Güçlendirilmiş plak döşemelerin sonlu elemanlar yöntemi ile çözümü

Bu çalışmada, güçlendirilmiş plak döşemelerin statik yükler altında analizi sonlu elemanlar yardımı ile incelenmiştir. Plak ve kiriş malzemeleri lineer elastik ve izotrop kabul edilerek temel denklemler yazılmıştır. Plak orta yüzeyi ile kiriş ekseninin aynı düzlemde olmaması nedeniyle dış merkezlik oluşmaktadır. Buna bağlı olarak plak orta yüzeyinin düzlem içi yer değiştirmeleri de gözönüne alınmıştır. Tahliyelerin keyfi bölgeli olabileceği de düşünülerek genel bir dörtgen plak elemanı seçilip, plak elemanı için rijitlik matrisi sayısal olarak elde edilmiştir. Güçlendirilmiş plak döşemelerin statik analizi için genel amaçlı bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Bu çalışmada bulunan sonuçların literatür ile uyum içinde olduğu gösterilmiştir.

Finite element analysis of stiffened slabs

In this study, stiffened slabs subjected to the static loads are investigated with the aid the finite element method. The materials of the plate and beam are assumed to be linear elastic and isotropic. In the formulation, the eccentricity between plate mid-surface and beam axis and the in-plane displacements due to eccentricity are taken into account. The stiffness matrix for a general quadrilateral plate element is obtained numerically to be used for slabs of arbitrary shape. A general computer program is developed for the static analysis of stiffened slabs. The results obtained in this study are found to be in a good agreement with those available in the literature.

___

  • 1. Hendry,A.W. and Jaeger,L.G., “The Analysis of Grid Frameworks and Related Structures”, Chatto and Windus, London, 1958.
  • 2. Lightfoot,E. and Sawko,F., “Grid Frameworks Resolved by Generalized Slope- Deflection”, Engineering, 187, 18-20, London, 1959.
  • 3. Massonet,C., “Methods de Calcul des Ponts a’ Poutres Multiple Tenant Compte de leur Resistance a la Torsion”, International Association for Bridge and Structural Engineering, 10(147), 1950.
  • 4. Chu,K.H. and Krishnamoorthy,G., “Use of Orthotropic Plate Theory in Bridge Design”, Journal of Structural Division, ASCE, 88(ST3), Proc. Paper 3157, 35-77, 1962.
  • 5. Chen,T.Y., Siess,C.P. and Newmark,N.M., “Moments in Simply Supported Skew I Beam Bridges”, Bulletin 439, Engineering Experiment Station, University of Illinois,Urbana, 1957.
  • 6. Tekinalp,B., “Elastik Kirişlere Oturan Plakların Çözümü”, Doktora Tezi, İ.T.Ü.,1951.
  • 7. Hoppman,W.H., Huffington,J.J. and Magness,A., “Study of Orthogonally Stiffened Plates”, Trans ASME, J. Appl. Mech., 78, 343-350, 1956.
  • 8. Gustafson,W.C. and Wright,R.N., “Analysis of Skewed Composite Girder Bridges”, Journal of The Structural Division, ASCE, 94 (No. ST4), 919-941, 1968.
  • 9. Ghosh,P. and Som,R.K., “Automated System Analysis of Plates with Edge Beam Interactions”, Computers and Structures, 9, 101-111, 1978.
  • 10. Mukhopadhyay,M. and Satsangi,S.K., “Isoparametric Stiffened Plate Bending Element for The Analysis of Ships Structures”, The Royal Institution of Naval Architects, 141-51,1983.
  • 11. Deb,A. and Booton,M., “Finite Element Models for Stiffened Plates Under Transverse Loading”, Computer and Structures, 28(3), 361-372., 1988.
  • 12. Rossow,M.P. and Ibrahimkhail,A.K., “Constraint Method Analysis of Stiffned Plates”, Computers and Structures, 8, 51-60, 1978.
  • 13. Kıral,E. ve Temel,B., “Kirişli Döşemelerin Bilgisayar İle Hesabı”, Teknik Yayınevi, Ankara, 1990.
  • 14. Srinivasan,R.S. and Thiruvenkatachari,V., “Static Analysis of Stiffened Plates”,AIAA Journal, 22(9), 1342-1344, 1984.
  • 15. Applegarth,L.Y., Li,I., Bull,W.J., Bettes,P. and Bond,T.J., “Adaptive Analysis of Stiffened Structures Using Stiffened Plate Bending Elements”, Int. J. Pres. Vessels&Piping, 65, 117-125, 1996.
  • 16. Bedair,O.K., “Analysis of Stiffened Plates Under Lateral Loading Using Sequential Quadratic Programming (SQP)”, Computers and Structures, 62(1), 63-80, 1997.
  • 17. Siddiqi,Z.A., Kukreti,A.R., “Analysis of Eccentrically Stiffened Plates With Mixed Boundary Condition Using Differential Quadrature Method”, Applied Mathematical Modelling, 22, 251-275, 1998.
  • 18. Satish Kumar,Y.V., Mukhopathyay,M., “Finite Element Analysis of Ship Structures Using A New Stiffened Plate Element”, Applied Ocean Research, 22, 364-374, 2000.
  • 19. Temel,B. ve Hunu,D.Z., “Keyfi Dörtgen Bölgeli Kirişli Döşemelerin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi”, İnşaat Mühendisliğinde Gelişmeler, IV. Uluslararası Kongre, Doğu Akdeniz Üniversitesi, Gazimagusa, KKTC, 2, 579-587, 2000.
  • 20. Aköz,Y. ve Özçelikörs,Y., “Takviyeli Plaklar”, 5. Ulusal Mekanik Kongresi, Bursa, 1987.
  • 21. Özçelikörs,Y. ve Aköz,Y., “A Mixed Finite Element Formulation of Eccentrically Stiffened Plates”, Bull. Tech.Uni. Istanbul, 46, 257-277, 1993.
  • 22. Zienkiewicz,O.C., “The Finite Element Method in Engineering Science”, McGraw-Hill, London, 1971.
  • 23. ANSYS Swanson Analysis System, Inc., 201 Johnson Road, Houston, PA 15342- 1300, USA.