Çelik depo raf sistemlerinde kullanılan dikme ve ayakların burkulma davranışlarının incelenmesi ve optimizasyonu

Abstract

Çelik yapı endüstrisinde soğuk şekillendirilmiş elemanların kullanımı yüksek yapısal verimlilik, yüksek dayanım/ağırlık oranı, çok çeşitli kesit şekilleri ve düşük üretim maliyeti gibi özelliklerinden dolayı giderek yaygınlaşmaktadır. Bu özelliklerinden dolayı soğuk şekillendirilmiş çelik elemanlar depo raf sistemlerinde dikme, yatay taşıyıcı ve tava raf gibi depo elemanlarında yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında depo raf sistemlerinde kullanılan açık kesitli soğuk şekillendirilmiş dikmelerin burkulma davranışının incelenmesi ve iyileştirilmesi ele alınmaktadır. Öncelikle depo raf sistemlerinde kullanılan dikmenin burkulma davranışı deneysel, sonlu elemanlar yöntemiyle ve doğrudan dayanım yöntemiyle incelenmiştir. Bundan sonra, dikme kesitinin burkulma yükünü arttırmak için çalışma dört gruba ayrılmıştır. Bu gruplardan ilki, kesitin flanşında bulunan güçlendiricinin 90o katlı olması durumudur. Bu durum için, güçlendiricinin sırttan 4 farklı mesafede olduğu durum düşünülmüştür. İkinci grupta, köşeli deliklere sahip dikmelerin yerine radyüs delikli kolonlar kullanılmıştır. Üçüncü grupta, kesitin sırt bölgesinde bulunan güçlendiricinin farklı derinliklerde olması durumu göz önüne alınmıştır. Son grupta ise, dikme flanşının ucunda bulunan açılı güçlendiricinin 90o katlı olduğu durum göz önünde bulundurulmuştur. Sonuç olarak, deneysel çalışmalar, sonlu elemanlar ve doğrudan dayanım yöntemi sonuçları birleştirilerek, maksimum kritik burkulma yükünü veren kesit seçilmiştir.

The use of cold-formed steel members in the steel structure industry have been increasing day by day since they have high ratio of strength / weight, low production costs, various cross – section shapes. Due to these properties, cold formed steel members are commonly used as upright, pallet beam and platform rack in storage rack systems. In this thesis, buckling behavior of the cold formed steel uprights with open cross – section used in storage rack system are studied. In addition, the load-carrying capacity of the cold formed steel uprights is investigated. First, buckling behavior of the column used in a storage rack system is investigated using experimental method, finite element method and direct strength method. Then, the study is divided into four groups in order to improve buckling load of column's cross - section. The first of these groups is the group in which the stiffener on the flange is folded at 90o. For this condition, four different distances of the stiffener from the web are considered. In the second group, the column structure with radius perforations is used instead of the column which has cornered perforations. In the third group, the condition in which different depths of stiffener located on the web is considered. In the last group, the column which has the stiffener on the tip of the flange folded at 90o is analyzed. As a result, the cross - section which gives the ultimate critical buckling load is selected by combining the experimental, finite element results and direct strength method.