Finite element investigation of beams of variable cross section

Abstract

ÖZET DE?İŞKEN KESİTLİ KİRİŞLERİM SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE ANALİZİ BALKAYA, Can Yüksek Lisans Tezi, İnşaat Müh. Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Ergin Çıtıpıtıoğlu 14 EYLÜL, 1987. sayfa. Bu çalışmada, değişken kesitli kirişler için çeşitli kaynaklarda mevcut olan, rigidlik, taşıma ve ankastrelik momentlerine ait katsayıların geçerliği sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak araştırılmıştır. Bu amaçla, değişken kesitli kirişlerin parabolik ve kübik izoparasetrik elemanlar kullanılarak, sonlu elemanlar yöntemiyle analizi için özel bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Ayrıca bu programda, program girdilerinin hazırlanmasını kolaylaştırmak amacıyla, değişken kesitli kirişler bloklar halinde modellenip sadece bu modellenen blok verilerinin girildiği ve blok içinde modellenen elemanlar için gerekli olan bilgilerin bu girdilerden elde edilmesini sağlayan bir programda yazılmıştır. Değişken kesitli kirişler için uygun modeileme şekli, modeilemede kullanılan eleman sayısı ve kullanılan eleman tipleri değiştirilerek, elde edilen cevapların birbirine belirlenen bir kriter içinde yaklaşmasıyla elde edilmiştir. -v-Belirlenen uygun ısodellerne kullanılarak rigidlik, taşıma ve ankastrelik momentlerine ait katsayılar dişli kirişler için sonlu elemanlar yöntemiyle hesaplanmış ve elde edilen sonuçlar mevcut kaynaklardaki değerlerle karşıiaştırıinuştır. Kısa ve derin değişken dişli kirişler için bulunan değerlerdeki farkın kabul edilemiyecek (%15'den büyük) sınırlara ulaştığı görülmüştür. Sonlu elemanlar yöntemiyle elde edilen sonuçlar daha hassas olup, pratikte kullanılmalıdır. ~V3

ABSTRACT FINITE ELEMENT INVESTIGATION OF BEAMS OF VARIABLE CROSS-SECTION BALKAYA, CAN M.S. in Civil Engineering Supervisor: Prof -Dr. Ergin Cxtxpxtxoglu 14 September, 1987, 162 pages In this study, the accuracy of stiffness and carry-over factors and the fixed end moment coefficients for beams of variable cross-section which are available in the literature is investigated by using finite element method. For this purpose a special computer program is developed for plane stress finite element analysis of beams of variable cross-section which utilizes parabolic and cubic isoparametric finite elements. A mesh generation scheme is incorporated in the program to ease the input preparation. Near optimum mesh configuration is determined as a results of convergence studies for beams of variable cross-section. utilizing the near optimum mesh, carry-over factors and fixed-end moment coefficients for stepped beams are computed by using finite element method and the results are compared with those available in the literature. -XXX -It is concluded that the deviations reach to unacceptable levels (greater than 15 %) for beams with short and deep stepped haunches. The results obtained from finite element analyses are sore accurate and must be used in practice.