Betonarme çerçeveli binalarda ısı etkisinin incelenmesi
Investigation of thermal action on reinforced concrete frame structures
Yazar: ELİF ÇİSEM EKİNCİ
Danışman: DOÇ. DR. ALİ KOÇAK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Sıcaklık değişimi, çerçeve elemanlarında iç kuvvetlerin azalmasına veya artmasına, genleşme veya daralmaya neden olur. Eğer eleman sıcaklık değişimlerine maruz kalırsa ve sınırlandırılırsa, basınç ve çekme kuvvetleri oluşabilir. Betonarme yapılarda sıcaklık değişimleri, genleşme ve büzülmeye, yani hacim değişikliğine neden olur. Bu genişleme veya daralma tamamen veya kısmen kısıtlanmışsa, yapısal elemanlarda gerilmelere neden olur. Genleşme veya büzülmeye bağlı deformasyonlar önlenirse, yapısal elemanlarda beklenmedik iç kuvvetler oluşur. Gerilmeler betonarme yapılarda kopma veya çatlamaya neden olurlar. Bu nedenle, betonarme yapı elemanlarında sıcaklık dağılımı göz önüne alınarak, sıcaklık farkından dolayı yapısal elemanlarda oluşan gerilme miktarının hesaplanması gerekmektedir. Isı etkisi altındaki yapıların davranışını anlamak önemlidir. Ancak bu, betonarme yapıların tasarımında tartışmalıdır. Analitik modeldeki yapısal tasarım, karmaşık modellerin geliştirilmesinde avantajlar sağlamasına rağmen, gerçek yapısal davranışlar hala ısı etkisi altında gelecekteki araştırmaları gerektirmektedir. Bu çalışmada, kodlara bağlı mevsimsel sıcaklık değişimleri incelenmiştir. Isı farkının betonarme binalar üzerindeki etkisinin belirlenmesi amacıyla farklı kat ve farklı açıklık sayısına bağlı sayısal modelleri hazırlanmıştır. Plak döşemeli ve betonarme çerçeveli sistem olarak ele alınan sayısal modellere sıcaklık yüklemesi yapılmıştır. Sıcaklık etkileri döşemelere, kolon ve kirişlere ayrı ayrı ve birlikte etki ettirilmiş sonuçlar değerlendirilmiştir. Hesaplar ve değerlendirmeler sonucunda bina merkezinden bina dışına doğru yatay yer değiştirmelerin arttığı ve bunun kat sayısından bağımsız olarak her katta hemen hemen aynı sonucu verdiği ortaya çıkarılmıştır. Düşey yer değiştirme kat adedi ile orantılı olarak artmaktadır. En büyük yer değiştirme tüm elemanlara ve döşeme ve kirişe sıcaklık verilmesi durumunda oluşmuştur. Sıcaklık etkisinden dolayı taşıyıcı elemanlarda meydana gelen kesit tesirleri ise en büyük değerlerine döşeme ve kirişe sıcaklık verilmesi durumunda ulaşmıştır. Tüm elemanlara sıcaklık verilmesi durumu ile döşeme ve kirişe sıcaklık verilmesi durumunda oluşan kesit tesirleri birbirine eşittir. Bu yüzden yalnızca döşeme ve kirişe sıcaklık etkisi verilmesi durumu kesit tesirlerinin incelenmesinde yeterlidir.

Abstract:
Temperature change causes decreasing or increasing internal forces in frame members and expansion or contraction. If the element is subjected to temperature changes, and if it is restricted, internal pressure and tensile forces may occur. Temperature changes in reinforced concrete structures cause expansion and contraction, ie volume change. If this expansion or contraction is completely or partially restricted, it will cause stresses, in the structural elements. If deformations due to expansion or contraction are prevented, unexpected internal forces occur in the structural elements. Stresses cause fracture or cracking in reinforced concrete structures. Therefore, it is necessary to calculate the amount of stress generated in structural elements due to the temperature difference, considering the temperature distribution in reinforced concrete structural elements. It is important to understand the behaviour of structures under thermal effects. But this remains controversial in the design of reinforced concrete structures. Although the structural design in the analytical model provides advantages in developing complex models, the actual structural behaviour still requires future research under thermal effects. In this study presents an analytical study is carried out to investigate seasonal temperature changes due to codes. In order to determine the effect of thermal difference on reinforced concrete buildings, numerical models based on different number of floors and different number of bays were prepared. Plate and reinforced concrete frame system is considered as numerical models and its have been temperature loaded. Temperature effects on slabs, columns and beams were loaded separately and together and have been evaluted conclusions. As a result of the calculations and evaluations, it has been found that the displacement from the building center to the outside of the building increased and this gave almost the same result on each floor, regardless of the number of floors. The vertical displacement increases in proportion to the number of floors. The largest displacement occurs when all elements or only slab and beam are temperature loaded. Due to the effect of temperature, the internal forces on the bearing elements have reached the maximum values if slab and beam were temperature loaded. When the temperature is given to all the elements and the temperature is given to the slab and the beam, the internal forces are equal. Therefore, only the effect of temperature on the slab and the beam is sufficient for the examination of the internal forces.