Kemer barajların lineer olmayan dinamik analizi: Euler ve Lagrange çözümleri

Abstract

Bu çalışmada, sıvı-yapı sistemlerinin dinamik etkileşim problemi için Euler ve Lagrange yaklaşımlarına göre sonlu eleman formülasyonları verilmiştir. Euler ve Lagrange yaklaşımlarının etkinliklerini ortaya koymak amacıyla, Karakaya kemer barajının lineer olmayan dinamik analizleri yapılmıştır. Baraj betonu için lineer olmayan malzeme modeli olarak Drucker-Prager akma kriteri kullanılmıştır. Sıvı ve temel ortamlarının lineer elastik davranış gösterdiği kabul edilmiştir. Karakaya barajı Türkiye deprem bölgeleri haritasında birinci derece deprem bölgesinde yer almakta olup, barajın bulunduğu alanda yapı ömrü içerisinde beklenen etkin pik ivme değeri 0,55g civarındadır. Sunulan çalışmadaki çözümler için dinamik etki olarak, 21 Temmuz 1952 Taft depreminin S69E ivme bileşeni seçilmiş olup, baraj-rezervuar-temel sistemine mansap-memba doğrultusunda etki ettirilmiştir. Euler ve Lagrange yaklaşımları kullanılarak elde edilen çözümler birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Her iki yöntemden elde edilen tepki büyüklükleri frekans açısından benzerlik arz etmektedir. Genliklerde ise kabul edilebilir farklar oluşmaktadır. Lagrange yöntemi kullanılarak sıvı-yapı sistemlerinin dinamik etkileşim problemlerinin bilgisayar programlanması ve mevcut bilgisayar programlarına uyarlanması Euler yöntemine göre daha basittir. Buna karşılık, Lagrange yaklaşımında daha fazla serbestlik derecesi söz konusu olduğundan bilgisayar hafızası ve çözüm zamanına olan ihtiyaç artar.