Geri Dön

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

  1. Tez No: 338232
  2. Yazar: UTKU ALBOSTAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZGÜR KURÇ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. Kesiti kademeli değişen plakların titreşimi

    Vibration of plates with stepped thickness

    GÖKAY YAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. ALAEDDİN ARPACI

  2. 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

    Türkçe

    2024

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADİR KIRKKÖPRÜ

  3. Akım kontrollu taşıyıcı ve kapasite elemanları kullanarak istenilen gerilim transfer fonksiyonunun bilgisayar yardımı ile sağlanması

    Başlık çevirisi yok

    KUBİLAY ÖZBİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FUAT ANDAY

  4. 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

    Türkçe

    2019

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERMİN ONAYGİL

  5. 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

    Türkçe

    2024

    MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi

    Yapı Fiziği ve Malzeme Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÜMİT TURGAY ARPACIOĞLU