Finite element analyses of differential shrinkage-induced cracking in centrifugally cast concrete poles
Merkezkaç dökümlü beton direklerde oluşan rötre çatlaklarının sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak incelenmesi
- Tez No: 313803
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SERDAR GÖKTEPE, PROF. DR. İSMAİL ÖZGÜR YAMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Merkezkaç döküm, farklı rötre, beton direk, rötre çatlakları, sonlu elemanlar yöntemi, Concrete poles, centrifugal casting, spun-cast, differential shrinkage, finite element modeling
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Aydınlatma, elektrik dağıtımı, iletişim ağları ve benzeri pek çok alanda direkler kullanılmaktadır. Günümüzde direklerin imalatında kullanılan en ekonomik ve elverişli malzeme olan beton, ahşap ve metale kıyasla daha ekonomik, uzun süre bakım gerektirmeyen dayanıklı bir malzemedir. Betonarme direklerin imalatında çoğunlukla merkezkaç döküm yöntemi kullanılmaktadır. Bu yöntemin kullanımı ile içi boş tüp şeklinde imal edilen direklerin, dolu gövdeli direklere göre pek çok yönden üstünlüğü bulunmaktadır. Direk içerisinde oluşan boşluk ağırlığı azaltmakla birlikte çeşitli iletim kablolarının geçişine de olanak vermektedir. Merkezkaç döküm, betonarme direklerin üretiminde oldukça iyi bir teknik olmakla birlikte üretim aşamasında yapılabilecek hatalar direklerin dayanım ve dayanıklılığını önemli ölçüde azaltabilmektedir. Bu teknikte karşılaşılan yaygın sorunlardan biri de döküm sonrası kalıbın döndürülmesi esnasında kesitte meydana gelen ayrışmadır. Ayrışma, direğin iç ve dış yüzeylerinde farklı özelliklere sahip beton karışımlarının oluşmasına sebep olmakta, farklı özelliklere sahip karışımların aynı zamanda farklı rötre özelliklerine sahip olması nedeniyle beton direk boyunca çatlaklar meydana gelebilmektedir. Betonun çatlaması, elemanın pek çok çevresel etkene karşı direncini, dolayısıyla kullanım ömrünü azaltmaktadır. Üretilen elemanların farklı rötre etkilerine maruz kalmaması için üretim aşamasında hazırlanan beton karışımı, katkı maddeleri, kalıbın döndürülme hızı ve süresi gibi parametrelere dikkat edilmelidir. Bu parametrelerin merkezkaç dökümlü elemanlar üzerindeki etkisini araştıran laboratuvar çalışmaları literatürde mevcuttur. Bu çalışmanın amacı, literatürdeki deneysel verileri kullanarak, merkezkaç dökümlü beton direklerin farklı rötre etkisi altındaki davranışlarını sonlu elemanlar yöntemi kullanarak incelemektir. Yapılan modellemelerden elde edilen sonuca göre bu tür ayrışmalar beton direklerin iç kısımlarında çatlakların oluştuğunu ve bu çatlakların dışarıya doğru ilerlediğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Poles are used as an important constituent of transmission, distribution and communication structures; highway and street lighting systems and other various structural applications. Concrete is the main production material of the pole industry. Concrete is preferred to steel and wood due not only to environmental and economic reasons but also because of its high durability to environmental effects and relatively less frequent maintenance requirements. Centrifugal casting is the most preferred way of manufacturing concrete poles. However, misapplication of the method may lead to a significant reduction in strength and durability of the poles. Segregation of concrete mixture is a frequent problem of centrifugal casting. The segregated concrete within the pole cross-section possesses different physical properties. In particular, the shrinkage tendency of the inner concrete, where the cement paste is accumulated, becomes significantly larger. Differential shrinkage of hardened concrete across the pole section gives rise to the development of internal tensile stresses, which, in turn, results in longitudinal cracking along the poles.There is a vast literature on experimental studies of parameters affecting differential shrinkage of centrifugally cast poles. This research aims to computationally investigate the differential shrinkage-induced internal stress development and cracking of concrete poles. To this end, two and three-dimensional mathematical models of the poles are constructed and finite element analyses of these models are carried out for different scenarios. The computationally obtained results that favorably agree with the existing experimental data open the possibility to improve the centrifugal manufacturing technique by using computational tools.
Benzer Tezler
- Fracture analysis of spun-cast concrete poles using the phase-field method
Faz alanı yöntemi ile merkezkaç dökümlü beton direklerde çatlak analizi
ALI AZIM AZARY
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. SERDAR GÖKTEPE
- EN 16432-2'de verilen tasarım yöntemlerinin Ankara-Sivas YHT hattı tünellerinde uygulanan balastsız demiryolu üstyapısı üzerinden incelenmesi
Analysis of design methods covered in EN16432-2 on ballastless railway track implemented in Ankara Sivas high-speed line tunnels
BEYAZIT ÖLÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Ulaşımİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜBEYDE ÖZTÜRK
- İtme sürme yöntemi ile köprü tasarımı
Incrementally launched bridge design
ALPER NAYCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KUTLU DARILMAZ
- Toz yatağında katmanlı imalat prosesinin sonlu elemanlarla modellenmesi
Process modeling of powder bed fusion additive manufacturing with finite element method
FATİH YARDIMCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Sonlu elemanlar metodu yardımıyla nokta direnç kaynağının soğuma analizi
The finite element modeling of the thermal distribution obtained resistance spot welding results
LÜTFİYE ÇEBİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT VURAL