Hafif çelik elemanlardaki şekilsel kusurların üç boyutlu nokta bulutlarından tespit edilmesi ve nümerik modellemede kullanılması

Hafif çelik elemanlar son on yılda inşaat malzemesi olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bununla birlikte, hafif çelik elemanların genel davranışı geometrik kusurlardan önemli ölçüde etkilenir. Bu çalışmada, hafif çelik elemanların geometrik kusurlarının etkisini araştırmak için iki ana strateji geliştirildi. İlk olarak, farklı boyutlara sahip C ve omega kesitli hafif çelik elemanların üç boyutlu bir tarayıcı tarafından doku eşlemeli nokta bulutları toplandı. Hafif çelik elemanlardaki hem lokal hem de genel kusurları tespit eden, nokta bulutu tabanlı geometrik kusur tespiti ve boyutlandırması yapan yeni bir yöntem geliştirildi. Elde edilen sonuçlar, hafif çelik elemanlardaki geometrik kusurların, aynı boyutlara sahip elemanlar için bile, her elemanın uzunluğu boyunca önemli ölçüde değiştiğini gösterdi. Daha sonra tespit edilen geometrik kusurlar önceki çalışmalarda bildirilen kusur değerleri/limitleri ile karşılaştırıldı. İkinci olarak, mod şekline dayalı bir kusur katsayısı hesaplama yöntemi geliştirildi. Hafif çelik elemanların sonlu eleman modelleri ideal geometriler dikkate alınarak oluşturuldu; özdeğer elastik burkulma analizi sayesinde mod şekilleri elde edildi. Geometrik kusur tespit ve boyutlandırma yönteminin çıktıları sinyaller olarak ele alındı ve bu sinyaller, geometrik kusur katsayılarını hesaplamak için elde edilen mod şekillerine ayrıştırıldı. Bu kusur katsayıları daha sonra sayısal modele entegre edilerek analiz sonuçları elde edildi. Son olarak, incelenen CFS üyeleri üzerinde eksenel yükleme testleri yapıldı. Böylece analiz sonuçları ve deney çıktıları ile karşılaştırıldı. Elde edilen sonuçlar, yeniden yapılandırılan mod şekillerinin geometrik kusurları tam olarak temsil edemediğini göstermiştir. Bununla birlikte, mod şekline dayalı geometrik kusur katsayıları kullanılarak elde edilen sonuçlar, pratikte kullanılan yaygın yöntemle karşılaştırıldığında genel olarak deneysel sonuçlara daha yakındır.