Dinamik Yük Altında Kemer Barajların Şekil Optimizasyonu

Yıl 2006, Cilt: 17 Sayı: 84, 3973 - 3986, 01.01.2006

Mehmet Ülker Sedat Savaş

Öz

Bu makale, yeni bir yaklaşım kullanılarak beton kemer barajların şekil optimizasyonu sunulmaktadır. Bu amaç için The Arch Dams Committe Report of The Institution of Civil Engineers tarafından belirlenmiş 5. nolu tip kemer barajın simetrik vadi şekli seçilmiştir. Kemer baraj geometrisi iki pozinomial fonksiyonla tanımlanmıştır. Bu çalışmada amaç fonksiyonu baraj gövdesi beton hacmi olup sınırlayıcılar gerilme ve dizayn değişkenleri alt ve üst smırlarıdır. Dış yükler, statik analiz için baraj membasmdaki su basıncı, yapınm kendi ağırlığı ve bunlara ilaveten dinamik analiz için, TAF T depreminin S-69-E bileşeni ve Erzincan depreminin Doğu-Batı bileşeni alınmaktadır. Iteratif optimizasyon işlemine, üç boyutlu dizayn uzayında seçilen her düğüm noktasında üç serbestlik derecesine sahip sekiz düğüm noktalı katı elemanla modellenerek başlanır. Sistemin sonlu eleman analizi dış yükler altında önce statik analizi sonra dinamik analizi yapılır. Çözümlerin sonunda, maksimum asal ğerihneler bulunur ve şekil fonksiyonu katsayıları hesaplanır. Asal gerilmeler ve bu katsayılar sınırlayıcılarla karşılaştırılır. Bu işleme baraj da optimum çözüm elde edilinceye kadar devam edilir. Elde edilen sonuçlar eski çözümlerle karşılaştırılır ve daha iyi sonuçlar elde edildiği grafikler verihnektedir

Anahtar Kelimeler

Beton kemer baraj, Şekil optimizasyonu, Sonlu elemanlar, Dinamik analiz

Kaynakça

• Fanelli Michel and Alberto,. “A Simple Analysis of Arch Dams Intern. Symposium on Arch”, Nanjing,China, 1992.
• Saka M. P. ve Ülker M., “Optimum Design of Geometrically Nonlinear Space Trusses”, Computer and Structures, Vol. 41, No. 6, pp. 1387-1396,1991.
• Zhu B., Rao B., Jia J. ve Li Y., “Shape Optimization 0 f Arch Dams For Static and Dynamic Loads”, Journal of Structural Engineering, Vol. 118, No. 11, 12. ASCE, 1992.
• Tan, H. and Chopra, A., “Earthquake Analysis of Arch Dams Including Dam-Water- Foundation Rock Interaction”, Earthquake Eng. and Structural Dynamic, Vol. 24, 1453-1474, 1995.
• Dowling, J. M., “Nonlinear Analysis of Arch Dams, Earthquake Eng. Research Laboratory”, Report No: EERL 87-03, University of California, Berkeley, 1987.
• Swanson Analysis system Ansys 5.4
• Anonymous, “Arch Dams”, Section 6, a Review of British Research and Development, Institution of Civil Engineers, London, 1968.
• Zienkiewicz, 0. C., The Finete Element Method, McGraw-Hill Company, London. 1977.
• Savaş S., “Sürekli Yapı Sistemlerinin Optimum Boyutlandırılması”, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ, 2002.