Implementation of coupled thermal and structural analysis methods for reinforced concrete structures
Betonarme yapılar için ısı iletimi ve yapısal çözümleme metotları kullanılarak ikili çözümleme yönteminin geliştirilmesi
- Tez No: 338232
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZGÜR KURÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
Betonarme yapılarda sıcaklık değişimi hacim değişikliğine (genleşme/büzülme) sebep olmaktadır. Eğer yapının eksenel yöndeki deformasyonu engellenirse yapı üzerinde ciddi mertebede gerilmelerin oluştuğu görülmektedir. Bu yüksek gerilmeler büyük betonarme yapılarda kırılma veya çatlamalara sebep olabilmektedir. Bu nedenle betonarme yapıların tasarımı sırasında, yapısal elemanlarda sıcaklık farklılıkları nedeniyle oluşan gerilme miktarlarının hesaplanabilmesi için, elemanlardaki sıcaklık dağılımı dikkate alınmalıdır. Bu çalışma betonarme yapıların sonlu elemanlar yöntemi ile geliştirilmiş ısı iletimi ve yapısal çözümleme yöntemleri ile ikili olarak çözümlenmesini incelemektedir. Bu amaçla ilk olarak zamana bağlı ısı iletimi çözümlemesi yapılarak betonarme elemanların içerisinde oluşan sıcaklık dağılımı elde edilmiştir. Sonrasında bu sıcaklık değerleri kullanılarak sistem yapısal olarak çözümlenmiş ve yapıdaki gerilme değerleri hesaplanmıştır. Bu çözümleme uygulamasında kullanılmak üzere 2 ve 3 boyutlu çeşitli sonlu elemanlar geliştirilmiştir. Bu elemanlar hem ısı iletimi hem de yapısal çözümlemelerde kullanılabilecek şekilde geliştirilmiş ve doğrulama testleri yapılmıştır. Test problemi olarak L şeklindeki betonarme park yeri yapısı ile ofis binasının en üst katları çözümlenmiştir. Her iki yapının çatı döşemesinin üst yüzeyine ısı konveksiyonu uygulanmıştır. Park yeri binasının çatı döşemesinin alt yüzeyine de üst yüzeye uygulanan ısı yükü aynen etki ettirilirken ofis binasının iç sıcaklığı 20 derecede sabit tutulmuştur. Her iki yapıda sıcaklık yükleri nedeniyle çatı döşemelerinde oluşan gerilmeler ve düşey elemanlarda oluşan iç kuvvetler karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Temperature gradient causes volume change (elongation/shortening) in concrete structures. If the movement of the structure is restrained, significant stresses may occur on the structure. These stresses may be so significant that they can cause considerable cracking at structural components of large concrete structures. Thus, during the design of a concrete structure, the actual temperature gradient in the structure should be obtained in order to compute the stress distribution on the structure due to thermal effects. This study focuses on the implementation of a solution procedure for coupled thermal and structural analysis with finite element method for such structures. For this purpose, first transient heat transfer analysis algorithm is implemented to compute the thermal gradient occurring inside the concrete structures. Then, the output of the thermal analysis is combined with the linear static solution algorithm to compute stresses due to temperature gradient. Several, 2D and 3D, finite elements having both structural and thermal analysis capabilities are developed. The performances of each finite element are investigated. As a case study, the top floor of two L-shaped reinforced concrete parking structure and office building are analyzed. Both structures are subjected to heat convection at top face of the slabs as ambient condition. The bottom face of the slab of the parking structure has the same thermal conditions as the top face whereas in the office building the temperature inside the building is fixed to 20 degrees. The differences in the stress distribution of the slabs and the internal forces of the vertical structural members are discussed.
Benzer Tezler
- Katmanlı imalat süreçlerinde plastik malzemelerin ısı altındaki davranışı ve üretime etkisi
Thermal behavior of plastics during additive manufacturing process and impact of production parameters
BÜRYAN TURAN
Doktora
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR KIRKKÖPRÜ
- Akım kontrollu taşıyıcı ve kapasite elemanları kullanarak istenilen gerilim transfer fonksiyonunun bilgisayar yardımı ile sağlanması
Başlık çevirisi yok
KUBİLAY ÖZBİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FUAT ANDAY
- Elektrik enerjisi piyasaları ve çimento sektöründe elektrik enerjisi tüketim tahmininin önemi
Electricity markets and the importance of electricity consumption forecasting in cement sector
EZGİ KAYAHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERMİN ONAYGİL
- Alüminyum giydirme cephedepanel ve çubuk (stıck) sistemlerin ısı performansı bakımından karşılaştırması Flixo ısı hesabı örneği
Comparison of panel and (stick) systems in aluminum curtain wall in terms of thermal performance: example of Flixo heat calculation
MELEK SELİN KARAMEHMET
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiYapı Fiziği ve Malzeme Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT TURGAY ARPACIOĞLU