Eksenel kuvvet ve farklı mesnetlenme koşulları altındaki ara mesnetli bir kolonun titreşimi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Selahaddin Can Türk

Danışman: İrfan Coşkun

Özet:

Eksenel basınç kuvvetine maruz kolonun titreşimini azaltmak ve burkulma kapasitesini arttırmak için genellikle sisteme bir veya daha fazla ara mesnet konulmaktadır. Bu tez çalışmasında, ara mesnet içeren uniform bir kolonun enine serbest titreşimleri incelenmektedir. Bu kapsamda, ilk moda ait doğal frekansların sistem parametreleri ile değişimi araştırılmaktadır. Göz önüne alınan kolonun davranışı için kolon ağırlığı, uç kütle ve uç kütlenin dönme eylemsizliği göz önüne alınmakta ve sistemin haraket denklemi ve sınır koşulları denge esasından Euler-Bernoulli teorisi kullanılarak elde edilmektedir. Çalışmada iki tip yapısal durum göz önüne alınmaktadır: Alt ucu ankastre üst ucu serbest kolon ve alt ucu sabit mesnetli üst ucu serbest kolon. Sistemde ara mesnet olması nedeniyle her bir açıklık için hareket denklemi yazılarak frekans denklemi ve mod şekilleri elde edilmektedir. Hareket denklemi ve sınır koşullarının değişken katsayılı olması nedeniyle çözümde Frobenius yöntemi kullanılmaktadır. Doğal frekansları elde etme işlemi altıncı mertebe bir determinant vermektedir. Bu determinantın açılması ile elde edilen transandant denklemin kökleri sayısal olarak hesaplanarak doğal frekanslar elde edilmektedir. Basınç kuvveti nedeniyle kolonda burkulma da meydana gelebilmektedir. Bu durumda burkulma kuvveti temel frekans yardımıyla elde edilmektedir. Eksenel kuvvet, ara mesnetin konumu ve uç kütlenin temel frekanslar ve burkulma davranışı üzerindeki etkisi şekiller yardımıyla açıklanmaktadır. Sayısal sonuçlar eksenel kuvvetin ve uç kütlenin temel frekansı küçülttüğünü, ara mesnetin ise büyülttüğünü göstermektedir. Ankastre mesnetli kolondaki frekans değerleri mafsallı kolondakinden daha büyük olmaktadır.