Viskoelastik malzemeler için geliştirilmiş bir gerilme-şekil değiştirme-zaman ilişkisinin cam elyaf takviyeli plastik çubuk sistemlere uygulanması

Abstract

Bu çalışmada, viskoelastik malzemeli Cam Elyaf Takviyeli Plastik (CTP) profiller ile oluşturulmuş çubuk sistemlerin gerilme ? şekil değiştirme ? zaman ilişkileri deneysel ve analitik olarak incelenmiştir. Çalışmada, CTP profillerden yapılmış tipik taşıyıcı çubuk sistemler laboratuarda uzun süreli yükler altında test edilmiş ve deformasyonları ölçülmüştür. Bu deformasyonların hesaplanabilmesi için hesap yöntemi sunulmuştur. Çalışmada, viskoelastik davranış açıklanmış ve çözüm yöntemleri örnekler ile incelenmiştir. Viskoelastik malzemeli çubuk sistemlerin doğrusal ve doğrusal olmayan davranışlarının incelenmesi için gerilme ? şekil değiştirme ? zaman ilişkisi sunulmuş ve bu ilişki sabit, değişken gerilme durumları için araştırılmıştır. Gerilme ? şekil değiştirme ? zaman ilişkisi kullanılarak düzlem kafes ve çerçeve sistemler için geliştirilmiş hesap yöntemleri sunulmuştur. Çalışmada, CTP profillerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi için zamana bağlı olmayan eksenel çekme ve üç nokta eğilme numune deneyleri yapılmıştır. Zamana bağlı davranış numune deneyleri ve tam ölçekli deney sistemleri ile araştırılmıştır. Zamana bağlı numune deneyleri; kısa süreli üç nokta eğilme ve uzun süreli eksenel çekmedir. Kısa süreli üç nokta eğilme ve uzun süreli eksenel çekme numune deneyleri sırasıyla; 24 saat ve 100 gün süresince farklı gerilme seviyeleri için gerçekleştirilmiştir. Zamana bağlı tam ölçekli deneyler ise; tek açıklıklı kiriş, tek katlı ve tek açıklıklı çerçeve, kafes sistem deneyleridir. Çalışmada sunulan gerilme ? şekil değiştirme ? zaman ilişkisi kullanılarak tek açıklıklı çerçeve ve kafes sistemlerin zamana bağlı davranışı 100 gün için hesaplanmış ve bu sonuçlar 100 günlük deney verileri ile karşılaştırılmıştır. Deneysel ve analitik çalışmadan elde edilen sonuçlar tablolar ve grafikler ile karşılaştırılmalı olarak verilmiştir. Çalışma sonunda, sonuçlar yorumlanmış ve öneriler sunulmuştur. In this study, stress ? strain ? time relationship for bar systems which are made of viscoelastic Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP) profiles are investigated using experimental and analytical methods. Typical structural GFRP bar systems are tested under long-term loads in the laboratory and their deformations are monitored. In order to calculate these deformations an analysis method is presented. In the study, viscoelastic behavior is summarized and solution methods are investigated using examples. Stress ? strain ? time relationships for linear and nonlinear viscoelastic analysis of bar systems are derived and the relation is examined for stationary and non-stationary creep problems. The analysis methods for plane truss and frame systems are proposed using the predefined stress ? strain ? time relationship. In the study, time?independent tensile and three-point bending coupon test are carried out to find out the mechanical characteristics of GFRP material. Time-dependent behavior is investigated using coupon and full scale tests. Time-dependent coupon tests are; short-term three-point bending and long-term tensile tests. Short-term three-point bending and long-term tensile tests are carried out for 24 hours and 100 days accounting different stress levels, respectively. Time-dependent full scale test are; simple beam, one bay and one span plane frame and truss system tests. Time-dependent behavior of plane frame and truss systems are calculated for 100 days using the predefined stress ? strain ? time relationship and compared with the 100 day test data. The results of experimental and analytical study are evaluated using tables and graphics comparably. Finally, results are discussed and recommendations are presented.