified model introduced in ASCE 41 for pushover analysis, the moment-rotation (M- response is parameterized into a simple multi-linear curve. Accuracy of the proposed M- approximation is assessed. The proposed prediction method for M- provides a necessary step in the development of nonlinear structural analysis of CFS systems.