Coupled thermomechanical analysis of concrete hardening
Beton sertleşmesinin bağlaşık termomekanik analizi
- Tez No: 383002
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SERDAR GÖKTEPE, PROF. DR. İSMAİL ÖZGÜR YAMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- Computational modeling of thermal and shrinkage-induced cracking in concrete
Betonda ısı ve rötreden kaynaklı çatlamaların hesaplamalı modellenmesı̇
MEHRAN GHASABEH
Doktora
İngilizce
2021
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR GÖKTEPE
PROF. DR. İSMAİL ÖZGÜR YAMAN
- Önden yüklemeli bir çamaşır makinesinin dinamik olarak modellenmesi
Dynamic model of a fronty loading washing machine
MEHMET ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ATAKAN ALTINKAYNAK
- Analysis of glass reinforced aluminum composite's energy dissipation behaviour during low-velocity impacts
Düşük hızlı darbeler sırasında cam takviyeli alüminyum kompozitlerin enerji dağılımı davranışının analizi
MERT ÖZKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Metalurji MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METE BAKIR
- 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
2011
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİKMET KOCABAŞ
- 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
2024
Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YİĞİT KARPAT