Statik yükleme için kemer barajın şekil optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, beton kemer barajın şekil optimizasyonu için farklı bir yaklaşım sunulmuştur. Bu amaç için The Arch Dams Committe report of the Institution of Civil Engineers (ICE) tarafından belirlenmiş 5. tip kemer baraja göre simetrik vadi şekli seçilmiştir. Barajın geometrisi polinomla ifade edilmiş olup tasarım değişkenleri olarak polinomların katsayıları alınmıştır. Amaç fonksiyonu barajın beton hacmi olup sınırlayıcılar ise beton malzeme için gerilme ve tasarım değişkenleri üzerine konulan sınırlamalardır. Uygulanan yükler barajın kendi ağırlığı ve arka yüzeyindeki su yüküdür. Modellemede üç boyutlu uzayda sekiz düğüm noktalı ve her düğüm noktasında üç yerdeğiştirme serbestlik derecesine sahip katı elemanlar kullanılmıştır. Sistemin sonlu eleman analizi sonunda elde edilen tasarım değişkenleri ve tasarım asal gerilmeleri, tasarım sınırlayıcıları ile karşılaştırılmıştır ve bu işlem baraj hacmi minimize olana kadar tekrarlanmıştır.