Betonarme çerçeveli binalarda ısı etkisinin incelenmesi

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.