Experimental and numerical investigation of shrinkage mechanism of plain and reinforced concrete members
Beton ve betonarme elemanların büzüşme mekanizmasının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
- Tez No: 649068
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜR KURÇ, PROF. DR. İSMAİL ÖZGÜR YAMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 150
Özet
Beton büzüşmesi, bir beton elemanın hacminde azalmaya neden olan uzun vadeli bir süreçtir. Güncel beton modellerinin çoğunda büzüşme, en uzun boyut boyunca sabit ve sınırlandırılmamış bir kısalma olarak kabul edilir, ancak gerçekte, elemanın içerisinde büzüşme deformasyonlarını sınırlayan agregaların ve donatıların varlığı nedeniyle homojen olmayan bir gerinim dağılımı meydana gelir. Tüm yüzeydeki bu tür homojen olmayan deformasyonları ölçmek için dijital görüntü korelasyon (DIC) yöntemi iyi bir adaydır. Geleneksel DIC yönteminde, yüksek hızlı video kameralar kullanılır, ancak bunların ölçüm hassasiyeti, büzüşmeden kaynaklı mikrometre mertebesindeki deformasyonları ölçmek için yeterli olmayabilir. Bu nedenle, bu çalışmada DSLR kameralar aracılığıyla elde edilen yüksek çözünürlüklü görüntüleri kullanarak, beton elemanların yüzeylerinde oluşan kuruma kaynaklı büzüşme deformasyonunu ölçmek için yeni bir DIC tabanlı ölçüm yöntemi önerilmiştir. Önerilen yöntemin geçerliliği ilk olarak üç farklı deneysel çalışmada test edilmiştir. Daha sonra, birkaç beton kirişin serbest ve sınırlandırılmış sınır koşulları altında donatılı ve donatısız büzüşme deformasyonları, bu yeni deney düzeneğinde iki ay süreyle önerilen yöntemle ölçülmüştür. Bu sayede tüm yüzeyde agregalar ve donatı çubuklarından dolayı homojen olmayan gerinim dağılımı elde edilmiştir. Düz ve betonarme elemanların büzüşme davranışını sayısal olarak elde etmek için, örtüşen kafes yöntemine dayanan yeni bir mezo-ölçek modelleme ve kalibrasyon yaklaşımı da geliştirilmiştir. Bu yeni yaklaşımın geçerliliği, sayısal sonuçların büzüşme deneylerinin DIC ölçümleri ile karşılaştırılmasıyla sınanmıştır. Elde edilen sayısal sonuçlar, önerilen sayısal yaklaşımın düz ve betonarme elemanların büzüşme deformasyonlarını modelleme kapasitesine sahip olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Concrete shrinkage is a long-term process causing a reduction in the volume of a concrete member. In the majority of the concrete models, shrinkage is considered as a uniform unrestrained shortening through the longest dimension, but in reality, due to the existence of aggregates and reinforcing bars, which restrains the shrinkage deformations, a non-homogeneous strain distribution occurs within the member. In order to measure such non-homogeneous deformations on an entire surface, digital image correlation (DIC) method is a good candidate. In the conventional DIC method, high-speed video cameras are utilized, but their measurement sensitivity may not be sufficient to detect shrinkage induced deformations in the order of m. Thus, a novel DIC based measurement method for measuring drying shrinkage deformation on concrete surfaces is proposed that utilizes high-resolution images acquired by DSLR cameras. The validity of the proposed method is first tested on three different experimental studies. Then, shrinkage deformations of several concrete beams with and without reinforcement under free and restrained boundary conditions are measured with the proposed method for two months at a new experimental set-up designed for such experiments. This way, non-homogeneous strain distribution on the entire surface due to aggregates and reinforcing bars are obtained. In order to numerically mimic the shrinkage behavior of plain and reinforced concrete members, a new mesoscale modeling and calibration approach is also developed that is based on overlapping lattice method. The validity of this new approach is tested by comparing the numerical results with the DIC measurements of the shrinkage experiments. Numerical results demonstrate that the proposed numerical approach has the capability of modeling shrinkage deformations of plain and reinforced concrete members.
Benzer Tezler
- İçi beton dolu çift cidarlı çelik tüplerin (CFDST) eksenel basınç altında deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of concrete filled double skin steel tubes (CFDSTs) under axial compression
BERİKA CEREN CİHAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ CEM ÇELİK
- Endüstriyel malzemelerde eş zamanlı ısı ve kütle transferinin deneysel ve nümerik incelenmesi
Experimental and numerical investigation of simultaneous heat and mass transfer in industrial materials
BURAK TÜRKAN
Doktora
Türkçe
2020
EnerjiBursa Uludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AKIN BURAK ETEMOĞLU
- Numerical and experimental investigation on the crushing behaviour of auxetic lattice cells produced with additive manufacturing techniques
Eklemeli imalat teknikleri ile üretilmiş ökzetik kafes yapıların ezilme davranışlarının nümerik ve deneysel olarak incelenmesi
KADİR GÜNAYDIN
Doktora
İngilizce
2020
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ANTONIO MATTIA GRANDE
- Sonlu elemanlar metodu yardımıyla nokta direnç kaynağının soğuma analizi
The finite element modeling of the thermal distribution obtained resistance spot welding results
LÜTFİYE ÇEBİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT VURAL
- Faz değiştiren malzemelerde ısı geçişinin deneysel ve sayısal incelenmesi, sistemin enerji verimine etkisinin belirlenmesi
Experimental and numerical investigation of heat transfer in phase change materials, determination of the effect on system energy efficiency
MURAT KADAL
Doktora
Türkçe
2023
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ALPAY HEPERKAN