20.11 :  Tek Simetri Düzlemine Sahip Elemanların Plastik Deformasyonları

Bir yapısal eleman bükülme nedeniyle plastik deformasyona uğradığında, tarafsız eksenin konumunu ve gerilim dağılımını anlamak çok önemlidir. Tek bir simetri düzlemi ile karakterize edilen bu eleman, nötr eksenin üstünde negatif gerilim ve altında pozitif gerilim olmak üzere düzgün bir gerilim dağılımı sergiler. Dikkat çekici bir şekilde, tarafsız eksen kesitin ağırlık merkezi ile aynı hizada değildir. Bu yanlış hizalama, kesitin dikdörtgen olmadığı veya ciddi deformasyona uğradığı durumlarda tipiktir.

Elemanın bükülmesi sonucu ortaya çıkan kuvvetler, nötr eksenin yerini tespit etmek için analiz edilir. Nötr eksenin üzerinde etkili olan sıkıştırma kuvvetleri ve onun altındaki çekme kuvvetleri, eşit büyüklükte fakat zıt yönlerde bileşkeler oluşturarak bir çift oluşturur. Bu konfigürasyon, tarafsız eksenin kesiti iki eşit alana böldüğünü ve her birinin kuvvet dengesine eşit katkıda bulunduğunu gösterir.

Kritik bir yapısal parametre olan M_p elemanının plastik momenti, kesit alanı, malzemenin akma gerilimi ve nötr eksen tarafından oluşturulan d alanlarının ağırlık merkezleri arasındaki mesafe arasındaki ilişkiden elde edilir.

Önemli plastik deformasyonlar meydana gelmeden önce kesitin kaldırabileceği maksimum momentin tahmin edilmesi için plastik momentin hesaplanması önemlidir. Bu değerlendirme özellikle sismik bölgeler gibi dinamik olarak yüklü alanlardaki yapısal bileşenler için çok önemlidir; malzeme özelliklerinin ve kesit geometrisinin bir yapının bükülme yüklerine dayanma kapasitesini nasıl etkilediğini vurgular.