Dinamik yük altında kemer barajların şekil optimizasyonu

Abstract

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 sınırlarıdır. Dış yükler, statik analiz için baraj membasındaki su basıncı, yapının kendi ağırlığı ve bunlara ilaveten dinamik analiz için, TAFT depreminin S-69-E bileşeni ve Erzincan depreminin Doğu-Batı bileşeni alınmaktadır. İteratif 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 gerilmeler bulunur ve şekil fonksiyonu katsayıları hesaplanır. Asal gerilmeler ve bu katsayılar sınırlayıcılarla karşılaştırılır. Bu işleme barajda optimum çözüm elde edilinceye kadar devam edilir. Elde edilen sonuçlar eski çözümlerle karşılaştırılır ve daha iyi sonuçlar elde edildiği grafikler verilmektedir.