Betonarme bacaların sıcaklık değişimi etkisinde sonlu elemanlar metodu ile analizi

Endüstriyel bacalar, gazların atmosfere salınmasına yardımcı olan uzun, ince yapılardır. Genellikle gazlı yığınları olarak anılırlar, buhar üreten bir kazanın yanında bulunurlar ve gazlar borulardan bacaya yönlendirilir. Betonarme (RC) bacalar genellikle yerçekimi, rüzgar, sıcaklık ve depremlerden kaynaklanan streslere dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Bu araştırmada, betonarme bir bacanın sıcaklık değişimlerinin etkisi altındaki davranışı incelenmiş ve 50 metre yüksekliğinde betonarme baca tasarlanmış ve SAP2000 programı ile modellenmiştir. Baca üç farklı sıcaklığa (250°C, 500°C ve 750°C) maruz bırakılmış ve bu bacanın davranışı incelenmiş, mevcut durumda ve her bir sıcaklığın etkisi altında değerler gözlenmiştir. Her sıcaklık altındaki momentlerin, kuvvetlerin, maksimum gerilme ve yer değiştirmelerin değerleri karşılaştırılmış, maksimum kesme kuvveti Vmax, maksimum moment Mmax, maksimum gerilme Smax ve yerdeğiştirmeler Ux , Uy ve Uz' in değerini alınmıştır. Sonuçlar, sıcaklık arttığında momentlerin, gerilmelerin ve kesmelerin değerinde önemli bir artış olduğunu ve artan sıcaklıklarla meydana gelen deformasyon ve yerdeğiştirme miktarını göstermiştir. Bu çalışmada, sıcaklık etkisinin betonarme bir baca üzerindeki yıkıcı etkileri açıkça ortaya konulmuştur. Betonarme bacada iç kuvvetlerin ve yer değiştirmelerin aşırı derecede arttığı ortaya çıkmıştır. Bu etkinin seçilen modele göre artabileceği veya azalabileceği unutulmamalıdır. Bu çalışmadaki sonuçlar bu çalışmadaki modele göre elde edilmiştir. Sıcaklık artışı ile birlikte her 250 °C derecelik artış için maksimum gerilmelerde (Smax) çok ciddi artışlar gözlenmiştir. Bu artışlar 250 °C dereceden 500 °C dereceye yaklaşık %100, 500 °C dereceden 750 °C dereceye kadar yaklaşık %75 olarak bulunmuştur. Aynı şekilde Vmax ve Mmax değerlerinde bir artış oldyğunu , Ayrıca başlangıç durumu ile ısıtılmış durum arasında son derece büyük artışlar gözlenmiştir. Sıcaklığın artmasıyla birlikte yerdeğiştirmelerde 250 °C' den 500 °C 'ye yaklaşık %100, 500 °C' den 750 °C' ye yaklaşık %75' lik bir artış olmuştur. Özellikle Ux ve Uy' de sıcaklığın da etkisiyle son derece büyük farklılıklar gözlenmiştir.