konu: Özet deĞerlendİrme yapan: dr. ersan yildiz · 2013-12-03 · beton için elastisite...
Post on 16-Feb-2020
4 Views
Preview:
TRANSCRIPT
KONU: ÖZET DEĞERLENDİRMESUNUM YAPAN: DR. ERSAN YILDIZ
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
KONU BAŞLIKLARI1 – Beton Barajlar ile İlgili Genel Bilgiler
2 – Temel Kayası
3 – Beton Özellikleri
4 – Ön Tasarım İçin Rijit Blok Stabilite Analizi
5 – Beton Barajların Deprem Analizleri
6 – Beton Barajların Termal Analizleri
7 – Beton Baraj Ölçüm Sistemleri
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Beton Barajlar
Ağırlık Barajlar Kemer Barajlar
1 – BETON BARAJLAR İLE İLGİLİ GENEL BİLGİLER
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
1 – BETON BARAJLAR İLE İLGİLİ GENEL BİLGİLERAğırlık Barajlar
‐ Geleneksel Kütle Beton Barajlar
‐ Silindirle Sıkıştırılmış Beton Barajlar(Günümüzde tercih edilmektedir)
Cindere Barajı, Katı Dolgu
Wolvedans Barajı, Kemer RCC
Yüklere Ağırlık ve Malzeme Dayanımı ile Mukavemet Gösterirler.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
1 – BETON BARAJLAR İLE İLGİLİ GENEL BİLGİLERSSB Barajlar
SSBSıradan toprak işleri ekipmanı iletaşınabilen, serilebilen ve sıkıştırılabilen,sıfır çökme (no‐slump) beton.
Hızlı yapım sürelerine ve düşük maliyetlere olanaksağladığı için günümüzde tercih edilmektedir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
1 – BETON BARAJLAR İLE İLGİLİ GENEL BİLGİLERKemer Barajlar
‐ Tek Eğrilikli Kemer Barajlar
‐ Çift Eğrilikli Kemer Barajlar
Yükleri kemerlenme etkisi ile vadi ayaklarına ileterek taşırlar.
Vadi Genişliği / Baraj Yüksekliği < 3 olduğu durumlarda tercih edilebilir.Deriner Barajı, Çift Eğr. Kemer
Monticello Barajı, Tek Eğr. Kemer
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
2 – TEMEL KAYASI
Hazırlanan rehberde, Temel KayasıBölümünde,
‐ Baraj Göl Alanı ve Baraj YerindeYapılması Gerekli JeolojikHaritalama, Arazi ve LaboratuvarDeneyleri, Jeofizik Araştırma, KayaSınıflama Değerlendirmeleri veHaritalama ile ilgili detaylı bilgiler,
‐ Konsolidasyon ve Perde EnjeksiyonuTasarımı ve Uygulaması ile ilgilidetaylı bilgiler
yeralmaktadır.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
3 – BETON ÖZELLİKLERİ
Beton
Çimento, Su, Agrega ve Katkı maddelerininuygun oranlarda karıştırılması ile eldeedilen, taze halde iken şekil verilebilen vezamanla sertleşen ve dayanım kazanan birmalzemedir.
Betonun kullanılacağı iklim koşulları,yükleme durumu, yapı tipine ve malzemeözelliklerine göre uygun işlenebilmeözelliğine, yoğunluğa, geçirimsizliğe,dayanım ve dayanıklılığa sahip olan enekonomik betonun tasarlanmasıdır.
Karışım Tasarımı
‐ Çimento,
‐ Katkılar,
‐ Agrega,
‐ Karma Suyu,
‐ Beton Sınıfları,
‐ Karışım Tasarımı,
‐ Beton Kalite Kontrolü,
‐ Beton Dayanımı ile ilgili kriterler ve detaylı bilgiler hazırlananrehberde yer almaktadır.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
3 – BETON ÖZELLİKLERİBeton Dayanımı
‐ Beton barajların göçme mekanizmaları beton çatlaması ile ilişkilidir. Bu anlamda,özellikle deprem performansı için beton kayma ve çekme dayanımları son dereceönemlidir.
‐ Çekme ve kayma gibi yükleme durumları için beton dayanımı, basınç dayanımı üzerinden ifade edilebilmektedir.
GKB için çekme dayanımı yaklaşık olarak (USACE,1995)fspt : yarmada çekme day.Rc,Rd,Rab : faktörler
SSB için çekme dayanımı yaklaşık olarak (USACE,1995)fspt : yarmada çekme day.Rc,Rd,Rab : faktörler
SSB döküm derzleri için Rdr : 0.67 (YB’lu), 0.33 (YB’suz)
sptabdcct fRRRf
MPaffMPaff
fckck
ckckspt 206.0
2012.0
sptabdcct fRRRf
MPaffMPaff
fckck
ckckspt 256.0
2512.0
ctdrdct fRf
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
4 – RİJİT BLOK STABİLİTE ANALİZİ (ÖN TASARIM)Yükler
‐ Zati Ağırlıklar : Baraj gövdesinin kendi ağırlığı ile gövde üzerindeki dolguların veyardımcı yapıların ağırlıkları.
‐Hidrostatik Yükler : Suyun, barajın akışaşağı ve akışyukarı yüzlerinde yaptığıhidrostatik basınç nedeniyle oluşturduğu yükler.
‐ Dolgu ve Sediment İtkisi : Dolgu veya sedimentin gövde üzerinde uyguladığı yanalbasınçlardan oluşan kuvvetler.
‐ Kaldırma Kuvveti : Baraj temeli ile temel kayası arasındaki su basınçları nedeniylegövdeye etki eden kaldırma kuvvetleri.
‐ Eşdeğer Statik Deprem Kuvvetleri : Barajın kendi ataleti, dolgular ve rezervuar suyunedeniyle deprem sırasında gövde üzerine etki edecek dinamik kuvvetlerin temsiledildiği eşdeğer statik kuvvetler.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
4 – RİJİT BLOK STABİLİTE ANALİZİ (ÖN TASARIM)Kaldırma Kuvveti
U1
U3U2
H2
Drenaj Perdesi
Drenaj Perdesix
H1
L
H3
U1
U2
H2
Drenaj Perdesi
Drenaj Perdesi
H1
U1 = w x H1 U2 = w x H2
U3 için genel formül (USACE,2005)
U3 = (1‐E) (U1‐U2) [(L‐X) / L] + U2 [E : Dren Efektifliği, 0.67’ye kadar alınabilir]
U1 = w x H1 U2 = w x H2
İşletme ve
Deprem
Deprem (MDE) Sonrası
Enjeksiyon Perdesi Enjeksiyon Perdesi
Drenaj Delikleri Drenaj Delikleri
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
4 – RİJİT BLOK STABİLİTE ANALİZİ (ÖN TASARIM)Eşdeğer Statik Deprem Kuvvetleri
‐ Sismik katsayı, k, yer hareketine, barajın dinamik özelliklerine, geometrisine, zeminyapı etkileşimine göre değişebilir, ön stabilite hesabının diğer öğeleriyle uyumlu olacakşekilde tasarımcı tarafından mühendislik yargısı ile belirlenmelidir.USACE(2005) � k = 2/3 x PGA değerinin altında alınmaması önerilir.
‐Düşey yöndeki deprem kuvvetleri ön stabilitehesaplarında, yapı periyodu ve sistem dinamiközelliklerine bağlı olarak dikkate alınabilir.
(Düşey deprem hareketi, barajın gerilmetahkiklerinin yapıldığı ve deprem davranışınındaha doğru bir şekilde modellendiği tepkispektrumu, zaman tanım alanında analizler gibiyöntemlerde kesinlikle dikkate alınmalıdır)
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
4 – RİJİT BLOK STABİLİTE ANALİZİ (ÖN TASARIM)Yükleme Durumları
1 – Yapım Sonu Durumu (Olağandışı)
2 – İşletme (Normal)
3 – Yapım Sonu Durumu + İEE (Akışyukarı Yönde) (Aşırı)
4 – İşletme + İEE (Akışaşağı Yönde) (Olağandışı)
5 – İşletme + EED (Akışaşağı Yönde) (Aşırı)
6 – Olası En Büyük Taşkın (Olağandışı)
7 – Deprem Sonrası Statik Durum (Normal‐Rezidüel)
8 – Deprem Sonrası + Artçı (Aşırı‐Rezidüel)
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
4 – RİJİT BLOK STABİLİTE ANALİZİ (ÖN TASARIM)Ön Tasarım İçin Dayanım Parametreleri
BölgeÇekme
Dayanımı, tPik Kohezyon
Sürtünme Açısı,
Rezidüel
Kohezyon**
Ana SSB 0.09 c 0.09 c 450 0
Kaya – SSB Kontağı * 0.05 c 0.05 c 420 0
Yastık betonlu döküm derzi 0.05 c 0.05 c 420 0
Yastık betonsuz döküm derzi 0.015 c 0.015 c 450 0
* Kaya Kayma Dayanımı, Kaya‐SSB kontağı dayanımından daha küçükse, Kaya Kayma Dayanım parametrelerikullanılacaktır.
** Çatlamış bölgelerde kohezyon dayanımı kalmadığı varsayılır.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
4 – RİJİT BLOK STABİLİTE ANALİZİ (ÖN TASARIM)Güvenlik Sayıları
Yükleme
Durumu
Kayma
Güvenlik
Sayısı (1)
Tabanda
Basınç
Bölgesi
Zemin
Emniyet
Gerilmesi
Güv. Sayısı
Betonda İzin
Verilen
Basınç
Gerilmesi
Betonda İzin
Verilen
Çekme
Gerilmesi
Normal 3.0 (2.0) 100% 3.0 0.33 cÇekmeye izin
verilmiyor
Olağandışı 2.0 (1.5) 75% 2.0 0.5 c 1.35 t
Aşırı 1.0 (3) (1.1)Bileşen taban
içerisinde1.0 0.9 c
(2)
1 Sahaya özgü detaylı bilgi bulunması durumunda parantez içindeki değerler kullanılabilir.2 İzin verilebilir çekmenin üstünde, betonda çatlamanın dikkate alındığı nonlineer analiz yapılabilir.3 Dinamik analiz sonucunda kabul edilebilir deplasmanlar bulunursa G.S. <1 olmasına izin verilebilir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
5 – BETON BARAJLARIN DEPREM ANALİZLERİDeprem Seviyeleri ve Perfomans Kriterleri
Durum İşletme Esaslı Deprem (İED) Emniyet Esaslı Deprem (EED)Taban Çatlaması Yok veya oldukça sınırlı Beklenir
Gövde Çatlaması Yok Beklenir
Kayma Yok Yok veya sınırlı
Devrilme Yok Yok
Beton Ezilmesi Yok Yok
Yerel kopma Yok Yok
Su Kaçağı Yok veya oldukça sınırlı Beklenir
Enjeksiyon Perdesi Hasarı Yok Hasar Görebilir
Temel Kayası Hasarı Yok Çatlama beklenir, ezilme beklenmez
Mekanik Aksam Kullanıma Hazır Hasar Görebilir
Dolusavak Hasarı Yok Hasar Görebilir
Dipsavak Hasarı Yok İşlevsel Kalmalı
Rezervuar Boşaltımı Gerekmez Gerekebilir
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
5 – BETON BARAJLARIN DEPREM ANALİZLERİAnaliz Yöntemleri (Ağırlık Barajlar)
PGA L / H2 Düşey Derz Ön Tasarım Kati Tasarım Mevcut Barajların Değerlendirmesi
< 0.2 g
> 4Var
2D Statik Elastik Analiz
Veya
Rijit BlokStabiliteAnalizi
2D Statik Elastik Analiz 2D Dinamik Elastik Analiz Yok
< 4Var
Yok 3D Statik Elastik Analiz 3D Dinamik Elastik Analiz
> 0.2 g
> 4Var 2D Dinamik Elastik
Analiz2D Dinamik Elastik
Ötesi Analiz
Yok 3D Dinamik Elastik Analiz
3D Dinamik Elastik Ötesi Analiz
< 4Var 2D Dinamik Elastik
Analiz2D Dinamik Elastik
Ötesi Analiz
Yok 3D Dinamik Elastik Analiz
3D Dinamik Elastik Ötesi Analiz
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
5 – BETON BARAJLARIN DEPREM ANALİZLERİAnaliz Yöntemleri (Kemer Barajlar)
PGA Kati Tasarım Mevcut Barajların Değerlendirmesi
< 0.2 g 3D Statik Elastik Analiz
3D Dinamik Elastik Analiz
> 0.2 g 3D Dinamik Elastik Analiz
3D Dinamik Elastik Ötesi Analiz
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
6 – BETON BARAJLARIN TERMAL ANALİZLERİBeton Barajlarda Çatlaklar
‐ Yüzey Gradyant Çatlaklar
Betonun içerisindeki sıcaklık ve dış sıcaklık farkları sebebi ile açık yüzeylerde oluşan çatlaklardır.
Genelde sınırlı biçimde yayılması nedeniyle yapısal sağlamlığı tehditetmemektedir.
‐ Yatay Çatlaklar
Kütle beton içinde düşeyde oluşan sıcaklık farkları nedeni ile oluşur.
Temel bölgesinin yaratacağı rijitlik etkisi ile bu çatlakların temele yakınoluşmasımuhtemeldir.
Özellikle SSB gibi katmanlar arası çekme dayanımının zayıf olduğumalzemelerde bu çatlakların oluşması engellenmelidir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
6 – BETON BARAJLARIN TERMAL ANALİZLERİAnaliz Metodları
I. Derece Analiz
‐ Basit ve hızlı analiz yöntemi
‐ Girdiler :
Beton Adibiyatik Ortamda Çıkaracağı Sıcaklık
Aylık Sıcaklık Ortalamaları
Beton için Elastisite Modülü ve Genleşme Katsayısı
‐ Basit sınır koşulları öngörülerek maksimum sıcaklık farkı için yapılır.
‐ Termal çatlamanın geniş çatlak açıklıklarına neden olacağı barajlarda derz aralıklarının tahmin edilmesi amacı ile kullanılır.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
6 – BETON BARAJLARIN TERMAL ANALİZLERİAnaliz Metodları
II. Derece Analiz
‐ 1D veya 2D bir ağ üzerinde sıcaklıkların gövde içerisinden dışarısına doğrudeğişimi, detaylı el hesapları veya bilgisayar programları ile yapılır.
‐ Girdiler :
Beton Adibiyatik Ortamda Çıkaracağı Sıcaklık
Aylık ve Günlük Sıcaklık Ortalamaları
Beton için Elastisite Modülü ve Genleşme Katsayısı
‐ Hem yüzey, hem yatay çatlaklar için gerçekleştirilebilir.
‐ Termal çatlamanın risk yaratmayacağı barajlarda kesin hesap yöntemi olarakkullanılabilir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
6 – BETON BARAJLARIN TERMAL ANALİZLERİAnaliz Metodları
III. Derece Analiz
‐ 2D veya 3D sonlu elemanlar analizleri ile gerçekleştirilen en detaylı analizyöntemidir.
‐ Girdiler :Beton Adibiyatik Ortamda Çıkaracağı SıcaklıkAylık ve Günlük Sıcaklık OrtalamalarıBeton için Elastisite Modülü, Sünme Modülü ve Genleşme KatsayısıBeton dayanımının zamana göre değişimiYapım planı ve imalat miktarlarıZemin elastisite modülü ve genişleme modülüBeton ve zeminin termal konduktivitesi ve kapasitans değerleri,Saha koşulları, rüzgar/güneş durumu ve benzeri diğer bilgiler
‐ Hem sıcaklık değişimleri, hem gerilmeler belirlenebilir.
‐ Kemer barajlar ile büyük barajlarda kullanılması önerilir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
7 – BETON BARAJ ÖLÇÜM SİSTEMLERİ
‐ Deplasman Ölçümleri
Röperler,
Derz Ölçerler,
Dikey Gezler,
Tiltmetreler,
GPS Tabanlı Ölçümler
‐ Sızma Ölçümleri
V ağızlı savaklar,
Piyezometreler
‐ Diğer Ölçümler
İvme Ölçerler
Termometre/Termokapl
Toplam Basınç Ölçerler
Birim Uzama Ölçerler
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
TEŞEKKÜRLER …
top related