Dr.Ersan YILDIZ

KONU: ÖZET DEĞERLENDİRMESUNUM YAPAN: DR. ERSAN YILDIZ

1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012KONU BAŞLIKLARI1 –Beton Barajlar ile İlgili Genel Bilgiler2 – Temel Kayası3 –Beton Özellikleri4 –Ön Tasarım İçin Rijit Blok Stabilite Analizi5 –Beton Barajların Deprem Analizleri6 –Beton Barajların Termal Analizleri7 –Beton Baraj Ölçüm Sistemleri

1. Barajlar Kongresi – Ekim 20121 – BETON BARAJLAR İLE İLGİLİ GENEL BİLGİLERBeton BarajlarAğırlık BarajlarKemer Barajlar

1. Barajlar Kongresi – Ekim 20121 – BETON BARAJLAR İLE İLGİLİ GENEL BİLGİLERAğırlık Barajlar‐ Geleneksel Kütle Beton Barajlar‐ Silindirle Sıkıştırılmış Beton Barajlar(Günümüzde tercih edilmektedir)Wolvedans Barajı, Kemer RCCCindere Barajı, Katı DolguYüklere Ağırlık ve Malzeme Dayanımı ileMukavemet Gösterirler.

1. Barajlar Kongresi – Ekim 20121 – BETON BARAJLAR İLE İLGİLİ GENEL BİLGİLERSSB BarajlarSSBSıradan toprak işleri ekipmanı iletaşınabilen, serilebilen ve sıkıştırılabilen,sıfırçökme(no‐slump) beton.Hızlı yapım sürelerine ve düşük maliyetlere olanaksağladığı için günümüzde tercih edilmektedir.

1. Barajlar Kongresi – Ekim 20121 – BETON BARAJLAR İLE İLGİLİ GENEL BİLGİLERKemer Barajlar‐ Tek Eğrilikli Kemer Barajlar‐ Çift Eğrilikli Kemer BarajlarMonticello Barajı, Tek Eğr. KemerYükleri kemerlenme etkisi ile vadiayaklarına ileterek taşırlar.Deriner Barajı, Çift Eğr. KemerVadi Genişliği / Baraj Yüksekliği < 3olduğu durumlarda tercih edilebilir.

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 bilgileryeralmaktadır.1. Barajlar Kongresi – Ekim 20122 – TEMEL KAYASI

1. Barajlar Kongresi – Ekim 20123 – 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 dayanımıüzerinden ifade edilebilmektedir.GKB için çekme dayanımı yaklaşık olarak (USACE,1995)0.12 fckfck20MPaf spt : yarmada çekme day.fct RcRdRabfsp t fspt 0.6fckfck20MPaR c ,R d ,R ab : faktörlerSSB için çekme dayanımı yaklaşık olarak (USACE,1995)fctRcRdRabsp tSSB döküm derzleri içinffspt0.12 f 0.6fckckffckckf Rdct25MPa25MPadrfctf spt : yarmada çekme day.R c ,R d ,R ab : faktörlerR dr : 0.67 (YB’lu), 0.33 (YB’suz)

1. Barajlar Kongresi – Ekim 20124 – RİJİT BLOK STABİLİTE ANALİZİ (ÖN TASARIM)Yükler‐ Zati Ağırlıklar : Baraj gövdesinin kendi ağırlığı ile gövde üzerindeki dolguların veyardımcı yapılarınağırlıkları.‐Hidrostatik Yükler : Suyun, barajın akışaşağı ve akışyukarı yüzlerinde yaptığıhidrostatik basınç nedeniyle oluşturduğuyükler.‐ 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 temsiledildiğieşdeğer statik kuvvetler.

1. Barajlar Kongresi – Ekim 20124 – RİJİT BLOK STABİLİTE ANALİZİ (ÖN TASARIM)Eşdeğer Statik Deprem Kuvvetleri‐ Sismik katsayı, k, yer hareketine, barajın dinamik özelliklerine, geometrisine, zeminyapı etkileşiminegöredeğişebilir, ön stabilite hesabının diğer öğeleriyle uyumlu olacakşekilde tasarımcı tarafından mühendislik yargısı ile belirlenmelidir.USACE(2005) k=2/3xPGAdeğerinin 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 20124 – RİJİT BLOK STABİLİTE ANALİZİ (ÖN TASARIM)Yükleme Durumları1 – 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 20125 – BETON BARAJLARIN DEPREM ANALİZLERİAnaliz Yöntemleri (Ağırlık Barajlar)PGA L / H 2 Düşey Derz Ön Tasarım Kati Tasarım< 0.2 g> 0.2 g> 4< 4> 4< 4VarYokVarYokVarYokVarYok2D StatikElastikAnalizVeyaRijit BlokStabiliteAnalizi2D Statik Elastik Analiz3D Statik Elastik Analiz2D Dinamik ElastikAnaliz3D Dinamik ElastikAnaliz2D Dinamik ElastikAnaliz3D Dinamik ElastikAnalizMevcut BarajlarınDeğerlendirmesi2D Dinamik ElastikAnaliz3D Dinamik ElastikAnaliz2D Dinamik ElastikÖtesi Analiz3D Dinamik ElastikÖtesi Analiz2D Dinamik ElastikÖtesi Analiz3D Dinamik ElastikÖtesi Analiz

1. Barajlar Kongresi – Ekim 20125 – BETON BARAJLARIN DEPREM ANALİZLERİAnaliz Yöntemleri (Kemer Barajlar)PGAKati TasarımMevcut BarajlarınDeğerlendirmesi< 0.2 g3D Statik ElastikAnaliz3D Dinamik ElastikAnaliz> 0.2 g3D Dinamik ElastikAnaliz3D Dinamik ElastikÖtesi Analiz

1. Barajlar Kongresi – Ekim 20126 – BETON BARAJLARIN TERMAL ANALİZLERİBeton Barajlarda Çatlaklar‐ Yüzey Gradyant Çatlaklar‐ Yatay ÇatlaklarBetonun içerisindeki sıcaklık ve dış sıcaklık farkları sebebi ile açık yüzeylerdeoluşan çatlaklardır.Genelde sınırlı biçimde yayılması nedeniyle yapısal sağlamlığı tehditetmemektedir.Kütle beton içinde düşeyde oluşan sıcaklık farkları nedeni ile oluşur.Temel bölgesinin yaratacağı rijitlik etkisi ile bu çatlakların temele yakınoluşması muhtemeldir.Özellikle SSB gibi katmanlar arası çekme dayanımının zayıf olduğumalzemelerde bu çatlaklarınoluşması engellenmelidir.

I. Derece Analiz1. Barajlar Kongresi – Ekim 20126 – BETON BARAJLARIN TERMAL ANALİZLERİAnaliz Metodları‐ Basit ve hızlı analiz yöntemi‐ Girdiler :Beton Adibiyatik Ortamda Çıkaracağı SıcaklıkAylık Sıcaklık OrtalamalarıBeton için Elastisite Modülü ve Genleşme Katsayısı‐ Basit sınır koşulları öngörülerek maksimum sıcaklık farkı için yapılır.‐ Termal çatlamanın geniş çatlak açıklıklarına neden olacağı barajlarda derzaralıklarının tahmin edilmesi amacı ile kullanılır.

II. Derece Analiz1. Barajlar Kongresi – Ekim 20126 – BETON BARAJLARIN TERMAL ANALİZLERİAnaliz Metodları‐ 1D veya 2D bir ağ üzerinde sıcaklıkların gövde içerisinden dışarısına doğrudeğişimi, detaylı el hesapları veya bilgisayar programları ile yapılır.‐ Girdiler :Beton Adibiyatik Ortamda Çıkaracağı SıcaklıkAylık ve Günlük Sıcaklık OrtalamalarıBeton için Elastisite Modülü ve Genleşme Katsayısı‐ Hem yüzey, hem yatay çatlaklar için gerçekleştirilebilir.‐ Termal çatlamanın risk yaratmayacağı barajlarda kesin hesap yöntemi olarakkullanılabilir.

III. Derece Analiz1. Barajlar Kongresi – Ekim 20126 – BETON BARAJLARIN TERMAL ANALİZLERİAnaliz Metodları‐ 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 20127 – BETON BARAJ ÖLÇÜM SİSTEMLERİ‐ Deplasman ÖlçümleriRöperler,Derz Ölçerler,Dikey Gezler,Tiltmetreler,GPS Tabanlı Ölçümler‐ Diğer Ölçümlerİvme ÖlçerlerTermometre/TermokaplToplam Basınç ÖlçerlerBirim Uzama Ölçerler‐ Sızma ÖlçümleriVağızlı savaklar,Piyezometreler

1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012TEŞEKKÜRLER …