Alın Levhalı Moment Birleşimlerin Sonlu Elemanlar ile Analizi

Abstract

Sonlu elemanlar analiz çalışması, deneysel çalışmaya göre birçok avantaj içermektedir. Sonlu eleman metodu, deneysel çalışmanın maddi külfeti ve cihaz kalibrasyon problemleri olmaksızın yapılan etkili ve ekonomik bir yöntemdir. Birleşimin genel davranışı, moment-dönme ilişkisi, tüm mesnette oluşan gerilme ve şekil değiştirme dağılımı, bulonlarda ön-germe etkisi, alın levhası davranışı, panel bölgesi ve bulonların davranışı, alın levhası ile kolon başlığı arasındaki sürtünme kuvvetleri gibi deneysel çalışmada tespit edilmesi zor bir çok hususun incelenmesine olanak sağlar. Bu çalışmada ön-germe uygulanmış alın levhalı kolon-kiriş birleşimleri için sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Modelleme çalışması her adım için detaylı olarak anlatılmıştır. Sayısal modelin oluşturulmasında ANSYS yazılımı kullanılmıştır. Model çalışması; elemanlar arasında sürtünme, kayma, bulon ön-germe, malzemede ve geometri de lineer olmayan davranış durumunu kapsamaktadır. Model çalışması ile elde edilen moment-dönme grafiği, literatürde bulunan deneysel çalışmalardan elde edilen moment-dönme grafikleri ile kıyaslanarak sonlu elemanlar çalışması doğrulanmıştır.

There are important advantages of studying finite element analysis compared to experimental test. Finite element method is very effective and economic tool without any calibration problem of experiment devices. Overall behavior of joint, moment-rotation relation, stress-strain distribution, pretension effect on bolts, end-plate behavior, panel zone and bolt behavior, friction-sliding between column flange and end-plate can be determined easily, which are difficult to measure at experimental study. In this study, 3D finite element model for steel pre-tensioned bolted end-plate connection was developed. All explanations about the numerical model were given in detail. ANSYS software was used for modeling study. Material and geometric non-linearity, sliding and friction effects between end-plate and column face, pre-tensioning effect of bolts were included into finite element model. Obtained moment-rotation curve was compared and verified by experimental result found in literature.