INVESTIGATION OF FLEXURAL AND ELASTIC BUCKLING BEHAVIOR OF CELLULAR BEAMS

Abstract

3D Finite Element Analysis (FEA) was performed to determine flexural and elasticlateral-torsional buckling behavior of cellular beam by using European steel shapeand quality. An experimental study from literature was chosen for verification of theFinite Element Model (FEM). Parametric studies were carried out with a verifiednumerical model to investigate the effect of some geometrical properties of thecellular beam such as hole diameter, hole spacing, and various types of rigidityplates on elastic buckling and flexural capacity of the beam. Geometric and materialnonlinear behavior were included in FEM. In the other part of the study, thetheoretical calculation method of Lateral Torsional Buckling (LTB) with grosssection and with net section properties was also investigated. The study showedthat the LTB calculation method given by AISC360-16 and TSDC-2016 design guidesprovided more accurate result with net cross-section for European steel shapes andquality.

Dairesel boşluklu kirişin eğilme ve elastik yanal burulmalı burkulma davranışını incelemek amacıyla Avrupa profilleri ve çelik kalitesi kullanılarak üç boyutlu sonlu eleman analizi gerçekleştirilmiştir. Literatürden bir deneysel çalışma sonlu eleman modelinin doğrulaması için seçilmiştir. Doğrulanmış sayısal model kullanılarak; delik çapı, delikler arası mesafe ve çeşitli tiplerde rijitlik levhası kullanımı gibi bazı geometrik özelliklerin kirişin eğilme ve elastic burkulma davranışını üzerindeki etkisini incelemek amacıyla parametrik çalışma yürütülmüştür. Sonlu eleman modeline malzeme ve geometrinin doğrusal olmayan davranışı dahil edilmiştir. Çalışmanın diğer bölümünde ise, yanal burulmalı burkulma teorik hesabı brüt ve net kesit özellikleri ile incelenmiştir. Sonuçlar, AISC360-16 ve TSDC-2016 tasarım rehberlerinde verilen hesaplama yönteminin net en-kesit özellikleri ile Avrupa profilleri ve çelik kalitesi için daha doğru sonuç verdiğini göstermiştir.