Geri Dön

Coupled thermomechanical analysis of concrete hardening

Beton sertleşmesinin bağlaşık termomekanik analizi

  1. Tez No: 383002
  2. Yazar: HALİL İBRAHİM ANDİÇ
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SERDAR GÖKTEPE, PROF. DR. İSMAİL ÖZGÜR YAMAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 90

Özet

Taze betonun bağlaşık termomekanik modellenmesi, betonun priz alması ve sertleşmesi sırasındaki termal ve mekanik etkenler arası iletişim hakkında fikir almamızı sağlar. Çimento hidratasyonunun ekzotermik yapısı nedeniyle, masif kütleli yapıların iç kısımlarında yüksek sıcaklık artışı meydana gelebilir. Bu sıcaklık artışı termal sınır koşulları ile birlikte beton içerisinde ısıl gradyanlar meydana getirir. Beton yapının sahip olduğu mekanik kısıtlamalar, ısıl gradyanların beton kütlesinde gerilme yaratmasına neden olur. Bu gerilmeler genellikle istenmeyen çatlaklara yol açar. Çatlak oluşumu betonun bütünlüğünü bozarak, servis ömrünün kısalmasına yol açar. Termal gradyanlardan ve yol açtığı çatlaklardan sakınmanın çeşitli alışılagelmiş yolları olmasına karşın, bu teknikler her zaman etkili koruma sağlayamayabilir. Bu çalışmada, beton yapıda oluşması muhtemel çatlamaları tahmin etmek için sonlu elemanlar metodu ile hesaplanmış bağlaşık termomekanik modeli sunmaktayız. Bu amaçla, betonun sertleşmesini termomekanik ilk sınır-değer problemi olarak tanımlayarak, bünye denklemleri oluşturulmuştur. Çimento hidratasyonu sonucu ortaya çıkan ısının içsel ısı kaynağı olarak girdiği süreksiz ısı iletim formulü çözülerek yerel sıcaklık değişimleri hesaplanmıştır. Malzeme parametreleri hidratasyon derecesinin ve diğer zamana bağlı olguların fonksiyonu olarak tanımlandı. Sunulan bu yaklaşımın, baraj, masif temel ve viyadük gibi önemli masif beton yapılardaki termal çatlama riskini ölçen bağlaşık termomekanik analizlerde kullanılabileceği umulmaktadır.

Özet (Çeviri)

Thermomechanically coupled modeling of fresh concrete allows us to predict the interaction between thermal and mechanical mechanisms throughout the setting and hardening process. Because of cement hydration, an excessive temperature increase may occur in the interior regions of mass concrete structures. This temperature increase along with the thermal boundary conditions may result in thermal gradients within concrete structures. Owing to the thermal gradients and mechanical constraints, thermally induced stress concentrations may occur. These often manifest themselves in the form of undesired cracks. These cracks eventually deteriorate the concrete unity and shorten the service life of such structures. Although there are several conventional techniques devised to avoid thermal gradients and cracking, they do not always provide an efficient and thorough protection. In this thesis, we propose a thermomechanically coupled finite element model to predict the potential regions of cracking. To this end, we develop a thermomechanical constitutive model to account for the strong couplings in early-age concrete. The local temperature field in concrete is solved through the transient heat conduction equation where the heat generation due to hydration enters as an internal heat source. The stress concentrations, however, are calculated by solving the balance of linear momentum with a constitutive model that takes into account the dependency of the material parameters on the degree of hydration and other time-dependent phenomena. We anticipate that the proposed approach can be used to conduct thermomechanically coupled analyses of important mass concrete structures including dams, mass foundations and viaducts to quantify the risk of thermal cracking.

Benzer Tezler

  1. Refined material toughening and process modeling methodologies for additive manufacturing

    Eklemeli imalat için hassaslaştırılmış malzeme toklaştırma ve süreç modelleme metodolojileri

    ELHAM YOUSEFIMIAB

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Mekatronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ADNAN KEFAL

  2. Thermomechanically coupled rigid-viscoplastic analysis of metal forming

    Metal şekillendirme işlemlerinin termomekanik bağlı rijit-viskoplastik analizi

    M.ÇINAR GERÇEK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1996

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. A. ERMAN TEKKAYA

  3. Dizel motor pistonunun sonlu elamanlar yöntemi ile yapısal ve termal analizi

    Finite element analysis of diesel engine pistons in terms of structural and thermal

    UMUT CANVAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HİKMET KOCABAŞ

  4. AI-o/o 4.5 Cu-o/o (x) Li-o/o 0.5 Mg-o/o 0.5 Ag-o/o 015 Zr alaşımlarının oksidasyon özellikleri

    Başlık çevirisi yok

    HÜSEYİN ÇAKIR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. AHMET ALTMIŞOĞLU

  5. A hybrid model to analyze stress distributions at the tool and workpiece interface during drilling of thick CFRP laminates

    Kalın CFRP laminatların delinmesi esnasında takım ve parça arayüzündeki gerilim dağılımlarının analiz edilebilmesi için hibrit bir model

    FAHIM SHARIAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Makine Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YİĞİT KARPAT