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: Belirtilmemiş.
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
- Rulmanlarda sürünme riskinin deneysel olarak incelenmesi ve rulman tasarım parametrelerinin sürünme üzerine etkisinin analizi
Experimental investigation of creep risk on bearings and analysis of bearing design parameters for creep
AHMET HAKAN BOZKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN TAHA ŞEN
- Sürtünme karıştırma kaynağının ısıl modellemesi için 2.5 boyutlu sonlu farklar yönteminin geliştirilmesi: Alüminyum-bakır örneği
Development of 2.5-dimensional finite difference method for thermal modeling of friction stir welding: An aluminum-copper case study
MURAT FİLİZOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT VURAL
DR. ÖĞR. ÜYESİ POYRAZ AYDINER
- Antimonen nanotüplerin mekanik özellikleri ve hasar davranışlarının moleküler dinamik yöntemiyle incelenmesi
Investigation of the mechanical characteristics and failure behavior of antimonene nanotubes through molecular dynamics simulations
MURAT ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KIRCA
- 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