Çelik siloların GFRP ile güçlendirilmesinin sonlu elemanlar metodu kullanarak incelenmesi
Analysis of GFRP retrofitted steel silos using finite element method
Yazar: MUSTAFA OMAR M WARAYTH
Danışman: DOÇ. DR. SERTAÇ TUHTA
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Çelik silolar, tahıl çeşitlerinden, çimento ve un gibi ince taneli ürünlerden, kırılmış kayalara, kimyasal maddeler, petrol ve petrokimyasallardan, farklı kum çeşitlerine kadar geniş yelpazeli granül katıların kısa veya uzun vadeli olarak depolanması için kullanılan bir yapı türüdür. Çelik silolarının tasarımını yaparken ölü yüklerin salınmasını sağlayan etken düşey yapılardır. Çelik silolarda, zamanla oluşan dış etkenler,  alüminanın özellikleri ve inşaat kusurları, silolarda farklı seviyede hasarlara neden olur, bunlar; soyulma, çatlama, korozyon ve kullanım kusurları gibi hasarlardan dolayı bahsi geçen bu silolarda özellikle gövde bölgesine güçlendirme yapmak zorunluluk gerektirmektedir. Böylece çelik siloların farklı metotlar kullanılarak güçlendirilmesi önemli hale gelmektedir. Çelik siloların güçlendirmesinde, kimyasal dayanımı ve korozyon direnci yüksek olan FRP (elyaf takviyeli polimerler) türlerinden, GFRP (cam elyaf takviyeli polimer) malzemesi kullanılmaktadır. Bu çalışmada çelik siloyu GFRP malzemesi ile güçlendirilip, sonlu elemanlar metodu (SEM) kullanarak dinamik analizi incelenmiştir. 
Bu çalışmada 5mm kalınlığında bir çelik silonun, GFRP ile güçlendirilmesi yapılmadan önce, 2 mm ve 4 mm kalınlığında iki farklı GFRP tabakası ile güçlendirme uyguladıktan sonra, dinamik parametreleri karşılaştırılmıştır. Güçlendirmenin öncesi ve sonrasında ki dinamik davranışa etkisi olan bütün parametrelerde oluşan farklar ortaya konulmuştur. Çelik silonun sonlu eleman metodu ile elde edilen değerlerden 1. mod incelendiğinde, silonun 2 mm GFRP güçlendirilmesinden önceki periyoduna göre %7 oranında azalma kaydedilmiştir; 4 mm GFRP malzeme ile güçlendirme yapıldıktan sonra ise, 1. moddaki Periyot yaklaşık olarak %16 değerinde azaldığı kaydedilmektedir. Bu çalışma sonuçları SAP2000 paket programı kullanılarak daha güvenli ve kullanışlı şekilde elde edilmiştir.

Anahtar Sözcükler: Çelik silo, Depolama, GFRP, FRP, Güçlendirme, SAP2000

Abstract:
Steel silos are a type of structure used for short-term or long-term storage of a wide range of granular solids, from grain varieties, fine-grained products such as cement and flour, to crushed rocks, chemicals, petrol and petro-chemicals to different types of sand. While designing steel silos, the factor that allows the dead loads to be released is vertical structures. Due to the influence of external factors, the properties of alumina and construction defects in steel silos over time, various degrees of silo damage, peeling, cracking, steel corrosion and in some cases defects caused by use, it becomes necessary to strengthen especially in the silo body area. Thus, the importance of reinforcing steel silos with various methods emerges. In this study, the effective method of strengthening with FRP (fiber reinforced polymers), which has started to be used in recent years, will be used. Because of their exceptional chemical and corrosion resistance, glass fiber reinforced polymer materials are the material of choice for reinforcing steel silos. Steel silos were strengthened with GFRP layer and dynamic analysis was applied out by the finite element method.
In this study, the dynamic parameters of a 5 mm thick steel silo were wrapped with a 2 mm and 4 mm thick GFRP fabric before and after strengthen with GFRP, and the dynamic parameters were compared. Differences in all parameters that have an effect on dynamic behavior before and after reinforcement were examined and the differences are revealed. The values obtained by the finite element method of the steel silo were compared, when we examine the 1st mode as a result of these studies, it has been determined that the period value of silo has decreased by approximately 7% after applying a 2 mm GFRP reinforcement; After strengthen the silo with 4 mm GFRP material, a decrease of approximately 16% is recorded in the period of 1st mode. The SAP2000 package program was considered in this research to guarantee the practicality and reliability of the calculations.

Keywords:  Steel silo, Storage, GFRP, FRP, Reinforcement, SAP2000