Geri Dön

Experimental and numerical analysis of thermal behavior of composite bridge girders

Kompozit köprü kirişlerinin deneysel ve nümerik ısıl analizi

  1. Tez No: 477731
  2. Yazar: FATEN IBRAHIM MUSSA MUSSA
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. NİLDEM TAYŞİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 193

Özet

Sürekli dış hava olaylarına açık olan köprü yapıları değişken ısıl yüklere maruz kalmaktadırlar. Bu yükler esas olarak güneş radyasyonunun ve hava sıcaklığının zamanla değişkenliğinden kaynaklanmaktadır. Bu araştırmada, güneş radyasyonunun ve hava sıcaklığının değişimi altındaki kompozit köprülerin ısıl davranışlarını incelemek üzere deneysel ve sonlu elemanlar çalışmaları yürütülmüştür. Bu araştırma dört kısımdan oluşmaktadır. İlk aşamada, T-kiriş ve I-kiriş olmak üzere iki kompozit köprü parçası ile deneysel bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Köprü parçaları, termokapıllar, gerinim ölçerler ve hava sensörleri ile donatılmıştır. İkinci bölümde ise deneysel sıcaklık kayıtları kullanılarak her iki köprü için termo-mekanik sonlu elemanlar analizi COMSOL programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Köprü boyutlarının etkisini değerlendirmek için doğruluğu onaylanmış sonlu elemanlar modeli kullanarak, üçüncü bölümde bir parametrik çalışma yapılmıştır. Dördüncü bölüm ise Türkiye'deki uzun vadeli sıcaklık değişimlerini değerlendirmeye yöneliktir. Bu bölümde, Türkiye'deki 10 şehrin 50 yılı aşkın hava durumu kayıtlarına ek olarak doğrulanmış sonlu elmanlar modeli kullanılmıştır. Deneysel sonuçlar, her iki köprü için de, beton kısımlardaki sıcaklık değişiminin çelikten yüksek olduğunu göstermiştir. Deneysel ve sonlu elemanlar analizi arasındaki karşılaştırmalardan, sonlu elemanlar modellerinin sıcaklıkları doğru bir şekilde yakalayabileceğini ortaya koymaktadır. Parametrik çalışma, en etkili geometrik parametrenin, üst beton tabliyesinin kalınlığı olduğunu ortaya koymaktadır. Aşırı sıcaklık analizi, düşey sıcaklık değişimlerine dayanarak Türkiye'nin iki bölgeye ayrılabileceğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Due to their permanent external exposure, bridge structures are under the continuous exposure to the temporal thermal loads. These loads are mainly due to the temporal fluctuation of solar radiation and air temperature. In this research, experimental and FE studies were directed to investigate the thermal behavior of composite girders under the variation of solar radiation and air temperature. This research is divided into four parts. In the first, an experimental work including two composite girder segments, T-Beam and I-Beam, was conducted. The segments were instrumented with thermocouples, strain gages and weather sensors. In the second part, a thermo-mechanical FE analysis was conducted using COMSOL for the two segments, which was verified using the experimental temperature records. Using the verified FE model, a parametric study was conducted in the third part to evaluate the effect of the girder's size. The fourth part was directed to evaluate the long-term temperature variations in Turkey. In this part, the verified FE model in addition to weather history records for more than 50 years of 10 Turkish cities were utilized. The experimental results showed that the temperature variation in concrete parts was higher than in steel for the two segments. Comparisons between the experimental and FE temperatures revealed that the FE models could capture the temperatures accurately. The parametric study disclosed that the thickness of the top concrete flange was the most effective geometrical parameter. The extreme temperature analysis showed that based on the vertical temperature gradients, Turkey can be divided into two regions.

Benzer Tezler

  1. Katmanlı kompozit panellerin anlık basınç yüküne dinamik cevabı

    Dynamic response of laminated composite panels subjected to blast loading

    HALİT S. TÜRKMEN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU

  2. Behavior of composite bridge under effect of thermal loading

    Kompozit köprülerın ısıl yükler altında davranışı

    HESHAM ABDULATEF NUMAN AL ADHAMI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ÖZAKÇA

    YRD. DOÇ. DR. NİLDEM TAYŞİ

  3. Damage progression in composite materials: An experimental and numerical study

    Kompozit malzemelerde hasar ilerlemesi: Deneysel ve sayısal çalışma

    HAFIZ QASIM ALI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET YILDIZ