Lamine Ahşap Kirişlerin Sayısal Modellenmesi: Güncel Yaklaşımlar, Deneysel Doğrulama, Araştırma Boşlukları ve Gelecek Eğilimleri
5th INTERNATIONAL TOKAT SCIENTIFIC RESEARCH CONGRESS, Tokat, Türkiye, 7 - 09 Ağustos 2026, ss.61-78, (Tam Metin Bildiri)
- Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
- Basıldığı Şehir: Tokat
- Basıldığı Ülke: Türkiye
- Sayfa Sayıları: ss.61-78
- Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
- Yozgat Bozok Üniversitesi Adresli: Evet
Özet
Lamine ahşap (glulam) kirişler, yüksek dayanım/ağırlık oranı, büyük açıklıkları geçebilme yeteneği ve sürdürülebilir yapı malzemesi olmaları nedeniyle modern ahşap yapılarda yaygın olarak kullanılan mühendislik ürünleri arasında yer almaktadır. Geleneksel deneysel yöntemler glulam kirişlerin mekanik davranışının belirlenmesinde güvenilir sonuçlar sunmakla birlikte, farklı malzeme özellikleri, kesit geometrileri, yükleme koşulları ve takviye sistemlerinin kapsamlı olarak değerlendirilmesi önemli ölçüde zaman ve maliyet gerektirmektedir. Bu nedenle son yıllarda sonlu eleman yöntemi (Finite Element Method-FEM) başta olmak üzere sayısal modelleme yaklaşımları, glulam kirişlerin davranışının analiz edilmesi, deneysel sonuçların doğrulanması ve tasarım alternatiflerinin değerlendirilmesinde etkin biçimde kullanılmaktadır. Bu çalışmada, lamine ahşap kirişlerin sayısal modellenmesine ilişkin güncel literatür kapsamlı bir derleme yaklaşımıyla incelenmiştir. Sonlu eleman modelleme stratejileri, kullanılan yazılımlar, malzeme modelleme yaklaşımları, sonlu eleman tipleri, deneysel doğrulama yöntemleri ve model doğruluğunu etkileyen temel parametreler sistematik olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca son yıllarda yayımlanan çalışmalar ışığında mevcut araştırma boşlukları belirlenmiş ve gelecekte öne çıkması beklenen araştırma eğilimleri tartışılmıştır. Literatür incelemesi sonucunda, doğrusal olmayan sonlu eleman modelleri ile ortotropik ve ilerlemeli hasar esaslı malzeme modellerinin glulam kirişlerin yük-sehim davranışı, gerilme dağılımı ve hasar mekanizmalarının tahmininde başarılı sonuçlar verdiği belirlenmiştir. Bununla birlikte, ahşabın doğal heterojen yapısının modellenmesi, yapıştırıcı ara yüzey davranışının gerçekçi şekilde temsil edilmesi, uzun süreli yükleme ve çevresel etkilerin analize dâhil edilmesi ile parametrik optimizasyon ve yapay zekâ destekli modelleme yaklaşımlarının literatürde henüz sınırlı düzeyde ele alındığı görülmüştür. Sonuç olarak, deneysel doğrulama ile desteklenen gelişmiş sonlu eleman modellerinin, parametrik tasarım, optimizasyon algoritmaları ve yapay zekâ tabanlı analiz yöntemleriyle bütünleştirilmesinin glulam kirişlerin mekanik davranışının daha güvenilir ve gerçekçi biçimde modellenmesine önemli katkılar sağlayacağı değerlendirilmektedir. Çalışmanın, lamine ahşap kirişlerin sayısal modellenmesi alanındaki güncel gelişmelerin bütüncül olarak değerlendirilmesine katkı sağlaması ve gelecekte gerçekleştirilecek deneysel ve sayısal araştırmalara yol göstermesi amaçlanmaktadır.
Glued laminated timber (glulam) beams are widely used as engineered wood products in modern timber structures due to their high strength-to-weight ratio, ability to span long distances, and sustainability. Although conventional experimental methods provide reliable results for evaluating the mechanical behaviour of glulam beams, comprehensive investigations involving different material properties, cross-sectional geometries, loading conditions, and reinforcement systems require considerable time and cost. Therefore, numerical modelling approaches, particularly the Finite Element Method (FEM), have become increasingly important for analysing the structural behaviour of glulam beams, validating experimental results, and evaluating alternative design solutions. In this study, the current literature on the numerical modelling of glulam beams is comprehensively reviewed. Finite element modelling strategies, commonly used numerical software, material modelling approaches, finite element types, experimental validation methods, and the key parameters affecting model accuracy are systematically examined. Furthermore, current research gaps are identified based on recent studies, and emerging research trends are discussed. The literature review indicates that nonlinear finite element models combined with orthotropic and progressive damage material models provide reliable predictions of load–deflection behaviour, stress distribution, and damage mechanisms in glulam beams. However, several challenges remain, including the accurate representation of the natural heterogeneity of wood, realistic modelling of adhesive interface behaviour, consideration of long-term loading and environmental effects, and the integration of parametric optimisation and artificial intelligencebased modelling approaches, all of which remain relatively underexplored. In conclusion, integrating experimentally validated advanced finite element models with parametric design, optimisation algorithms, and artificial intelligence-based analytical methods is expected to significantly improve the accuracy and reliability of numerical simulations of glulam beams. This review aims to provide a comprehensive overview of recent developments in the numerical modelling of glulam beams and to offer guidance for future experimental and computational research in this field.