Computer implementation of semi-rigid connections and analysis of flexible frames

Abstract

VI ÖZET Bu çalışmanın ana amacı, yarı rijit kiriş-kolon bağlantılarının, statik yükleme altındaki Çelik çerçeveler üzerindeki etkisini incelemektir. Bu amaç doğrultusunda `Pascal` programlama dili kullanılarak bir bilgisayar programı yazılmıştır. Metod olarak stifnes analiz metodu, kiriş-kolon bağlantı elemanlarının varlığından dolayı modifiye edilerek, kullanılmıştır. Bağlantı elemanı, boyutsuz, dönel yay olarak modellenmiştir. Önceki deneysel ve analitik modelleme çalışmaları incelenmiştir. Bunun sonucunda, yan rijit kiriş-kolon bağlantılarının lineer olmayan davranış şeklini en iyi şekilde modelleyen, dört değişkenli `Power Model`, bu çalışma için uygun bulunmuştur. Problemin çözümünde, aynı anda iki değer için iterasyonun yapıldığı bir algoritma uygulanmıştır. Bu değerler; kiriş-kolon bağlantılarında yükleme sonucu meydana gelen, rölatif dönme ve çözümde çerçevenin davranışı üzerinde P-Delta etkisi de göz önünde bulundurulduğu için kolon eksenel kuvvetleridir. Her iterasyonun sonunda bağlantıların sekant stifhesleri hesabında yukarıda bahsedilen `Power Model` kullanılmıştır. Sonuç olarak üç değişik çelik çerçevenin karşılaştırmalı analizi yapılmıştır.

ABSTRACT The purpose of this study is to investigate the effect of semi-rigid connections on the behavior of steel frames under static loading. Therefore, a computer program using `Pascal` programming language, is developed using stiffness method of analysis with a modification for the presence of the connection elements. Zero length, rotational spring element is modeled for this purpose. Previous experimental and analytical modeling studies are reviewed and a four- parameter power model is found to best represent the nonlinear behavior of semi rigid connections. An iterative algorithm is carried out by iterating on both relative rotations at the beam-to-column joints and column axial forces, since P-Delta effect is also included in the implementation. In determining the connection secant stiffnesses at the end of each step, above mentioned power model is employed. Finally, a comparative study is performed by analyzing three different frames.