BARAJLAR VE HİDROELEKTRİK SANTRALLER YAPISAL TASARIM REHBERİ

Ebat: px
Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "BARAJLAR VE HİDROELEKTRİK SANTRALLER YAPISAL TASARIM REHBERİ"

Transkript

1 T.C. ORMAN VE SU İŞLERİ BAKANLIĞI DEVLET SU İŞLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ BARAJLAR VE HİDROELEKTRİK SANTRALLER YAPISAL TASARIM REHBERİ REHBER NO: 006 EKİM 2012 ANKARA

2 ÖNSÖZ Birçok medeniyetin kesişme noktası olan Anadolu'da yaklaşık 4000 yıldır süren hidrolik mühendisliği çalışmaları, bilhassa Selçuklu ve Osmanlıların yaptıkları muhteşem eserler, Türkiye'yi tarihi su yapıları açısından en zengin ve en dikkat çekici açık hava müzelerinden birisi haline getirmiştir. Bugün ise ülkemiz, inşa halindeki barajların sayısı bakımından Dünya daki sıralamada üst sıralarda yer almaktadır. Ülkemizde her tipten barajlar inşa edilmiş ve edilmektedir. Ayrıca; bu barajlar dolgu hacmi, yükseklik, rezervuar kapasitesi, kret uzunluğu gibi teknik karakteristikleri ile de dünyadaki inşa edilmiş barajlar arasında ön sıralarda yer almaktadır. Atatürk Barajı 84 milyon m 3 dolgu hacmi ile dünya sıralamasında beşinci sırada yer almaktadır. Şubat ayında su tutma merasimine bizzat katılmış olduğum Deriner Barajı 249 m yüksekliği ile ülkemizin en yüksek barajı, kendi sınıfında Dünya nın 6. yüksek barajıdır. İnşaat ihalesi safhasında bulunan Yusufeli Barajı nın yüksekliği ise 270 metredir. Yusufeli Barajı tamamlandığında Türkiye nin en yüksek barajı olma özelliğine sahip olacaktır. Ülkemizin su yapıları sahasında ulaşmış olduğu bu güzel seviye, bu sektörde çalışanların fedakar çalışmaları ve mesleklerine olan saygının neticesinde oluşmuştur. Yıllardan beri ülkemizde ve yurt dışında barajlar ve su yapıları alanından sayısız eserler kazandıran mühendislerimizin ve müteahhitlerimizin çalışmalarını hepimizin malumlarıdır. Ülkemizdeki baraj ve diğer su yapılarının projelendirilmesi ve inşası sürecine olumlu katkısı olacağını düşündüğüm; Uluslararası Büyük Barajlar Komisyonu (ICOLD) kriterlerini esas alarak ülkemiz ihtiyaçları ve şartları dikkate alınarak uygulanması konusunda proje ve uygulama kriterleri ile ilgili olarak Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü nün (DSİ) Uluslararası Büyük Barajlar Komisyonu Türk Milli Komitesi (TRCOLD) ve Türk Müşavir Mühendisler ve Mimarlar Birliği (TMMMB) ile başlatmış olduğu çalışmanın neticesinde hazırlanan bu rehber dokümanların bu sektörde çalışanlara büyük fayda sağlayacağı aşikardır. Bu gayeye hizmet etmek için komitelerde görev alan, başta DSİ personeli olmak üzere bütün mühendislik ve müşavirlik firmaları temsilcilerine teşekkür ederim. Su gibi aziz olunuz. Prof. Dr. Veysel EROĞLU Orman ve Su İşleri Bakanı BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM i

3 GİRİŞ Ülkemizin su kaynaklarının yönetiminden ve geliştirilmesinden sorumlu olan Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü geçmişinden günümüze kadar üstlenmiş olduğu görevleri başarı ile tamamlamış ve insanımızın hizmetine sunarak kalkınmamıza ve refah düzeyimizin artmasına büyük katkı sağlamış ve sağlamaya devam etmektedir. Bugün itibari ile, Genel Müdürlüğümüz merkezde 15 Daire Başkanlığı, taşrada 26 Bölge Müdürlüğü ve bünyesinde bulunan takriben personel ile çalışmalarına devam etmektedir. Muhtelif yüksekliklere ve değişik maksatlara hizmet eden 741 adet baraj bugün için işletmede olup, yenilerinin inşası da devam etmektedir. Genel Müdürlüğümüzün vizyonu: Su kaynaklarımızın geliştirilmesi, korunması ve yönetimi konularında dünya lideri olmaktadır. Bu konuma gelmek için yapacağımız çalışmaları; diğer ilgili kurum ve kuruluşlar, müteahhitlerimiz, mühendislik ve müşavirlik firmalarımız ve de akademisyenlerimizle koordineli bir şekilde gerçekleştirmekteyiz. 1. Barajlar Kongresi nin hazırlanması ve çıktıları buna çok güzel bir örnek oluşturmuştur. Bu kongremizin maksadı takriben 1 yıla yakın bir süredir yapılan çalışmalar neticesinde ülkemizdeki barajların/su yapılarının projelendirilmesi ve uygulanması sırasında kullanılacak kriterlerin, Uluslararası Büyük Barajlar Komisyonu (ICOLD) kriterlerini baz alarak ülkemizin ihtiyaçlarına göre uygulanmasında yol gösterecek rehber dokümanlar ile ilgili ilk çalışmaların neticelerinin sunulmasıdır. Bu rehber dokümanlar 8 ana başlık altında toplanmıştır. Baraj ve su yapıları ile ilgili çalışmalarda büyük fayda sağlayacağına inandığım bu rehber dokümanların hazırlanmasında emeği geçen tüm ilgililere içtenlikle teşekkür eder bu ve benzer çalışmaların devamını dilerim. Akif ÖZKALDI DSİ Genel Müdürü BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM ii

4 BU REHBER DOKÜMAN ORMAN VE SU İŞLERİ BAKANLIĞI NIN KATKILARI İLE DEVLET SU İŞLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ (DSİ), ULUSLARARASI BÜYÜK BARAJLAR KOMİSYONU TÜRK MİLLİ KOMİTESİ (TRCOLD), TÜRK MÜŞAVİR MÜHENDİSLER VE MİMARLAR BİRLİĞİ NİN (TMMMB) ORTAK ÇALIŞMASI VE TÜRKİYE MÜTEAHHİTLER BİRLİĞİ (TMB) VE TÜRKİYE İNŞAAT SANAYİCİLERİ İŞVEREN SENDİKASI (İNTES) NIN DESTEKLERİ SONCUNDA HAZIRLANMIŞTIR. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM iii

5 AÇIKLAMA Bu rehber doküman, barajlar, hidroelektrik santrallar ve hidrolik yapıların planlama, tasarım, proje hizmetlerini ve inşaatını yapan firmaların, bu konuda görev ifa eden kamu kurum ve kuruluşlarının ve özel sektör yatırımcılarının çalışmalarına baz olması gayesi ile Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, Uluslararası Büyük Barajlar Komisyonu Türk Milli Komitesi, Türk Müşavir Mühendisler ve Mimarlar Birliği ile akademisyenlerin bir yıla yakın süre ile çalışmaları sonucunda hazırlanmıştır. Bu doküman ülkemizde bu konuda yapılan ilk çalışmalardan biri olup, ilgili taraflardan gelecek görüş ve öneriler çerçevesinde revize edilecek ve güncelleştirilecektir. Bu doküman bu konuda çalışan, hizmet üreten ve imalat yapan kişi, firma, kurum ve kuruluşlara rehber olması amacı ile hazırlanmış olmakla birlikte, tasarım, imalat, montaj, inşaat, su tutma, işletme ve baraj emniyeti ile ilgili her türlü sorumluluk tasarım, imalat, montaj ve inşaat işlerini yapan yüklenicilere aittir. Telif Hakkı Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü nün önceden izni alınmadan bu yayının hiç bir bölümü mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik kayıt veya başka yollarla hiç bir surette çoğaltılamaz, muhafaza edilemez, basılamaz. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM iv

6 İÇİNDEKİLER 1. YAPISAL TASARIM SANTRAL BİNASI TASARIMI Genel Kriterler Santral Binası Yer Seçimi Santral Yapı Tipleri ve Yapı Tipinin Seçimi Santral Binası Ana Kısımlarının Belirlenmesi Güç Merkezi Yapısı Montaj Sahası Kullanım Yapıları Santral Binası Ana Teçhizatları Türbin ve Jeneratör Tipleri Emme Borusu (Draft Tube) Salyangoz (Spiral Case) Kelebek Vana Santral Binası Yardımcı Teçhizatları Tasarım Prensipleri Dış Tasarım (Genel Yerleşim Çizimi ve Cephe Görünüşleri) İç Tasarım Oda Yerleşimleri Çizimler Mimari Çizimler İnşaat Çizimleri Mekanik Çizimler Hidromekanik Çizimler Elektrik Çizimleri Elektromekanik Çizimler Yapısal Tasarım Tasarım Kriterleri Tasarım Yükleri, Yük Kombinasyonları ve Stabilite Analizi Betonarme Hesapları Çevre Kotu Üstü Betonarme Hesapları Birinci Kademe Hesapları İkinci Kademe Hesapları Çelik Yapılar Birleştirme Vasıtaları BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM v

7 Çekme Çubukları Basınç Çubukları Kafes Sistemler Dolu Gövdeli Kirişler Kolon Ayakları Çelik Yapı Örnekleri DOLUSAVAK TASARIMI Dolusavak Yapısını Oluşturan Kısımlar Yaklaşım Kanalı Eşik Yapısı Boşaltım Kanalı Enerji Kırıcı Havuz/ Sıçratma Eşiği Yapısal Tasarım Yükleme Halleri Olasılıkları Tasarım Yükleri Hidrostatik Yükler Deprem Yükleri Hesap Yöntemleri Dolusavak Yükleme Halleri Yaklaşım Kanalı Duvarları Yükleme Durumu Eşik Yapısı Yükleme Durumu Boşaltım Kanalları Duvarları Yükleme Durumu Enerji Kırıcı Havuz Duvarları Yükleme Durumu Enerji Kırıcı Havuz Taban Plağı Yükleme Durumu Sıçratma Eşiği Yükleme Durumu Stabilite Analizi Devrilme Kayma Yüzme Zemin Gerilmesi Yük Katsayıları ve Birleşimleri Betonarme Hesapları DERİVASYON DİPSAVAK TASARIMLARI Derivasyon Sisteminin Seçimi Açık Kanallı Derivasyon Kondüvi (Aç-Kapa Tünel) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM vi

8 Derivasyon Kondüvisi veya Çelik Borunun Öncelikli Olarak Derivasyon Daha Sonra Dipsavak Amaçlı Kullanılması Kademeli Derivasyon Tünel ile Derivasyon Genel Tasarım Kriterleri, Boyutlandırma, Yapısal Tasarım Açık Kanal Tasarım Kriterleri ve Boyutlandırma Derivasyon-Dipsavak Kondüvisi Tasarım Kriterleri ve Boyutlandırma Yükler ve Yükleme Durumları Yükler İncelenecek Haller Yükleme Durumları Statik Betonarme Analiz Malzeme ve Donatılandırma Kriterleri Derivasyon-Dipsavak Tüneli Tasarım Kriterleri ve Boyutlandırma Yükler ve Yükleme Durumları Statik Betonarme Analiz Derivasyon Giriş Yapısı Tasarım Kriterleri ve Boyutlandırma Yükler ve Yükleme Durumları Stabilite Analizi Yüzme Tahkiki Kayma Tahkiki Devrilme Tahkiki Zemin Gerilmeleri Statik-Betonarme Analiz Giriş Yapısı Kapakları Dipsavak Şaftı ve Su Alma Yapısı Tıkaç Betonları Enjeksiyonlar Tranzisyon (Geçiş Bölgesi) Yapıları Stabilite Analizi Statik Yükler Yük Kombinasyonları Dipsavak Vanaları ve Cebri Boru BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM vii

9 Tehlike ve Ayar Vanaları Dipsavak Cebri Borusu Dipsavak Cebri Borusu Kısımları Proje ve Hesap Ayar Vana Odaları Tasarım Kriterleri ve Boyutlandırma Yükler ve Yükleme Durumları Enerji Kırıcı Yapılar Havuz Tipleri Stabilite Analizleri (Kayma Analizi) Kanal Statik Analizleri YARDIMCI TESİSLER Enjeksiyon Galerileri Su Alma Yapısı Yapı Tipleri Bağımsız Karşıdan Alışlı Su Alma Yapıları Gövdeye Bitişik Su Alma Yapıları Su Alma Yapısı Elemanları Tasarım Kriterleri ve Boyutlandırma Stabilite Hesabı Yükler ve Yükleme Durumları Stabilite Analizi Statik Betonarme Hesapları Kapak Şaftları Statik - Betonarme Hesaplar Tüneller Portaller Portal Yeri ve Seçim Kriterleri Portal Kazı, Destek ve Drenaj Sistemleri Portal Yapıları Destek Tasarımları Tüneller İçin Kaya Kütle Sınıflama Yöntemleri Barton Q Kaya Sınıflama Yöntemi Bieniawski RMR Kaya Sınıflama Yöntemi Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi (YATAY) Kaya Sınıflaması Kaya Kütle Özellikleri ve Kırılma Kuramları BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM viii

10 Tünel Açma Yöntemleri ve Güzergahı Seçim Kriterleri Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi (NATM) Kaya Ortamda Tünel Açma Yöntemleri Zemin Ortamda Tünel Açma Yöntemleri Batırma Tünel (Immersed Tube) Yöntemi Destek Ön Tasarım Yöntemleri Deneyimsel Yöntem Sayısal Yöntemler Tünel Destekleme Sistemleri Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi (YATAY) Destek Sistemlerinin Belirlenmesi Sayısal Çözümleme Yöntemleri Sayısal Modelin Kurulması Ölçüm Aygıtları Kaplama Tasarımları Tasarım Kriterleri Donatısız Beton Kaplamalı Tünellerin Tasarım Kriterleri Donatılı Beton Kaplamalı Tünellerin Tasarım Kriterleri Çelik Kaplamalı Tünellerin Tasarım Kriterleri Denge Bacaları ve Şaftlar Destek Tasarımları Yükler ve Yükleme Durumları Sayısal Analiz Yöntemleri Tehlike Vana Odası Cebri Borular Cebri Boru Türleri Font Ahşap Beton PVC CTP Çelik Su Darbeleri ve Aşırı Basınç Boru Çaplarının Belirlenmesi Çelik Boruların Ağırlıkları Ekonomik Boru Sayısı BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM ix

11 Boruların Dış Basınca Mukavemeti Mesnet Aralıklarının Belirlenmesi Sıcaklık Değişimlerinin Etkisi Dolma Sırasındaki Ovalleşmenin Önlenmesi Don Tesirleri Tespit Kütleleri Kuyruksuyu Yapıları Kanal Tipleri Trapez Kanal Duvarlı Kanal Kanala Etkiyen Yüklerin Belirlenmesi Kanal Stabilite Analizleri Kanalda Sürükleme Gücünün Hesabı Duvarlı Kanal Kayma Analizi Diğer Analizler Kanal Statik Analizleri Kanala Etkiyen Yükler Aktif Toprak Yükü Sürsarj Yükü Sürsarj Deprem Yükü Suyun Hidrostatik Yükü Kanal İçi Düşey Su Yükü Kanal İçi Yatay Su Yükü Kanal Kaplaması KAYNAKLAR Santral Binası Tasarımı Dolusavak Tasarımı Derivasyon-Dipsavak Tasarımları Yardımcı Tesisler Su Alma Yapısı Tüneller Destek Tasarımları Tüneller Kaplama Tasarımları Cebri Borular Kuyruksuyu Yapıları BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM x

12 TABLO LİSTESİ Tablo 1-1 Özgül Hıza Göre Türbinlerin Sınıflandırılması... 5 Tablo 1-2 Emniyet Katsayıları Tablo 1-3 Normal Yapılarda Kayma Güvenlik Katsayıları Tablo 1-4 Tüm Yapılarda Yüzme İçin Güvenlik Katsayıları Tablo 1-5 Bileşke Kuvvetin Yeri için Limitler Tablo 1-6 EM , Taşıma Kapasitesi Emniyet Limitleri Tablo 1-7 EM , Santral Binası Yükleme Durumları Tablo 1-8 Modifiye Santral Binası Yükleme Durumları Tablo 1-9 Eurocode 2, Yük Çarpanları Tablo 1-10 Modifiye Yük Çarpanları Tablo 1-11 Yükleme Durumu Olasılıkları Tablo 1-12 Dolusavak Yaklaşım Kanalı Duvarları Yükleme Sınıfları Tablo 1-13 Dolusavak Yapısı Eşik Yapısı Yükleme Sınıfları Tablo 1-14 Dolusavak Boşaltım Kanalı Duvarları Yükleme Sınıfları Tablo 1-15 Dolusavak Enerji Kırıcı Havuz Duvarları Yükleme Sınıfları Tablo 1-16 Dolusavak Enerji Kırıcı Havuz Taban Plağı Yükleme Sınıfları Tablo 1-17 Sıçratma Eşiği Yükleme Sınıfları Tablo 1-18 Devrilme Stabilitesi Limitleri Tablo 1-19 Kritik Yapılarda Kayma Emniyet Katsayıları Tablo 1-20 Normal Yapılarda Kayma Emniyet Katsayıları Tablo 1-21 Tüm Yapılarda Yüzme İçin Emniyet Katsayıları Tablo 1-22 Pürüzlülük Katsayıları (n) Tablo 1-23 Tasarım Yük Katsayıları (TS 500) Tablo 1-24 Yüzme Tahkiki Emniyet Katsayıları Tablo 1-25 Kayma Hesabı için Sürtünme Katsayıları (f) Tablo 1-26 Kayma Tahkiki İçin Emniyet Katsayıları* Tablo 1-27 EM , Devrilme Tahkiki için Limitler Tablo 1-28 Temel Zemini için Emniyet Gerilmeleri Tablo 1-29 Yüzme Tahkiki için Emniyet Katsayıları Tablo 1-30 Kayma Hesabı için Sürtünme Katsayıları (f) Tablo 1-31 Kayma Tahkiki İçin Emniyet Katsayıları Tablo 1-32 EM , Bileşke Kuvvetin Yeri için Limitler Tablo 1-33 Temel Zemini için Emniyet Gerilmeleri Tablo 1-34 Tasarım Yük Katsayıları (TS 500) Tablo 1-35 Tasarım Yük Katsayıları Tablosu BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM xi

13 Tablo 1-36 Q Hesabında Kullanılan Parametrelerin Belirlenmesi, Barton et al Tablo 1-37 Kazı Destek Oranının Bulunması Tablo 1-38 Kaya Kütle Puanlaması, Bieniawski Tablo 1-39 Bazı Kayaçlara Ait m i Değerleri Tablo 1-40 Som Kayanın Tek Eksenli Basınç Dayanımının Jeolog Çekici İle Kestirimi Tablo 1-41 Modül Katsayısının Seçimi Tablo 1-42 Örselenme Katsayısının Seçimi Tablo 1-43 Taşıma Gücü Yönteminde Kullanılması Önerilen Yük Faktörleri ( EM , USACE, Bölüm 9-3) Tablo 1-44 Su Tünellerinde Oluşabilecek Yükler için Genel Öneriler ( EM , USACE, Bölüm 9-4) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM xii

14 ŞEKİL LİSTESİ Şekil kw-2000mw Güç Bölgelerinde Kullanılan Ana Türbin Tipleri... 6 Şekil 1-2 1kW kw Güç Bölgelerinde Kullanılan Ana Türbin Tipleri... 6 Şekil kw-10 MW Güç Bölgelerinde Kullanılan Ana Türbin Tipleri... 7 Şekil 1-4 Yatay Eksenli Pelton Türbinler... 8 Şekil 1-5 Düşey Eksenli Pelton Türbinler... 8 Şekil 1-6 Turgo İtki Türbinler... 9 Şekil 1-7 Yatay Eksenli Francis Türbinler... 9 Şekil 1-8 Düsey Eksenli Francis Türbinler Şekil 1-9 Düsey Eksenli Kaplan Türbinler Şekil 1-10 Crossflow Türbinler Şekil 1-11 Paket Tipi Vana Türbin Şekil 1-12 Düşey Eksenli Boru (Tubular) Tipli Türbinler Şekil 1-13 Kondüvi Tipi Vana Türbin Şekil 1-14 Runner ve Rotor Entegre Türbin Şekil 1-15 Tersinir Pompa Tipi Türbinler Şekil 1-16 S-Şekilli Boru (Tubular) Tip Türbinler Şekil 1-17 Uzay Kafes Çelik Yapı Örnekleri Şekil 1-18 Derivasyon-Dipsavak Sistemi - 1/2 (Tipik) Şekil 1-19 Derivasyon-Dipsavak Sistemi - 2/2 (Tipik) Şekil 1-20 Açık Kanallı Derivasyon Şekil 1-21 Kondüvi - Su Tutucu Yakaları Şekil 1-22 Tipik Kondüvi Enkesitleri Şekil 1-23 Kondüviye Etkiyen Yüklerin Şematik Gösterimi Şekil 1-24 Kondüvilerde Hesap Kesitleri Şekil 1-25 Tünel-Batardo Optimizasyon Eğrisi Şekil 1-26 Derivasyon ve Dipsavak Tüneli Tipik Boy Kesiti Şekil 1-27 Derivasyon Giriş Yapısı Plan ve Boy kesiti (Tipik) Şekil 1-28 Giriş Yapısı Kapak Yükü (Şematik) Şekil 1-29 Dipsavak Şaftı ve Su Alma Yapısı Yerleşimi Şekil 1-30 Vana Odası Kesiti (1/2) Şekil 1-31 Vana Odası Kesiti (2/2) Şekil 1-32 Açıkta Teşkil Edilen Ayar Vana Odası Tipik Çizimleri Şekil 1-33 Havuz Tipleri Şekil 1-34 Gövde Boy Kesitinde Enjeksiyon Galerisinin Görünümü Şekil 1-35 Kule Tipi Su Alma Yapısı BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM xiii

15 Şekil 1-36 Düşey Su Alma Yapısı Şekil 1-37 Kaya Yamaca Yaslı Düşey Su Alma Yapısı Şekil 1-38 Kaya Yamaca Yaslı Eğik Su Alma Yapısı Şekil 1-39 Şaftlı Su Alma Yapısı Şekil 1-40 Düşey Şaft Girişli Su Alma Yapısı Şekil 1-41 Gövdeye Bitişik Su Alma Yapısı Profil Şekil 1-42 Gövdeye Bitişik Su Alma Yapısı - Plan Şekil 1-43 Su Alma Yapısı Izgara Yükleri Şekil 1-44 Su Alma Yapısı Çan Ağzı Giriş Eğrisi Şekil 1-45 Su Alma Yapısı Boyutlandırması Şekil 1-46 Kapak Şaftı-Plan ve Profili (üst yapı mevcut) Şekil 1-47 Kapak Şaftı-Plan ve Profili (üst yapı mevcut değil) Şekil 1-48 Tipik Bir Portal Yapısı ve Destekleme Görünümü Şekil 1-49 Tipik Kanopi Uygulaması Şekil 1-50 Tipik Portal Yapısı Şekil 1-51 Kaplamasız Tünellerde Kanopi ve Portal Yapısı Şekil 1-52 Kaplamalı Tünellerde Kanopi ve Portal Yapısı Şekil 1-53 Q Değeri, Açıklık-Kazı-Destek Oranı ve Destek Sınıfı Bağıntısı, Barton Şekil 1-54 RMR Değeri, Etkin Kazı Açıklığı ve Duraylılık Süresi Bağıntısı, Bieniawski Şekil 1-55 Jeolojik Dayanım İndeksinin (GSI) Bulunması Şekil 1-56 NATM ile Tünel Açma Şekil 1-57 Tünel Açma Makineleri Şekil 1-58 Yarım Kesit Tünel Açma Makinesi Şekil 1-59 Kalkan Kullanımı Şekil 1-60 Tünellerde Destek Basıncı-Radyal Deformasyon İlişkisi Şekil 1-61 Ardışık Deformasyon Ölçümlerinin Değerlendirilmesi Şekil Boyutlu Tünel Modeli Şekil Boyutlu Tünel Modeli Şekil 1-64 Tipik 2 Boyutlu Model Boyutlandırması Şekil Boyutlu Çözüm Ağı Elemanları Şekil 1-66 Çözüm Ağının Sıklaştırılması Şekil 1-67 Deformasyon Ölçüm Aygıtlarının Örnek Bir Yerleşimi Şekil 1-68 Norveç Metodu ile Güzergah Seçimi Şekil 1-69 Avustralya Metodu ile Güzergah Seçimi Şekil 1-70 Denge Bacasının Yerleşimi Şekil 1-71 Bazı Özel Denge Bacası Geometrileri Şekil 1-72 Şaft Giriş Kazısı BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM xiv

16 Şekil 1-73 Aksisimetrik Şaft Modeli Şekil 1-74 Tipik Tehlike Vanası/Vana Odası Şekil 1-75 Muhtelif Tesislerdeki Ölçüm Sonuçları Şekil 1-76 Tam Kapanma Halinde Deformasyon (a) ve Aşırı Basınç Dağılımları (b) Şekil 1-77 Boru Çapı Belirlenmesinde Kullanılan Notasyonlar Şekil 1-78 Ekonomik Boru Sayısı Belirlenmesinde Kullanılan Notasyonlar Şekil 1-79 Mesnet Aralıkları Moment Diyagram Gösterimi Şekil 1-80 Tespit Kütleleri Plan Şematik Gösterimi Şekil 1-81 Ovalleşmede Kullanılan Notasyonlar Şekil 1-82 Tespit Kütlesi Profil Şematik Gösterimi Şekil 1-83 Tespit Kütlesi Hesabında Kullanılan Notasyonlar Şekil 1-84 Mansap Tarafındaki Kuvvetlerin Bileşke Gösterimi Şekil 1-85 Yarmada Trapez Kanal Tip Kesiti ( Q > 5m³/s ) Şekil 1-86 Yarmada Trapez Kanal Tip Kesiti ( 1m³/s < Q < 5m³/s ) Şekil 1-87 Yarmada Trapez Kanal Tip Kesiti ( 1m³/s > Q ) Şekil 1-88 Dolguda Trapez Kanal Tip Kesiti ( Q > 5m³/s ) Şekil 1-89 Dolguda Trapez Kanal Tip Kesiti ( 1m³/s < Q < 5m³/s ) Şekil 1-90 Dolguda Trapez Kanal Tip Kesiti ( 1m³/s > Q ) Şekil 1-91 Duvarlı Kanal Tipik Kesit BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM xv

17 1. YAPISAL TASARIM 1.1 SANTRAL BİNASI TASARIMI Santral Binası nehir yatağından alınan suyun türbinlenerek enerji üretiminin sağlandığı yer olarak tanımlanabilir. Bu yapının tasarım ve projelendirilmesi aşamasında farklı disiplinlerin koordinasyonunun yapılması gerekmektedir. Dolayısıyla uygulama aşamasına gelinene kadar bir çok bilinmeyenin bulunduğu unutulmamalıdır. İş programında genellikle kritik yol üzerinde olan bu yapının yer seçiminden boyutlandırmasına, yapısal analizinden birim koordinasyonuna, her türlü aşamasının inşaat süreci de düşünülerek tasarlanması gerekmektedir. Yapı emniyetli, ekomomik ve estetik bir şekilde tasarlanmalıdır Genel Kriterler Santral Binası Yer Seçimi Santral binası yerleşiminin belirlenmesinde bazı önemli faktörler bulunmaktadır. Bu faktörler aşağıdaki gibi sıralanabilir; Brüt Düşü ve Mansap Tesisi Jeolojik Çalışmalar ve Temelin Oturacağı Zemin Koşulları Vadi Genişliği Santral Yerine Ulaşabilirlik Kamulaştırma Enerji Nakil Hattı Etek Santralleri (Barajın Hemen Mansabında Bulunan Santraller) İçin Dolusavağın Yeri Yukarıda belirtilen bu faktörler takip eden sayfalarda alt başlıklar halinde daha detaylıca verilmiştir; Brüt Düşü ve Mansap Tesisi Santral binası türbin eksen kotu; kuyruksuyu kotunun, mansap tesisinin baraj işletme kotundan daha düşük olamayacağı kriteri göz önünde bulundurularak belirlenmelidir.brüt düşü; reaksiyon türbinlerde baraj işletme kotundan, kuyruksuyu kotu çıkarılarak, çarpma türbinlerde ise baraj işletme kotundan, türbin eksen kotu çıkarılarak hesaplanmaktadır. Brüt düşünün arttırılabilmesi için türbin eksen kotunun mümkün olan en düşük kotta seçilmesi tavsiye edilmektedir. Bu seçim sırasında kuyruk suyu kotu muhakkak göz önünde bulundurulmalıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 1

18 Jeolojik Çalışmalar ve Temelin Oturacağı Zemin Koşulları Santral binası bölgesindeki yüzey ve derin jeolojik formasyonların belirlenebilmesi için gerekli tüm jeolojik çalışmaların yapılarak, projelendirme aşamasında karşılaşılabilecek belirsizlikler giderilmelidir. Santral temeli mümkün olabilen her durumda sağlam kayaya oturtulmalıdır. Kaya zeminlerde santral binası temeli kazıyı optimize etmek için kırıklı ve farklı kotlara oturan biçimde oluşturulabilir. Ancak sağlam kaya bulunamadığı durumlarda temel mümkün olduğunca düz ve aynı kotta olacak şekilde seçilerek rijit davranışın ilkelerine uygun bir durum yaratılmalıdır. Gerekli olduğu hallerde ilave önlemler alınarak yapı ve taşıma gücü emniyetli şekilde sağlanmalıdır. Santral binası kazısı, yapılan jeolojik çalışmalar neticesinde belirlenen şev eğimlerine bağlı kalınarak yapılmalıdır. Geçici ve kalıcı kazı şevlerinde şev duraylılığı sağlanmalıdır. Vadi Genişliği Vadi genişliği santral binalarının çevre düzenleme kotlarının bulunmasında büyük önem taşımaktadır. Taşkın durumundaki su seviyeleri için vadi genişliği ve dere yatağı eğiminin önemi, santral binalarının yerleşimini de etkileyen önemli bir faktördür. Taşkın su kotlarının dar vadilerde yükseleceği kabulü ile dar vadilere santral binası yerleştirilmesi tercih edilmez. Santral Yerine Ulaşabilirlik Yer seçimini etkileyen diğer bir önemli faktör ise santral binalarına ulaşımın sağlanabilmesidir. Santral binasına ulaşımı sağlayacak bir yol imalatının mümkün olduğu bir seçim tercih edilmelidir. Ulaşımın diğer sahilde olduğu durumlarda ise ilave maliyetler (köprü vb.) düşünülmelidir. Ulaşımı zor olan arazilere santral binası yerleştirmekten kaçınılmalıdır. Kamulaştırma Santral Binasının oturacağı alanda kamulaştırma ihtiyacı ve arazi sınırları göz önüne alınması gereken önemli bir hususdur. Enerji Nakil Hattı BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 2

19 Enerji nakil hattının doğrultusu ve şalt sahasının santral binasına olan uzaklığı, santral binasının yer seçimi için önem arz etmektedir. Etek Santralleri için Dolusavağın Yeri Etek santraller için dolusavağın yeri, şalt sahasının seçimi ve taşkının savaklanması santral binasının emniyetli şekilde tasarlanabilmesi için önem arz etmektedir Santral Yapı Tipleri ve Yapı Tipinin Seçimi Santral yapı tipleri temel olarak üç gruba ayrılabilir; Yer Üstü Santralleri Yarı-Gömülü Santraller Yer Altı Santraller Yer üstü santrallerinde türbin ve jeneratör holü yaklaşık olarak çevre düzenleme kotunda bulunmaktadır. Bu tip bir seçim yapılabilmesi için türbin tipinin uygunluğu ve taşkın riskinin bulunmaması gerekmektedir. Yarı-gömülü santral binalarında türbin ve jeneratör holü ile çevre düzenleme kotu arasında kot farkı mevcuttur. Ancak üst yapı, çevre kotunun üzerindedir. Bu tip yapıların seçiminde en önemli faktörlerden biri taşkın seviyesinin yüksek olmasıdır. Ayrıca bazı türbin tiplerinde batıklık durumu önem arz ettiğinden dolayı da yarı gömülü bir santral inşaası tercih edilir. Yer Altı santraller ise nadir bulunmakla beraber uygun jeolojik durumlarda tercih edilebilir. Bu tiplerde yapı sağlam bir kaya kütlesinin içerisine inşa edilmektedir. Yukarıda bahsedilen tiplerden biri seçilirken santral yerinin jeolojik ve fiziki durumu iyice irdelenmeli, kuyruksuyunun hidrolojik analiziyle beraber taşkın karakteristikleri detaylı olarak belirlenmelidir. Taşkın seviyesinin tespitiyle beraber yerleşimin fiziki durumu incelenerek yukarıda bahsedilen tiplerden uygun olanı seçilmelidir Santral Binası Ana Kısımlarının Belirlenmesi Santral binası temel olarak üç farklı ana kısımda oluşmaktadır. Bu kısımlar aşağıda verildiği gibidir. Türbin, Jeneratör Montaj Sahası BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 3

20 Kumanda/Kontrol Yapıları Bu üç yapı bir bütün halinde olabileceği gibi üç farklı blok halinde de olabilir Güç Merkezi Yapısı Güç merkezi yapısı santral binalarının en önemli ve temel kısmıdır. Bu kısımda binanın temel amacı olan enerji üretimi için gerekli türbin, generatör, alçak gerilim ve orta gerilim odaları yer almaktadır. Bu sistemlerin bütünü elektrik üretimi için temel öğelerdir. Bu yapının planlamasında dikkat edilmesi gereken bazı önemli noktalar aşağıda belirtildiği gibidir. Alçak gerilim ve orta gerilim odalarında gereken hacime dikkat edilmelidir. Türbin ve generatör holü için gereken hacime dikkat edilmelidir. Kenar perdelerin ünitelerde olan uzaklıkları için EMT firmasının önerilerine mutlaka uyulmalıdır. Beton kalınlıkları her türlü yapısal emniyeti sağlayacak ölçekte olmalıdır. Boyutlandırılırken gerekli çalışma mesafelerinin sağlanması esastır Montaj Sahası Santral binalarında elektromekanik ekipmanların montajının yapılabilmesi, arıza durumlarında bakım yapılabilmesi için mutlaka montaj sahası düşünülmelidir. Montaj sahasının seçiminde dikkat edilmesi gereken bazı önemli noktalar aşağıda belirtilmiştir. Montaj sahasının alanı seçilirken elektro-mekanik imalatçı firmanın onayı mutlaka alınmalıdır. Montaj sahası vincin ulaşabileceği bir konumda olmalıdır. Montaj sahasının konumu için santral ulaşım yolunun olduğu taraf daha uygundur Kullanım Yapıları Bu kategoriye giren yapılar, temel olarak kontrol odası, akü odası, kablo dağıtım odası, tuvalet, mutfak, banyo, dinlenme odası, yönetici odası, vb. sıralanabilir. Kullanım yapıları amaç olarak santral binasının işletmesi sırasında ihtiyaç duyulan odalar bütünü olarak düşünülebilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 4

21 Yukarıda da sıralanan işletim için gereken otomasyon kontrolü, sistemin güvenilir şekilde takibi ve personelin yaşamsal ihtiyacını karşılayan işlevsel odaların gerekliliği kullanım yapısı ihtiyacını ortaya çıkarmıştır. Mimari boyutlandırma yapılırken her disiplin için ihtiyaç duyulan hacimler sağlanmalıdır Santral Binası Ana Teçhizatları Türbin ve Jeneratör Tipleri Herhangi bir yer için en uygun türbin tipinin seçimi, yerin karakteristik özelliklerine bağlı olup, düşü ve debi değerine bağlı olarak hesaplanan özgül hız değerlerine bakılarak da türbin tipi belirlenir. Bir türbinin ns özgül hızı o türbine benzer olan ve aynı cins akışkanla 1 m net düşü altında çalışıp en iyi verimle milinden 1 BG güç veren türbinin dakikadaki devir sayısı olarak tanımlanır. n: dakikadaki devir sayısı (d/d) Pe: tübin gücü (BG) Ho: düşü (m) Tablo 1-1 Özgül Hıza Göre Türbinlerin Sınıflandırılması Türbin Tipi Özgül Hız (n s ) Pelton Turgo Cross-flow Francis Uskur veya Kaplan Türbin tipi seçiminde türbin veya jenaratörün hızı da önemlidir. Tüm türbinler, bir güçhız ve verim-hız karakteristiğine sahiptir. Türbin tarafından döndürülen jenaratörler, tipik bir türbinin optimum hızından daha yüksek bir devirde dönerler. Burada hız oranının minimum olması tercih edilir. Bu durumda bağlantı daha kolay ve maliyet daha düşüktür. Türbin hızının jenaratör hızında olması durumunda jenaratör direk olarak türbin miline bir kavrama ile bağlanır. Beş ana gruptan oluşan turbinlerin sınıflandırmasında göreli avantajları ve dezavantajları iki veya daha fazla ana grup turbin tipinin birleşmesinden farklı ara BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 5

22 grupların oluşmasına fırsat tanımıştır. Aşağıdaki şekillerde farklı düşü ve debi bölgelerinde hidroelektrik santrallerde kullanılan türbin tipleri gösterimiştir. Şekil kw-2000mw Güç Bölgelerinde Kullanılan Ana Türbin Tipleri Şekil 1-2 1kW kw Güç Bölgelerinde Kullanılan Ana Türbin Tipleri BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 6

23 50 KW-10 MW Güç bölgelerinde kullanılan türbin tiplerinin detaylandırılması ve farklı türbin tiplerine ait şekiller takip eden sayfalarda verilmiştir. Şekil kw-10 MW Güç Bölgelerinde Kullanılan Ana Türbin Tipleri BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 7

24 Şekil 1-6 Turgo İtki Türbinler Şekil 1-7 Yatay Eksenli Francis Türbinler BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 9

25 Şekil 1-8 Düsey Eksenli Francis Türbinler BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 10

26 Şekil 1-9 Düsey Eksenli Kaplan Türbinler BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 11

27 Şekil 1-10 Crossflow Türbinler Şekil 1-11 Paket Tipi Vana Türbin Şekil 1-12 Düşey Eksenli Boru (Tubular) Tipli Türbinler BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 12

28 Şekil 1-13 Kondüvi Tipi Vana Türbin Şekil 1-14 Runner ve Rotor Entegre Türbin BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 13

29 Şekil 1-15 Tersinir Pompa Tipi Türbinler BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 14

30 Şekil 1-16 S-Şekilli Boru (Tubular) Tip Türbinler Emme Borusu (Draft Tube) Emme borusu yerleşimi genellikle türbin üreticisi tarafından türbin çalışma kriterleri düşünülerek belirlenir. Bununla birlikte, çoğu durumda, türbin montajı ve aralığı, temel radye kalınlığı ve kuyruksuyu kanalı su seviyesi gibi fiziksel gereksinimler üreticiye bazı sınırlamalar getirmektedir. Emme borusu dizaynı yapılırken, üst yapıdan etki eden yükler, emme borusu temel mesnet reaksiyonları ve emme borusu üstünde ve içinde mansap su basıncından dolayı oluşan yükler ihmal edilmemelidir. Emme borusu temel plağı dizayn edilirken, drenaj sistemi sağlanmış olsa bile, plak altında alttan kaldırma kuveti düşünülmelidir. Eğer emme borusu içerside orta ayak mevcut ise, düşey yükleri taşıyacak şekilde dizayn edilmeli ve ayak memba uç bölgesine beton yüzeyinin aşınmasını engellemek için çelik kaplama ya da uygun demir teçhizatları kullanılmalıdır. Eğer yapıda büzülme derzi ile ayrılmış birden fazla emme borusu mevcut ise, emme borusu kenar ayakların tek taraflı su yüküne maruz kalabileceği unutulmamalıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 15

31 Salyangoz (Spiral Case) Salyangoz maksimum su yükü ve su koçu etkisinden dolayı oluşacak ilave yükü taşıyacak şekilde dizayn edilmelidir. Salyangoz tipleri yapılması düşünülen elektrik santraline göre ikiye ayrılabilir; Düşük düşülü santrallerde, beton yüzeyi çelik plakalar ile kaplama yapılmadan zati, hidrolik ve ekipman yüklerini taşıyacak şekilde dizayn edilebilir. Orta ve yüksek düşülü santrallerde, beton yüzeyi çelik plakalar ile türbin üreticisi dizaynına bağlı kalarak kaplanmalıdır. Çelik kaplama kaynakları ilgili şartnamelere uygun şekilde yapılmalı ve kontrol edilmelidir. Yüksek düşülü santrallerde, salyangoz çelik kaplaması için nakliye ve montaj düşünülmeli ve gerekirse yüksek dayanımlı çelik malzemesi seçilmelidir. Tamamlanmış olan salyangoz, maksimum dizayn basıncının 1-1,5 katı gibi bir test basıncıyla hisrostatik olarak sızdırmazlık testine tabi tutulmalıdır. Salyangoz imalat detayları; Santral binası türbin katında suyun yukarı doğru sızmasını önlemek için kat drenajı düşünülmelidir. Salyangoz betonarme yapısı önceden belirlenmiş tabakalar halinde yapılmalıdır. Salyangoz duvarları ve mesnetleri salyangoz montajından once tamamlanmış olmalıdır. Yapı içeresinde cebri boru ile salyangoz girişi arasında kalan bölgede vana yerleşimi ve geçişlerin sağlanması için cebri boru beton kaplaması yapılmamalıdır Kelebek Vana Kelebek vanalar türbinlerden önce açma kapama organı olarak kullanılırlar. Kelebek vanalar çelik döküm malzemelerden veya çelik saç malzemelerin kaynak konstrüksiyon olarak imal edilirler. Kelebek vanaların açılması basınçlı yağ ile çalışan servomotorlar vasıtası ile ve kapamaları ise, ya bir ağırlık yardımıyla veya basınçlı yağ ile çalışan servomotor vasıtası ile olur. Kelebek vananın açılabilmesi için giriş ve çıkıştaki basıncın eşitlenmesi gerekir. Eşitlenmenin sağlanabilmesi için By-Pass vanası teçhizatı konulmuştur. Teçhizata start verdiğimiz zaman, By-Pass vanası otomatik olarak açılır, salyangoz dolar. Salyangoz dolunca basınç eşitlenmiş demektir. Basınç eşitlenince kelebek vana otomatik açılma BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 16

32 kumandası alır. Kelebek vana kapama kumandası aldığı zaman ise önce kelebek vana kapanır sonra By-Pass vana kapanır. Kelebek vananın özellikleri : Kelebek vana gövdesi silindir şeklinde ve cebri boru çapına eşittir Kelebek vananın diski daire şeklindedir. Su giriş tarafı kalın çıkış tarafı ise ince şekilde yapılmış olup, merkezden hafif kaçık şekilde yataklanırlar. Kelebek vana gövdesi çelik döküm veya pik döküm gibi malzemelerden imal edilirler. Kelebek vanalarda sızdırmazlık için kösele, kauçuk, lastik veya karbon malzemeler kullanılır. Kelebek vanalar alçak ve orta düşülü santrallerde kullanılır. Kelebek vanaların açma ve kapamaları basınçlı yağ sistemi ile olur. Kelebek vananın açma ( saniye) ve kapama süresi (40-50 saniye) küresel vanaya göre daha uzun sürelidir Santral Binası Yardımcı Teçhizatları Santral binası genel yerleşim planı hazırlanırken, yardımcı elektrik ve mekanik ekipmanlar için gerekli alanlar bırakılmalıdır. Yardımcı ekipmanların yerleşimi sırasında, yardımcı ekipmanların ana teçhizat ile olan ilişkileri de düşünülmelidir. Genelllikle çoğu santral binasında gerekli olan yardımcı ekipman listesi ve sistemler şöyle sıralanabilir. Ham, işlenmiş ve soğutma suyu için su temini sistemleri, drenaj boru düzenlemesi Makine yağı drenajı Depolama ve arıtma sistemleri, Basınçlı hava sistemleri, Yangından korunma, ısıtma, havalandırma ve klima sistemleri, Ana unite kontrol panoları, Jenaratör nötr topraklama ekipmanları, Tasarım Prensipleri Santral Binası birçok farklı disiplinden (inşaat, mekanik, elektrik, elektromekanik ve mimari) oluşan bir yapı olduğu için hem santral binası içinde hem de çevresinde BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 17

33 projelendirilmesi gereken birçok detay mevcuttur. Bütün çizimlerin tek bir çizim üzerinde birleştirilmesi (süperpoze) ve varsa tüm aksaklıkların saptanması gerekmektedir Dış Tasarım (Genel Yerleşim Çizimi ve Cephe Görünüşleri) Genel Yerleşim çizimleri ve cephe görünüşlerinde dikkat edilmesi gereken unsurlar aşağıda verilmiştir. Çevre kotunun belirlenerek 1. kademe kazı paftasının oluşturulması ve çevre düzenlemesi dış sınırının belirlenmesi Kalıcı kazı şevlerine sev stabilitesini artırıcı önlemler alınması Kazı şevlerinin altına yağmur suyu drenajı için hendek gösterimi Santral Binası yerinin Genel Yerleşim Planı nda gösterilmesi Kuyruksuyu yerleşiminin Genel Yerleşim Planı nda gösterilmesi Santral Binası ulaşım yollarının gösterimi Gerekli olan durumlarda köprü, menfez gibi sanat yapılarının santral binası ile olan bağlantısının gösterilmesi Trafo yapısı mevcut ise yeri tespit edilerek yol ile olan bağlantısının gösterilmesi Son direk -trafo yapısı ve santral binası arasındaki kablo kanallarının gösterimi Santral binası çevresinde olası otopark, çevre düzenlemesi (ağaçlandırma vb.) gibi detayların plana işlenmesi ve diğer birimler ile olan bağlantılarının detaylandırılması Olası su deposu, yangın suyu deposu, foseptik, rögar vb. yapıların gösterimi Santral binasının ve çevresinin güvenliği için tel çit sınırlarının belirlenmesi Kontrollü ulaşım için kapı tanımlanması ve işletme durumuna göre bekçi kulübesi yerleşimi Cephe görünüşlerinin hazırlanması Genel yerleşim paftası mimari kurallara uygun, uygulanabilir ve bütün disiplinlere ait detayların verilmesine yönelik tasarlanmalıdır İç Tasarım Santral Binası İç Tasarım hususunda dikkat edilmesi gereken unsurlar aşağıda verilmiştir. Kullanılacak ünite adedinin ve boyların belirlenmesi Ünite eksen kotunun belirlenmesi (Bu değer elektro-mekanik yüklenici firması tarafından mutlak surette teyit edilmelidir) Cebri borunun santral içindeki çapı ve olası kelebek vana boyutlarının belirlenmesi (Santral binası içi cebri boru redüksiyonu santral binalarında rastlanan bir durumdur. Dolayısı ile redüksiyon olup olmadığı kontrol edilmelidir.) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 18

34 Elektro-mekanik çizimlerden emme borusu boyutlarının tespit edilmesi ve ünite ile olan ilişkisi göz önüne alınarak plan ve kesit paftalarına işlenmesi Kuyruk suyu kapaklarının emme borusu ile olan ilişkisi göz önüne alınarak kesit ve plan paftalarına kuyruk suyu kapakları, kuyruksuyu kapakları kapak yuvaları, 1. ve 2. kademe betonlarının işlenmesi (Plan paftalarında yeterli kapak park alanın bırakıldığı kontrol edilmelidir.) Elektro-mekanik paftalar yardımı ile santral binası türbin, jeneratör holü kotlarının belirlenmesi Türbin ve jeneratör döşemelerinde vana ekipmanı ve diğer elemanların katlar arasındaki transferini daha kolay şekilde yapabilmesine fırsat vermek için boşlukların bırakılması (Bu boşluklar sebebi ile oluşacak kazalardan korunmak için çevresine korkuluk uygulanabileceği gibi kaporta kapakları ile üzerleri kapatılabilir.) Drenaj çukuru yerinin tespit edilmesi, Drenaj çukuru kapasitesinin drene edilecek su miktarı ve pompa gücü ile optimize edilerek saptanması ve paftalara işlenmesi Elektro-mekanik kablolama tepsi boyutları güzergahı ve kotları belirlenerek paftalara işlenmesi (Kablo güzergahının kaporta kapakları altın geçmediği kontrol edilmelidir.) Vana holü ne yerleştirilecek kolektör, pompa, filtre ve ölçüm cihazları tespit edilerek yerleşimin paftalara işlenmesi Türbin ve jeneratör boşluğunun (hol) havalandırma sistemi ihtiyaç ve tipine göre belirlenmesi ve projelendirilmesi Kren vinci kapasitesi ve kanca yüksekliğinin jeneratör holü nden olan yüksekliğinin ihtiyaca göre tespit edilmesi ve projelendirilmesi Gerekli montaj sahasının ebatlarının tespit edilmesi ve ekipman boyutlarına göre planda yerleşimine göre projelendirilmesi (Ekipmanların kren vincinin tarama alanında kaldığı kontrol edilmelidir.) Yangın koruma projeleri hazırlanmalı ve yangın kaçış yolu üzerindeki bütün kapılar dışarıya açılacak şekilde panic bar lı olarak projelendirilmesi Trafolar arasına duvar projelendirilmesi (yangına karşı) Oda Yerleşimleri Oda yerleşimlerinde dikkat edilmesi gereken unsurlar aşağıda verilmiştir. İhtiyaca göre gereken odaların belirlenmesi (İç ihtiyaç trafo odası, havalandırma odası, kompresör odası, jeneratör pano odası, koruma röle odası, akü odası, şalt odası, kumanda odası, WC, mutfak v.b.) Oda boyutlarının içlerine konulacak ekipmanın boyutlarına ve ulusal standartlardaki emniyetli konumlandırılma mesafelerine (duvar ve ekipman arası) göre belirlenmesi Kapı ebatlarının taşıma aparatı ve taşınan ekipmanın boyutlarını rahatlıkla geçirebilecek şekilde boyutlandırılması BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 19

35 Oda yerleşiminin elektro-mekanik kablolamanın geçiş güzergahları düşünülerek konumlandırılması Atık su ve tesisat borulaması düşünülerek bazı odaların birbirine yakın veya altlı, üstlü olacak şekilde konumlandırılması Ayrıca; Bütün odaların kendine ait özellikleri olduğu ve korumalarının değişiklik göstereceği unutulmamalıdır (Örneğin; şalt odasının anti-statik malzeme ile kaplanması, kuru akü tipi odada göz duşu ihtiyacı v.b.) Bütün katlara ulaşımın çift merdivenle sağlanması yangın açısından bir gerekliliktir. Bütün odalarda mahal listesi tanımlanması bir zorunluluktur. Bütün odaların döşeme kaplaması, duvar, tavan, kapı ve pencere özellikleri belirtilmelidir. Odalara ait kapı ve pencere boyutlarını ve detaylarını içeren kapı ve pencere çizelgesi verilmelidir Çizimler Mimari Çizimler Mimari Çizimlerde dikkat edilmesi ve projelendirilmesi gereken unsurlar aşağıda verilmiştir. Temel altında, şev yüzeyinde ve duvar yan yüzlerinde kullanılacak olan izolasyon detayları Dış cephe duvar sistem detayları İç ve dış duvar detayı Duvarlar için uygulanacak kaplama detayları Lento detayları Döşeme, yükseltilmiş döşeme ve merdiven kaplama detayları Tavan detayları, uygulanacak denizlik detayı Çelik betonarme birleşim detayları Parapet duvar, biriktirme çukuru ve kanalı detayları Uygulanacak ızgara detayları ve süzgeç yerleşimi Korkuluk detayları Çevre kotu altındaki bütün inşaat derzlerinde su tutucu uygulanmalıdır İnşaat Çizimleri İnşaat Çizimleri nde dikkat edilmesi ve projelendirilmesi gereken unsurlar aşağıda verilmiştir. Kazı projeleri 1. ve 2. kademe kazılarını ulaşım yollarını kapsamalıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 20

36 Kazı projelerinde uygulanacak şev destekleme sistemi detaylı bir şekilde gösterilmelidir. Kalıp projelerinde bütün kot ve ölçüler belirlenmelidir. Kalıp projelerinin uygulanabilir olması ve yapım aşamasında gerekli olan bütün detayların gömülü elemanlar dahil gösterilmesi gerekmektedir. Kalıp projelerinde bütün inşaat derzleri gösterilmelidir. Donatı projeleri uygulanabilir, fazla zayiat vermeyecek şekilde projelendirilmelidir. Donatı projeleri kalıp paftasındaki inşaat derzleri ile uyumluluk göstermelidir Mekanik Çizimler Mekanik Çizimler de dikkat edilmesi ve projelendirilmesi gereken unsurlar aşağıda verilmiştir. Kaporta kapakları imalat detaylarını göstermelidir. Temiz su, pis su, yangın söndürme sistemi detaylı bir şekilde projelendirilmelidir. Isıtma soğutma ve havalandırma sistemi detaylı bir şekilde projelendirilmelidir. Bütün mekanik çizimler izometri şemasında gösterilmelidir Hidromekanik Çizimler Hidromekanik çizimler santral kuyruksuyu genel yerleşimi, 1.ve 2. faz gömülü metalleri askı aparatları, kaldırma kirişi ve kapak imalat detaylarını içermelidir Elektrik Çizimleri Elektrik Çizimleri nde dikkat edilmesi ve projelendirilmesi gereken unsurlar aşağıda verilmiştir. Topraklama projesi detayları Aydınlatma sistemi detayları Güç prizi sistemi detayları Telefon ve data sistemi detayları Güç dağıtım sistemi detayları Mevcut ise kapalı devre TV sistemi detayları Yangın algılama sistemi detayları Paratoner sistemi detayları Acil kaçış işaretlerinin belirlenmesi ve konumlandırılması Güç besleme sistemi detayları Elektrik kablo yolları detayları Genel yerleşim planında konumlandırılan çevre aydınlatması detayları Güvenlik sistemleri detayları BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 21

37 Elektromekanik Çizimler Elektromekanik Çizimlerde dikkat edilmesi ve projelendirilmesi gereken unsurlar aşağıda verilmiştir. Ünite genel yerleşimi türbin eksen kotu baz alınarak plan ve kesitlerle ifade edilmesi Emme borusu tasarımının plan ve kesitlerle anlaşılabilir şekilde ifade edilmesi Emme borusu mesnetleri plan ve kesitlerle anlaşılabilir şekilde ifade edilmesi; montaj sırasında mesnede gelen yüklerin paftalarda tanımlanması Salyangoz yapısı plan ve kesitlerle anlaşılabilir şekilde ifade edilmesi Salyangoz yapısı mesnetlerinin plan ve kesitlerle anlaşılabilir şekilde ifade edilmesi; montaj sırasında mesnede gelen yüklerin paftalarda tanımlanması Elektro-mekanik ekipman ile ilgili bütün borulamalar plan ve kesitlerle ifade edilmelidir. Boruların vana veya ölçme aletleri ile kontrol edildiği durumlarda ek ekipmanlar boyut, kot ve konumlandırma olarak ifade edilmelidir. Bütün gömülü elemanların plan ve kesitlerle anlaşılabilir şekilde ifade edilmesi Kelebek vana çizimlerinin plan ve kesitlerle anlaşılabilir şekilde ifade edilmesi Kelebek vana kontur ağırlığının vana açık ve kapalı durumunda iken çizilmesi (Kelebek vana yukarıda olduğu durumda kaporta kapağına temas etmediği, aşağıda olduğu konumda ise duvar ile arasında yeterli emniyetli mesafesinin olduğu kontrol edilmelidir.) Servmotor un plan ve kesitlerle anlaşılabilir şekilde ifade edilmesi Gerekli aydınlatma boşluklarının plan ve kesitlerle anlaşılabilir şekilde ifade edilmesi Elektro-mekanik ekipman yerlerinin ve boyutlarının anlaşılabilir şekilde ifade edilmesi Bütün elektro-mekanik çizimler ölçekli biçimde santral binası çizimlerine işlenmelidir Yapısal Tasarım Tasarım Kriterleri Santral binaları tip olarak temelde üçe ayrılmaktadır. Bu tipler, yer üstü santrali, yarıgömülü santraller ve yer altı santrallerdir. Bu bölümde kullanım sıklığı göz önüne alınarak sadece yarı-gömülü ve yer üstü santral binaları ele alınacaktır. Santral binalarının yapısal performanslarından söz edebilmek için başlıca 2 analiz gereklidir. Bunlar stabilite analizi ve yapısal analiz olarak ikiye ayrılmaktadır. Yukarıda bahsedilen analizlere istinaden tanımlanacak olan tasarım kriterleri temelde 5 ana başlık altında toplanabilir. Bu başlıklar aşağıda belirtildiği gibidir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 22

38 Yükleme Durumları Yük Katsayıları Malzeme Özellikleri Analiz Yönteminin Seçilmesi Performans Kriterleri Yükleme Durumları Yükleme durumları yapı üzerine etki edecek olan yüklerin, performans analizleri ve yapısal tasarım aşamalarında hangi kombinasyonlarda kullanılacağını belirtmektedir. Bu bağlamda, santral binası analizlerinde aşağıda verilen yükleme durumlarının kullanılması tavsiye edilmektedir. İnşaat Sırası Hali İnşaat Sırası Deprem Hali İnşaat Sonu Hali İnşaat Sonu Deprem Hali İşletme Hali İşletme Deprem Hali Feyezan Hali Yukarıda sıralanan yükleme durumlarının detayları için Stabilite Analizi başlığı incelenmelidir. Yük Katsayıları Yük katsayıları, performans analizlerinden yapısal analiz için ve böylece yapısal tasarım aşaması için kullanılacak parametrelerdir. Tasarımda taşıma gücü yöntemi esas alınacağından dolayı bu katsayıların önemi büyüktür. Analizlerde ve tasarımda kullanılacak olan katsayıların detayları için Betonarme Hesapları bölümü (Bölüm ) ve Çelik Yapılar bölümü (Bölüm ) incelenmelidir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 23

39 Malzeme Özellikleri Malzeme özellikleri betonarme veya çelik tasarımda kullanılacak malzemelerin tanımını ifade etmektedir. Bu bağlamda betonarme tasarım için beton sınıfının C25 ve çeliğin S420 olması tavsiye edilirken, çelik hesaplarında yapısal çelik sınıfı olarak St37.2 kullanılması tavsiye edilmektedir. Analiz Yönteminin Seçilmesi Yukarıda da belirtildiği üzere santral binalarının yapısal tasarımları yapılırken başlıca 2 analiz gerekmektedir. Bunlardan stabilite analizi, yapının devrilme, kayma, yüzme ve zemin emniyet gerilmeleri açısından uygunluğunun tespitine dayanmaktadır. Stabilite analizinde başlıca kabul yapının %100 rijit davranış sergilediğidir. İlgili hesaplamaların tümünün bu kabule dayalı olarak yapılması tavsiye edilmektedir. Diğer analiz ise yapısal analizdir. Yapısal analizin kapsamı stabilite analizine göre biraz daha geniştir ve aşağıda anlatılmaktadır. Yapısal analiz kriterleri ortaya konulurken temelde sismik davranışın etkileri göz önüne alınmalıdır. Yükleme durumları kısmında da belirtildiği gibi yapının inceleneceği durumlar temelde statik ve dinamik olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Statik durumda yapı üzerine etki eden tüm yükler, bina tipinden bağımsız bir şekilde analizde kullanılabilir. Ancak, dinamik analiz söz konusu olduğunda yapı tipi önem kazanmaktadır. Yapı tiplerinden yer üstü santralleri serbest salınıma açık bir durumdadır. Fakat yarı gömülü santral binaları için durum aynı değildir. Bu santral binaları çevre düzenleme kotu altında komple rijit perdelerle çevrilidir ve etrafları dolguyla kapalıdır. Böylece, serbest salınım yapabilmeleri çok mümkün olamamaktadır. Çevre düzenleme kotu üzerinde kalan kısımları ise yer üstü santralleri ile aynı karaktere sahiptir ve serbest salınım yapabilmektedir. Santral binalarının dinamik analizleri yapılırken, serbest salınım gösterebilen kısımları için davranış spektrumu analizinin kullanılması tavsiye edilirken, rijit kısımlar için Türk Deprem Yönetmeliği 2007 de belirtildiği gibi eylemsizlik kuvvetinden kaynaklanan yatay deprem kuvvetinin etkitilmesi tavsiye edilir. Davranış spektrumu analizi yapılırken, santral binalarının yüksek serbestlik dereceli geometrileri nedeniyle, her yöndeki analizde en az %90 kütle katılımını sağlayacak yeterli titreşim modunda çözüm yapılması tavsiye edilmektedir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 24

40 Çevre düzenleme kotu altında kalan kısımlara etkiletilecek yüklerde Deprem Yönetmeliği nde de belirtilen aşağıdaki formülün kullanılması uygun olacaktır. Yukarıdaki formülde; F bk = Toplam yatay sismik kuvvet A o = Maksimum etkin yer ivmesi I W R = Yapı önem katsayısı = Çevre düzenleme kotu altında kalan yapının toplam ağırlığı = Taşıyıcı sistem davranış katsayısı Deprem Yönetmeliği R katsayısını çevre düzenleme kotu altındaki kısımlar için 1,5 olarak vermektedir. Üst yapı analizi yapılırken taşıyıcı sistem göz önünde bulundurularak Deprem Yönetmeliği 2007 Tablo 2.5 de verilen değerlerden uygun olanının seçilmesi en sağlıklı çözümdür. Yapı önem katsayısı olarak yönetmelikte de belirtildiği üzere 1,5 kullanılması uygundur. Ayrıca çevre düzenleme kotu altındaki yapının toplam ağırlığı hesaplanırken yapı bünyesine entegre mekanik ve elektro-mekanik ekipmanların da ağırlıklarının göz önünde bulundurulması tavsiye edilir. Performans Kriterleri Performans kriterlerinin tanımlaması yapılırken stabilite analizi ve yapısal analiz için ayrı ayrı değerlendirmek daha uygundur. Stabilite analizi için devrilme, kayma, yüzme ve zemin gerilmeleri durumları için her bir yükleme durumu altında emniyet faktörü olarak tanımlanan parametreler esas alınmalıdır. Parametreler oluşturulurken temel olarak statik ve dinamik durumların etkilerinin yarattığı farklar ön plana çıkmaktadır. Detaylar için Stabilite Analizi başlığı incelenmelidir. Yapısal analizde ele alınacak performans kriteri, ilgili tüm yükleme durumları altında oluşacak kesit tesirlerine karşı koyabilecek yapısal detaylandırma olarak tanımlanabilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 25

41 Bu kısımlar ile ilgili detaylar için Betonarme Hesapları bölümü (Bölüm ) ve Çelik Yapılar bölümü (Bölüm ) incelenmelidir Tasarım Yükleri, Yük Kombinasyonları ve Stabilite Analizi Santral Binası Stabilite Hesabının Amacı: Kayma, devrilme ve yüzme emniyet katsayılarının belirlenmesi Yapı tabanındaki zemin emniyet gerilmelerinin belirlenmesi ve zemin taşıma gücü açısından kontrol edilmesi Yükleme Halleri: İnşaat Sırası Hali İnşaat sırası halinde bütün birinci kademe betonları dökülmüş ve geri dolgular tamamlanmıştır. Dolgu malzemesi bu esnada henüz suya doygun değildir. Santral binası dışındaki dolgu üzerinde en az 1 t/m 2 sürşarj yükü olduğu kabul edilir. Kren hareketli yükü hesaplarda dikkate alınmalıdır. İnşaat Sırası Deprem Hali İnşaat sırası deprem hali durumu sınırlı bir zaman süresini ifade etmektedir. Bu nedenle bu yükleme hali için işin yapım süresi göz önünde bulundurularak değerlendirme yapılmalıdır. İnşaat sırası deprem halinde bütün birinci kademe betonları dökülmüş ve geri dolgular tamamlanmıştır. Bu yükleme hali için yapı dışında hesaba etkiyecek su yükünün bulunmadığı kabul edilebilir. Deprem Risk Analiz Raporu nda belirtilen 144 yıl periyodu için tanımlanmış olan ivme değeri, A 0 olarak kabul edilebilir. Deprem Risk Analiz Raporu yoksa deprem şartnamesindeki A 0 değeri kullanılabilir. Yapıya etkiyen deprem yükü çevre kotu altı için Ch x A 0, çevre kotu üstü için A 0 deprem ivmesi kullanılarak uygulanabilir. Dolgulardaki deprem kuvveti hesabında Monobe-Okabe bağıntısının kullanılması tavsiye edilmektedir. Deprem durumunda kren hareketli yükünün alınması tavsiye edilmez. İnşaat Sonu Hali İnşaat sonu halinde birinci ve ikinci kademe betonları dökülmüş ve tüm geri dolgular tamamlanmıştır. Sondaj sonuçlarında; yeraltı su seviyesinin (YASS) temel alt kotundan düşük olduğu durumlarda dolgu suya doygun değildir. YASS nin temel alt kotundan BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 26

42 üstte olduğu durumlar için ise drenaj koşulları da hesaba katılarak dolgu belirlenen bir kotta batık olarak hesaplanmalıdır. Kren hareketli yükü hesaplarda dikkate alınmalıdır. Santral binası dışındaki dolgu üzerinde en az 1 t/m 2 sürşarj yükü olduğu kabul edilebilir. İnşaat Sonu Deprem Hali İnşaat sonu statik duruma ilaveten dolgu deprem ve yapı deprem yükleri yapıya etkitilmelidir. İşletme Hali Birinci ve ikinci kademe betonları dökülmüş ve tüm dolgular tamamlanmıştır. Yapı içinde cebri boru, salyangoz ve emme borusunda; yapı dışında kuyruk suyunda işletme su seviyesi kotunda su yükü kabul edilebilir. İşletme halinde su koçu (water hammer) darbesi hesaba katılmalıdır (Bu yük elektromekanik paftalarda mevcuttur. Ancak bulunamadığı durumlarda hidromekanik şartnamedeki vana üzerine etkiyecek maksimum düşü kullanılarak hesaplanabilir. Dolgular kuyruksuyu işletme su seviyesi kotunda suya doygundur. Yapı dışındaki dolgu üzerinde 2 t/m 2 sürşarj yükü olduğu kabul edilebilir. İşletme Deprem Hali İşletme hali yüklerine ilaveten dolgu deprem ve yapı deprem yükleri yapıya etkitilmelidir. Su koçu darbesinin hesaba katılması tavsiye edilmez. Feyezan Hali Birinci ve ikinci kademe betonlar dökülmüş, dolgular tamamlanmıştır. Yapı içinde cebri boru, salyangoz ve emme borusunda; yapı dışında feyezan su seviyesi kotunda su vardır. Su koçu darbesi hesaba katılmamalıdır. Dolgular kuyruksuyu feyezan su kotunda suya doygundur. Kren yükü alınmamalıdır. Yüklemeler: 1) Zati Yükler 1.Kademe Beton Yükleri 2.Kademe Beton Yükleri Ekipman Ağırlıkları BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 27

43 Kaplama, Duvar, Pencere, Korkuluk Yükleri Çatı Yükü Kren Kirişi Zati Ağırlığı 2) Hareketli Yükler Kar Yükleri Rüzgar Yükleri Döşeme Hareketli Yükleri Araç Yükleri Gezer vinç Hareketli Yükü Sürşarj Yükü 3) Dinamik Yükler Zati Ağırlık Dinamik Yükleri Dolgu Dinamik Yükleri Su Dinamik Yükleri 4) Hidrostatik Yükler Su Yatay Yükü Su Ağırlığı Su Kaldırma Yükü 5) Zemin Yükleri Kuru Zemin Yükü Dolgu Zemin Yükü 6) Elektro-Mekanik Yükleri Koç Darbesi BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 28

44 Strator Rotor Mesnet Yükleri DSİ Yayınlarında Yeralan Yönteme Göre Emniyet Katsayıları: Tablo 1-2 Emniyet Katsayıları Hesaplanan yüzme, kayma ve devrilme katsayılarının emniyet katsayılarından büyük olmadığı kontrol edilmelidir. Yüzme emniyetinin ampatman yapılarak, kayma emniyetinin kayma dişi yapılarak sağlanabileceği unutulmamalıdır. Zemin Emniyet Değerleri: Zemin emniyet değerlerinin çekmeye (eksi) girdiği yerler için temel eksantrisite değerlerinin iki eksenli durumda ex/lx+ey/ly > 1/3 değerinin üzerinde olduğu kontrol edilmelidir. Genel kabul olarak bulunan zemin gerilmesinin (basınç) %10 u kadar çekme gerilmesine izin verilir. Düzeltilmiş değerlerin ve bulunan değerlerin jeoloji raporundaki zemin emniyet değerini aşmadığı kontrol edilmelidir. EM e Göre Emniyet Katsayıları: Şartnameye göre santral binası kritik olmayan yapıdır. Dolayısı ile aşağıdaki tablo kullanılarak kayma ve devrilme güvenlik katsayıları belirlenir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 29

45 Tablo 1-3 Normal Yapılarda Kayma Güvenlik Katsayıları Arazi durumu Olağan yük hali Olağanüstü yük hali Aşırı yük hali İyi Tanımlanmış İyi Tanımlanmamış Yapı için hazırlanmış Deprem Risk Analiz Raporu olması durumu iyi tanımlanmış duruma bir örnektir. Yüzme güvenlik katsayıları aşağıdaki tablo kullanılarak saptanır. Tablo 1-4 Tüm Yapılarda Yüzme İçin Güvenlik Katsayıları Arazi durumu Olağan yük hali Olağanüstü yük hali Aşırı yük hali Tüm Sınıflar 1,3 1,2 1,1 EM e Göre Basınç Bölgesinin Belirlenmesi Tablo 1-5 Bileşke Kuvvetin Yeri için Limitler EM e Göre Taşıma Kapasitesi Emniyet Katsayıları: Tablo 1-6 EM , Taşıma Kapasitesi Emniyet Limitleri Yükleme Durumu Minimum Taşıma Kapasitesi Emniyet Katsayıları Olağan 3.0 Olağanüstü 2.0 Extrem (Aşırı) 1.0 EM e Yük Durumlarının Belirlenmesi İED : İşletme esaslı deprem EED: Emniyet esaslı depremi OET: Olası en büyük taşkın ETT: En büyük tasarım taşkını BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 30

46 Tablo 1-7 EM , Santral Binası Yükleme Durumları No Yük Durumları Yükleme Durumu 1 İnşaat Sonrası Durumu Olağanüstü yük hali 2 İşletme Durumu Olağan yük hali 3 İşletme Deprem Durumu (İED) Olağanüstü yük hali 4 İşletme Deprem Durumu (EED) Aşırı yük hali 5 Bakım Durumu Olağanüstü yük hali 6 Feyezan Durumu (ETT) Olağanüstü yük hali Not:Santral Binası kritik yapı olmadığı için EBD (en büyük beklenebilir deprem) yük durumlarına dahil edilmemiştir. Görüleceği üzere ülkemizde alışılagelmiş yükleme durumlarının aksine EM inşaat sırası durumu irdelenmemektedir. Dolayısı ile alışılagelmiş yükleme durumları ile yukarıdaki yükleme durumlarının harmanlanması ihtiyacı doğmuştur. Tablo 1-8 Modifiye Santral Binası Yükleme Durumları No Yük Durumları Yükleme Durumu 1 İnşaat Sırası Durumu Olağanüstü yük hali 2 İnşaat Sırası Deprem Durumu (İED) Aşırı yük hali 3 İnşaat Sonrası Durumu Olağanüstü yük hali 4 İnşaat Sonrası Deprem Durumu (İED) Aşırı yük hali 5 İşletme Durumu Olağan yük hali 6 İşletme Deprem Durumu (İED) Olağanüstü yük hali 7 İşletme Deprem Durumu (EED) Aşırı yük hali 8 Bakım Durumu Olağanüstü yük hali 9 Feyezan Durumu (ETT) Olağanüstü yük hali 10 Feyezan Durumu (OET) Aşırı yük hali Betonarme Hesapları DSİ Yayınlarında Yer Alan Yöntem: Bu bölümde tasarım kriterlerinde anlatılan analizler sonucunda, ilgili tüm yükleme durumları altında oluşan kesit tesirlerine karşı koyabilecek yapısal detaylandırma ve hesaplar anlatılacaktır. Tasarım kriterleri bölümünde belirtilen yükleme durumları, betonarme hesapların yapılabilmesi için, taşıma gücü yöntemi esasına dayanarak ilgili yük katsayıları ile arttırılmalı ve sonuçlar bu duruma istinaden toplanmalıdır. Bölüm BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 31

47 de belirtilen yükleme durumlarında kullanılacak olan yük katsayıları TS 500 baz alınarak aşağıda verilmiştir. İnşaat Sırası Hali Yükleme Durumu : Statik İlgili Kombinasyon : 1.4G + 1.6Q İnşaat Sırası Deprem Hali Yükleme Durumu : Dinamik İlgili Kombinasyon : 1.0G + 1.0Q + 1.0E İnşaat Sonu Hali Yükleme Durumu : Statik İlgili Kombinasyon : 1.4G + 1.6Q İnşaat Sonu Deprem Hali Yükleme Durumu : Dinamik İlgili Kombinasyon : 1.0G + 1.0Q + 1.0E İşletme Hali Yükleme Durumu : Statik İlgili Kombinasyon : 1.4G + 1.6Q İşletme Deprem Hali Yükleme Durumu : Dinamik İlgili Kombinasyon : 1.0G + 1.0Q + 1.0E Feyezan Hali Yükleme Durumu : Statik İlgili Kombinasyon : 1.0G + 1.0Q Hesaplar yapılırken yukarıda gösterilen kombinasyonların ve katsayıların kullanılması tavsiye edilmektedir. Yüklemelerin sınıflaması için Stabilite Analizi başlığı incelenmelidir. Elde edilecek kesit tesirleri sonucunda yapılacak betonarme hesaplar temelde 3 ana başlık altında incelenebilir. Bu başlıklar aşağıda verildiği gibidir. Çevre Düzenleme Kotu Üstü Betonarme Hesaplar Birinci Kademe Hesapları İkinci Kademe Hesapları Eurocode 2 ye göre Yük Çarpanları: TS 500 e göre statik durum ve deprem durumu olarak iki koşul varken yük durumlarında olağan olağanüstü ve aşırı yük hali olarak üç farklı durum irdelenmesi yeni yük çarpanları ihtiyacını doğurmuştur. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 32

48 Ölü Yükler: Sadece zati ağırlık Hareketli Yükler: Zati ağırlık dışındaki tüm yükler Olarak sınıflandırılırsa; Tablo 1-9 Eurocode 2, Yük Çarpanları Olağan yük hali Olağanüstü yük hali Aşırı yük hali Ölü Yükler Hareketli Yükler Tablodan görüleceği üzere TS500 de geçen 1.4G+1.6Q kombinasyonu hiçbir durum için mevcut değildir. Mevcut standartlara uyum sağlanması için modifiye yük çarpanlarına ihtiyaç duyulmuştur. Tablo 1-10 Modifiye Yük Çarpanları Olağan yük hali Olağanüstü yük hali Aşırı yük hali Ölü Yükler Hareketli Yükler Çevre Kotu Üstü Betonarme Hesapları Bu bölümde anlatılacak hesaplar yer üstü santralleri ile yarı gömülü santrallerin çevre düzenleme kotu üzerinde kalan kısımları için geçerlidir. Bu binaların taşıyıcı sistemleri kolon, kiriş, perde, döşeme ve gezer köprü vinçlerinin oturacağı kren kirişlerinden oluşmaktadır. Önceki bölümlerde bahsedilen yapısal analiz sonucunda elde edilecek kesit tesirlerine karşı koyacak yapısal detaylandırma ve hesaplar aşağıda anlatılmaktadır. Kolonlar Kolon tasarımları ve detaylandırmaları yapılırken Türk Deprem Yönetmeliği 2007 Bölüm 3.3 de süneklik düzeyi yüksek kolonlar için verilen tüm kriterlerin sağlanması tavsiye edilmektedir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 33

49 Mimari tasarımlarda oluşturulan kolon kesitleri bazı durumlarda statikçe gerekli kesit alanından daha büyük olabilmekte ve yönetmelikte belirtilen minimum %1 donatı oranı çok fazla çıkabilmektedir. Böyle durumlarda TS 500 Bölüm 7 de belirtilen Ancak gerekli donatının en az 1,3 katının sağlanması koşuluyla, bu sınır 0.5% değerine kadar azaltılabilir. koşulunun kullanılması uygun olacaktır. Pas payı nın 5,0 cm olarak uygulanması tavsiye edilmektedir. Kirişler ve Kren Kirişleri Kirişler üst yapı için genel olarak yatay geometride bulunan taşıyıcı elemanlardır. Ancak yapısal sistemdeki her hangi bir elemanın kiriş olarak davranıp davranmaması temel olarak üzerine gelen eksenel yük seviyesi ile belirlenmektedir. Bu bağlamda, kesit eksenel yük kapasitesinin %10 dan daha az tesir edecek tasarım eksenel yük değeri elemanın kiriş olarak boyutlandırılarak donatılandırılmasında temel etkendir. Yapıdaki kirişlerin tasarımları ve detaylandırmaları yapılırken Türk Deprem Yönetmeliği 2007 Bölüm 3.4 de süneklik düzeyi yüksek kirişler için verilen tüm kriterlerin sağlanması tavsiye edilmektedir. Minimum donatı kriteri olarak da Deprem Yönetmeliği nin baz alınması uygun olacaktır. Kren kirişlerinin hesabında yukarıda belirtilenlerin dışında vincin hareketinden kaynaklanacak olan ilave burulma etkilerinin de göz önüne alınması tavsiye edilmektedir. Ayrıca, kren kirişlerinin oturacağı kolonlarda kısa konsollar bulunmaktadır. Bu kısa konsolların donatılandırma ve detaylandırmasında TS 500 ün kullanılması uygun olacaktır. Pas payı nın 3,0 cm olarak uygulanması tavsiye edilmektedir. Perdeler Santral binalarının genel geometrileri göz önüne alındığında perde yüksekliklerinin plan uzunluklarına oranlarına göre bu perdeler Deprem Yönetmeliği nde de bahsedildiği üzere bodur perde sınıflamasında kalabilmektedir. Analizler sonucunda elde edilecek tesirlere karşı koyacak detaylandırma ve donatılandırma için yönetmeliğin ilgili bölümünün kullanılması tavsiye edilmektedir BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 34

50 (Deprem Yönetmeliği Bölüm 3.6). Ancak, yukarıda bahsedilen bodur perde kontrolünün yapılması uygun olacaktır. Deprem Yönetmeliği nde tariflenen perdeler düzlem için tesirlere maruz kalma durumun için geçerlidir. Ancak, santral binalarının üst yapılarında bulunan perdeler, yükleme durumları göz önüne alındığında düzlem dışı tesirlere de maruz kalabilmektedirler. Böyle durumlarda, donatı detaylandırmalarının ilgili tesirlere de karşı koyabileceklerinin hesapla doğrulanması tavsiye edilmektedir. Ayrıca, perdelerde mimari gerekliliklerden dolayı bırakılmış olan boşluklarda yırtık donatılarının detay olarak gösterilmesi unutulmamalıdır. Yırtık donatısı olarak Φ16 kullanılması tavsiye edilir. Pas payı nın 5,0 cm olarak uygulanması tavsiye edilmektedir. Döşemeler Döşemelerin hesapları yapılırken TS 500 de belirtilen kriterlerin uygulanması tavsiye edilmektedir. Santral binalarının doğaları gereği döşemelerinde bırakılacak olan kablo kanalı, boşluk vb. mimari süreksizliklerin döşeme davranışını etkileyecek ölçekten uzak tutulması uygun olacaktır. Pas payı nın 3,0 cm (su ile temasta 5,0 cm) olarak uygulanması tavsiye edilmektedir Birinci Kademe Hesapları Birinci kademe hesapları bölümünde yarı gömülü santral binalarının çevre düzenleme kotu altında kalan kısımlar bahsedilmektedir. Bu kısımlarda temel olarak taşıyıcı sistem rijit perdeler, döşeme plaklarından oluşmaktadır. Taşıyıcı elemanlarla ilgili olarak kullanılması tavsiye edilen metodoloji aşağıda verilmektedir. Rijit Perdeler Çevre düzenleme kotu altında kalan perdeler serbest salınım gösterememekle birlikte ciddi dolgu yanal yüklerine maruz kalmaktadırlar. Bu yükleme durumları, perdelerin düzlem dışı davranışlarının daha baskın biçimde ortaya çıkmasına sebep olmaktadır. Böylece, Deprem Yönetmeliği nde bahsedilen perde detay ve donatılandırmalarından ziyade eğilme momenti ve kesme kuvveti olarak ortaya çıkacak kesit tesirlerine göre donatılandırmaları daha sağlıklı olacaktır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 35

51 Yukarıda bahsedilen durum göz önüne alındığında, rijit perdelerin davranışları kiriş davranışına benzemektedir. Donatılandırma hesapları yapılırken taşıma gücü yöntemi esas alınarak yapılmalıdır. Donatı bindirme ve kenetlenme kriterleri olarak TS 500 ün kullanılması tavsiye edilmektedir. Ayrıca, minimum donatı kriteri olarak aşağıda verilen pursantajların kullanılması tavsiye edilmektedir. 0 < h 35cm için Φ12/20 cm 35cm < h < 150cm için Her bir yüzde x b x h h > 150cm için Φ22/20 cm Burada, h b = kesit yüksekliği = kesit genişliğidir. Analizlerde elde edilen kesme kuvvetlerine karşı betonarme hesap yapılmalıdır. Ancak, boyutlandırma yapılırken kesit kesme kapasitesinin, tasarım kesme kuvvetinden daha büyük olması uygun olacaktır. Eğer kesit dayanımı yeterli olmuyor ve kesit büyütmek bir opsiyon olarak kullanılamıyorsa, etriye hesabı yapılarak kesitin kesme kuvvetlerine karşı emniyetinin sağlanması önerilmektedir. Döşemeler Döşemelerin hesapları yapılırken TS 500 de belirtilen kriterlerin uygulanması tavsiye edilmektedir. Santral binalarının doğaları gereği döşemelerinde bırakılacak olan kablo kanalı, boşluk vb. mimari süreksizliklerin döşeme davranışını etkileyecek ölçekten uzak tutulması uygun olacaktır İkinci Kademe Hesapları Yarı gömülü santral binaları için ilgili elektro-mekanik ve mekanik parçaların montaj sonrası beton içerisine alınması gerekmektedir. Genel ölçek düşünüldüğünde, gömlek betonu olarak çalışacak bu ikinci kademe betonlar hacmen çok büyük olmakta ve davranış açısından tipik eğilme, kesme ve eksenel tesirlere maruz kalmamaktadırlar. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 36

52 Taşıma gücü yöntemi esas alındığında, donatılandırma ve detaylandırma eğilme, kesme ve eksenel tesirlere dayanmaktadır. Ancak, ikinci kademe betonların yapısal çözümlemeleri bahsedilen kesit tesirleri üzerinden yapılamamaktadır. Yapılacak her hangi bir analiz ise doğru sonuçları yansıtmayacaktır. Bu sebeple, gelişen bilgisayar teknolojisinin de katkısı göz önüne alınarak, üç boyutlu modelleme ve analiz sonucunda oluşan gerilmeler neticesinde donatılandırma yapılmalıdır. Fakat mevcut şartnameler ve tasarım yöntemlerinde kitle betonları için geçerli olacak gerilme sonuçlarından donatılandırmaya gidilecek yaygın bir yöntem bulunmamaktadır. Kitle betonlarının donatılandırması için gerilmelerin elastik analiz yöntemiyle kullanılmasını ortaya atan en önemli kaynaklardan bir tanesi Design of Reinforced Concrete Solids Using Stress Analysis (Foster et. al. 2003) dır. İlgili davranışın detayları için yukarıda bahsedilen makalenin incelenmesi tavsiye edilmektedir. Bu makalede temel olarak üç boyutlu gerilme matrisi kullanılarak, üç boyutlu mohr dairesi üzerinden yapıda oluşacak asal gerilmelere gidilmekte ve gerilmeler beton ve çelik dayanımları ile kompanse edilmektedir. Ancak, Foster et. al. çalışmaları sırasında temel olarak, oluşacak çatlakların, sıcaklık değişimlerinin vb. etkilerini dikkate almamıştır. Foster ve diğerleri nin çalışmasını takiben 2008 yılında Delft Üniversitesi ilave bir çalışma yapmış ve Computation of Reinforcement For Solid Concrete isimli bir makale yayınlamıştır. Bu makalede çatlak genişliği, ısı değişimleri vb. donatı üzerine etki edecek faktörleri göz önüne almış ve pratik olarak aşağıdaki formülü önermiştir. Yukarıdaki formülde; ρ x = x yönünde konulacak donatı pursantajı ρ y = y yönünde konulacak donatı pursantajı ρ = z yönünde konulacak donatı pursantajı BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 37

53 σ 1 = Maksimum asal gerilme σ y = Donatı akma gerilmesi İkinci kademe betona konulacak donatı pursantajı hesabında yukarıdaki formülün kullanılması tavsiye edilmektedir. Minimum donatı olarak ise Φ22/20 cm kullanılması uygun olacaktır Çelik Yapılar Birleştirme Vasıtaları Çelik yapılarda birleşimler iki türlü yapılır: a) Sökülebilen birleşimler (Bulonlu veya cıvatalı birleşimler) b) Sökülemeyen birleşimler (Perçinli ve kaynaklı birleşimler) Çekme Çubukları Çekme kuvvetine maruz kalan yapısal çelik elemanlardır. (Kafes kirişler vb.) σ mev = S (kg) / F n (cm 2 ) < σ em formülüyle hesaplanırlar. S = Tatbik Edilen Çekme Kuvveti F n = Faydalı Kesit Alanı Basınç Çubukları Basınç kuvvetine maruz kalan yapısal çelik elemanlardır. (Kolonlar, kafes kirişler vb.) σ mev = S * ω / F < σ em formülüyle hesaplanırlar. S = Tatbik Edilen Basınç Kuvveti ω = Kullanılan Çeliğe Ve Çubuğun Narinlik Derecesi λ ya Bağlı Olan Burkulma Sayısı F = Çubuğun Zayiatsız Kesit Alanı Kafes Sistemler Yükler: a) Öz ağırlıklar (Çatı örtüsü yükü, taşıyıcı eleman ağırlıkları vb.) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 38

54 b) Kar yükü (TS 498) c) Rüzgar yükü (TS 498) d) Deprem yükleri Aşıklar: Aşıklar, çatı sistemi içinde, tüm yükleri ana taşıyıcı olan çatı makasına aktaran son taşıyıcı elemandır. Aşıkların hesabı: a) Basit Kiriş: Aşık kesitinin hesaplanmasında kullanılacak moment değeri; M = q* l 2 / 8 formülüyle hesaplanır. b) Sürekli Kiriş: Aşıkların ek yapılarak sürekli kiriş oluşturulması suretiyle oluşturulan aşık sistemidir. Bu sistemlerde aşık kesitinin hesabında kullanılacak moment değeri; Kenar açıklık ve 1. İç mesnette; M 1 = q * l 2 / 11 İç açıklık ve diğer mesnetlerde M 2 = q * l 2 / 16 formülleriyle hesaplanır. c) Gerber Kirişi: Aşıklarda mafsallar oluşturulması suretiyle yapılan aşık sistemidir, ancak günümüzde pek kullanılmaktadır. Aşık kesitinin hesabında kullanılacak moment değeri; M = q * l 2 / 16 formülüyle hesaplanır. Gergi Çubukları: Aşıklara etkiyen q y yük birleşeninin etkinliğini azaltmak için gergi çubuklarından yararlanılmaktadır. Gergi çubukları tek ve çift olarak çatı makası üzerinde teşkil edilebilirler. Stabilite Bağlantıları: Yatay Stabilite Bağlantıları: Genellikle, aşıkların alt başlıkları seviyesinde ve çatı eğimine paralel olarak, iki makas arasına yerleştirilen bağlantılardır. Bu bağlantı paralel başlıklı bir kafes kiriştir. Yatay BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 39

55 stabilite bağlantıları, çatı kafes kirişlerinde, üst başlık çubuklarının kafes kiriş düzlemi dışına doğru olan burkulmalarındaki boyları küçültmek için kullanılır. Düşey Stabilite Bağlantıları: Düşey Stabilite bağlantıları, genelde, alt başlıkta basınç kuvveti doğması halinde, alt başlığın makas düzlemi dışına doğru olan burkulmasındaki boyunu azaltmak ve bir de, makasların mesnetlerine kadar gelemeyen yatay Stabilite bağlantılarını mesnetlere bağlamak için kullanılırlar Dolu Gövdeli Kirişler Gerek açıklıkların büyüklüğü gerekse yüklerin fazla olması, atalet momenti ve mukavemet momenti büyük olan kirişlerin teşkilini zorunlu kılar. Böylece dolu gövdeli kirişler elde edilir. Dolu gövdeli kirişler iki kısımda incelenebilirler: Basit Profillerle Teşkil Edilen Kirişler: Bu kirişler mevcut I ve IP profillerine başlık ve gövde levhaları ilave etme suretiyle teşkil edilirler. Perçinli Kirişler: Perçinli dolu gövdeli kirişler, gövde levhası, korniyerler ve başlık levhalarının perçinli olarak birleştirilmeleri suretiyle elde edilirler Kolon Ayakları Kolon altına konacak levhanın yüzeyi temel malzemesinden basınç emniyet gerilmesine göre hesaplanır. F lüz = P / σ bem formülüyle hesaplanır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 40

56 Çelik Yapı Örnekleri Şekil 1-17 Uzay Kafes Çelik Yapı Örnekleri BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 41

57 1.2 DOLUSAVAK TASARIMI Akarsuyun baraj veya gölet rezervuarına doldurduğu suyun fazlasını mansaba taşıyan yapılar dolusavak olarak adlandırılır Dolusavak Yapısını Oluşturan Kısımlar Yaklaşım Kanalı Baraj gölündeki suyun dolusavak eşiğine yönlendirilmesini sağlayan kanaldır Eşik Yapısı Üstünden suyun savaklandığı yapıdır Boşaltım Kanalı Savaklanan suyun enerji kırıcı havuza kadar taşınmasını sağlayan kanaldır Enerji Kırıcı Havuz/ Sıçratma Eşiği Suyun nehir yatağına bırakılmadan önce enerjisinin kırıldığı bölümdür Yapısal Tasarım Yükleme Halleri Olasılıkları Yükleme halleri, yapının hizmet süresinde herhangi bir tehlike veya zorlanma ile karşılaşması olasılığına göre olağan, olağanüstü ve aşırı yük hali olarak sınıflandırılır. Belirtilen sınıflarla ilgili olarak yükleme hallerinin belirtilen zaman aralığında aşılma olasılığı söz konusudur. Yükleme koşulları, belli bir olasılık için Tablo 1-11 de belirtilmiştir. Olağan yükler: yapının temel fonksiyonu ile ilgili yük ve yükleme halleridir. Servis süresi boyunca sıklıkla oluşabilecek yüklerdir. Olağan yük halinde yapının doğrusal elastik davranışı beklenir. Olağanüstü yükler: seyrek oluşan yük ve yükleme durumlarıdır. Olağanüstü yükleme halinde bir miktar doğrusal olmayan davranış kabul edilebilir. Aşırı yükler: beklenmeyen yüklerdir ve acil durum olarak değerlendirilir. Bu yükleme hali yapının ekonomik ömrünü büyük derecede aşan deprem veya taşkınlar neticesinde meydana gelen doğal afet hallerini içerir. Tablo 1-11 Yükleme Durumu Olasılıkları BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 42

58 YÜKLEME DURUMU KATEGORİLERİ YILLIK OLASILIK TEKERRÜR ARALIĞI Olağan Yük Hali (O) 0,10 dan büyük veya eşit 10 yıldan küçük veya eşit Olağanüstü Yük Hali (OÜ) 0,10 dan küçük fakat 0,0033 den büyük veya eşit 10 yıldan büyük fakat 300 yıldan küçük veya eşit Aşırı Yük Hali (A) 0,0033 den küçük 300 yıldan büyük Tasarım Yükleri Öz (Zati) Yükler: Dolusavak yapısının kendi ağırlığından kaynaklanan yüklerdir. Hareketli Yükler: Dolusavak köprüsündeki taşıt,vinç ve yaya yükleri ile yan duvarlardaki sürsarj yükleridir. Dolgu Yükleri: Yan duvarların arkasında dolgu nedeniyle oluşan yüklerdir. Çökelmiş Sediment Yükleri: Dolusavak membasında sediment birikiminden dolayı meydana gelen yatay ve düşey yüklerdir. Alttan Kaldırma Kuvvetleri: Suyun yukarı kaldırma kuvvetleri yapı temeli altındaki su akımı ile ilgili olduğundan, kaldırma kuvveti dağılımını belirlemek için sızma analizleri yapılabilir. Analizlerde zemin tipi, dolgu malzemesi özellikleri ile enjeksiyon perdesi ve drenaj sistemi dikkate alınır Hidrostatik Yükler İşletme Hali Yineleme aralığı 10 yıldan küçük olan taşkınlarda (Olağan yük hali) oluşan su seviyelerine göre en büyük yükleme halidir. Olası En büyük Taşkın (OET) En büyük taşkın hali olağanüstü yük hali olup, en büyük deşarj, hacim ve hidrografın taşkın özelliğidir. En büyük Tasarım Taşkını (ETT) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 43

59 Olası en büyük tasarım taşkını, maksimum yükleme hali olup, dolusavaktaki kritik yapılardan yaklaşım kanalı duvarları,eşik yapısı ve enerji kırıcı havuz yapısında incelenmelidir Deprem Yükleri Deprem yükleri yapının kütlesine, dinamik toprak basıncı olarak dolgu ve zemine, hidrodinamik basınç olarak da suya etkir. Deprem tasarımı aşağıdaki sismik olaylara dayalıdır. İşletme Esaslı Deprem (İED) Gerçekleşmesi durumunda sebep olacağı hasarların barajın normal işleyişini engellemeyecek seviyede kalacağı veya bu hasarların ekonomik ve süratli şekilde giderilebileceği yer hareketine karşılık gelen deprem seviyesi. Emniyet Esaslı Deprem (EED) Baraj emniyetinin değerlendirileceği ve tasarımda göz önüne alınacak en yıkıcı yer hareketine karşılık gelen deprem. Beton baraj gövdesi üzerinde teşkil edilen dolusavak yapılarının deprem hesapları yapılırken, baraj gövdesine ait sismik analiz sonuçları da değerlendirilmelidir. Analizlerdeki gövde kret deplasmanı ve ivme değerleri dolusavak yapısının tasarımında dikkate alınmalıdır. Bunun için deprem ivme değerleri artırılır Hesap Yöntemleri Deprem esnasında yapıların dinamik davranışını belirlemek için çeşitli çözümleme yöntemleri mevcuttur. Bunlar, eşdeğer deprem yükü, spektral analiz ve deprem senaryosuyla ilgili zaman-tanım alanında analiz yöntemleridir. 1) Yapının Kütlesi Nedeniyle Meydana Gelen Eylemsizlik Kuvvetleri Deprem katsayısı yaklaşımında atalet kuvvetinin yatay bileşeni, deprem ivmesi ile yapı kütlesi kullanılarak hesaplanır. Bu kuvvet belirlenen deprem katsayısı ile yapı kütlesinin çarpımına eşittir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 44

60 2) Dolgunun Eylemsizlik Kuvvetleri Deprem süresince dolgu malzemesinin eylemsizlik kuvvetleri bitişik yapıya etki edecektir. Deprem sırasında dolgu ve yapının hareketine bağlı olarak dolgu basıncını çözümlemek için uygun metodlar aşağıda verilmiştir. Akmayan Dolgu Küçük yer hareketlerinde arka dolgu malzemesi lineer elastik deformasyonlar sınırı içerisinde davranış gösterebilir. Akmayan arka dolgusu olan duvarlar Mononobe- Okabe yöntemi ile elde edilen dinamik toprak basıncından daha büyük basıncın etkisinde kalabilir. Bu nedenle dinamik toprak basıncı Wood yöntemi kullanılarak elastik davranış içerisinde çözümlenebilir. Akan Dolgu Yapı ve dolgunun bağıl hareketinin büyük olması nedeniyle dolgunun durağan hali bozulur.bu durumda Mononobe-Okabe metodu uygulanabilir. 3) Hidrodinamik Etki Yapı çevresindeki su deprem süresince yapıya etkiyen atalet kuvvetlerini arttıracaktır. Eşdeğer deprem yükü yönteminde, hidrodinamik etkiler Westergaard yöntemi ile belirlenir. Hidrodinamik etki deprem ivmesinin yönüne bağlı olarak yapıya etkiyen su kuvvetini arttırabilir veya azaltabilir. Deprem esnasında yapıların dinamik davranışını belirlemek için çeşitli çözümleme yöntemleri mevcuttur. Bunlar, deprem katsayısı, davranış spektrumu ve zaman tanım yöntemleridir Dolusavak Yükleme Halleri Yaklaşım Kanalı Duvarları Yükleme Durumu İED : İşletme Esaslı Deprem EED: Emniyet Esaslı Deprem OET: Olası En büyük Taşkın ETT: En büyük Tasarım Taşkını BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 45

61 Tablo 1-12 Dolusavak Yaklaşım Kanalı Duvarları Yükleme Sınıfları Yükleme Halleri Yükleme Tanımı Yükleme Durumu Kategorileri I İnşaat Sonu Hali O II İşletme Hali O III İnşaat Sonu Hali + İED OÜ IVA İşletme Hali + İED OÜ IVB İşletme Hali + EED A V En Büyük Tasarım Taşkını Hali (ETT) A VI Taşkın Sonrası Hali (ETT) A a) Yükleme Hali I İnşaat Sonu Hali Yaklaşım kanalında su bulunmuyor.yaklaşım kanalı ve duvar yapımı tamamlanmış, dolgu drenaj sistemiyle drene edilmiş ve drenaj sistemine kadar batık. Yapının zati ağırlığı Su yükleri Dolgu yükleri Varsa sürşarj yükü Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti b) Yükleme Hali II - İşletme Hali Rezervuardaki su işletme seviyesinde, duvar arka dolgusu işletme seviyesine kadar batık. Yapının zati ağırlığı Su yükleri Dolgu yükleri Varsa sürşarj yükü Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti c) Yükleme Hali III - İnşaat Sonu Hali + İED Yaklaşım kanalında su bulunmuyor.yaklaşım kanalı ve duvar yapımı tamamlanmış, dolgu drenaj sistemiyle drene edilmiş ve drenaj sistemine kadar batık. Yapının zati ağırlığı+ied Su yükleri+ied Dolgu yükleri+ied Varsa sürşarj yükü+ied Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti, d) Yükleme Hali IVA - İşletme Hali + İED Rezervuardaki su işletme seviyesinde, duvar arka dolgusu işletme seviyesine kadar batık. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 46

62 Yapının zati ağırlığı+ied Su yükleri+ied Dolgu yükleri+ied Varsa sürşarj yükü+ied Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti e) Yükleme Hali IVB İşletme Hali + EED Rezervuardaki su işletme seviyesinde, duvar arka dolgusu işletme seviyesine kadar batık. Yapının zati ağırlığı+eed Su yükleri+eed Dolgu yükleri+eed Varsa sürşarj yükü+eed Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti f) Yükleme Hali V En Büyük Tasarım Taşkın Hali (ETT) Rezervuardaki ve dolgudaki su en büyük tasarım taşkını seviyesinde,dolgu bu seviyeye kadar batık. Yapının zati ağırlığı Su yükleri Dolgu yükleri Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti g) Yükleme Hali VI Taşkın Sonrası Hali (ETT) Rezervuardaki su en büyük tasarım taşkını seviyesinden normal su seviyesine inmiş, dolgudaki su en büyük tasarım taşkını seviyesinde, dolgu bu seviyeye kadar batık. Yapının zati ağırlığı Su yükleri Dolgu yükleri Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti Eşik Yapısı Yükleme Durumu Tablo 1-13 Dolusavak Yapısı Eşik Yapısı Yükleme Sınıfları BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 47

63 a) Yükleme Durumu I - İnşaat Sonu Hali Dolusavak eşik yapısı tamamlanmış,yaklaşım kanalında su bulunmuyor. Yapının zati ağırlığı Varsa köprü hareketli yükleri Dolgu ve zemin yükleri Varsa sürşarj yükleri b) Yükleme Durumu II - İşletme Hali Rezervuardaki su işletme seviyesinde. Yapının zati ağırlığı Varsa köprü hareketli yükleri Su yükleri Dolgu ve zemin yükleri Varsa sürşarj yükleri Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti c) Yükleme Durumu III - İnşaat Sonu Hali + İED Dolusavak eşik yapısı tamamlanmış,yaklaşım kanalında su bulunmuyor. Yapının zati ağırlığı+ied Dolgu ve zemin yükleri+ied d) Yükleme Durumu IVA - İşletme Hali + İED Rezervuardaki su işletme seviyesinde. Yapının zati ağırlığı+ied Su yükleri+ied Dolgu ve zemin yükleri+ied Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti e) Yükleme Durumu VA - Olası En Büyük Taşkın Hali (OET) Rezervuardaki su olası en büyük taşkın seviyesinde. Yapının zati ağırlığı Su yükleri Dolgu ve zemin yükleri Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti f) Yükleme Durumu VB En Büyük Tasarım Taşkını Hali (ETT) Rezervuardaki su en büyük tasarım taşkını seviyesinde. Yapının zati ağırlığı Su yükleri BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 48

64 Dolgu ve zemin yükleri Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti Açıklama : Eşik yapısında deprem yükleri tersinir olduğundan bu yükler ±x ve ±y yönlerinde ayrı ayrı incelenmelidir Boşaltım Kanalları Duvarları Yükleme Durumu Tablo 1-14 Dolusavak Boşaltım Kanalı Duvarları Yükleme Sınıfları Yükleme Halleri Yükleme Tanımı Yükleme Durumu Kategorileri I İnşaat Sonu Hali O II İşletme Hali O III İnşaat Sonu Hali + İED OÜ IVA İşletme Hali + İED OÜ IVB İşletme Hali + EED A V Olası En Büyük Taşkın Hali (OET) OÜ a) Yükleme Hali I - İnşaat Sonu Hali Boşaltım kanalı ve duvar yapımı tamamlanmış,dolgu drene edilmiş ve drenaj sistemine kadar batık. Yapının zati ağırlığı Dolgu yükleri Varsa sürşarj yükü Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti b) Yükleme Hali II - İşletme Hali Dolgu drene edilmiş,kanal içinde su bulunmamakta ancak mansap kanalı taban kotundaki su kanalın bir bölümüne kadar uzanmaktadır. Bu bölümde duvar arka dolgusu mansap kanalı taban kotuna kadar batık. Yapının zati ağırlığı Su yükleri Dolgu yükleri Varsa sürşarj yükü Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti c) Yükleme Hali III - İnşaat Sonu Hali + İED Boşaltım kanalı ve duvar yapımı tamamlanmış,dolgu drene edilmiş ve drenaj sistemine kadar batık. Yapının zati ağırlığı+ied Dolgu yükleri+ied Varsa sürşarj yükü+ied BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 49

65 Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti d) Yükleme Hali IVA - İşletme Hali + İED Dolgu drene edilmiş,kanal içinde su bulunmamakta ancak mansap kanalı taban kotundaki su kanalın bir bölümüne kadar uzanmaktadır. Bu bölümde duvar arka dolgusu mansap kanalı taban kotuna kadar batık. Yapının zati ağırlığı+ied Su yükleri+ied Dolgu yükleri+ied Varsa sürşarj yükü+ied Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti e) Yükleme Hali IVB - İşletme Hali + EED Dolgu drene edilmiş,kanal içinde su bulunmamakta ancak mansap kanalı taban kotundaki su kanalın bir bölümüne kadar uzanmaktadır. Bu bölümde duvar arka dolgusu mansap kanalı taban kotuna kadar batık. Yapının zati ağırlığı+eed Su yükleri+eed Dolgu yükleri+eed Varsa sürşarj Yükü+EED Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti f) Yükleme Hali V - Olası En Büyük Taşkın Hali (OET) Kanaldaki su olası en büyük taşkın seviyesinde, dolgu drene edilmiş ve drenaj sistemine kadar batık. Yapının zati ağırlığı Su Yükleri Dolgu yükleri Varsa sürşarj Yükü Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti Enerji Kırıcı Havuz Duvarları Yükleme Durumu Tablo 1-15 Dolusavak Enerji Kırıcı Havuz Duvarları Yükleme Sınıfları Yükleme Halleri Yükleme Tanımı Yükleme Durumu Kategorileri I İnşaat Sonu veya Bakım Hali O IIA İşletme Hali + İED OÜ IIB İşletme Hali + EED A III En Büyük Tasarım Taşkını Hali (ETT) A IV Taşkın Sonrası Hali (ETT) A BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 50

66 a) Yükleme Durumu I - İnşaat Sonu Hali veya Bakım Hali Enerji kırıcı havuz boş,dolgu drene edilmiş ve drenaj sistemine kadar veya mansap kanalı taban kotuna kadar batık. Yapının zati ağırlığı Su yükleri Dolgu yükleri Varsa sürşarj yükü Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti b) Yükleme Durumu IIA - İşletme Hali + İED Havuzdaki su mansap kanalı taban kotunda,dolgu drene edilmiş,duvar arka dolgusu mansap kanalı taban kotuna kadar batık. Yapının zati ağırlığı+ied Su yükleri+ied Dolgu yükü+ied Varsa sürşarj yükü+ied Oluşan Su Seviyelerine Göre Alttan Kaldırma Kuvveti c) Yükleme Durumu IIB - İşletme Hali + EED Havuzdaki su mansap kanalı taban kotunda,dolgu drene edilmiş,duvar arka dolgusu mansap kanalı taban kotuna kadar batık. Yapının zati ağırlığı+eed Su yükleri+eed Dolgu yükleri+eed Varsa sürşarj yükleri+eed Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti d) Yükleme Durumu III En büyük Tasarım Taşkını Hali (ETT) Havuzdaki su sıçrama profilinde,dolgu drene edilmiş ve en büyük tasarım taşkını seviyesine kadar batık. Yapının zati ağırlığı Su yükleri Dolgu yükleri Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti e) Yükleme Durumu IV - Taşkın Sonrası Hali (ETT) Havuzdaki su mansap kanalı taban kotunda, dolgu en büyük tasarım taşkın kotu ile mansap kanalı taban kotu ortasına kadar batık. (%50 drene edilmiş durumda) Yapının zati ağırlığı Su yükleri BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 51

67 Dolgu yükleri Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti Enerji Kırıcı Havuz Taban Plağı Yükleme Durumu Tablo 1-16 Dolusavak Enerji Kırıcı Havuz Taban Plağı Yükleme Sınıfları Yükleme Halleri Yükleme Tanımı Yükleme Durumu Kategorileri I En Büyük Tasarım Taşkını Hali (ETT) A II Taşkın Sonrası Hali (ETT) A a) Yükleme Durumu I En Büyük Tasarım Taşkını Hali (ETT) Havuzdaki su sıçrama profilinde, duvar arka dolgusu en büyük taşkın seviyesine kadar batık. Plak zati ağırlığı Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti Hidrodinamik etkiden dolayı ilave kaldırma kuvveti (0,133.V2/2.g) b) Yükleme Durumu II - Taşkın Sonrası Hali (ETT) Havuzdaki su mansap kanalı taban kotunda, duvar arka dolgusu en büyük tasarım taşkın kotu ile mansap kanalı taban kotu ortasına kadar batık(%50 drene edilmiş durumda). Plak zati ağırlığı Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti Sıçratma Eşiği Yükleme Durumu Tablo 1-17 Sıçratma Eşiği Yükleme Sınıfları Yükleme Halleri Yükleme Tanımı Yükleme Sınıfları 1 En Büyük Tasarım Taşkını Hali (ETT) A 2 Taşkın Sonrası Hali (ETT) A a) Yükleme Durumu I En Büyük Tasarım Taşkını Hali (ETT) Eşikteki su sıçrama profilinde, duvar arka dolgusu en büyük taşkın seviyesine kadar batık. Eşik zati ağırlığı Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti Hidrodinamik etkiden dolayı ilave basınç kuvveti (m.v 2 /R) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 52

68 b) Yükleme Durumu II - Taşkın Sonrası Hali (ETT) Eşikteki su eşik bitimindeki su kotunda, duvar arka dolgusu en büyük tasarım taşkın kotu ile mansap kanalı taban kotu ortasına kadar batık. (%50 drene edilmiş durumda) Eşik zati ağırlığı Oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvveti Açıklama: Eğer varsa yeraltı suyu dikkate alınmalıdır Stabilite Analizi Devrilme Bileşke kuvvetin temel plağındaki konumuna göre devrilme stabilitesinin aşağıda verilen limitleri karşılaması gerekir. Tablo 1-18 Devrilme Stabilitesi Limitleri Arazi durumu Olağan yük hali Olağanüstü yük hali Aşırı yük hali Tüm Sınıflar Taban plağının tamamı basınçda Taban plağının en az %75 i basınçda Bileşke kuvvet taban plağı içerisinde Kayma Kayma emniyet katsayısı : Yapı elemanının temel zemini üzerindeki kaymaya karşı koyan kuvvetlerinin kayma yönündeki kuvvetlere oranıdır. Tablo 1-19 Kritik Yapılarda Kayma Emniyet Katsayıları Arazi durumu Olağan yük hali Olağanüstü yük hali Aşırı yük hali İyi Tanımlanmış 1,7 1,3 1,1 İyi Tanımlanmamış 2,0 1,5* 1,1* * Bölgesel, yer hareketi çalışması olmadan yapılan sismik analizleri için olağan üstü yük halinde g s =1,7 ; aşırı yük halinde g s =1,3 alınmalıdır. Tablo 1-20 Normal Yapılarda Kayma Emniyet Katsayıları Arazi durumu Olağan yük hali Olağanüstü yük hali Aşırı yük hali İyi Tanımlanmış 1,4 1,2 1,1 İyi Tanımlanmamış 1,5 1,3 1,1 BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 53

69 Yüzme Yüzme emniyet katsayısı : Yapı elemanına ait toplam zati ağırlıkların,oluşan su seviyelerine göre alttan kaldırma kuvvetine oranıdır. Deprem halinin alttan kaldırma kuvveti üzerinde etki oluşturmadığı kabul edilir. Yüzme analizinin sağlamaması halinde ekonomi araştırması sonucuna göre kütle artırımı,ankraj veya beton kazık kullanılmasına karar verilir. Tablo 1-21 Tüm Yapılarda Yüzme İçin Emniyet Katsayıları Arazi durumu Olağan yük hali Olağanüstü yük hali Aşırı yük hali Tüm Sınıflar 1,3 1,2 1, Zemin Gerilmesi Temeldeki zemin gerilmesi hesabında suyun alttan kaldırma kuvveti dikkate alınmamalıdır. Kritik yapılarda temel yüzeyi üzerinde küçük eksantrisiteli gerilme hali oluşmalıdır.yani bu eksantrisite taban genişliğinin 1/6 mesafesinde olmalıdır. Kritik olmayan yapılarda ise temel yüzeyi üzerindeki bileşke kuvvetin temel kenarından mesafesi taban genişliğinin 1/6 mesafesinde olmalıdır. Olağan hallerde temel zemininde oluşan en büyük zemin gerilmesi zemin emniyet gerilmesinden küçük olmalı,en küçük zemin gerilmesi ise 0 olmalıdır. Olağan üstü veya aşırı yük hali deprem hesaplarında zemin emniyet gerilmesinin arttırım yüzdesi, olağan üstü yük hali için %15, aşırı yük hali için en fazla %50 oranında arttırılabilir Yük Katsayıları ve Birleşimleri Betonarme kesit hesaplarında TS standart ve ilkelerine uygun olarak belirtilen yük katsayıları ve yük birleşimleri kullanılır Betonarme Hesapları Betonarme kesit hesaplarında TS standart ve ilkelerine uygun olarak taşıma gücü yöntemi kullanılır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 54

70 1.3 DERİVASYON DİPSAVAK TASARIMLARI Derivasyon, üzerine baraj inşa edilecek akarsu yatağı güzergahının çeşitli yöntemlerle inşaat süresince değiştirilmesidir. Amaç, baraj inşaatının gerçekleşmesi için gerekli olan memba ve mansap batardolarının yapılması, bu iki batardo arasında kalan akarsu yatağının kurutularak baraj temel kazısına hazırlanması ve baraj inşaatı süresince su gelişinin engellendiği bu bölgede emniyetli olarak çalışmanın sağlanmasıdır. Feyezan seçimlerinde, batardonun hizmet süresi, batardo mansabında yapılacak işler, baraj mansabındaki yerleşim birimleri, çalışacak makinelerin cinsi ve arazi kıymeti gibi faktörler önemli rol oynar. Derivasyon-Dipsavak sistemini oluşturan yapılar ana hatlarıyla aşağıda özetlenmiştir: Giriş Yapısı Dipsavak Şaftı ve Sualma Yapısı Tünel Tıkaç Betonu Cebri Boru Vana Odası Tipik bir derivasyon-dipsavak sistemi Şekil 1-18 ve Şekil 1-19 da verilmiştir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 55

71 Şekil 1-18 Derivasyon-Dipsavak Sistemi - 1/2 (Tipik) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 56

72 Şekil 1-19 Derivasyon-Dipsavak Sistemi - 2/2 (Tipik) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 57

73 1.3.1 Derivasyon Sisteminin Seçimi Derivasyon sistemi, memba ve mansap batardolarıyla birlikte baraj tesisinin temel unsurlarından biridir. Derivasyon yöntemine, baraj inşaatı süresince kontrol edilmesi gereken feyezan debisi, baraj yerinin jeolojik yapısı ve topoğrafik durumu, inşa edilecek barajın tipi ve yapım süresi, dolusavak, dipsavak ve boşaltım tesislerinin konumuna ve inşaat sırasına bağlı olarak karar verilmelidir. Önemli olan maliyet, risk ve uygulama kolaylıkları açısından optimum olan seçimin yapılmasıdır. Başlıca Derivasyon yöntemleri; Açık Kanallı Derivasyon Kondüvi (Aç-kapa tünel) Derivasyon kondüvisi veya çebri borunun öncelikli olarak derivasyon amaçlı daha sonra dipsavak olarak kullanılması Kademeli derivasyon Tünel olarak sıralanabilir Açık Kanallı Derivasyon Açık kanal ile derivasyon, daha çok regülatör tipi yapıların inşaatında kullanılan bir yöntem olmakla birlikte, topoğrafyanın ve hidrolik şartların uygun olması durumunda baraj tipi yapıların inşaası amacıyla da kullanılabilir. Açık kanal ile derivasyon için vadi yeterince geniş olmalı ve bir kenardan derivasyon yapılırken diğer bölümde gövde inşaatı yapılabilmelidir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 58

74 Şekil 1-20 Açık Kanallı Derivasyon Kondüvi (Aç-Kapa Tünel) Kondüvi, açıkta inşa edilen ve daha sonra üzeri örtülen yapılar için kullanılan bir ifadedir. Kondüvi temelinin oturacağı sağlam bir zemin olması ve sızma boyunu uzatan sızdırmazlık dişleri etrafındaki baraj dolgusu çok iyi sıkıştırılmak şartıyla, herhangi bir yamaçtan az bir açık kazıyla geçirilecek kondüvi, böyle bir ortamda açılacak tünele göre oldukça ekonomik olacaktır. Tünel açma alternatifinin çok pahalı ve güç olduğu bölgelerde mecbur kalındığında şartlar zor olsa da kondüvi yapılması uygun bir çözüm olabilir. Üzerindeki dolgu 30 m yi geçmeyen barajlarda uygun olmaktadır. 30 m yi geçen baraj dolgusu altında kondüvi yapmak gerektiğinde ise temelin çok sağlam olması ve kondüvinin bir sandık (yarma) kazısı içine alınarak korunması gerekmektedir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 59

75 Kazılar yönünden jeolojinin ve topoğrafyanın uygun olması gereklidir. Dolayısıyla dik şevli kazı yapılamayan zeminlerde, dar vadi yamaçlarında uygulanması, kazı emniyeti ve kazı + dolgu maliyeti açısından tavsiye edilmemektedir. Derivasyon debisinin küçük değerleri için (Q 10 =1.0 ~ 2.0 m 3 /s gibi) 2.00 m veya daha küçük çapta kondüvi yapılması mümkündür Derivasyon Kondüvisi veya Çelik Borunun Öncelikli Olarak Derivasyon Daha Sonra Dipsavak Amaçlı Kullanılması Yaz ayları kurak geçen bölgelerdeki kuru dereler üzerine yapılan küçük barajlarda ve göletlerde, yamaçta uygun bir kotta açılan sandık kazısı içine yerleştirilen minimum 50 cm çapındaki çelik dipsavak borusu batardo önünde biriken suyun boşaltılması için kullanılır. Gövdenin 1/3 yükseklikteki kısmı öncelikle yapılarak batardo gibi çalışması sağlanır. Genelde bunların depolama kapasitesi muhtemel feyazan Q 25 ile gelen toplam hacmin üzerinde olmaktadır. Yukarıda sözü edilen muhtemel feyezan Q 25 ve batardo önünde biriken su hacimleri birbirine yakın ise yağışlı sezona girmeden once jeolojik ve topoğrafik olarak uygun olan tarafta küçük bir eşik ve boşaltım kanalından oluşan emniyet dolusavağı yapılarak batardo hidrolojik sapmalara karşı korunur. Kanal kapasitesinin Q 25 e göre seçilmesi tavsiye edilir. Çelik dipsavak borusu etrafındaki koruyucu beton, boydan boya hiç dilatasyon derzi yapılmadan dökülmelidir. Boyuna donatılar sürekli olmalı ve aynı kesitte donatının 1/3 ünden fazlası eklenmemelidir. Ayrıca su kesici yakalar hangi tip dolgu altında olursa olsun tüm boyda yapılıp 1.50 m üstüne kadar sandık kesitin içi 15 cm lik tabakalar halinde plastik kil ile doldurulup özel olarak sıkıştırılmalıdır. Yalnızca kaya dolgu halinde, kilin üzerine kayaya yastık görevi oluşturacak minimum 50 cm kalınlığında kum-çakıl veya kaya ufağı ile geçiş zonu oluşturulmalıdır Kademeli Derivasyon Çoğunlukla beton barajlarda uygulanır. Nehir yatağının kuruda kalan kısmında yapılan beton baraj gövdesinin içinde yapım sırasında bırakılan uygun çapta bir çelik boru veya boş bırakılan bir ano ile nehir derive edilerek gövdenin nehir yatağı içine yapılacak kısmı tamamlanır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 60

76 Tünel ile Derivasyon Açık kanal veya kondüvi ile derivasyonun uygun olmadığı ve yamaçlarda tünel açmaya elverişli zemin şartlarının bulunması durumunda tünelli derivasyon yapılır Genel Tasarım Kriterleri, Boyutlandırma, Yapısal Tasarım Açık Kanal Tasarım Kriterleri ve Boyutlandırma Açık kanal bölgesi doldurulmadan önce derivasyon için kullanılabilecek yapı kısımlarının tamamlanmış olması önemlidir. Dar vadilerde açık kanallı derivasyon yapabilmek için akarsu eğiminin fazla olması ve membada yapılacak küçük bir sedde ile su yüksekteki yamaç kanalına çevrilebilmelidir. Bu tip açık kanallarda hidrolik olarak deşarj kapasitesini arttırabilmek ve sediment taşınmasını önlemek için beton kaplama yapılması tavsiye edilmektedir. Kanal mansabından dere yatağına su verilirken baraja ve ilgili tesislerine zarar vermeyecek önlemler alınmalıdır. Kanal çıkışı ile dere yatağı arasında kot farkı varsa bu arada oluşacak enerji çeşitli yöntemler (basamak, enerji kırıcı havuz vb.) uygulanarak kırılmalı ve suyun dere yatağına emniyetli bir şekilde ulaşması sağlanmalıdır. Kanalın giriş ve çıkış noktası ile kanal güzergahında etüd yapılarak minimum kazı temin edilmelidir. Derivasyon kanalları projelendirilirken kanalın kaplamalı olmasına, zeminin geçirgenliği ile temel çukuruna gelecek sızıntı suyunun miktarı ve kanalda oluşacak su hızları dikkate alınarak karar verilmelidir. Kanal kapasitesi gözönünde tutularak en ideal kanal eğimi, sürüklenmeye meydan vermeyecek tarzda seçilmelidir. Kanaldaki su hızı yumuşak zeminlerde 1.0 ~ 1.5 m/s, sağlam zeminlerde ise 2.0 ~ 3.0 m/s olmalıdır. Derivasyon kanalları boyutlandırması için aşağıda verilen Manning formülü kullanılabilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 61

77 Burada; Q : debi (m3/s) A : ıslak alan (m2) R : hidrolik yarıçap = (A) / (Ç) (Islak alan / Islak çevre) J : n : kanal eğimi pürüzlülük katsayısı Tablo 1-22 Pürüzlülük Katsayıları (n) Satıhlar Beton kaplı kanallar Çimento harçlı moloz taş satıh Yüzey Durumu İyi Orta Kötü 0,014 0,016 0,018 0,020 0,025 0,030 Kanallar : Toprak, üniform kesitli ve düz 0,020 0,0225 0,030 Kayada açılmış, düz ve üniform 0,030 0,033 0,035 Kayada açılmış, gayrimuntazam 0,040 0,045 Makina ile açılmış toprak kanallar 0,0275 0,030 0, Derivasyon-Dipsavak Kondüvisi Tasarım Kriterleri ve Boyutlandırma Kondüvi ile derivasyon için sağ veya sol sahilde yamaçların oldukça yatık olduğu kısımlardan, minimum kazı ile sağlam zemine kadar inilmelidir. Temelin sağlam kayaya oturtulması mümkün olmadığında, homojen bir yapıda orta sağlamlıkta yumuşak kaya veya nispeten aşırı konsolide killer üzerine de yapılabilir. Yüzeydeki sıyırma hafriyatından itibaren kayanın ayrışmış çatlaklı olan kısımlarından kurtulmak için çatlaklardan arınmış bölgeye kadar inilmelidir. Hafriyat kayada dinamitleme ile yapıldığında düzgün bir satıh elde edilmesi mümkün olmadığı için, düşük dozlu bir betonla kaya yüzeyinin kaplanarak kondüvinin oturduğu yüzey düzeltilmelidir. Çok sağlam olmayan temellerde ve temel zemininin karakter değiştirdiği geçiş bölgelerinde anolar kısa yapılmalı, su tutucu contalar çift olarak konmalıdır. Anolar arasındaki su tutucu contalar çok dikkatli ve bütün olarak konulmalı, kaynaksız bindirme ek kesinlikle yapılmamalıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 62

78 Kondüvi betonunun dış yüzeyine kilin iyice yapışması için, yanlardan ve üstten kondüvi üzerindeki dolgu en az 3.0 m ye yakın ince tabakalar halinde özel olarak sıkıştırılmalıdır. Su kesici yakalar etrafında silindirin giremediği bölgelerde pnömatik el tokmağı ile optimum rutubette istenilen sıkışma sağlanmalıdır. Gövde dolgusunun beton yakalardan ayrılmasını önlemek amacıyla yakaların yan yüzleri 1/5 ~ 1/10 eğimli yapılmalıdır. Sızma boyunu arttırmak üzere, geçirimsiz çekirdeğin mambaında ve çekirdek altında su kesici beton yakalar yapılmalıdır. Bir emniyet tedbiri olarak da çekirdeğin mansabında iki (2) adet yapılması önerilmektedir. Homojen dolgularda da boydan boya yaka konulmalıdır. Her anoya bir yaka gelmesi tavsiye edilmektedir. Yakaların ano ortalarına veya derzler üzerine getirilerek uygulanması mümkündür. Sağlam kaya zemin üzerine inşa edilecek kondüvilerde beton yakalar kayaya en az 45 cm girecek şekilde olmalıdır. Toprak zemine oturan kondüvilerde ise bu yakalar tüm kondüviyi çepe çevre sarmalıdır. Beton su tutucu yakaların kondüviye yük aktarmaması için kondüvi üzerine bitümlü keçe veya benzeri tecrit malzemesi yapıştırılarak yakalar bunun üzerine dökülmelidir. Beton yaka genişlikleri (b) 30~50 cm, yükseklikleri (h) 60~90 cm ve aralıkları da L=7~12 h civarında olmalıdır. Bu oran kilin permeabilitesine ve betona yapışmasına göre tespit edilmelidir. (bkz. Şekil 1-21) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 63

79 Şekil 1-21 Kondüvi - Su Tutucu Yakaları Kondüvinin dipsavak olarak kullanılması halinde, cebri boru başlangıç tıkacı, kil çekirdek ekseni ile kil çekirdeğin memba yüzü ortasına yerleştirilir. Bunun amacı, tıkaç membasındaki derzlerden herhangi bir sızma sonucu kil ile beton arasına girebilecek olan suyun çok sayıda ano ve yaka katederek sızma yolunun uzatılması ve sürükleme gücünün azaltılmasıdır. Kondüvi çapı belirlenirken, kondüvi içine yerleştirilecek boru çapı, hidromekanik teçhizatın montajına, tamirat ve bakımına imkan tanıması ve ulaşım imkanını sağlayacak büyüklükte olmalıdır. Farklı oturmalardan dolayı çatlamalar ile basınçlı çalışan kondüviden gövde malzemesi içine su sızmasını ve gövde malzemesinin de kondüvi içine taşınmasını engelleyecek tedbirler alınmalıdır. Kondüvinin tamamen sandık kazısı dışında olması hali en büyük yüklere maruz kaldığı haldir. Sandık kazısı içine tamamen gömülü ise yamaçlardaki zeminin sağlayacağı kemerlenme nedeniyle bu yük azalır. Yüksek dolgu yükü altındaki büyük çaplı kondüvilerde C25 gibi yüksek dayanımlı beton kullanılarak kondüvi beton kaplama kalınlığı azaltılabilir. Kondüvi betonunun geçirimsizliğini sağlamak için granülometri ve çimento dozajı dikkatle seçilmeli, gerekirse katkı maddesi kullanılmalıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 64

80 Kondüvi kesitleri genellikle içte daire veya atnalı, dışta ise üst yarı dairesel, alt yarısı ise dikdörtgen şeklindedir (bkz. Şekil 1-22, a-b). Kil çekirdek (cut-off) çukurunun geçtiği bölgelerde, kondüvi zemin üzerinde kalıyor ise dışta yan yüzeylerin 1/0.25 eğimle genişletilerek kesit alt yarısının trapez şeklinde yapılması, yanlarda yapılacak kil dolguların beton kaplama dış yüzeyine yapışmasını sağlaması açısından faydalı olacaktır (bkz. Şekil 1-22, c). Beton dökümü esnasında ilk olarak invert adı verilen taban betonu dökülür. Bu kısımda hava kabarcıklarının oluşmaması için kalıp kullanılmamalıdır. Taban betonunun belirlediği 70 ~90 lik merkez açısını 10~15 cm kadar beton içerisine BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 65

81 uzatarak yatay derz haline çevirmek gerekir (bkz. Şekil 1-22). Şekil 1-22 Tipik Kondüvi Enkesitleri Kondüvilerde genellikle açıkta kalan kısımlar haricinde genleşme derzlerine (G.D.) ihtiyaç duyulmaz. Sadece beton rötre çatlaklarını önlemek için 6.0~12.0 m lik anolarda rötre derzleri yapılmalıdır. Rötre çatlamalarını önlemek için bir anonun dökümünden en az on (10) gün sonra ikinci ano dökülmelidir. Anolarda, ano dökümleri bir atlanarak rötre etkisi azaltılabilir Yükler ve Yükleme Durumları Kondüvilerin hesap yükleri; temel malzemesi cinsine, yataklama metoduna, kondüvinin esneklik ve rijitliğine, dolgunun içsel sürtünme açısı, birim ağırlığı, homojenliği, konsolidasyon özellikleri ve nem içeriği gibi zemin özelliklerine bağlı olarak çok geniş bir aralıkta değişim gösterir. Yüklerin sadece inşaat sırasında değil, aynı zamanda dolgunun tamamlanmasından, rezervuarın dolumundan ve dolgunun doygun hale gelmesinden sonra da oluşabileceği düşünülerek, bütün mevcut ve ileride olması muhtemel durumlara göre yük kabulleri yapılmalıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 66

82 Yükler Kondüvi Zati Ağırlığı Düşey Yükler : Kondüvi üzerindeki dolgu ağırlığı ile varsa su ağırlığından oluşmaktadır. Dolgu su altında ise yük hesabında zeminin doygun birim hacim ağırlığı kullanılacaktır. Yatay Yükler : Hesaplanan toplam düşey yükün 1/3 ü oranında üniform yatay yük ile kondüvi yüksekliği boyunca dolgudan kaynaklanan üçgen yayılı yük etkidiği düşünülecektir. İç Su Basıncı : Rezervuar maksimum su seviyesi ile kondüvi ekseni gözönüne alınarak hesaplanacak iç su basıncı, kondüviye üniform radyal olarak uygulacaktır. Yüklerin şematik gösterimi Şekil 1-23 te verilmiştir. Şekil 1-23 Kondüviye Etkiyen Yüklerin Şematik Gösterimi Toplam düşey yük : V = H f *n veya V = H f * d + Hw * w (t/m 2 ) Kemer Yükü : (g) Kondüvi üst yarısının dairesel olması durumunda buradaki dolgu ağırlığı da dikkate alınabilir. Üniform yatay yük : BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 67

83 h = 1/3 *(H f * n ) veya h = 1/3 *(H f * d + Hw * w )..(t/m 2 ) Üçgen yatay yük : q = 1/3 * H k * n veya q = 1/3 * H k * d (t/m 2 ) H k = 2*(R+t) (kondüvi yüksekliği) İç Su basıncı : Pi = Rez.S.S. Kondüvi eksen kotu (t/m 2 ) H f : Kondüvi üzerindeki dolgu yüksekliği (m) H w : Dolgu üstünde kalan su yüksekliği (m) n : Dolgunun doğal birim hacim ağırlığı (t/m 3 ) d : Dolgunun doygun birim hacim ağırlığı (t/m 3 ) w : Suyun birim hacim ağırlığı (t/m 3 ) İncelenecek Haller Memba Kısmında: İnşaat Sonu Hali : Bu halde yapı ve gövde dolgu işleri tamamlanmıştır. Yük olarak kondüvi zati ağırlığı ve dolgudan gelen düşey ve yatay tesirler dikkate alınmalıdır. İşletme Hali : Baraj rezervuarında su maksimum seviyede iken işletme amacıyla kondüviden su alındığı durumdur. Kondüviye yukarıda tariflenen düşey ve yatay yükler ile iç su basıncı ve zati ağırlıktan oluşan tesirler etki edecektir. Onarım Hali : Rezervuarda su maksimum seviyede iken giriş veya su alma yapısı kapağı kapatılmış ve kondüvi içindeki su boşaltılmış olacağından kondüvide iç su basıncı bulunmayacaktır. İşletme halindeki diğer yükler onarım halinde de mevcuttur. Mansap Kısmında: İnşaat Sonu Hali : Bu hal için gözönüne alınacak yükler, memba kısmı ile aynıdır. İşletme Hali : Bu kısımda su cebri boru içinden akacağından, kondüvide iç su basıncı olmayacaktır. Kondüviye düşey ve yatay dolgu yükleri ile zati ağırlıktan oluşan tesirler BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 68

84 etki edecektir (Mansap dolgusunun en fazla doygun hale gelebileceği kabul edilerek, yük hesabında dolgunun doygun birim ağırlığı kullanılabilir). Onarım Hali : Kondüvi içinde su yoktur. Dolayısıyla, onarım hali koşulları işletme hali ile aynıdır Yükleme Durumları İnşaat Sonu, İşletme ve Onarım olmak üzere 3 ayrı hal için yapılacak kondüvi statik hesaplarında gözönüne alınacak yükleme durumları aşağıda sıralanmıştır: Yükleme Durumu I: Kondüvi üzerindeki düşey yükler, taşıma gücü yük katsayıları kullanılarak hesaplanacaktır. Bulunan düşey yükün 1/3 ü oranında yatay yük uygulanacaktır. Yükleme Durumu II: Yapı yanlarındaki dolguların farklı oturma yapabileceği gözönüne alınarak kondüvi üzerindeki düşey yükler %50 arttırılacaktır. Bu olağan bir durum olarak değerlendirilmediğinden, tüm yüklerin hesabında yük katsayıları (1) alınacaktır. Yükleme Durumu III: Yükleme Durumu I deki tesirlerden yatay tesirlerin oluşmaması durumu için inceleme yapılacaktır. Bu da olağan bir durum gibi değerlendirilmediğinden, düşey yüklerin hesabında yük katsayıları (1) alınacaktır. Yapısal hesaplar Taşıma Gücü yöntemine göre yapılacak olup, tasarım yük değerlerinin elde edilmesinde kullanılacak TS500 de öngörülen yük katsayıları Tablo 1-23 de verilmiştir. Tablo 1-23 Tasarım Yük Katsayıları (TS 500) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 69

85 Statik Betonarme Analiz Kondüvi statik hesapları İnşaat Sonu Hali, İşletme Hali ve Onarım Hali nin her biri için yukarıda tanımlanan 3 yükleme durumunun ayrı ayrı uygulanmasıyla toplamda 9 hal için yapılır. Statik analizler için kondüvinin tipi, çapı, üzerindeki dolgu yüksekliği ile dolgu malzemesi ve temel zemininin özellikleri de dikkate alınarak sonlu elemanlar metodu ile hesap yapan SAP2000 ya da benzeri paket programlar kullanılabileceği gibi, Beggs Deformeter- Stress Analysis of Single-Barrel Conduits tabloları ile de bu hesaplar yapılabilir. Statik hesaplar sonucu belirlenen en büyük kesit tesirlerine göre kondüvinin kritik kesit noktalarında kesme ve eğilme açısından gerekli kontroller yapılmalıdır. Hesap kesitleri Şekil 1-24 de tipik olarak gösterilmiş olan kondüvilerde eğilme açısından 1, 7 ve 14 no lu kesitler, kesme açısından ise 4 ve 10,11 no lu kesitler kritik olmaktadır. 1 ve 14 no lu kesitlerde iç yüzler, 7 no lu kesitte dış yüz çekme bölgesi olduğundan, bu kesitlerdeki donatılarda bindirme (ek) yapılmamalıdır. Şekil 1-24 Kondüvilerde Hesap Kesitleri Malzeme ve Donatılandırma Kriterleri Malzeme : Beton malzeme özellikleri ve karakteristikleri TS 500, donatı çelikleri TS 708 e uygun olmalıdır. Genel olarak kondüvilerde kullanılabilecek beton sınıfları ve karakteristik basınç dayanımları ile donatı çeliği ve akma dayanımı aşağıda verilmiştir. Beton : C20, (f ck = 200 kg/cm 2 ) : C25, (f ck = 250 kg/cm 2 ) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 70

86 Çelik : S420, (f yk = 4200 kg/cm 2 ) Minimum pas payı: Su ve hava ile temas eden yüzeylerde : 5.0 cm Zemin-dolgu ile temas eden yüzeylerde : 7.5 cm Malzeme ve pas payı için yukarıda verilen değerler tavsiye niteliğindedir. Yerindeki şartlara göre değerlendirilmelidir. Rötre ve sıcaklık tesirlerinden dolayı meydana gelen çatlakları dağıtmak için gerekli en az donatı oranı için DSİ Su Tutucu Betonarme Yapıların Yapımına Ait Genel Teknik Şartname, sayfa 21,22 de verilen alttaki kriter kullanılabilir. min fctk fyk A smin = fctk fyk x b x d min : toplam kesit alanına göre, çatlakları dağıtmak için gerekli pursantaj. f ctk : betonun çekme mukavemeti (3 günlük, C20 beton için = 7.50 kg/cm 2, C25 beton için = 8.70 kg/cm 2 ) f yk : donatı çeliğinin akma mukavemeti (S420 için = 4200 kg/cm 2 ) b : kesit genişliği (1.00 m). d : kesit kalınlığı (beton yüzey bölgesi =25 cm olarak alınması tavsiye edilmektedir) Buna göre C20 beton ve S420 sınıfı çelik için minimum donatı, 7.50 A smin = 4200 x 100 x 25 = 4.46 cm 2 /m olarak bulunur. Dolayısıyla kondüvilerde rötre için minimum 14/30 donatı kullanılabilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 71

87 Derivasyon-Dipsavak Tüneli Tasarım Kriterleri ve Boyutlandırma Yerleşim yapılırken Tünel boyunun mümkün olduğunca kısa olmasına dikkat edilmeli, kurblardan kaçınılmalı ve tünel açılacak zeminin kemerlenme yapması için yeterli derinlikten gidilmelidir. Tünel güzergahı, giriş ve çıkış kazılarının duraylılığının sağlanabileceği yerlerde ve kazıları en aza indirmek için mümkün olduğunca tesviye eğrilerine dik geçirilmelidir. Tünel giriş ve çıkış kotu akarsu yatağının talveg kotuna göre tespit edilmelidir. Özellikle büyük akarsular üzerinde yapılacak barajların derivasyon tüneli girişi, baz akım su yüzü kotundan 1.0~2.0 m yukarıda dizayn edilmelidir. Derivasyon tüneli tek tünel ise ve daha sonra bu tünel dipsavağa dönüştürülecekse, projelendirme yapılırken dipsavak yapıları ve teçhizatları da dikkate alınmalıdır. Çift tünelli derivasyon durumunda ise tünellerden birisi derivasyon işleminden sonra tıkaçlanarak iptal edilir, diğeri dipsavak olarak dizayn edilir. Çift tünel projelendirilirken, tünellerin hafriyat çaplarının dış yüzleri arasında minimum 3D kadar mesafe olmasına dikkat edilmelidir. Tünel aynasının yeri tespit edilirken, zeminin kendi stabilitesiyle kendini tutmasını sağlamak amacıyla tünel hafriyat çapı üzerindeki zemin yüksekliğinin emniyet açısından 1.5 x (tünel kazı çapı) kadar alınması pratik olarak uygun olmaktadır. Derivasyon tüneli çapı, göz önüne alınacak feyezan debisine göre yapılacak tünelbatardo optimizasyonu neticesinde seçilmelidir. Bunun için değişik tünel çaplarında gereken batardo yükseklikleri belirlenip, her bir çözümdeki tünel ve batardo maliyetleri bulunarak, tünel çapına göre toplam maliyeti veren bir grafik çizilir, minimum maliyeti veren çap tünel çapı olarak belirlenir.(bkz. Şekil 1-25) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 72

88 Şekil 1-25 Tünel-Batardo Optimizasyon Eğrisi Tünel geometrisi (dairesel, atnalı, modifiye atnalı) ve çapı derivasyon sisteminin optimizasyonu ile bulunur. Ancak, imalat kısıtları nedeniyle tünellerde kazı çapı 3.60 m nin altında seçilmezler. Tünel uzunluğu, yaklaşım olanaksızlığı, havalandırma sorunları gibi etkenlerle bazı durumlarda minimum tünel kazı çapının artırılması gerekebilmektedir. Derivasyon tüneli dipsavak olarak da kullanılacaksa tünel çapının belirlenmesinde cebri boru çapı ve havalandırma olanakları da dikkate alınmalıdır. Kaya koşulları ve hidrolik kayıplar da değerlendirildiğinde derivasyon tünellerinin kaplamasız olarak yapılması değerlendirilmelidir. Ayrıca, büyük çaplı tek tünel yerine daha küçük çaplı 2 tünel yapılması, ekonomik görülmese bile su tutma aşamasında sağlayacağı kolaylıklardan dolayı tercih edilmelidir. Bir derivasyon ve dipsavak tüneli ait tipik boy kesit Şekil 1-26 da verilmiştir. Tüneller ait diğer tasarım yöntemleri detaylarıyla Bölüm te anlatıldığı gibidir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 73

89 Şekil 1-26 Derivasyon ve Dipsavak Tüneli Tipik Boy Kesiti BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 74

90 Yükler ve Yükleme Durumları Derivasyon-dipsavak tünellerindeki yükleme koşulları hidrolik yüklemeler dışında Bölüm te verilen yükleme durumları ile aynıdır. Derivasyon aşamasında, kaplamaya veya tünel iç cidarına gelen yük, hidrolik iç basınç kadar olacaktır. Ancak, işletme aşamasında, baraj su tuttuktan sonra enjeksiyon perdesinin önünde kaya ortamı doygun olarak düşünülmelidir. Bu nedenle, kaplamaya etki eden dengelenmemiş yükleri azaltarak ekonomik bir tasarım yapmak için tıkaç bölgesinin enjeksiyon perdesinin hemen önüne yapılması önerilmektedir. Tıkaç bölgesinin önündeki tüm yüklemelerde barajın normal su seviyesi dikkate alınarak yapılmalıdır. Tıkaç yapısından sonra ise hem dışarda hem de içerde hidrolik yükleme olmayacaktır Statik Betonarme Analiz Derivasyon-dipsavak tünellerinin analizleri için Bölüm teki yöntemlerden yararlanılabilir. Burada dikkat edilmesi gereken konu dipsavak su alma şaftının tünel ile bağlandığı bölümde analizin 3 boyutlu yapılması gerektiğidir Derivasyon Giriş Yapısı Tasarım Kriterleri ve Boyutlandırma Derivasyon Giriş Yapısı, nehir yatağındaki suyun tünele alınması için genelde açıkta kondüvi olarak yapılan karesel bir kesitin tünel kesitine bağlanması şeklinde dizayn edilir. Büyük çaplı tünellerde giriş yapısı orta ayaklı olarak dizayn edilmeli, kenar ayaklar ve orta ayak burnu R= 0.15*D ile yuvarlatılarak girişte hidrolik yük kayıplarının azaltılması sağlanmalıdır. Giriş yapısını tünele bağlayacak olan tranzisyon (geçiş yapısı), mutlaka daralan kesit şeklinde dizayn edilmeli, genişleyen kesitli tranzisyon yapmaktan kaçınılmalıdır (bkz. Şekil 1-27). BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 75

91 Şekil 1-27 Derivasyon Giriş Yapısı Plan ve Boy kesiti (Tipik) Giriş yapısının orta ayaklı olarak teşkil edilmesi durumunda, girişteki toplam kesit alanının, minimum tünel kesit alanı kadar veya ondan daha büyük olmasına dikkat edilmelidir. Derivasyon giriş ağzında su tutma sırasında yerleştirilecek batardo kapaklarının yeri projelendirme sırasında düşünülmelidir. Su tutma işlemi sırasında kullanılacak batardo kapaklarının küçük tünellerde ve baz akımı olmayan akarsularda prefabrik beton, baz akımlı akarsular ve büyük çaplı tünellerde çelik olması tercih edilmelidir Yükler ve Yükleme Durumları Derivasyon giriş yapısı hesaplarında gözönüne alınması gereken yükleme durumları ve yükler: İnşaat Sonu Durumu Yapı zati yükü Yapı üzerindeki dolgu ve sürşarj ağırlıkları BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 76

92 Dolgu ve sürsarj yanal itkileri Derivasyon Durumu İnşaat sonu yükleri İç su basıncı (dolu akış durumu) Su Tutma Durumu Yapı zati yükü (kapak yükü dahil) Yapı üzerindeki batık dolgu ağırlığı Dolgu yanal itkileri (batık durumdaki) Su ağırlıkları (yapı üzerinde ve varsa yapı içindeki su ağırlığı) Dış su basıncı ve alttan kaldırma (aksine bir durum yoksa, dış su basıncı ve alttan kaldırma değeri, tünel içi imalatlar tamamlanıncaya kadar geçecek sürede rezervuarda oluşacak su seviyesine göre belirlenmelidir) Stabilite Analizi Stabilite hesabında gözönüne alınacak her yükleme durumu için elde edilecek tesirlere göre yapının kayma, devrilme ve yüzme emniyeti ile yapı tabanında oluşacak zemin gerilmeleri bulunarak, mevcut zeminin taşıma gücüne göre tahkik edilmelidir Yüzme Tahkiki Yüzme tahkiki, giriş yapısının su tutma durumundaki koşulları dikkate alınarak yapılmalıdır. Bu durumda giriş yapısı kapakları kapalı, kapak mansabında yapı içi boş olacaktır. Kapakların membaında yapı içindeki su ağırlığı ile yapı üzerindeki su ağırlığı ve alttan kaldırma kuvveti, su tutma aşaması için projede öngörülen rezervuar su seviyesi dikkate alınarak hesaplanmalıdır. DSİ yayınlarında yer alan yönteme göre yapılacak yüzme tahkikinde; Yüzme Emn.= (W s +W c +S+W g )/U 1.20 olmalıdır. Ws= Toplam yapı ağırlığı (yapı üzeri dolgu ve ekipman ağırlıkları dahil) Wc= Yapı içindeki su ağırlığı BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 77

93 S= Sürşarj Yükü U= Alttan kaldırma kuvveti Wg= Yapı üzerindeki su ağırlığı USACE, EM de yer alan yönteme göre: Fs = (W s +W c +S)/(U-W g ) Tablo 1-24 Yüzme Tahkiki Emniyet Katsayıları Kayma Tahkiki Kayma Emn. = (ΣN*f+c*L)/ΣH 1.50 (Normal durumda) 1.20 (Deprem durumunda) ΣN= Kayma düzlemine dik etki eden toplam kuvvet ΣH= Kayma düzlemine etki eden toplam yatay kuvvet Ø= Yapı temeli altındaki zeminin içsel sürtünme açısı c= Zeminin kohezyonu L= Yapı uzunluğu f = Yapı temeli - taban zemini arası sürtünme katsayısı (f = tan olarak kabul edilebilir ya da alttaki tablodan alınabilir.) Tablo 1-25 Kayma Hesabı için Sürtünme Katsayıları (f) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 78

94 Tablo 1-26 Kayma Tahkiki İçin Emniyet Katsayıları* *USACE, EM de verilen emniyet katsayıları Devrilme Tahkiki DSİ yayınlarında yer alan yönteme göre yapılacak devrilme tahkikinde; Devrilme Emniyeti = ΣMk/ΣMd 1.50 (Normal durumda) 1.20 (Deprem durumunda) Mk= Devrilmeye karşı koyan momentler Md= Deviren momentler USACE, EM de yer alan yöntem: EM de emniyet katsayısı yöntemi yerine temel basınç bölgesi uzunluklarının karşılaştırılmasına dayalı bir yöntem kullanılmaktadır. (Devrilme tahkikinde emniyet katsayısı metodu, kayma ve yüzme tahkikindeki kadar uygun değil diye belirtilmiştir.) Tablo 1-27 EM , Devrilme Tahkiki için Limitler Zemin Gerilmeleri Yapı temeli altında, σ= ΣN/A±Mο/W, şeklinde hesaplanacak maksimum ve minimum zemin gerilmeleri için, σ max < σ zemn, σ min > 0 olmalıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 79

95 A= temel alanı (b x L), W=temel mukavement momenti ( b x L 2 / 6 ), M 0 = Temel ortasındaki toplam moment (M 0 = ΣN*e), c = (ΣM k - ΣM d ) / ΣN, e= L / 2 c olarak bulunacaktır. c : Bileşke kuvvetin yeri (c < L / 3 ) olması durumunda temel altında çekme gerilmesi çıkacaktır. Bu durumda zeminin çekmeye çalışmadığı dikkate alınarak, maksimum zemin gerilmesi σ max = (2*ΣN)/(3*c) formülünden hesaplanmalıdır. Hiç bir durumda (c < L/6) olmamalıdır. Özel haller dışında zemin emniyet gerilmeleri alttaki tablodan alınabilir. Tablo 1-28 Temel Zemini için Emniyet Gerilmeleri Statik-Betonarme Analiz Yapısal hesaplar Taşıma Gücü yöntemine göre yapılacağından, statik hesaplarda gözönüne alınacak yükler TS 500 de öngörülen yük katsayılarıyla çarpılarak kullanılmalıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 80

96 Statik hesaplar giriş yapısının en kritik kesit ya da kesitleri için yapılmalı, bu kesitlerde en büyük tesirleri elde etmek için olası tüm yükleme durumları gözönüne alınmalıdır. Statik analizler sonucunda elde edilecek en elverişsiz kesit tesirlerine göre yapı elemanları eğilme ve kesme dayanımları yönünden kontrol edilerek gerekli donatılandırma TS 500 de verilen ilkeler doğrultusunda yapılmalıdır Giriş Yapısı Kapakları Giriş yapısı batardo kapakları, tünelin derivasyon işlevi sona erip su tutma aşamasına geçildiğinde giriş yapısındaki yerlerine indirilerek, tünel içindeki tıkaç betonu, cebri boru, vana vb. imalatların yapılmasına kadar geçecek süre içinde tünele su girişini önlemek üzere projelendirilir. Yapı boyutlarına ve proje şartlarına bağlı olarak Betonarme veya Çelik olarak dizayn edilebilen bu kapakların hesabı için gözönüne alınacak hidrostatik su yükü Şekil 1-37 de şematik olarak gösterilmiştir. Şekil 1-28 Giriş Yapısı Kapak Yükü (Şematik) Buradaki en önemli konu, tünel içindeki imalatların tamamlanmasına kadar geçecek sürede Rezervuar Su Seviyesinin ne olacağının belirlenmesidir. Bunun için de tünel içinde yapılacak imalatların miktarı ve ne kadar sürede tamamlanacağının çok iyi tayin edilmesi gerekir. Buna göre mevcut akarsu debileri dikkate alınarak su tutma BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 81

97 aşamasına geçme zamanı ile bu sürede rezervuar su seviyesinin hangi kota kadar yükselebileceği belirlenir. Belirlenen rezervuar su seviyesine göre de kapakların mukavemet hesabı yapılır Dipsavak Şaftı ve Su Alma Yapısı Su alma yapıları minimum işletme seviyesinin vorteks derinlikleri altında yapılan ve dipsavağa su almak için imal edilen yapılardır. Su alma yapıları tünellere dipsavak şaftı ile bağlanırlar. Su alma yapıları tamamen suyun içinde olduklarından üzerlerine etki eden yüklerde de bu durum göz önünde bulundurulmalıdır. Su alma yapılarının tasarım kriterleri Bölüm de, dipsavak şaftlarının tasarım kriterleri Bölüm te anlatıldığı gibidir. Şekil 1-29 Dipsavak Şaftı ve Su Alma Yapısı Yerleşimi Tıkaç Betonları Derivasyon işleminin tamamlanmasından sonra tünelin iptal edilmesi veya dipsavağa dönüştürülmesi amacıyla yapılan tıkaç betonları çeşitli şekillerde projelendirilebilmektedir. Tıkacın yapılacağı bölgede kaya sağlam ise tıkaç kama şeklinde, orta sağlamlıktaki bölgelerde ise kazılar daha geniş yapılarak kesme tıkacı yapılabilir. Ancak zemin çürük veya tıkaç bölgesinde daha geniş kazı yapmak riskli ve zaman alıcı önlemleri gerektiriyorsa, tıkaç betonu ile kaplama betonu arasındaki sürtünmeden yararlanılarak tıkaçlar sürtünme tıkacı olarak projelendirilmelidir. Tıkaçların baraj enjeksiyon perdesinin 10~15 m membaında yer alması, ışınsal enjeksiyon ile bu bölgedeki sızma boyunun uzatılması ve tıkaç çevresindeki zeminin konsolidasyon enjeksiyonu ile sağlamlaştırılması gereklidir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 82

98 Tıkaç betonu dizaynında en önemli konu tıkaç boyunun belirlenmesidir. Tıkaç boyu için çeşitli literatürlerde önerilen farklı hesap yöntemleri aşağıda yer almaktadır: HANİEL VE LUEG YÖNTEMİ Haniel ve Lueg, tıkaç boyunu, maksimum kayma gerilmesine (bu gerilmenin takriben tıkaç ortalarında meydana geldiğini kabul etmektedirler) göre hesaplamış olup; burada kayma gerilmesi ne tıkacı çevreleyen kayanın, ne de tıkacı meydana getiren malzemenin kayma emniyet gerilmesini geçmemelidir. Maksimum kayma gerilmesi, ortalama kayma gerilmesinin 1.5 katı alınarak aşağıdaki formül önerilmiştir. [3, sayfa 22] L P : Tıkaç uzunluğu (m) : Tıkaca etki eden yük, (kg) T maks : Maksimum kayma gerilmesi (kg/cm 2 ) 2 (b + h) : Tıkaç çevresi (dikdörtgen kesitli tıkaç için) P = (Rezv.Max.S.S. tıkaç eksen kotu) x Tıkaç alanı Elde edilen bu tıkaç boyunun minimum 4 gibi bir emniyet katsayısıyla arttırılması tavsiye edilmektedir. KEGEL YÖNTEMİ Kegel, ortalama kayma gerilmesinin emniyet kayma gerilmesinden büyük olması esasından giderek, minimum tıkaç boyu olarak aşağıda verilen bağıntıyı önermiştir [3, sayfa 22]: Esas olarak Haniel ve Lueg yönteminden bir farkı bulunmayan bu yöntemle elde edilen tıkaç boyu da 4 emniyet katsayısı ile arttırılmalıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 83

99 FERITZCHE YÖNTEMİ Feritzche, dairesel bir tüneldeki tıkaç boyu için şu denklemi önermiştir. [3, sayfa 22] r P : Tünel yarıçapı (m), : Su basıncı (ton/m2), g : Beton veya zemin emniyet gerilmesi (ton/m 2 ) Hesaplarda beton emniyet gerilmesi olarak tasarım basınç mukavemetinin 1/10 u alınabileceği belirtilmiştir. GENEL KURAL Çeşitli formüller ve teorik hesaplamaların tamamı, tıkaca gelen toplam basıncın tıkaç çevresinde meydana gelecek kayma gerilmesiyle karşılanması esasına dayanmaktadır. Dolayısıyla, genel ifadesiyle elde edilecek tıkaç boyu uygulamada yeterli sonuçlar vermektedir [3, sayfa 22] Yukarıda açıklanan 4 yöntemin hepsinde kullanılan ve tıkaç boyunu etkileyen bir faktör de donatısız betonun kayma gerilmesi değeridir. Literatürde [3, sayfa 22]bu değerin 6 kg/cm 2 alınabileceği belirtilmekle birlikte, DSİ uygulamalarında 4.0 ~ 5.0 kg/cm 2 değeri de kullanılmaktadır. PRATİK YAKLAŞIM Yukarıda bahsedilen teorik çalışmalar haricinde, pratikte daha önce uygulanmış tıkaçların incelenmesiyle ortaya konmuş bazı amprik formüller de kullanılmaktadır. Bunlardan en yaygın olanı minimum tıkaç boyunun 1.5 x Tünel çapı kadar alınması yönündeki uygulamadır. Teorik hesaplarla bulunan tıkaç uzunluğunun tünel çapının 1.5 BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 84

100 katından kısa olması halinde, tıkaç uzunluğunun en az tünel çapının 1.5 katı kadar alınması tavsiye edilmektedir.[3, sayfa 26] Enjeksiyonlar Tünellerde iki farkı enjeksiyon sistemi vardır. Birincisi kaplama ile çevreleyen zemin arasında kalacak boşlukların doldurulması amacıyla yapılan kontak enjeksiyonudur. İkincisi ise tüneli çevreleyen zeminin tünel açımı aşamasında örselenmiş olan zeminin iyileştirilmesi için yapılan konsalidasyon enjeksiyonudur. DSİ Jeoteknik Hizmetler ve YAS Dairesi Başkanlığı tarafında tünel enjeksiyonlarına ait bir şartname bulunmaktadır. Oldukça detaylı olan bu şartname yıllardır başarı ile uygulanmaktadır Tranzisyon (Geçiş Bölgesi) Yapıları Rakortman, diktörtgen kesitli çökeltim havuzundan trapez kesitli ana kanal girişine geçiş sağlar Stabilite Analizi Enerji kırıcı yapıları savaklanan suyun etkisi etkisi altında kaymamalı ve kaymaya karşı belirli bir güvenliği olmalıdır. Kaymaya karşı güvenlik sayısı; kaymaya karşı koyan kuvvetlerin, kaydıran kuvvetlere oranı olarak tanımlanır. Kanalı kaydırmaya çalışan kuvvetler, duvara yanal olarak etkiyen kuvvetlerdir. Kaymaya karşı koyan kuvvetler ise, tabanda oluşan sürtünme kuvvetidir. Sürtünme kuvveti, duvar tabanına binen tüm düşey ağırlığın (N), sürtünme katsayısı ()ile çarpımıdır. :Taban sürtünme açısı olup, kanal tabanının pürüzlülüğüne ve zemin cinsine göre /3 ile arasında değişir. açısı tipik olarak 15 ile 30 arasında değerler alabilir. Kesin değerler için zemin etüt raporuna bakılmalıdır. Kohezyonlu temel zemini durumunda BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 85

101 karşı koyan kuvvete. Burada; : Duvar temeli ile kohezyonlu zemin arasındaki adezyondur. Kanal zeminine göre kohezyonun 0.5~1 arasında alınabilir. B ise Yapı taban genişliğidir Statik Yükler i. Aktif Toprak Yükü Pa : Aktif toprak itkisi Pa = ( Ka H² ) / 2 ii. Sürşarj Yükü Ps : Sürşarj Yükü Ps = Ks q 0 H Sürşarj Deprem Yükü Psd : Sürşarj deprem yükü Psd = Kd q 0 H iii. Suyun Hidrostatik Yükü BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 86

102 Psu : Suyun hidrostatik yükü Psu = iv. Kanal İçi Düşey Su Yükü Gsu : Suyun kanal içindeki düşey yükü Gsu = H su v. Kanal İçi Yatay Su Yükü Psu : Suyun kanal içindeki düşey yükü Psu = Yük Kombinasyonları Yapıya gelen yüklere ait semboller aşağıda bir kere daha listelenmiştir; G Pa Ps Psd Psh : Yapı Ağırlığı : Aktif toprak itkisi : Sürşarj Yükü : Sürşarj deprem yükü : Suyun hidrostatik yükü BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 87

103 Gsu : Suyun kanal içindeki düşey yükü Psu : Suyun kanal içindeki düşey yükü Buna göre tavsiye edilen yük kombinasyonları aşağıdaki gibidir; i. İnşaat Sonu Durumu: 1.4 ( G + Pa ) Ps ii. İnşaat Sonu Depremli Durum 1.0 ( G + Pa + Ps + Psd ) iii. İşletme Hali Normal Durum 1.4 ( G + Pa + Gsu + Psh ) ( Ps + Psu ) iv. İşletme Hali Depremli Durum 1.0 ( G + Pa + Ps + Psd + Psh + Gsu + Psu ) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 88

104 Dipsavak Vanaları ve Cebri Boru Tehlike ve Ayar Vanaları i. Tehlike Vana Odası: Cebri boru veya ayar vanasında bir hasar meydana geldiğinde yada cebri boru veya ayar vanasında tamirat gerektiğinde suyu kesmek ayrıca barajın sulama amacıyla kullanılması durumunda, cebri borunun sulama sezonu sonunda boşaltılması için kullanılır. Bunun dışında baraj işletme sırasında daima açıktır. Şekil 1-30 Vana Odası Kesiti (1/2) Memba tünelinin (kondüvi) sonuna, cebri borunun başına, toprak ve kaya dolgu barajlarda baraj enjeksiyon perdesinin m membasına konur (Şekil 1-30). Şayet derivasyon yapısı kondüvü ise emniyet vanası enjeksiyon perdesinin membasınde teşkil edilmeli, bu noktaya kadar derivasyon yapısı geçirimsiz malzeme ile kaplanmalı ve su tutucu yakalar ile sızma boyu uzatılmalıdır. Eğer dipsavak yapısı bir gövdeden uzak bir tünel olması ve kayada çatlak olmaması durumunda emniyet vanası dolgu yükünün 1.5xH'a (H hazne su yüksekliği) eşit olduğu yere konulabilinir (Şekil 1-31). Ancak bu durumda, derivasyon-dipsavak tünelinin memba kısmında şevde tam rezervuar su yükü, dışında ise kaya içindeki freatik hatta göre su basıncı oluşacaktır. Bu durum ekonomik olmayan kesitlere sebebiyet vermektedir. Bu halde mekanik techizatın kısalması tünel kesitinin büyümesi arasında bir optimizasyon yapılmalıdır. Ayrıca mansap tünelinde teşkil edilecek drenaj deliklerinin yeterli çalışıp çalışmayacağını kontrol etmek açısından sızma analizi yapılmalıdır. Tehlike vanası olarak kelebek vana kullanılması durumunda tünel-kondüvi çapını artırmak vana montajını kolaylaştıracaktır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 89

105 Şekil 1-31 Vana Odası Kesiti (2/2) ii. Kontrol Vana Odası Dip savaktan gelen cebri borunun sonunda rezervuar seviyesine ve yapılması istenilen desarja göre suyu ayarlayan vanaya, ayar vanası ve vanayı koruyan yapıyada ayar vana odası denir. Vana odası tamamen betonarme yapılabileceği gibi kolon-kiriş gibi karkas yapı da yapılabilir. Yapı Boyutlarının Belirlenmesi: Yapı boyutları, cebri borunun çapına (vana boyutlarına), içeride bir montaj sahası olup olmayacağına bağlıdır. Havalandırma ve aydınlatma için yeter boyutta pencereler bırakılmalıdır. Tasarım Yükleri: a) Yapı Zati Ağırlığı Vana odası betonarme elemanları, cebri boru+su ve vana ağırlığından oluşmaktadır. b) Hidrostatik Yükler Vana kapalı iken oluşan statik su yükünden oluşmaktadır. c) Kaldırma Kuvvetleri Yapı zemin altında YASS seviyesine göre oluşan alttan kaldırma kuvvetleridir. d) Deprem Yükleri Proje optimizasyonuna göre belirlenen deprem ivmesinden dolayı oluşan kuvvetlerdir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 90

106 e) Su Jeti Sulama mevsiminde veya baraj haznesinin deşarjı sırasında bırakılan suyun oluşturduğu hidrodinamik yüklerdir. f) Koç Darbesi Kontrol vanasının kapanması ile oluşan hidrodinamik yüktür. Yükleme Durumları: a) İnşaat Sonu Hali (U) Vana odası yapımı sona ermiştir ve kullanıma hazır durumdadır. İnşaat sonu hali yükleme durumunda alınacak yükler: yapı zati ağırlığı, yapının zemin altında bulunan kısımları için yatay zemin yüklerinden oluşmaktadır. b) İnşaat Sonu Hali + Deprem (UN) Vana odası yapımı sona ermiştir ve kullanıma hazır durumdadır. İnşaat sonu hali+deprem yükleme durumunda alınacak yükler: yapı zati ağırlığı, yapının zemin altında bulunan kısımları için yatay zemin yükleri ve bu yüklere proje optimizasyonunda belirlenen yer ivmesinden dolayı oluşan ek sismik yüklerden oluşmaktadır. c) İşletme Hali-A (U) Baraj işletmeye alınmış ve ayar vanaları kapalıdır. İşletme hali-a yükleme durumunda alınacak yükler: yapı zati ağırlığı, yapının zemin altında bulunan kısımları için yatay zemin yükleri, YASS'den dolayı oluşan kaldırma kuvvetleri,yatay zemin yükleri ve vanaya uygulanan hidrostatik yüklerdir. d) İşletme Hali-B (U) Ayar vanaları deşarj halindedir. İşletme hali-b yükleme durumunda alınacak yükler: yapı zati ağırlığı, yapının zemin altında bulunan kısımları için yatay zemin yükleri, YASS'den dolayı oluşan kaldırma kuvvetleri,yatay zemin yükleri ve vanaya uygulanan hidrodinamik yüklerdir. e) İşletme Hali-A + Deprem (U) Baraj işletmeye alınmış ve ayar vanaları kapalıdır. İşletme hali-a yükleme durumunda alınacak yükler: yapı zati ağırlığı, yapının zemin altında bulunan kısımları için yatay zemin yükleri, YASS'den dolayı oluşan kaldırma kuvvetleri,yatay BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 91

107 zemin yükleri, bu yüklere proje optimizasyonunda belirlenen yer ivmesinden dolayı oluşan ek sismik yükleri ve vanaya uygulanan hidrostatik yüklerdir. f) Vananın Ani Kapanması Hali (UN) Ayar vanaları deşarj halindeyken vananın kapatılmasıyla oluşur. Vananın Ani Kapanması Hali yükleme durumunda alınacak yükler: yapı zati ağırlığı, yapının zemin altında bulunan kısımları için yatay zemin yükleri, YASS'den dolayı oluşan kaldırma kuvvetleri, vananın kapanmasından dolayı vanaya uygulanan hidrodinamik yüklerdir. Stabilize Analizi: i. Kayma Kontrolü Kayma Kontrolü İçin Emniyet Katsayıları (FS) U UN E Emniyet Katsayısı (FS): ii. Devrilme Kontrolü Devrilme Kontrolü İçin Emniyet Katsayıları (FS) U UN E Emniyet Katsayısı (FS): Dipsavak Cebri Borusu Dipsavak Cebri Borusu Kısımları Cebri borular, baraj ve/veya hidroelektrik santral tesislerinde rezervuardan alınan suyun içme, sulama ve enerji üretimi gibi kullanım amacına göre kullanılacağı yere taşınmasında kullanılacaktır. Dipsavak Cebri Borusu, Cebri Boru genel tarifi içerisinde değerlendirilecek olup, başlıca kısımlardan oluşur. i. Düz boru kısımları ii. Transizyonlar iii. Redüksiyonlar BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 92

108 iv. Mesnetler v. Genleşme contaları vi. Mafsal contalar (esnek) vii. Dirsekler viii. Branşmanlar ix. Menholler x. Deşarj boru ve vanaları xi. Havalandırma boru ve vanaları xii. Takviye ringleri xiii. Enjeksiyon delikleri xiv. Test kapakları i. Düz Boru Kısımları Gerek açık arazide veya tünel içerisinde mesnetler üzerinde ve gerekse tünel içerisinde çelik kaplama olarak hangi amaçla, nerede ve hangi şartlar (yatay, düşey, eğimli vb. gibi) ile kullanılacağı projelerde tafsilatlı olarak gösterilen düz boru kısımları; kullanılacak malzeme cinsi ne olursa olsun silindir ile kıvrılmak sureti ile şekillendirilecek, çevresel ve boyuna kaynak birleşim yerlerinde uygun kaynak ağzı açılacak, uygun metot ve kaynak birleşim şekli ile kaynak edilerek imal edilecektir. Her boru parçasının diğeri ile birleştirilmesinde boyuna kaynaklar düz bir hat teşkil etmeyecek şekilde şaşırtmalı olarak yerleştirilecektir. İki komşu ek arasında şaşırtma mesafesi en az 5t (t=cebri boru et kalınlığı) olacaktır. Boyuna ek yerleri cebri borunun hiç bir zaman alt noktasına gelmeyecektir. Tünel içerisinde çelik kaplama olarak yerleştirilecek düz boru kısımlarında montaj kaynağının borunun dış kısmından yapılamaması gibi hallerde borunun dış yüzeyine uygun ebatlarda çelik kuşak geçirilmek sureti ile içeriden kaynak edilebilecektir. Cebri boru üzerine yerleştirilen takviye veya mesnet çemberleri; çevresel kaynak kısmından en az 100 mm uzakta bulunacaktır. Farklı kalınlıktaki cebri borunun kaynağında kalınlık farkı 3 mm yi geçmesi halinde kaynak dikişinin çentik etkisinde kalmaması için kalın malzeme üzerinde 1/4 eğimli pay verilecektir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 93

109 ii. Transizyonlar Transizyonlar, dikdörtgen veya kare kesitten daire kesite geçişi (veya tersi ) sağlamak için kullanılacaktır. Kullanım yeri ve şekli projeler üzerinde belirtilecektir. Transizyonlar da iç ve dış statik yükler ile kesit ve şekil değişimi göz önüne alınarak yapılacak dayanım hesaplarına göre et kalınlığı ile boyuna ve enine takviye ebatları tayin edilecektir. Transizyonlarda yan düşey kenarın planda değişim açısı boru eksenine göre 5 yi geçmeyecek şekilde projelendirme yapılacaktır. Havalandırma borusu olması durumunda bağlantı yeri güçlendirilecektir. Transizyon eğer cebri boru başlangıcında yer alıyor ise memba tarafına en az iki adet sızdırmazlık ringi konulacak ve bu ringlerde hiç bir şekilde kaynak eksiği ve boşluk bulunmayacaktır. Gerek açık arazide ve gerekse tünel içerisinde betona gömülecek olan transizyonlarda beton dolumu ve enjeksiyonu için delik ve tapalar bulunacak ve deliklere takviye plakaları konulacaktır. Tapalara beton ve enjeksiyon işleri sonrasında çevresel sızdırmazlık kaynağı yapılacak ve daha sonra kaynak taşla temizlenerek yüzey düzgünlüğü sağlanacaktır. Projelerde transizyon; dikdörtgen veya kare kesitin başlangıcından daire kesitin başlangıcına kadar olan kısım olarak belirtilecektir. iii. Redüksiyonlar Redüksiyonlar, büyük çaplı daire kesitten daha küçük çaplı daire kesite geçişi (veya tersi) sağlamak için kullanılacaklardır. Yeri projeler üzerinde belirtilecektir. Redüksiyonlar iç ve dış statik ve dinamik yüklere göre kontrol edilecek ve gerektiğinde yeterli sayı ve ebatta takviye çemberi ile teçhiz edilecektir. Redüksiyonun cebri boru başlangıcında kullanılması halinde memba kısmında en az iki adet olmak üzere sızdırmazlık ringi konulacak ve bu ringlerde hiç bir şekilde kaynak eksiği ve boşluk bulunmayacaktır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 94

110 Gerek açık arazide ve gerekse tünel içerisinde betona gömülecek olan redüksiyonlarda beton dolumu ve enjeksiyonu için delik ve tapalar bulunacak ve deliklere takviye plakaları konulacaktır. Tapalara beton ve enjeksiyon işleri sonrasında çevresel sızdırmazlık kaynağı yapılacak ve daha sonra kaynak taşla temizlenerek yüzey düzgünlüğü sağlanacaktır. iv. Mesnetler Hareketli Mesnetler Mesnetler üzerine döşenmiş cebri boruda sıcaklık değişimleri nedeni ile oluşacak genleşme ve büzülmelerde cebri boruya hareket imkanı vermek ve boruda flambaja engel olmak ve aynı zamanda boruya mesnet vazifesi görmek amacı ile kullanılacaklardır. Mesnet çemberleri ve ayakları hareket halinde meydana gelebilecek deformasyonlara ve su ile boru ağırlığına karşı mukavim olacak şekilde projelendirilecektir. Betona gömülen sabit kısımlar için beton ayak üzerinde birinci ve ikinci kademe beton dökümleri ile ankraj elemanları projelerde gösterilecektir. Bütün mesnetler cebri borudaki statik, dinamik tesirler ile deprem yüklerine mukavim olacak şekilde projelendirilecektir. Mesnet çemberleri cebri boruya uygun kaynak yöntemi ile kaynak edileceklerdir. Kayıcı Tip Mesnet Mesnet ayağına sürtünmeyi azaltacak ve aynı zamanda basma gerilmesine mukavim olacak şekilde bronz, PTFE esaslı vb. gibi malzemeden oturma levhaları konulacaktır. Bu levhalar mesnet ayağına açılacak yuvalar içerisine cıvatalar ile bağlanacaktır. Oturma levhasının bastığı sabit kısım üzerine paslanmaz çelik malzeme konulacaktır. Oturma levhasına yağ kanalları açılacak ve yağlamayı sağlamak için gresörlük kullanılacaktır. Kayma yüzeylerinde herhangi bir pürüzlülük bulunmayacaktır. Sektör Tip Mesnet (Rocker Type) Sabit kısım üzerine yerleştirilen mafsallı birer sektör parça üzerine mesnet ayaklarının basması ile mafsal noktasından açısal hareket ederek cebri borunun genleşmesi ve uzaması için kullanılacaktır. Mesnet ayağına bağlı oturma parçası, salıncak (sektör parça ) ve mafsal bağlantı parçası uygun dayanımda olacak şekilde projelendirilecektir. Mafsal pimi BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 95

111 paslanmaya karşı uygun bir usulle (galvaniz, krom kaplama vb gibi) korunacak veya malzeme paslanmaz çelik olacaktır. Mafsal yatakları kendinden yağlamalı tip bronz yatak olacaktır. Kayma yüzeylerinde herhangi bir pürüzlülük olmayacaktır. Rulo Tip Mesnet ( Roller Type) Rulo tip mesnet cebri boru yükünü taşıyabilecek sayıda rulodan oluşacak, rulolar silindirik veya dişli tip olacak ve gerektiğinde mafsalla cebri boruya bağlanacaktır. Rulolar ve ruloların bastığı yüzeyler yuvarlanma direncine mukavim olacak şekilde projelendirilecektir. Rulolar paslanmaz çelik olacaktır. Ruloların dişli tip olması halinde gerek mesnet ayağında ve gerekse sabit kısımdaki; üzerine diş açılan düz plaka boyları genleşme ve büzülme boyuna göre projelendirilecektir. Sabit Mesnetler Sabit mesnetler, cebri boru üzerine yerleştirilen mesnet çemberlerinin beton ayak üzerine cıvatalar ile sabitlenerek veya mesnet çemberleri beton kitle içerisine alınarak meydana getirilecek ve cebri borunun sıcaklık değişimlerinde meydana gelecek genleşme ve büzülmeleri sınırlamak için kullanılacaktır. Mesnetlere gelen statik ve dinamik yüklere göre mesnetler projelendirilecektir. Açık arazide yerleştirilen sabit mesnetlerin memba tarafına su kanalları açılarak gelen suların beton mesnet kitlesinin altına girmesi önlenecektir. Tünel içerisindeki mesnetlerde ise en alt noktaya en az R200 lük drenaj hattı konulacaktır. v. Genleşme Contaları Cebri boruda sıcaklık değişimleri nedeni ile oluşan genleşme ve büzülmelerde veya dış yükler dolayısıyla cebri boru ekseni doğrultusunda cebri boruda herhangi bir deformasyona ve aşırı gerilmeye izin vermemek için genleşme contaları kullanılacaktır. Genleşme contaları memba ve mansap borusu; cebri boru ile aynı iç çapta olacaktır. Boru et kalınlığı yapılacak hesap neticesine göre tayin edilecektir. Salmastranın gezineceği yüzey paslanmaz çelik malzeme ile kaplanacaktır BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 96

112 Gömlek; Cebri boru dış çapından daha büyük iç çapa sahip olacaktır. Gömleğin memba ucuna sızdırmazlığı sağlamak için bir sızdırmazlık sistemi yapılacaktır. Genleşme contasının kayıcı tip olması halinde gömleğin mansap ucu cebri boruya kaynak edilecektir. Genleşme contasının kayıcı mafsal tip olması halinde ise gömleğin mansap ucuna da bir sızdırmazlık sistemi yapılacaktır. Sızdırmazlık sisteminin yapılmasında salmastra malzemesi PTFE esaslı örgülü salmastra olacaktır. Salmastra baskısı üzerinde en az 4 adet olmak üzere demontaj cıvataları olacaktır. Kayıcı mafsal tip genleşme contalarında gömleğin iç tarafının orta noktasına durdurucu bir ring parçası konulacaktır. Düşük eğimli (maksimum 12) cebri borularda genleşme contası iki sabit mesnet arasındaki cebri borunun orta noktasına konulacaktır. Buradaki hareketli mesnet aralığı normal mesnet aralığından daha az olacak ve hareketli mesnetlerin ankastrelik moment tesirlerinden en az şekilde etkilenmesi sağlanacaktır. Eğimin 12 den fazla olması halinde genleşme contası sabit mesnedin (veya dirsek tespit kitlesi vs.) en yakın mansap tarafına yerleştirilecektir. Genleşme contalarında memba borusu montaj sırasında olabilecek aksaklıklara karşı proje boyuna göre 200 mm uzun tutulacaktır. Genleşme contasında kullanılan cıvata, somun, saplama, rondela gibi malzemeler paslanmaz çelik olacaktır. Düşük eğimli cebri borularda, cıvatalara müdahale için genleşme contalarının üzerine merdiven yapılacaktır. Eğimi fazla olan cebri borularda ise çalışma platformları yapılacaktır. Cebri boruda yalnız eksenel değişimler beklenmesi durumda kayıcı tip genleşme contası, hem eksenel hem de azda olsa düşey değişimler beklenmesi durumunda ise kayıcı mafsal tip genleşme contası kullanılacaktır. Yüksek eğimli ( 30) bir cebri boruda bu tip bir conta kullanılması halinde contanın kendi ağırlığı dolayısıyla düşey yönde oturmasını önlemek için conta cebri boruya memba yönünde bulonlar ile bağlanacak ve conta bulon bağlantısında küresel tip yatak kullanılacaktır. Contalarda kesinlikle su sızıntısına izin verilmeyecektir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 97

113 vi. Mafsal Contalar Cebri borunun içinden geçtiği yapı veya yapılar arasında (vana odaları, tünel gibi) zemin itibarı ile zaman içerisinde yatay ve düşey yönde herhangi bir hareket beklenmesi halinde cebri boruda herhangi bir deformasyonun önlemek için mafsal contalar kullanılacaktır. Mafsal contalar beklenilen hareket miktarını kendi içerisinde yatay ve düşey doğrultuda alacak şekilde projelendirilecektir. Mafsal conta mansabında bulunan cebri borudaki herhangi bir eleman dolayısıyla oluşacak eksenel hidrolik yük mafsal conta mansabında alınacak önlemler ile karşılanacak şekilde projelendirme yapılacak ve mafsal conta mansabında eksenel herhangi bir harekete izin verilmeyecektir. Mafsal contalar memba ve mansap borusu; Cebri boru ile aynı iç çapta olacaktır. Boru et kalınlığı yapılacak hesap neticesine göre tayin edilecektir. Sızdırmazlık contasının gezineceği yüzey paslanmaz çelik malzeme ile kaplanacaktır Gömlek; Cebri boru dış çapından daha büyük iç çapa sahip olacaktır. Orta borunun memba ve mansap ucunda olmak üzere iki adet olacaktır. Gömleğin memba ve mansap uçlarına sızdırmazlığı sağlamak için bir sızdırmazlık sistemi yapılacaktır. Gömleğin hareket etmesi önlenecektir. Sızdırmazlık sisteminde kullanılacak conta malzemesi lastik veya sert kauçuk olacaktır. Gömleğin iki ucuna kullanılacak contaya uygun şekilde eğim verilecek ve bu yüzeylerde paslanmaya karşı önlem alınacaktır. Conta baskısında kullanılacak saplama, somun ve rondelalar paslanmaz çelik olacaktır. Orta boru; Cebri boru ile aynı iç çapta olacaktır. Boru et kalınlığı yapılacak hesap neticesine göre tayin edilecektir. Orta borunun memba ve mansap kısımlarında contanın gezineceği yüzeyler paslanmaz çelik ile kaplanacaktır. Bu boru kısmının üzerinde bulunan iki yatay kiriş vasıtası ile uygun bir şekilde memba ve mansap borularına mesnetlenecek ve mesnet noktalarında uygun mesnet elemanları (PTFE, küresel tip vb. gibi) kullanılacaktır. Contalarda kesinlikle su sızıntısına izin verilmeyecektir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 98

114 vii. Dirsekler Açık arazide, tünel içerisinde veya tünel içerisinde betona gömülecek cebri borularda cebri borunun yatay, düşey veya hem yatay hem de düşey olarak yön değiştirdiği yerlerde dirsek kullanılacaktır. Dirseği meydana getiren parçaların birbirleri ile değişim (kesişme) açısı 7 yi geçmeyecektir. Dirseklerde statik ve dinamik yüklere mukavim olacak şekilde projelendirme yapılacaktır. Dirseklere meydana gelen reaksiyon kuvvetlerini alacak şekilde çelik ankraj ve/veya beton kitle teçhiz edilecektir. viii. Branşmanlar Cebri borunun kullanım amacına göre bir veya birden fazla kola ayrılması için branşmanlar kullanılacaktır. Branşmanlar ana borudan ayrılan kol; silindirik veya konik boru biçiminde olabilir. Kolun konik boru biçiminde olması durumunda tepe açısı 12 ile 16 arasında olacaktır. Branşmanda ana boru eksenine göre kolun ayrılma açısı 60, ikili (veya üçlü gibi ) branşmanlar da ise kollar arasındaki açı 45 den küçük olmayacaktır. Branşmanlar da hidrolik kayıplar ve kavitasyon açısından minimum değerleri ihtiva edecek, aynı zamanda ise dayanım yönünden hem statik hem de dinamik yükleri alacak şekilde projelendirilecektir. Branşmanlar da konulacak takviye tipi branşmanın çapı, ebadı, yüklerin büyüklüğü, montaj mahallinin yeri vs. gibi durumlar göz önüne alınarak belirlenecektir. Ayrım branşmanlar da kol borunun çapı ana borunun üçte dördüne (3/4) eşit veya büyükse yaka tipi takviye kesinlikle kullanılmayacaktır. ix. Menholler Cebri borunun bakım ve onarımı için boru içerisine girilebilecek menholler teçhiz edilecektir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 99

115 Aksi belirtilmedikçe menhol 600 mm çapında dairesel formda olacaktır. Ana boru ile menhol borusunun birleşim yeri gerekli dayanım hesapları neticesine göre takviyelendirilecektir. Menhol kapağı menteşeli olacak ve menhol borusundaki flanşa cıvatalar ile bağlanacaktır. Kapak ve menhol boru flanşı arasına uygun conta sistemi konulacaktır. Kapak üzerine el kulpu ve gerekmesi halinde cebri boru testi için gerekli olan su doldurma - hava tahliyesi ve basınç göstergesi için gerekli delikler açılacak ve bu deliklere test teçhizatına uygun elemanlar temin edilip konulacaktır. Test sonrasında İdare nin talimatı doğrultusunda bu delikler tapalar ile kapatılacaktır. Menhol kapağına ana borudan geçen suyun akımının bozulmaması için saç levhadan akım düzenleyici yapılacak ve bu menhol kapağına takviyeler yardımı ile kaynak edilecektir. Menholler; boru çapı 1500 mm den küçük olan cebri borularda üst noktaya, 1500 mm den büyük cebri borularda ise boru merkezinden düşey eksene 60 açı yapacak şekilde yerleştirilecektir. Bu şekilde yerleştirilen menhollar de menhol kapağı aşağıya doğru açılacak şekilde yerleştirilecektir. Cebri boru üzerine menhol kapağının açma ve kapamasında kolaylık sağlamak üzere bir kulp yapılacaktır. x. Deşarj Boru ve Vanaları Cebri borudan gerektiği hallerde su almak ya da rezervuarın boşaltılması için cebri boru ve vana sistemi kullanılacaktır. Boru çapı yapılacak hesaplara göre en uygun sürede rezervuarı boşaltacak kapasitede olacaktır. Cebri boru sistemi içerisinde bir branşmanın olması halinde branşmanın en alt noktasına bir boşaltma borusu yerleştirilecek ve bu borunun da deşarjı sağlanacaktır. Tünel içerisinde veya açıkta döşenmiş cebri borularda mansap tarafında yer alan her vanadan sonra, cebri boru ile aynı çapta bir boşaltma borusu teçhiz edilecektir. Boru boyu boşaltma esnasında suyun sıçrama yapmasını önleyecek uzunlukta olacaktır. xi. Havalandırma Boru ve Vanaları Cebri boru sistemlerinde borunun doldurulması sırasında cebri boru içerisinde mevcut olan havanın tahliyesi ve sulama suyu gibi büyük debilere göre BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 100

116 boyutlandırılmış ana su alma vanasının açılmasına değmeyecek kadar az miktarda cansuyu vb. amaçlı su bırakılması ihtiyaçları için cebri boru üzerine, ana vanadan önce by-pass sistemine benzer bir boru/vana sistemi yerleştirilecektir. Borunun mansap ucu yukarıdaki maddede açıklanan boşaltma borusuna bağlanarak, sıçramalar engellenecektir. Boru ve vana, ihtiyaca cevap verecek şekilde hesaplanarak, seçilecektir. Havalandırma vanaları küresel toplu, hava alışverişli otomatik tip olacak ve bir adet küresel tipte kapatma vanası ile birlikte aynı çaptaki boru ile teçhiz edilecektir. Havalandırma vanalarının su drenajı uygun çaptaki borular ile en yakın drenaj noktasına bağlanacaktır. Havalandırma vanaları cebri boru tehlike vanasının (sürgülü, kelebek vb. gibi) mansap tarafı ile cebri borunun düşey eksende yükseklik kazandığı en üst noktalarına konulacaktır. Havalandırma borusunun cebri boruya bağlantı noktası takviyelendirilecektir. Giriş yapılarında yer alan çelik havalandırma boruları maksimum su seviyesinin üstüne çıkarılacak ve mümkün olduğunca düz bir hat takip edilecektir. Havalandırma borularının hava giriş ağzı emniyetli bir yerde olacak ve girişe ızgara konulacaktır. Havalandırma borusunun betona gömülmemesi halinde boru uygun mesafelerde mesnetlenecektir. xii. Takviye Çemberleri Cebri borunun dış basınç şartlarından dolayı her hangi bir deformasyonun oluşmaması için cebri boru dış yüzeyine çelik takviye çemberi konulacaktır. Cebri boruya konulacak takviye çemberlerinin sayısı ve aralığı ile kesit değerleri yapılacak hesaplar neticesine göre seçilecektir. Takviye çemberleri cebri boruya uygun kaynak yöntemi ile kaynak edileceklerdir. xiii. Enjeksiyon ve Beton Doldurma Delikleri ve Boruları Barajın enjeksiyon şartnamesinin tünel enjeksiyonu ile ilgili maddeleri geçerli olmak üzere; çelik ile beton kaplama, beton kaplama ile tünel kontak enjeksiyonları ile tünel konsolidasyon enjeksiyonlarının yapılması için cebri boruya enjeksiyon delikleri açılacaktır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 101

117 Beton doldurma delikleri en az beton pompa hortumu çapı büyüklüğünde olacak ve kapatma kapağı üzerinde aşağıda tarif edildiği şekilde enjeksiyon tapaları olacaktır. Açılan delik çevresi en az 15 mm et kalınlığında 100 veya 120 mm lik dairesel veya karesel levhalar ile cebri boru dış yüzeyinden takviye edilecektir. Takviye levhalarının cebri boruya değen yüzeyine cebri boru ile beton kaplama kontak enjeksiyonunun yapılabilmesi için kanallar açılacak ve bu noktalara kaynak yapılmayacaktır. Açılan deliklere diş açılacaktır. Enjeksiyon sonrasında bu delikler uygun çapta diş açılmış tapalar ile kapatılacak ve kaynak edilip yüzeyleri taşla düzeltilecektir. xiv. Test Kapakları Cebri borunun hidrostatik basınç testi için çelik konstrüksiyon test kapakları imal edilecektir. Test kapakları cebri boru çapına ve test basıncına uygun olacak şekilde projelendirilecektir. Kapak sayısı cebri boru sisteminin durumuna göre tespit edilecektir. Kapaklar üzerinde cebri boru sisteminin basınç testi için gerekli delikler bulunacak ve basınç testinde kullanılacak teçhizat (su doldurma ve boşaltma vanaları, hava tahliye boru ve vanası, manometre vs. gibi) ile pompa (elle veya motorlu) vb. gibi ekipmanın temini, suyun cebri boruya doldurulması ve basıncın oluşturulması Yüklenicinin yapacağı işler kapsamındadır Proje ve Hesap Cebri borularda projelendirme basıncı; maksimum statik su basıncı olarak alınacaktır. Cebri borular için hazırlanacak projeler metrik sistem esas alınarak hazırlanacaktır. Projelendirme sırasında cebri borunun genel yerleşimi, genel komplesi, parçaları, parça detayları hazırlanacaktır. Projelerde uygulanacak kaynak ve boya ile ilgili uygulama değerleri ve ölçüleri verilecektir. Cebri borularda kullanılacak parçaların malzeme kalitesi, adedi ve toplam ağırlığı verilecektir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 102

118 Yapılacak hesaplarda; statik, dinamik kuvvetlerin yanı sıra, yerine göre deprem, rüzgar, kar vb. gibi yükler de göz önüne alınacaktır. Hareketli mesnetlerin projelendirilmesinde aşağıdaki sürtünme katsayıları alınacaktır. Yağlanmış yüzeyli kayıcı mesnetlerde :=0.3 Yağlanmamış kayıcı mesnetlerde :=0.4 Rulo mesnetlerde :=0.15 Sektör mesnetlerde :=0.1 Kayıcı yüzeylerde :=0.3 BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 103

119 Ayar Vana Odaları Cebri boru sonunda bulunan ayar vanalarını çevreleyen yapılara ayar vana odası denir. Ayar vana odaları, dipsavak vanasının yanı sıra tesisin amacına bağlı olarak sulamaya deşarj ve içme suyuna deşarj ayar vanalarını da içerebilir Tasarım Kriterleri ve Boyutlandırma Vana odasının boyutları cebri borunun çapına ve yapı içerisinde gerekli olabilecek montaj alanına bağlıdır. Vana odası içerisinde gerekli olduğunda vanaların sökülmesi için kullanılacak kaldırma donanımı da tasarıma dahil etmek gerekir. Vana odası yüksekliği, tasarlanan kaldırma tertibatı ile vanaların sökülmesine yeterli olabilecek şekilde belirlenmelidir. Vana odası giriş kapısı vanaları taşıyan bir aracın yapının içine tamamen girebileceği düşünülerek boyutlandırılmalı ve ayrıca vana odasında tabii havalandırma ile pencere tasarlanmalıdır. Açıkta inşa edilen küçük çaplı vanaların odaları için, çatıda bırakılacak bir kapaklı boşluk vasıtasıyla, binanın küçültülerek ekonomi sağlanabileceği de dikkate alınmalıdır. Vana odası tasarımında göz önüne alınması gereken önemli noktalardan biri de drenajdır. Yapı içerindeki suyu toplayacak drenaj kanalları ile bu suların cazibeli veya pompajla tahliyesini sağlayacak bir rögar tasarlanmalıdır. Vana odası çatısında yalıtımı sağlamak amacı ile yalıtım malzemesi kullanılmalıdır. Ayrıca çatı döşemesi üzerinde birikebilecek yağmur ve eriyen kar sularının toplanması ve tahliye edilmesi gereklidir Yükler ve Yükleme Durumları Vana odası statik ve betonarme tasarım hesaplarında yapıya etkiyen deprem yükleri, yapı etrafında varsa dolgu ve sürşarj itkileri, çatı döşemesi üzerinde yapının bulunduğu bölgeye göre alınacak kar-buz yükü, yapı içerisindeki kaldırma tertibatından dolayı yapıya etkiyecek yükler, vana ağırlıkları ve vanaların açık ve kapalı olması durumunda etkiyen yanal yükler göz önüne alınmalıdır. Vana odasının tünel içerisinde yapılması durumunda deprem ve çatı yükleri göz önüne alınmaz. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 104

120 Şekil 1-32 Açıkta Teşkil Edilen Ayar Vana Odası Tipik Çizimleri BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 105

121 Enerji Kırıcı Yapılar Barajlarda enerji kırıcı yapılar genellikle dolusavak çıkışında yer almaktadırlar. Enerji kırıcı havuzların amacı kısaca savaklanan suyun mansaba kontrollü olarak bırakılmasını sağlamaktır. Statik ve stabilite açısından enerji kırıcı havuz yapılarında ek önlemler ve ek hesaplar yapmaya gerek görülmemektedir. Yapılması gereken hesaplar aşağıda tanımlanmıştır Havuz Tipleri BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 106

122 Şekil 1-33 Havuz Tipleri Stabilite Analizleri (Kayma Analizi) Enerji kırıcı yapıları savaklanan suyun etkisi etkisi altında kaymamalı ve kaymaya karşı belirli bir güvenliği olmalıdır. Kaymaya karşı güvenlik sayısı; kaymaya karşı koyan kuvvetlerin, kaydıran kuvvetlere oranı olarak tanımlanır. Kanalı kaydırmaya çalışan kuvvetler, duvara yanal olarak etkiyen kuvvetlerdir. Kaymaya karşı koyan kuvvetler ise, tabanda oluşan sürtünme kuvvetidir. Sürtünme kuvveti, duvar tabanına binen tüm düşey ağırlığın (N), sürtünme katsayısı ()ile çarpımıdır. : Taban sürtünme açısı olup, kanal tabanının pürüzlülüğüne ve zemin cinsine göre /3 ile arasında değişir. açısı tipik olarak 15 ile 30 arasında değerler alabilir. Kesin değerler için zemin etüt raporuna bakılmalıdır. Kohezyonlu temel zemini durumunda karşı koyan kuvvete c.b. Burada; c : Duvar temeli ile kohezyonlu zemin arasındaki adezyondur. Kanal zeminine göre kohezyonun 0.5~1 arasında alınabilir. B ise Yapı taban genişliğidir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 107

123 Kanal Statik Analizleri i. Aktif Toprak Yükü Pa : Aktif toprak itkisi Pa = ( Ka H² ) / 2 ii. Sürşarj Yükü Ps : Sürşarj Yükü Ps = Ks q0 H iii. Sürşarj Deprem Yükü Psd : Sürşarj deprem yükü Psd = Kd q0 H BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 108

124 iv. Suyun Hidrostatik Yükü Psu : Suyun hidrostatik yükü Psu = v. Kanal İçi Düşey Su Yükü Gsu : Suyun kanal içindeki düşey yükü Gsu = H su vi. Kanal İçi Yatay Su Yükü Psu : Suyun kanal içindeki düşey yükü Psu = BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 109

125 1.4 YARDIMCI TESİSLER Enjeksiyon Galerileri Enjeksiyon galerileri, barajlarda yamaçlara doğru açılan ve geçirimsizlik perdesine yatay doğrultuda genişletmek amacıyla açılan tünellerdir. Enjeksiyon galerilerine destek amacı için olmadığı sürece kaplama yapılmasına gerek yoktur. Genellikle, galerilerin sadece bir girişleri vardır ve diğer ucu kördür. Ayrıca, performansa dayalı enjeksiyon yaklaşımında tünellerin işletme aşamasında uzatılması da söz konusu olabilir. Ancak, böyle durumlarda enjeksiyon perdesinin patlatmadan etkilenmemesi için galeri ucundan en az 50 m önce tamamlanması gerekmektedir. Galeri kesitinin enjeksiyon ekipmanlarının çalışabilmesine olanak sağlayacak boyutlarda olması yeterlidir ve genellikle küçük çaplıdır (4m gibi). Enjeksiyon galerisi de temelde bir tünel olduğu için tasarım kriterleri Bölüm te anlatıldığı gibidir. Şekil 1-34 Gövde Boy Kesitinde Enjeksiyon Galerisinin Görünümü Su Alma Yapısı Akarsu ve baraj gölü gibi su kaynaklarından suyu alıp iletim kanalı, kondüvi, enerji tüneli veya cebri boru gibi iletim sistemlerine veren yapıya su alma yapısı denmektedir. Görevleri enerji üretmek için alınacak suyu düzenlemek ve kontrol etmek olan su alma yapıları, su alınacak yerin nehir, dere, sulama kanalı veya baraj rezervuarı olacağına bağlı olarak değişik özellikler gösterir. Bununla beraber, su alma yapılarının fonksiyonları bakımından bazı ortak özellikleri vardır. Bunlar; BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 110

126 Bir su alma yapısı, ihtiyaç duyulan suyu her zaman ve kontrollü olarak (istenen ayarda) bağlandığı iletim yapısına verebilmelidir. Santral türbinlerine zarar verebilecek katı maddeler (silt, kum, çakıl) ile yüzer haldeki cisimlerin (tomruk, kütük, buz v.b.) iletim sistemine girişini önleyebilmelidir. En az yük kaybı ile çalışacak şekilde ve ekonomik olarak dizayn edilmeli ve servis ömrü süresince işlevlerini yerine getirebilmeli, işletme ve bakımı kolay olmalıdır. Vorteks oluşumu ile hava girişi olmayacak şekilde projelendirilmelidir. Taşkınlarda zarar görmeyecek şekilde projelendirilmelidir Yapı Tipleri Su alma yapıları ile ilgili belirli bir standart yoktur. Her tasarım tektir ve birçok formda ve çeşitte tasarlanabilir. Uygun su alma yapısı tipini seçmek, saha koşulları, yapı ekonomisi, proje ihtiyaçlarına göre verimliliği gibi bir çok faktöre bağlıdır. Proje ihtiyaçları; rezervuar işletme aralığı, su seviyesinin değişim frekansı, debi aralığı, atık durumları ve su alma yapısı temizliği, rezervuar buz koşulları, alınacak suyun kalitesi ve işletme ihtiyaçları gibi çevresel ihtiyaçları kapsar. Su alma yapıları genel olarak Bağımsız Karşıdan Alışlı Su Alma Yapıları ve Gövdeye Bitişik Su Alma Yapıları olarak iki ana katagoriye ayrılabilir Bağımsız Karşıdan Alışlı Su Alma Yapıları 1) Kule Tipi Su Alma Yapısı Su alma yapısı rezervuar kenarından epeyce içeride yapılmak zorunda ise kule tipi su alma yapısı seçilebilir (Şekil 1-35). Ancak, kuleye ulaşım bir köprü ile sağlanacak ise köprü maliyeti iyi hesaplanmalıdır, aksi halde su alma yapısı çok maliyetli olabilir. Bu nedenle karar vermeden önce alternatif tipler ile arasında mukayese yapılmalıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 111

127 Şekil 1-35 Kule Tipi Su Alma Yapısı 2) Kaya Yamaca Yaslı Düşey ve Eğik Su Alma Yapıları Zeminin yüksek taşıma gücüne bağlı olarak ve yeri iyi seçilmek şartı ile en iyi ve en çok kullanılabilecek tip budur (Şekil 1-36, Şekil 1-37 ve Şekil 1-38). Bazı hallerde ilk yatırım maliyeti biraz fazla olsa da, işletmede hiç bir sorun getirmeyecek bir tiptir. Yüksek deprem riski olan bölgelerdeki yüksek dolgu barajlarda düşey su alma yapısı yapmak mümkün olmayabilir, bunun yerine stabilite yönünden daha avantajlı olan eğik su alma yapısı alternatif olarak seçilebilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 112

128 Şekil 1-36 Düşey Su Alma Yapısı BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 113

129 Şekil 1-37 Kaya Yamaca Yaslı Düşey Su Alma Yapısı Şekil 1-38 Kaya Yamaca Yaslı Eğik Su Alma Yapısı BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 114

130 3) Şaftlı Su Alma Yapısı Su alma yapısı ile kapak şaftı yapılacak yer arası uzak değil ve şaft açılacak zemin sağlam kaya ise, kapak şaftı ile su alma yapısı arasındaki tünelde veya giriş yapısında işletme ömrü içinde bir arıza beklenmiyorsa bu tip seçilebilir (Şekil 1-39). Ancak, su alma yapısı ile şaft arasındaki tünelde bir arıza olması durumunda, rezervuar su seviyesini su alma yapısı alt kotuna indirecek bir dipsavak sistemi yoksa bu tipin seçilmesinden kaçınmak gerekir. Aksi halde çözülmesi son derece güç ve pahalı sorunlar ortaya çıkabilir. Şekil 1-39 Şaftlı Su Alma Yapısı 4) Dipten Alışlı (Düşey şaft) Tipi Su Alma Yapısı Orta düşülü santrallarda kullanılabilecek bir tiptir. Giriş yapısı barajın memba yüzünden uzakta oluyorsa, Su seviyesi çok değişken ve su alma yapısı su altında kalıyorsa, Baraj toprak dolgu (veya beton da olabilir) ve giriş kondüvisi cebri boru veya tünel ise, Düşey şaft girişli su alma yapısı uygun bir seçim olabilmektedir.(şekil 1-40) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 115

131 Şekil 1-40 Düşey Şaft Girişli Su Alma Yapısı Özellikleri : Dairesel ızgara Dairesel çan ağzı giriş Şafttan tünele ivmeli dirsek tranzisyonu Hesabı : Büzülme katsayısı C c =0.60 olarak alınır. Giriş ağzı ile minimum su seviyesi arasında en az giriş ağzı çapının %80 i kadar bir mesafe olmalıdır. Izgara demirlerinin hiç bir parçası giriş ağzı merkezine 0.80 D den daha yakın olmamalıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 116

132 Izgara yüksek basınçlı giriş yapısı esaslarına göre hesap edilmelidir. Kolonlar sivri uçlu olmalıdır. Kazı kenarı giriş merkezinden minimum 2 (0.80 D) kadar uzakta olmalıdır Gövdeye Bitişik Su Alma Yapıları Yapı gövdesinden aldığı suyu genellikle bir cebri boru vasıtasıyla gövdenin hemen mansabında yer alan santral binasına ileten su alma yapıları yaygın olarak beton barajlarda kullanılır.(şekil 1-41 ve Şekil 1-42) Şekil 1-41 Gövdeye Bitişik Su Alma Yapısı Profil BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 117

133 Şekil 1-42 Gövdeye Bitişik Su Alma Yapısı - Plan Su Alma Yapısı Elemanları 1) Yaklaşım kanalı ve kanat duvarları : Su alma yapısı, tünel boyunu kısaltmak ve yapıyı sağlam bir zemine oturtmak amacı ile geriye çekilebilir. Bu takdirde giriş yapısı önünde bir yaklaşım kanalı açmak gerekir. Bu kanalın boyu, proje şartlarına bağlı olarak değişebilir. Yaklaşım kanalı rezervuar minimum su seviyesi altında kalıyorsa kaplamalı yapmaya lüzum yoktur. Hatta minimum su seviyesi altında bile olsa biraz genişçe ebatlandırılıp santrale gelecek maksimum debideki hızı düşürüp oyulma ve süprüntü maddesi gelmesini önleyerek yapılabilir. Fakat her iki durumda da su alma yapısı yanlarına, yamaçların kayıp kanalı kapatmaması için birkaç metre uzunluğunda kanat duvarı ve yamaç kaplaması yapılmalıdır. Eğer, yamaçlar sağlam kaya ise, buna gerek olmayabilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 118

134 2) Eşik : Eşik kotu, planlama aşamasında nehrin rüsubat durumuna göre ve ömrü içinde bu kota kadar rüsubatla dolmayacağı hesaplanarak tespit edilir. Eşik kotu ile yaklaşım kanalı üst taban kotu arasında minimum 0.5 m ile 2.00 m arasında bir yüksekliğin bırakılması, tabandan sürüklenip gelebilecek maddelerin ızgara içine gitmesini ve dip taraftan ızgara önünün tıkanmasını önler. 3) Izgara : Bütün enerji giriş yapılarında olması gereken bir elemandır. Fonksiyonu, türbine (cebri boruya veya tünele) zarar verebilecek maddelerin su alma yapısından içeri girmesini önlemektir. Izgara aralıkları, türbin kanatçıkları arasından zarar vermeden geçebilecek dane çapına göre boyutlandırılmalı, kesin ızgara boyutları türbin imalatçısı firma tarafından belirlenmelidir. Kesin proje safhasında ızgara aralıkları, küçük güçteki HES tesislerinde 4-5 cm, büyük güçteki HES tesislerinde cm kabul edilebilir veya türbin rotor çapının 1 / 30 u kadar alınabilir. Projelendirmede ızgara sürtünme kayıplarının 3 ~ 5 cm yi geçmemesine dikkat edilmelidir. Izgaralar, düşey veya eğik olarak projelendirilebilir. Eğik yapılacaksa yatay ile 70 ~ 75 lik bir açı yapacak şekilde veya 1 yatay / 4 düşey bir eğim uygulanabilir. Izgara önündeki hız, alçak (basınçlı) düşülü ve elle temizlenecek tesislerde 0.50 ~ 0.75 m/sn alınabilir. Büyük üniteli ve makine ile temizlenecek ızgaralarda bürüt hız (ızgara önündeki hız) 0.75 ~ 1.50 m/sn olabilir. Izgara ve taşıyıcı elemanlarının hesaplarında zati yüklerden başka bir de ızgaranın kısmen ya da tamamen tıkanmasından ileri gelen yatay yük vardır. Suyun içinde yüzer madde veya bol miktarda buz bulunan kanal ve nehir santrali su alma yapıları ile rezervuarı sığ olan barajlardaki su alma yapıları ızgaralarının tamamen tıkanabileceği kabul edilebilir. Kısmi veya tamamen tıkanma durumlarındaki yük kabulleri Şekil 1-45 de gösterilmiştir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 119

135 Şekil 1-43 Su Alma Yapısı Izgara Yükleri Kısmi tıkanma için farklı görüşler aşağıda sıralanmıştır: 4) Dalgıç Perde : Rezervuar minimum su seviyesi, ızgara üst ucundan daha aşağı düşüyorsa, yüzer haldeki ağaç, yaprak, çöp ve yaprak halindeki ince buz tabakaları su alma yapısı içine girebilir. Buna engel olmak için su alma yapısı platformundan aşağı doğru ve ızgaranın altında olmak üzere bir dalgıç perde yapılır. Bu perdenin alt ucu, minimum su seviyesinden göldeki (giriş yapısı önlerinde) oluşacak dalga yüksekliği veya 50 ~ 100 cm kadar aşağıda olmalıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 120

136 5) Batardo Kapağı : Izgaranın mansabında ve ana kapağın hemen membaında yer alır. Ana kapak veya mansabında yer alan diğer yapılarda (tünel, cebri boru vb) bir onarım ihtiyacı olduğunda batardo kapağı yerine indirilir. 6) Giriş Kapağı (Ana Kapak) : Su alma yapısının en önemli elemanıdır. Santrale kontrollü olarak su verilmesini sağlar. Yerinden ve uzaktan (santralden) kumanda edilecek şekilde, elektrikli bir kaldırma düzeni ile otomatik olarak çalışabilmelidir. Bu kapak içinde, yukarıdan kumanda edilen ve tünel ya da cebri boruyu tedrici olarak doldurmaya yarayan bir by-pass borusu da bulunmalıdır. 7) Hava Borusu : Ana kapağın hemen arkasında yer alır. Ucu en üstteki hava boşluğuna kadar uzanıp, cebri boruyu doldurma esnasında havayı alabilecek ve boşaltma esnasında da yeteri kadar hava verebilecek boyutta olmalıdır. Cebri borunun aniden boşalması halinde, boşalan suyun arkasından yeteri kadar hava gelmezse, vakum sebebiyle cebri boru içe doğru çöker. Buna engel olmak için ana kapak arkasına mutlaka yeterli kesite sahip hava borusu konmalıdır. Hava borusu kesit alanı için çok kullanılan bir hesap metodu aşağıda verilmiştir. Sarkaria Method Dmin = D min = hava borusu çapı...(feet) P = türbin kurulu gücü...(hp) (1 feet = cm) (1MW = HP) H = net düşü...(feet) L = hava borusu uzunluğu...(feet) (*) Quick Design of Air Ventilation for Power Intakes (G.S. Sarkaria and O.S. Hom, Proceeding of the ASCE, December 1959) 8) Rezervuar Su Seviyesi Göstergeleri : Su alma yapısı içine monte edilecek seviye ölçüm cihazları, giriş ağzındaki su seviyelerinin her an santral binasından izlenmesi ve ana kapağa kumanda edilerek su BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 121

137 akışının düzenlenmesini sağlarlar. Sağlıklı bir ölçüm yapılabilmesi için seviye ölçüm cihazlarının, ızgarada meydana gelecek düşü kaybı ve giriş ağzında oluşabilecek vorteks gibi su hareketlerinden etkilenmeyecek noktalara yerleştirilmesine özen gösterilmelidir. 9) Üst Yapı : Izgarayı, batardo kapağını ve ana kapağı monte etmek ve işletme sırasında bu ekipmanlara kumanda etmek için gerekli olan teçhizatı ihtiva eden ve su alma yapısının araçla ulaşılabilen platformunun üzerinde yer alır. Genellikle içinde bir gezer kren, kapak kaldırma teçhizatı ve batardo kapakları ile su seviye ölçüm cihazları bulunur. Üst yapının boyutlarını ana kapak (giriş kapağı) belirler. Bu yapıya mutlaka treyler ulaşabilmeli ve içerisine girebilmelidir. Buradaki teçhizatın korunması ve sabotaj vb. durumlara karşı emniyete alınmasına ihtiyaç duyulmuyorsa, üst yapı yapılmayabilir Tasarım Kriterleri ve Boyutlandırma Su alma yapısı giriş ağzı, su içinde yapıya zarar verecek farklı akım durumları oluşturmayacak şekilde tasarlanmalıdır. Giriş ağzı geometrisine dikkat edilmelidir. Izgara önündeki su hızı yaklaşık cm/s olacak şekilde boyutlandırılmalıdır. Izgaralardaki su hızı yaklaşık cm/sn olacak şekilde boyutlandırılmalıdır. Tranzisyon çan ağzı şeklinde yapılabilir. Ancak yük kayıpları az olacağı için karmaşık tasarımlardan kaçınılmalıdır. USBR tarafından önerilen çan ağzı giriş eğrisi ve minimun boyutları Şekil 1-46 ve Şekil 1-47 de yer almaktadır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 122

138 Şekil 1-44 Su Alma Yapısı Çan Ağzı Giriş Eğrisi BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 123

139 Şekil 1-45 Su Alma Yapısı Boyutlandırması BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 124

140 Basınçlı çalışan sistemlerde, su alma ağzından tünele veya cebri boruya hava girmesi büyük hasarlar yaratır. Bunu önlemek için giriş ağzı üzerinde belirli bir su yüksekliğinin sağlanması gerekir Stabilite Hesabı Yükler ve Yükleme Durumları 1) Yükler Su alma yapıları hesaplarında gözönüne alınabilecek yükler genel olarak aşağıda sıralanmıştır: Zati yükler: Yapının kendi ağırlığı ile üzerindeki kapak, ızgara vb. mekanik ekipman ağırlıklarından oluşan yükler. Dolgu yükleri : (Varsa) yapı çevresinde yer alan dolgudan kaynaklanacak düşey ve yatay yükler, dolgunun batık olup olmama durumuna göre hesaplanacaktır. Hareketli yükler : Montaj, işletme veya bakım-onarım sırasında vinç, treyler vb. ekipmandan yapıya gelebilecek yükler. Hidrostatik yükler : Rezervuar su seviyesine ve işletme koşullarına bağlı olarak hesaplanacak yapı içindeki ve dışındaki su basınçları. Alttan kaldırma (uplift) : Yapı temeli altındaki kaldırma kuvveti, bütün temel alanı boyunca rezervuar basıncının 100% ü olarak gözönüne alınmalıdır. Deprem durumunda da alt basıncın değişmediği kabul edilir. Deprem yükleri : Yapı zati ağırlığı, dolgu ve suyun depremde meydana getireceği ilave yüklerdir. Izgara Yükü : Tamamen batık olmayan ya da minimum su seviyesi ızgara üst kotunun biraz üzerinde olan su alma yapılarında, ızgaraların sürüntü maddeleri, buz vb. nesnelerle kısmen veya tamamen tıkanması durumunda oluşacak iç-dış su basıncı farkı. Sıcaklık : Sıcaklık yükselmeleri ve çimento hidratasyonu sonucu oluşan çatlaklar sadece büyük masif kesitli su alma yapılarıyla ilgilidir. Çimento hidratasyonuyla oluşan sıcaklık yükselmeleri önemli çatlaklar oluşturabilir. Çatlaklar, karışımın sıcaklık kontrolü, döküm yükseklikleri, yalıtım ve betonarme çeliği kullanımı ile kontrol ve minimize edilebilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 125

141 2) Yükleme Durumları Aşağıda sıralanan yükleme durumları, su alma yapıları stabilite ve yapısal analizlerinde genellikle kullanılan durumlar olup, bunlar su alma yapısı tipi, saha koşulları ile inşaat ve işletme şartlarından bağımsız olarak verilmiştir. Bu nedenle her su alma yapısı hesabı için yapının kendine özgü yük ve yükleme durumları belirlenmeli, yapı ve işletme şartlarının gerektirmesi halinde ilave yük ve yükleme durumları da gözönüne alınmalıdır. İnşaat Sonu-Normal Durum : Rezervuar boş, yapı ve (varsa) dolgular tamamlanmış. Yapı zati yükü (Varsa) dolgu düşey ve yatay yükleri Hareketli yükler(varsa) İnşaat Sonu-Deprem Durumu: İnşaat sonu yükleri (hareketli yükler hariç) Yapı ve (varsa) dolgudan kaynaklanacak ek dinamik yükler (deprem yükleri, projede öngörülen deprem ivmesi değeri kullanılarak hesaplanmalıdır.) İşletme-Normal Durum : Rezervuar normal su seviyesinde, kapaklar açık. Yapı zati yükü (Varsa) dolgu düşey ve yatay yükleri (dolgu batık veya doygun) Hareketli yükler(varsa) Yapı içinde ve dışında hidrostatik su yükü Alttan kaldırma (uplift) kuvveti İşletme-Deprem Durumu : İşletme durumu yükleri (hareketli yükler hariç) Yapı ve (varsa) dolgudan kaynaklanacak ek dinamik yükler ile suyun hidrodinamik itkisi BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 126

142 Izgaraların Tıkanması Durumu : (Rezervuar su seviyesi işletme veya minimum su kotunda) Izgaraların boyutlandırma ve mukavemet hesapları, işletme sırasında ızgaraların kısmen veya tamamen tıkanması durumunda ortaya çıkacak iç-dış su basıncı farkına göre yapılmaktadır. Bu nedenle su alma yapısı ve ızgara taşıyıcı yapısal elemanları da, ızgaralardan aktarılacak yükün belli bir emniyetle arttırılmış değerine göre kontrol edilmelidir. Onarım Hali : Rezervuar normal su seviyesinde, batardo kapağı kapalı. Yapı zati yükü (Varsa) dolgu düşey ve yatay yükleri (dolgu batık veya doygun) Hareketli yükler(varsa) Kapak mansabında yapı içi boş, kapak menbaında ve yapı dışında rezervuar seviyesinde su var Alttan kaldırma (uplift) kuvveti BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 127

143 Stabilite Analizi Stabilite hesabında gözönüne alınacak çeşitli yükleme durumları için elde edilecek tesirlere göre yapının kayma, devrilme ve yüzme emniyeti ile yapı tabanında oluşacak zemin gerilmeleri bulunarak, mevcut zeminin taşıma gücüne göre tahkik edilmelidir. a) Yüzme Tahkiki Yüzme tahkiki, su alma yapısının onarım durumundaki koşulları dikkate alınarak yapılmalıdır. Bu durumda batardo kapakları kapalı, kapak mansabında yapı içi boş olacaktır. Kapakların membaında yapı içindeki su ağırlığı ile tüm yapı üzerindeki su ağırlığı ve alttan kaldırma kuvveti, onarım durumunda projede öngörülen rezervuar su seviyesi dikkate alınarak hesaplanmalıdır. DSİ yayınlarında yer alan yönteme göre yapılacak yüzme tahkikinde; Yüzme Emn.= 1.20 olmalıdır. Ws= Toplam yapı ağırlığı (yapı üzeri dolgu* ve ekipman ağırlıkları dahil) * (su tablasının üstündeki zeminlerde doygun birim ağırlık, su tablasının altındaki zeminlerde batık birim ağırlık kullanılmalıdır) Wc= Yapı içindeki su ağırlığı S= Sürşarj Yükü U= Alttan kaldırma kuvveti Wg= Yapı üzerindeki su ağırlığı USACE, EM de yer alan yönteme göre : Fs = Tablo 1-29 Yüzme Tahkiki için Emniyet Katsayıları BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 128

144 b) Kayma Tahkiki Kayma Emn. = 1.50 (Normal durumda) 1.20 (Deprem durumunda) ΣN= Kayma düzlemine dik etki eden toplam kuvvet ΣH= Kayma düzlemine etki eden toplam yatay kuvvet Ø= Yapı temeli altındaki zeminin içsel sürtünme açısı c= Zeminin kohezyonu L= Yapı uzunluğu f = Yapı temeli - taban zemini arası sürtünme katsayısı (f = tan olarak kabul edilebilir ya da alttaki tablodan alınabilir.) Tablo 1-30 Kayma Hesabı için Sürtünme Katsayıları (f) USACE, EM de verilen emniyet katsayıları : BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 129

145 Tablo 1-31 Kayma Tahkiki İçin Emniyet Katsayıları c) Devrilme Tahkiki DSİ yayınlarında yer alan yönteme göre yapılacak devrilme tahkikinde; Devrilme Emniyeti = 1.50 (Normal durumda) 1.20 (Deprem durumunda) Mk= Devrilmeye karşı koyan momentler Md= Deviren momentler USACE, EM de yer alan yöntem: EM de emniyet katsayısı yöntemi yerine temel basınç bölgesi uzunluklarının karşılaştırılmasına dayalı bir yöntem kullanılmaktadır. (Devrilme tahkikinde emniyet katsayısı metodu, kayma ve yüzme tahkikindeki kadar uygun değil diye belirtilmiştir.) Tablo 1-32 EM , Bileşke Kuvvetin Yeri için Limitler d) Zemin Gerilmeleri Yapı temeli altında, BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 130

146 şeklinde hesaplanacak maksimum ve minimum zemin gerilmeleri için, max < zemn, min > 0 olmalıdır. A= temel alanı (b x L), W=temel mukavement momenti ( b x L 2 / 6 ), M 0 = Temel ortasındaki toplam moment (M 0 = ΣN*e), c = (ΣM k - ΣM d ) / ΣN, e= L / 2 c olarak bulunacaktır. c : Bileşke kuvvetin yeri (c < L / 3 ) olması durumunda temel altında çekme gerilmesi çıkacaktır. Bu durumda zeminin çekmeye çalışmadığı dikkate alınarak, maksimum zemin gerilmesi max = formülünden hesaplanmalıdır. Hiç bir durumda (c < L/6) olmamalıdır. Özel haller dışında zemin emniyet gerilmeleri alttaki tablodan alınabilir. Tablo 1-33 Temel Zemini için Emniyet Gerilmeleri BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 131

147 Statik Betonarme Hesapları Yapısal hesaplar Taşıma Gücü yöntemine göre yapılacak olup, tasarım yük değerlerinin elde edilmesinde kullanılacak yük katsayıları TS 500 de öngörüldüğü şekliyle alttaki tabloda verilmiştir. Tablo 1-34 Tasarım Yük Katsayıları (TS 500) Statik hesaplarda, su alma yapısının tüm elemanlarında maksimum tesirleri elde etmek için olası bütün yükleme durumları gözönüne alınmalıdır. Statik analizler sonucunda elde edilecek en elverişsiz kesit tesirlerine göre yapı elemanları eğilme ve kesme dayanımları yönünden kontrol edilerek gerekli donatılandırma TS 500 de verilen ilkeler doğrultusunda yapılmalıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 132

148 1.4.3 Kapak Şaftları Basınçlı tünellerde tehlike veya ayar amaçlı kapaklar yerleştirilmesi gerekebilmektedir. Örneğin, enerji tünellerinin girişine tehlike kapakları, tünelli dolusavaklara ise ayar kapakları konulabilir. Kapak kumanda odaları veya yapıları basınçlı tünellerdeki statik su seviyesinin üzerinde kalacak şekilde yerleştirilirler. Boyutları kapakların boyutuna bağlıdır. Kapak şaftlarının tasarım kriterleri Bölüm te anlatıldığı gibidir. Kapak Şaftı Tipik bir plan ve profili üst yapı mevcut olması ve olmaması halleri için sırasıyla Şekil 1-46 ve Şekil 1-47 da verilmiştir. Şekil 1-46 Kapak Şaftı-Plan ve Profili (üst yapı mevcut) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 133

149 Şekil 1-47 Kapak Şaftı-Plan ve Profili (üst yapı mevcut değil) Statik - Betonarme Hesaplar Hesap Yükleri ve Yük Katsayıları: Kapak şaftı beton kaplamasına etki edecek yükler aşağıda sıralanmıştır: Zati Yük : Beton kaplama ağırlığı ile varsa mekanik ekipman ağırlıklarından oluşur. Kaya Yükü : Kaplama çevresindeki zeminden kaynaklanan yanal yüktür. Kaya yükleri, Terzaghi Kaya Yük Sınıflandırması veya kaya kütle sınıflandırma sistemlerine dayalı benzer kaya yük tahminlerine göre belirlenebilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 134

150 Hidrostatik Su Yükü : Şaft kaplamasına etkiyecek iç ve dış su basınçları, varsa zemindeki yeraltı suyundan ve işletme durumu su yüklerinden oluşacaktır. Tasarım yük değerlerinin elde edilmesinde kullanılacak TS500 de öngörülen yük katsayıları aşağıdaki tabloda verilmiştir. Tablo 1-35 Tasarım Yük Katsayıları Tablosu Statik Analiz ve Betonarme Hesabı: Şaft kaplaması statik-betonarme hesaplarında gözönüne alınması gereken yükleme durumları aşağıda tanımlanmıştır: İnşaat Sonu Durumu: Şaft içi boş olacağından, kaplama zati yükler ile dışta çevresel kaya yükü ve varsa yeraltı suyu basıncına göre analiz edilmelidir. İşletme Başlangıcı (Ani yükleme) Durumu: İşletme başlangıcı durumunda iletim hattı su ile doldurulduğunda, şaft içinde rezervuar su seviyesine eşit bir su basıncı oluşacaktır. Bu durumda şaft dışında iç su basıncının %50 si kadar bir dış basınç oluştuğu kabul edilerek, şaft kaplaması zati yük, dıştan batık kaya yükü ve iç-dış su basıncı farkına göre analiz edilmelidir. İşletme Durumu : Uzun süreli işletme koşullarında şaft kaplaması dışında iç basınca eşit bir su basıncı oluşacağından iç ve dış basınçlar birbirini dengeleyecektir. Yapıya zati yük ve dışta batık kaya yükü etkiyecektir. Bu durum İşletme Başlangıcı durumuna göre daha elverişli olacağından incelenmeyebilir. Onarım Durumu: Şaft mansabında bir onarım söz konusu olduğunda, batardo kapağı yerine indirilmiş iken memba tarafında içte ve dışta su mevcut, mansap tarafında ise içte su boşalmış, yalnız dışta su olacaktır. Yapı içte tek taraflı, dışta çevresel su basıncı ile batık kaya yükü ve zati yük etkilerine göre analiz edilmelidir. Statik ve betonarme hesaplara şaftın maksimum su basıncına maruz kaldığı kesitten başlanarak, azalan su basıncına göre şaftın farklı kotlarında ve şaft kesitinin değiştiği noktalarda hesaplar tekrarlanmalıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 135

151 Statik analizler sonucunda elde edilecek en elverişsiz kesit tesirlerine göre yapı elemanları eğilme ve kesme dayanımları yönünden kontrol edilerek gerekli donatılandırma TS 500 de verilen ilkeler doğrultusunda yapılmalıdır Tüneller Portaller Tünellerin giriş ve çıkış bölgelerine portal denir. Portal bölgelerinde yapılan açık kazıya portal kazısı, bu bölgede yapılan betonarme yapılara ise portal yapısı adı verilmektedir. Portal kazıları, tünel açımına başlanmadan önce kemerlenmeyi sağlayacak kadar sağlam bir ortama ulaşabilme, giriş ve çıkışı düzenleme, portal yapılarına kazı yüzeyi hazırlama, portal bölgelerinde gerekli kazı güvenliğini alma gibi amaçlarla yapılmaktadır. Portal yapılarının amacı ise, tünellerin işletme ömürlerinde portal bölgelerindeki olası lokal duraysızlıklar veya dökülmelere karşı portal bölgelerini korumak ve gerekli desteği sağlamaktır. Tünel açımlarında, tünelde çalışan personeli, nakliye araçlarını ve iş makinelerini korumak için portal bölgelerinde yapılan geçici yapılara ise kanopi adı verilmektedir Portal Yeri ve Seçim Kriterleri Portaller, tünellerin en kritik noktasıdır. Yüzeye yakın bölgelerde kayalardaki ayrışmaların etkileri, süreksizliklerin sıklığı ve duraysızlıklar derin bölgelerdeki kayalara göre çok daha fazladır. Ayrıca, portal bölgesinde çok dik ve sağlam bir ayna bulunamazsa kemerlenme olanakları da sınırlı olacaktır. Portal kazıları yapıldıktan sonra atmosferik koşullara ve yüzey sularına da maruz kalacağından uzun dönem dayanımları da önem kazanmakta ve gerekli destekleme önlemlerinin alınması gerekmektedir. Tüneller hangi amaca hizmet ederlerse etsinler (derivasyon/dipsavak, enerji tüneli, yol vb.) yerleşimleri genellikle diğer yapıların konumlarına bağlıdırlar. Bu nedenle, portal yeri seçimlerinde tünelin güzergahının yanı sıra diğer yapıların yerleşimi de önemli rol oynamaktadır. Ancak, portal yeri seçimlerinde aşağıdaki temel kriterler göz önünde bulundurulmalıdır. Kazı miktarlarının azaltılması için tünellere olabildiğince eş yükselti eğrilerine dik olarak girilmelidir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 136

152 Çok zorunlu olmadığı sürece, özellikle kaya koşullarının uygun olmadığı durumlarda verev portallerden kaçınılmalıdır. Özellikle derivasyon tünellerinde alüvyon-yamaç kontak hattı hassas bir şekilde belirlenmeli ve portalin tamamen sağlam zeminde kalması sağlanmalıdır. Olası duraylılık sorunlarının önüne geçebilmek için portaller olabildiğince su toplanma bölgelerine yerleştirilmemeli ve su girişinin rahatlıkla derive edilebileceği yerler seçilmelidir. Heyelanlı veya heyelan potansiyeti olan yerlerden kaçınılmalıdır. Yamaç molozu veya kayanın ayrışma düzeyinin derin olduğu yerler, kazı miktarlarını artırabileceği ve duraysızlıklara neden olabiliceği için tercih edilmemelidir. Portal yapılması düşünülen bölgelerinde yapılan jeolojik haritalamalarda eğim-eğim yönleri belirlenmeli ve hakim eğim-eğim yönlerine göre kinematik analizler yapılarak düzlemsel kayma, kamalanma ve devrilme potansiyelileri belirlenmelidir. Bu çalışmanın ardından duraylılık sorunu en az olan yerler portal bölgesi olarak seçilmeye çalışılmalıdır. Portallere ulaşım olanakları değerlendirilmeli, portal bölgelerinde havalandırma üniteleri, jeneratör yerleşimleri ile iş makinaları ve kamyonların manevra olanakları için yeterli yer olup olmadığı irdelenmelidir Portal Kazı, Destek ve Drenaj Sistemleri Portal bölgelerinde genellikle yüzeydeki görece zayıf zeminleri (yamaç molozu, ayrışmış kaya vb.) kaldırmak gerektiği için portal kazıları yapılmaktadır. Kazı eğimleri, kayanın cinsine, süreksizliklerin yönlerine, topoğrafik koşullara göre değişik şev açılarında olabilmektedir. Duraylı kazı şev açılarının belirlenmesi önemlidir. Aksi durumlarda portalin tuturulamaması tabir edilen portal göçmeleri ile karşılaşılmaktadır. Böyle durumlarda heyelan eden zeminin kaldırılarak portal aynasının daha içeri alınması gerekebileceği için kazı miktarları başlangıçta öngörülenin çok üzerine çıkabilecek ve/veya ciddi kazı desteklemeleri gerektirebilecektir. Portal kazılarında kazı yüksekliğine bağlı olarak palyelendirme yapmak gerekebilecektir. Palye uygulamalarında aşağıdaki konulara dikkat edilmelidir: BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 137

153 Palye yükseklikleri kaya koşullarına göre 7~15m aralığında seçilmelidir, Palye yükseklikleri seçilirken zemin özelliklerinin değiştiği yerler dikkate alınmalı, mümkünse palyeler bu noktalara denk getirilmelidir, Portalde kaya koşullarında önemli bir çeşitlilik beklenmiyorsa, en yüksek kazı seviyesi belirlendikten sonra palye yükseklikleri, oluşan palye sayısına bölünerek olabildiğince eşit palye yükseklikleri oluşturmak önerilmektedir ( yerine gibi), Tünel aynasındaki ilk palyenin, tünel portalinde yeterli kemerlenmeyi sağlayabilmesi için tünelin en büyük açıklığının yarısı kadar yükseklikten başlatılması önerilmektedir. Bu yüksekliğin sağlanamaması durumunda ilave önlemler alınması gerekecektir (çelik iksa gibi), Palye genişlikleri, üzerinde iş makinalarının çalışmasını kolaylaştırmak için en az 4 m genişlikte tercih edilmelidir. Duraylılık hesaplarına veya topoğrafik koşullara göre daha geniş palyeler yapmak mümkündür, Palyelerin eğimleri yamaca doğru %5 civarlarında verilerek yamaçta açılacak hendekler ile yüzey sularının tünel aynasının dışına taşınması önerilmektedir, Şev eğimlerini palyeler arasında değiştirilmesi yapım zorluğu getireceğinden önerilmemektedir. Ancak, çok derin olmayan zayıf yüzeylerde (3 m ye kadar) sağlam kaya sınırı ile kazını araziye bağlandığı yer arasında şevleri kırmak mümkündür. Portal bölgeleri tünellerin dış koşullara maruz kalan bölümü oldukları için kısa veya uzun vadede dış koşullardan etkilenmemeleri ve olası duraylılık sorunları yaşanmaması için genellikle çeşitli destek sistemleri ile desteklenmeleri gereklidir. Sıkça kullanılan destekleme yöntemleri şunlardır. Püskürtme betonu (genellikle hasır çelik veya çelik/fiber lif ile) Kaya bulonları (pasif veya ön germeli) Kaplama (beton/betonarme veya pere ile) Ne tip desteklemenin yapılacağına kaya koşullarına, kazı yüksekliğine ve kazı geometrisine bağlı olarak mühendis tarafından seçilmelidir. Ancak, genellikle tünellerin en alt yüzey kazıları tünelin aynasında kayanın serbest olarak elverdiğinden daha dik BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 138

154 yapılırlar (4/1 veya 5/1 gibi). Bunun nedeni tünelin tabanı ile tavanı arasındaki mesafenin en aza indirilerek kemerlenme olanağının artırılmasıdır. Bu nedenle en azından ilk kazı yüzeyinin püskürtme betonu ve pasif bulon ile desteklenmesi önerilmektedir. Tipik bir yüzey desteklemesi için ön yaklaşım olarak aşağıdaki sistem kullanılabilir: 5+5 cm püskürtme betonu, Bir sıra Q131 hasır çelik, 1.0~1.5m aralıklı, 4.0~6.0 m boyunda şaşırtmalı Ø28 pasif kaya bulonu. Bulon uygulamalarında tünel çevresindeki ilk iki sıra bulonun tünel çevresine paralel olarak uygulanması, portal bölgelerinde kemerin desteklenmesi için daha uygun olacağından özellikle önerilmektedir. Diğer kazı yüzeylerinde ne tip bir destekleme yapılacağına mühendis tarafından karar verilmeli ve zaman zaman da sahada kontrol mühendisinin seçimine bırakılmalıdır. Sürekli suya maruz kalacak özellikle rezervuardaki seviyenin salınımından dolayı boşluk suyu basınçlarında değişiklikler meydana gelebilecek derivasyon/dipsavak tünelleri ile enerji tünellerinin portallerinde suyun etkilerinin de dikkate alınması gerekmektedir. Bu tip yapılara ait portaller zaman zaman beton kaplanabilmektedir. Sürekli suya maruz kalacak portaller dışında kalan portallerde (yol tünel portalleri gibi) aynada iyi bir drenaj sisteminin yapılması önerilmektedir. Bu amaçla yapılan en önemli yapı kafa hendekleri ve palye hendekleridir. Yüzeyden gelen suların portal bölgesine girmemesi için en üst kazı şev başından güvenli bir mesafe uzaktan başlayan bir kafa hendeği yapılarak yanlara doğru verilen eğimlerle tahliyesi sağlanmalıdır. Palye hendeklerine de yanlara doğru eğimler verilmeli ve palye hendeğinden çıkan su portale gelmeyecek şekilde gerekirse uzatılarak tahliye edilmelidir. Gerek kafa hendekleri gerekse de palye hendekleri mutlaka kaplanmalıdır (beton, prekast elemanlar veya membran ile). Aksi durumda hendeklerden kaya içindeki süreksizliklere sızabilecek sular beklenmedik duraysızlık sorunlarına neden olabilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 139

155 Şekil 1-48 Tipik Bir Portal Yapısı ve Destekleme Görünümü Portal Yapıları Portal bölgelerinde, özellikle portala yakın yapılan atımlardan dolayı zaman zaman lokal duraysızlıklar, dökülmeler ve kaya düşmeleri yaşanabilmektedir. Bu durum, işletme aşamasında da sorunlar yaratabilir. Bu nedenle, portal bölgelerine genellikle portal yapıları yapılırlar. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 140

156 Kalıcı portal yapısının inşaat aşamasında yapılması önerilmemektedir. İnşaat aşamasında gerek patlatmanın etkilerinden gerekse de iş makinaları ve kamyonların çalışmalarından betonarme yapılar etkilenebilirler. Bu nedenle inşaat aşaması için geçici portal koruma yapıları yapılması ve güvenli bir mesafeye kadar (2-3 m) dışarı çıkarılmaları önerilmektedir. Bu tip geçici portal yapılarına kanopi adı verilmektedir. İş sağlığı ve güvenliği açısında kanopi yapılarının inşaat aşamasında yapılması önerilmektedir. Kanopiler 3 veya tercihen 4 adet çelik I veya H profilin tünel önüne 1 m aralıklarla, beton kaidelerin üzerine yerleştirilerek birbirlerine boyuna çubuklarla tutturulması, daha sonra çevresine içten ve dıştan 2 sıra hasır çelik sarılması ve cm kalınlıkta püskürtme betonu ile profiller kapanıncaya kadar kaplanmaları ile yapılabilirler. Böyle bir kanopinin boy kesiti görünümü aşağıda verilmiştir. Kanopi yapıları daha önce de belirtildiği gibi inşaat aşamasında güvenliğin sağlanması amaçlı ve geçici yapılardır. Ancak, Kanopilerin işletme aşamasında da bırakılarak işletme aşamasındaki portal güvenliği sağlanabilir. Ancak, bu durumlarda ileride anlatılacağı şekilde bu yapının betonarme bir portal yapısına çevrilmesi önerilmektedir. Şekil 1-49 Tipik Kanopi Uygulaması İşletme aşamasında oluşabilecek yamaç döküntülerinin tünel içine girmesini sağlama ve ilave güvenlik vermek amacıyla kalıcı betonarme portal yapılarının yapılması önerilmektedir. Bu yapılar genelde tünele bağlantılı yapıların bağlantısını da sağlamaktadır. DSİ pratiğinde uygulanan tipik bir portal yapısı aşağıda gözükmektedir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 141

157 Şekil 1-50 Tipik Portal Yapısı Bu tip bir portal yapısı, ancak kanopi kaldırıldıktan sonra içten ve dıştan kalıp kullanılarak yapılırlar. Genellikle, portal şevlerindeki kazının düzensizliğinden, bastığı yerin dar olmasından dolayı deprem gibi yatay yüklemelerde stabilite sorunlarına yol açabileceğinden kullanımında bazı sıkıntılar doğabilmektedir. Bu yapıların yerine kanopi yapılarının portal yapılarına çevrilebileği sistemlerin tercih edilmesi önerilmektedir. Bu amaçla, inşaat aşaması için yapılmış olan kanopiler, kaplamasız tünelerde iç kalıp kaplamalı tünellerde ise dış kalıp olarak kullanılarak betonarme yapıya dönüştürülebilirler. Özellikle kaplamalı tünellerde, tünel kaplaması için kullanılan tünel kalıbı aynı kesitte dışarı çıkarılarak kanopi yapısı ile arasında kalan bölüm doldurularak elde edilen yapıların imalatı da son derece basit olmaktadır. Bu yapılar, çelik iksalarla desteklendiklerinden son derece sağlam ve uzun ömürlü olmakta, imalatı kolaylaştırmakta ve portal bölgesini iyi bir şekilde desteklemeketedir. Özellikle su altında kalacak portallerde yararlı olmaktadır. Ayrıca, klasik portal yapıları gibi portalin önünde durmamakta, tünel içine de girmektedir. Tünel girişini portal aynasında da güvenli bir mesafeye çekmeketedir. Kaplamasız ve kaplamalı tüneller için önerilen kanopi ve portal yapısı uygulamaları aşağıdaki iki şekilde gösterilmiştir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 142

158 Şekil 1-51 Kaplamasız Tünellerde Kanopi ve Portal Yapısı Şekil 1-52 Kaplamalı Tünellerde Kanopi ve Portal Yapısı Destek Tasarımları Tüneller ve yeraltı yapıları, mühendislik alanındaki en önemli yapılarının başında gelirler. Gerek tasarımlarında gerekse yapımı aşamasında, birçok mühendislik disiplininin ortak çalışmasını gerektirmektedir. Tünel tasarımında, tünelin açılacağı zeminin iyi tanınması ve irdelenmesi gereklidir. Ancak, zeminlerin genellikle anizotropik ve heterojen davranışlar göstermesi, süreksizliklerinin bulunması ve yeraltı suyu ile etkileşimleri zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin belirlenmesini güçleştirmektedir. Ayrıca, tünel çevresindeki karmaşık yük dağılımları, geometrideki değişiklikler, yapızemin etkileşimimin modellenmesindeki zorluklar tünel tasarımını çok önemli hale getirmektedir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 143

159 Tüneller İçin Kaya Kütle Sınıflama Yöntemleri Barton Q Kaya Sınıflama Yöntemi N. Barton, R. Lien ve J. Lunde [1] çok sayıda yeraltı kazısında karşılaşılan duraylılık sorunlarının değerlendirilmesine dayalı olarak kaya kütlesi kalitesini (Q) sayısal olarak ifade eden bir yöntem geliştirmişlerdir. Q değeri aşağıdaki formül ile hesaplanmaktadır. Q RQD J r J J n a J w SRF Burada, RQD : Kaya Niteliği Tanımı (Rock Quality Designation) Jn: Eklem takımı sayısı Jr: Eklem pürüzlülük sayısı Ja: Eklemlerin ayrışma derecesi Jw: Eklem suyu azaltma faktörü SRF: Gerilme azaltma faktörü (Stress Reduction Factor) Bu parametrelerin farklı kaya koşullarına göre nitelik ve nicelik değişimleri sayısal olarak tanımlanmaktadır. Kaya kütlesinin mühendislik sınıflamasında, 6 parametre için ayrı ayrı sayısal değerler Tablo 1-36 yardımı ile belirlendikten sonra yukarıdaki formül vasıtasıyla Q sayısı bulunmaktadır. Q değeri ile etkin açıklık ve destek gereksinimleri arasındaki deneyimsel bağıntılar Şekil 3 de verilmiştir. Burada Etkim açıklık aşağıdaki bağıntı aracılığıyla bulunabilir. Kazı Açıklığı (Çap veya Yükseklik) (m) De = Kazı Destek Oranı (ESR) Burada Kazı Destek Oranı (Excavation Support Ratio, ESR) Tablo 1-37 aracılığıyla hesaplanabilir. Q sistemi kazı açıklığı ile kazının desteksiz durabilme süresi arasında somut bir bağıntı vermemektedir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 144

160 Tablo 1-36 Q Hesabında Kullanılan Parametrelerin Belirlenmesi, Barton et al BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 145

161 BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 146

162 Tablo 1-37 Kazı Destek Oranının Bulunması BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 147

163 Şekil 1-53 Q Değeri, Açıklık-Kazı-Destek Oranı ve Destek Sınıfı Bağıntısı, Barton Bieniawski RMR Kaya Sınıflama Yöntemi Bieniawski tarafından geliştirilen eklemli kaya kütlelerinin kaya sınıflaması için 5 parametre dikkate alınmaktadır. Bunlar: Som kayanın serbest basınç dayanımı (UCS) RQD Kaya Niteliği Tanımı Eklem Aralığı Eklem Koşulları Yeraltı suyu Durumu Bu yöntemde kayanın özgül niteliklerine göre her parametreye karşı gelen sayısal değerler Tablo 1-29 te verilen çizelge yardımıyla belirlendikten sonra toplam bulunmakta ve elde edilen bu sayı süreksizliklerin konumuna göre düzeltilmektedir. Düzeltilmiş toplam sayı RMR kaya kütle sayısı olarak tanımlanmaktadır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 148

164 Tablo 1-38 Kaya Kütle Puanlaması, Bieniawski BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 149

165 Bieniawski ayrıca RMR değeri ile etkin kazı açıklığı ve duraylılık süresi arasında da bir ilişki vermektedir. Şekil 1-54 RMR Değeri, Etkin Kazı Açıklığı ve Duraylılık Süresi Bağıntısı, Bieniawski Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi (YATAY) Kaya Sınıflaması BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 150

166 Kaya Kütle Özellikleri ve Kırılma Kuramları Bilindiği gibi, kaya mekaniği problemlerinde ve özellikle tünellerde karşılaşılan gerilme seviyelerinde kaya kütlelerinin gerilme-deformasyon ilişkileri, dayanım parametreleri veya kırılma zarfları hiçbir zaman doğrusal varsayılamaz. Bu nedenle kaya mekaniğinde geliştirilen kırılma kuramlarının hemen tümü doğrusal olmayan niteliktedir. Tünel kesitlerinin biçimlenme ve sınır koşullarına bağlı olarak kazı çevresinde gelişen gevşeme bölgelerinde dayanım parametreleri kalıcı (residual) değerlere kadar azalabilmektedir. Bu nedenle, Üçharmanlar iletim tünelin iki boyutlu sayısal analizlerinde zemin modellemesinde tercih edilebilen Mohr-Coulomb malzeme modeli yerine kaya mekaniği problemlerine daha uygun olan Hoek ve Brown ölçütünün kullanımı tercih edilmiştir. Mohr-Coulomb malzeme modelinde malzemenin kayma dayanımı gerilimle de ilişkili olarak aşağıdaki bağıntı kullanılarak hesaplanmaktadır. c tan BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 151

167 Bu eşitlikte kayma dayanımını (kn/m²), c kn/m² cinsinden drenajlı kohezyon ve ise yine drenajlı içsel sürtünme açısını belirtmektedir. İlk olarak 1980 yılında yayınlanan orijinal Hoek ve Brown ölçütü [3] birçok projede kullanılması ile elde edilen deneyimlere dayalı olarak güncelleştirilmiş ve 1988 yılında yeniden yayınlanmıştır [7] yılında geliştirilen ölçüt [8], son olarak Hoek, E:, Carranza-Torres, C., Corkum, B. [9] tarafından 2002 yılında güncellenmiştir. Hoek ve Brown ölçütü aşağıdaki eşitlik ile ifade edilmektedir: ci m s ci a Burada, 1 : Kırılma anındaki büyük asal gerilme, 3 : Kırılma anındaki küçük asal gerilme, ci : Som kayanın tek eksenli basınç dayanımı, m,s,a: Kayma direnci parametreleri, Hoek ve Brown [7] kayma direnci parametrelerinin RMR sınıflamasının 1976 sürümünden sağlanabileceğini öne sürmüştür. Ancak bu yaklaşım RMR>25 olan kayalar için geçerli olurken daha zayıf kaya kütlelerini kapsamamaktadır. Çünkü bu sınıflamada elde edilebilecek en düşük puan 18 dir. Bu kısıtlamanın ortadan kaldırılmasına yönelik olarak Hoek [10] ve Hoek, Kaiser ve Bawden [11] tarafından önerilen Jeolojik Dayanım İndeksi (GSI) kavramı 1995 yılında ölçüte dahil edilerek kaya kütlesi sabitlerinin belirlenmesinde kullanılmaya başlanmıştır. Jeolojik Dayanım İndeksi (GSI) farklı jeolojik koşullar altında kaya kütle dayanımında meydana gelmesi olası azalmaları öngörmeyi sağlayan bir sistem özelliğindedir. m, s ve a ile Jeolojik Dayanım İndeksi (GSI) arasındaki ilişki aşağıda verilmektedir: m m i GSI 100 exp 28 14D GSI 100 s exp 9 3D BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 152

168 Burada, a e GSI /15 e 20 / 3 m i : Som kayanın kayma direnci parametresidir (Som kaya için s=1 ve a=0.5 olmaktadır) D : Örselenme katsayısı Ayrıca kaya kütlesinin elastik modülü Hoek ve Diederichs [12] tarafından önerilen aşağıdaki bağıntı ile hesaplanabilir: E E i D D 11 1 e GSI Burada, E i : Som kayanın elastik modülü GSI nin RMR dan yararlanılarak sayısal olarak da hesaplanması olasıdır. Buna göre: GSI = RMR 5 Bağıntısı kullanılabilir. Ancak, bu yaklaşım RMR<25 için geçerli değildir. Bu durumda Barton Q parametresi aşağıdaki şekilde değiştirilerek GSI nin belirlenmesinde kullanılabilir: Q* RQD J r J J n a GSI = 9 ln(q*)+44 Aslında, tünel kayasının çok değişken özellikler gösterebileceği düşünüldüğünde, GSI değerinin çok duyarlı bir rakam olarak hesaplanması olanaksızdır. Bir aralık olarak hesaplanması daha doğru olacaktır. Som kayaya ait m i, ci ve E i parametreleri, sondajlar ile alınan karotlar üzerinde yapılacak tek eksenli basınç testleriyle belirlenebilirler. Ancak bu veriler bir şekilde BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 153

169 toplanamadı veya eldeki sondaj verileri yetersiz ise, çeşitli yaklaşımlardan yararlanılabilir. Som kayanın mi parametresinin hesabında Tablo 1-39 den yararlanılabilir. Tablo 1-39 Bazı Kayaçlara Ait m i Değerleri BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 154

170 Şekil 1-55 Jeolojik Dayanım İndeksinin (GSI) Bulunması Som kayanın tek eksenli basınç dayanımını arazide kestirmek için jeolog çekicinden yaralanılabilir (Tablo 1-40). Tablo 1-40 Som Kayanın Tek Eksenli Basınç Dayanımının Jeolog Çekici İle Kestirimi Tanımlama Tek Eksenli Basınç Dayanımı (MPa) Dayanımın Arazide Öngörülmesi Aşırı Sağlam >250 Çok Sağlam Örnekten, jeoloji çekici ile sadece küçük parçalar koparılabilir. Örneği kırmak için jeoloji çekici ile birçok darbe gerekir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 155

171 Sağlam Örneği kırmak için jeoloji çekici ile birden fazla darbe gerekir. Orta Dereceli Sağlam Örnek çakı ile soyulamaz, jeoloji çekicinin bir darbesiyle kırılabilir. Zayıf 5-25 Çok Zayıf 1-5 Çakı ile güçlükle soyulur, jeoloji çekicinin sivri ucuyla yapılacak bir vuruşta sığ bir oyuk açılabilir. Örneğe jeoloji çekicinin sivri ucuyla vurulduğunda dağılır, çakı ile soyulabilir. Aşırı Zayıf El ile parçalanabilir. Som kayanın elastik modülü, E i ölçülemediyse, E i = MR ci Formülünden yararlanılabilir. Buradaki MR, modül katsayısı (Modulus Ratio) olup Tablo 1-41 dan yararlanılarak hesaplanabilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 156

172 Tablo 1-41 Modül Katsayısının Seçimi BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 157

173 Örselenme katsayısı D,Tablo 1-42 aracılığıyla hesaplanır (Hoek, E., Carranza-Torres, C., Corkum, B. [9]). Tablo 1-42 Örselenme Katsayısının Seçimi Kaya Kütlesi Görünümü Kaya Kütlesi Tanımı Çok iyi kalitede denetimli patlatma veya TBM kazısı sonucunda tüneli çevreleyen kaya kütlesinde en az düzeyde örselenme Önerilen Örselenme Katsayısı (D) D=0 Zayıf kaya koşullarında mekanik veya elle yapılan kazılar (patlatmasız) sonucunda çevre kayaçlarda en az düzeyde örselenme Sıkışma problemlerinin ciddi taban kabarmasına neden olduğu tünellerde fotoğrafta görülen geçici taban kemeri yerleştirilmediği sürece, şiddetli örselenme olabilir. D = 0 D = 0.5 (taban kemersiz) D = 0.8 Sert kaya tünellerindeki zayıf kalitede patlama, çevre kaya kütlesinde 2 veya 3 m uzanan yersel hasarlara neden olabilir Tünel Açma Yöntemleri ve Güzergahı Seçim Kriterleri Tünel açma yöntemleri aşağıda verilen 4 ana başlık altında toplanabilir. Bunlar; Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi Kaya Ortamda Tünel Açma Yöntemleri BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 158

174 Delme-Patlatma Yöntemiyle Tünel Açımı Makine ile Tünel Açımı Tam Kesit Tünel Açma Makineleri (TBM) ile Tünel Açımı Yarım Kesit Tünel Açma Makineleri ile Tünel Açımı Zemin Ortamda Tünel Açma Yöntemleri El Aletleri Kullanarak Tünel Açımı Kalkan Kullanarak Tünel Açımı Tam Kesit (TBM) ve Yarım Kesit Makineleri ile Tünel Açımı Aç-Kapa Yöntemiyle Tünel Açımı Batırma Tünel (Immersed Tube) Yöntemi Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi (NATM) Yeni Avusturya Tünel Açma yönteminin yirmiden fazla prensibi olup, esası ana kayanın ilk sağlamlığını korumak, yükü zemine taşıtmak, koruyucu zonu boşluk ve yakınında oluşturmak, deformasyonları ve gerilmeleri ölçümlerle denetlemek, sağlamlaştırma işlemlerini en kısa zamanda tamamlamak ve kazı kesitlerini olduğunca yuvarlak seçmektir. NATM, tünel zeminine uygun oranlarda donatı ve kaplama malzemesi kullanılır. Etkileşme ve kaplama basınçlarının yakından izlenmesi NATM nin önemli bir kısmını oluşturur. Uygulama yavaş olmasına rağmen tünel zemini deplasmanları ve iksa miktarları minimum seviyeye indirilerek, sonuçta ekonomik bir uygulama gerçekleştirilmiş olur. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 159

175 Şekil 1-56 NATM ile Tünel Açma Kaya Ortamda Tünel Açma Yöntemleri Delme-Patlatma Yöntemiyle Tünel Açımı Bu yöntem uzun yıllardır yer altı kazılarında kullanılmaktadır. Tünel açılacak yerdeki kayaçları, hızlı ve ekonomik şekilde çıkarmak tünel kazılarının esas amaçlarındandır. Bu işlem yapılırken tünel duvarlarındaki kayaçlara zarar vermemeye dikkat edilmektedir. İyi bir patlatma tasarımı ve kontrolü, tünel çeperinin zarar görmeyecek şekilde olmasına bağlıdır. Delme-patlatma yöntemi ile ilk aşamada patlayıcı yerleşimi için kayaç delinir. Kuyular veya delikler aynı zamanda kaya bulonları içinde ayrı açılabilir. Bu aşamada Jumbo denen delici makine kullanılır. Açılan deliklere önceden kararlaştırılmış cins ve miktarda patlayıcı yerleştirilir. Daha sonra ateşleme mekanizmasıyla patlatma gerçekleştirilir. Duman ve tozun dağılmasından sonra tavan tıraşlanır, püskürtme beton aynaya kadar yapılır. Günümüzde delme-patlatma ile açılan tünellerde bilgisayar kontrollü, hidrolik mekanizma ile delik açılabilen Jumbolar yaygın olarak kullanılır. Çapı 8 m den küçük olan ve kaya kalitesinin yüksek olduğu kayaçlarda açılan tüneller delme-patlatma ile tek aşamada tam kesit açılabilir. Kaya koşullarının bozulduğu ve aynanın daha geniş olacağı yerlerde kademeli yöntem uygulanır. Bu yöntemde ilk önce üst yarı, daha sonra alt yarı alınır. Tipik olarak, bir tünel günde 1-3 rauntluk (patlatma safhası) patlatma ile açılır. Her raunttaki ilerleme uzunluğu, kaya kalitesi ve kazı çapına bağlı olarak sınırlıdır. Tünelde ilerleme, ayna genişliğinin %50-95 i kadardır. Aynı zamanda ilerleme derhal iksa isteyen çok kırıklı tünel koşullarında 0.5m olabileceği gibi geniş çaplı kazıların yapıldığı BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 160

176 masif ve kendini destekleyebilen kayaçlarda 3.0m olabilir. Genelde tünel problemleri rutin koşullardan kaynaklanmaz. Özellikle bazı kısımlarda lokal olarak bulunan aşırı kötü/zayıf kayaçlar sorun yaratmaktadır. Avantajları Yıllardan beri uygulanmış olmasının verdiği tecrübe ve bilgi birikimi. Gerekli ilk malzeme ve teçhizatının ucuzluğu Her türlü kaya şartlarına uygulanabilmesi. Bu üstünlük kaya şartlarının tünel güzergâhı boyunca aşağı yukarı değişmediği durumlarda önemli olmayabilir. Fakat kaya şartlarının tünel güzergâhı boyunca değiştiği durumlarda veya çok yüksek mukavemetli kayalarda uygulanabilecek tek yol olabilir. Dezavantajları Uzun zaman alır, ilerleme yavaş olur. Çünkü her bir ilerleme devresinde pek çok zaman alıcı yardımcı işlemler vardır. Aşırı sökülmenin önüne geçilemediğinden tünel çapını ve şeklini aynen sağlamak hemen hemen imkânsızdır. Ne kadar hassasiyet gösterilirse gösterilsin patlatmanın, sebep olduğu gevşemelerden kaçınılamaz. Makine ile Tünel Açımı 1950 li yılların ortasından itibaren kayada tünel açma makinelerinin geliştirilmesi ve kullanılmaya başlanması ile tünel açımında yeni bir devir başlamış oldu. O zamandan beri çeşitli amaçlar için değişik tünel açma makineleri yapılmaktadır. İşçi maliyetlerinin giderek artması ve daha hızlı bir tünel açımına gerek duyulması, tünel açma makinelerinin ortaya çıkmasının esas sebepleridir. Tam Kesit Tünel Açma Makineleri (TBM) ile Tünel Açımı Bu tür makineler için İngilizce yayınlarda Fullface Tunelling Machine veya sadece TBM deyimleri kullanılmaktadır. Makine ile tünel açımından söz edildiğinde ilk akla gelen tam kesit (TBM) makineleridir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 161

177 Bir tam kesit tünel açma makinesi ön yüzüne çeşitli cins ve sayıda kesicilerin yerleştirilmiş olduğu dönen bir kafa ile içinde gerekli cihazların ve kumanda bölümünün bulunduğu silindirik bir gövdeden ibarettir. Dönen kafa genellikle 4-10 devir dakikalık bir hızla dönmektedir. Dönme hızı çapa bağlıdır. Güç, elektrik motoru veya hidrolik disk motorundan sağlanır. Kafa, tünel aynasına tonluk bir itkiyle ve hidrolik krikoyla itilir. Gövde, tünel taban ve tavanına 2-4 ayakla oturur. Dört yan kol da tünel duvarlarına dayanır. Bu uzantılar hem doğrultu ve eğimin kontrolünü sağlar, hem de kesici kafadaki burulma ve itki kuvvetlerine karşı bir kuvvet oluşturur. Kazı süresince kesici kafadaki yarıktan geçen kaya kesintileri çevredeki kovalardan yürüyen şeride (makine içindeki) dökülür. Makine kapasitesine göre ilerledikçe, 8-15 metre ileriye çekilerek tünel açımına devam edilir. Günümüzde TBM nin kullanımı oldukça yaygınlaşmış olup, önerilen bir tünelle ilgili jeolojik ve mühendislik çalışmaları makine tünelciliği ile klasik tünelciliğin maliyet karşılaştırmalarını da içine almaktadır. Bu duruma bağlı olarak mühendislik jeoloğu, yapılabilirlik ve proje aşamasındaki araştırmalarında daha ayrıntılı bilgiler yanında yeni ve değişik sorunlara da yönelmek durumunda kalmıştır. Makine ile açıma karar verilebilmesi için nerede ve ne derece bir jeolojik durumla karşılaşılacağı konusunda tahminde bulunmak yanında daha güvenilir sonuçlara ulaştıracak bilgilerin elde edilmesi yoluna da gitmek gerekir. Çünkü delme ve patlatma yöntemine etki etmeyen bazı jeolojik yapılar makine ile ilerleme hızını ve maliyetini büyük ölçüde etkileyebilmektedir. Makineler jeolojik şartlarda ancak sınırlı bir değişmeye uyum sağlayabilir. Bu nedenle başarı derecesi, değişmeyen ve uygun jeolojik şartlarla yakından ilgilidir. Makine ile açım için yapılan jeolojik araştırmalar ayrıntılı bölgesel jeolojik çalışmaları ve ayrıntılı laboratuar deney programlarını da içine almalıdır. Makine ile açımın başarısı tamamıyla jeolojiye ve saha çalışmalarının doğruluk derecesine, yani gerçeği yansıtıp yansıtmadığına bağlıdır. Makinede ileriye doğru ilerleme lazer ışınları ile denetlenir. Böylece doğrultuda ve eğimde gerekli hassasiyet sağlanır. Pasanın taşınması genellikle aynaya kadar devam ettirilen dönen bantlarla olmaktadır. Ayrıca pasanın durumuna, tünelin çap ve uzunluğuna boşaltma alanının durumuna, eldeki ekipmana göre değişik çözümler de düşünülebilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 162

178 TBM ler deki kesiciler işletme maliyetinin esas bölümünü oluşturur. Bunları, aşındıkça değiştirmek gerekir. Kesici uç teknolojisi ilerledikçe TBM lerin daha sert kayada kullanılması mümkün olmaktadır. Bu makinelerin bir yerde kullanılıp kullanılamayacağı esas olarak kayanın sertliği, basınç mukavemeti, kayma mukavemeti, eklem ve çatlakların sıklığı ile ilgilidir. TBM leri zayıf kumtaşı, dolomit, sert kumtaşı ve granit gibi daha sert birimlerde de başarılı olmuşlardır. Makinelerin çoğu dairesel tünel açar, düşük kapasiteli bazı makineler ise tünel çapına göre değişik şekillerde tünel açabilmektedir. Avantajları: Düzgün, pürüzsüz bir yüzey elde edilir. Bu şekildeki bir kesit en yüksek duraylılığı ve gerilmelerin tünel etrafında en uygun dağılımını sağlar. Patlatma tahribatı olmadığından tünel etrafındaki kaya ilk haliyle kalır. Bunun sonucu olarak daha az bir iksa gerekir. Patlatma yönteminde kaçınılmaz olan aşırı sökülme, eklem sıklığına bağlı olarak, ya yoktur veya çok azdır. Böylece gereken beton ve kaplama miktarı azalmış olur. Kayanın uygun olması durumunda ilerleme hızı çok daha fazladır. En son tünel açma makineleri delme ve patlatma yöntemine göre 4-6 defa daha hızlı iş yapmaktadır. Çevredeki bina ve sanayi tesislerinde patlatma tahribatı yoktur. Bu nedenle, bazı özel durumlarda, mesela yerleşme ve sanayi alanları yakınında veya içindeki sığ tüneller, tahribata sebep olunabileceğinden patlatma ile açılmak yerine, ekonomik olup olmadığına bakılmaksızın makine ile açılmaktadır. Daha az insan gücüne ihtiyaç gösterir. İşçi sayısı azaldığından birim insan başına ilerleme ve iş güvenliği artmış olacaktır. Dezavantajları: Başlangıçta yatırılacak para makinenin maliyeti dolayısıyla çok fazladır. Bu nedenle kısa tünellerde veya orta uzunlukta olan çok geniş çaplı tünellerde kullanışlı değildir. Ne var ki bu gibi tünellerde bölge iskân veya sanayi sahası olursa tahribata yol açmamak için makine ile açım benimsenir. Tozlanmayı ve ısınmayı düşürmek için ve ayna yakınında çalışmaya uygun şartları sağlamak için, masraflı ve karmaşık havalandırma sistemi gerekebilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 163

179 Kayanın yumuşak kesiminde tünel doğrultu ve eğiminin kontrolü zorlaşabilir. Aynada çalışabilecek bir genişlik oldukça sınırlıdır. Kaya şartlarının değişmesi durumlarında gerekli teknik ve malzeme ayarlamaları daha zordur. Çok sert kayada makine ile tünel açımının maliyeti yüksektir ve bu nedenle alışılagelmiş yöntem kadar ekonomik olmayabilir. TBM lerinin hareket kabiliyeti alışılagelmiş tünelcilikte kullanılan ekipmana göre daha azdır. Bu tür hareket kabiliyeti küçük çaplı dönüşler olması halinde veya baca ile açılan tünellerde önemli bir sakınca olabilir. Çok sert kaya ile yumuşak kayanın münavebeli olması halinde veya şişen, sıkışan, akan zemin ihtiva eden aşırı ayrışmış ve kırıklı kaya zonlarında tünel açma makinelerinin verimi çok düşüktür. TBM leri genellikle projenin amacına göre özel yapılmıştır. Bu nedenle elde jeolojik şartlar hakkında doğru bilgi olmaması halinde aniden değişen yer altı jeolojik şartlarını karşılayacak şekilde bir makinenin yapım ve inşası mümkün olmayabilir. Fabrikaya uygun makine siparişi vermek için basınç mukavemeti, yapısal durum, kuvars miktarı hakkında bilgi ile mümkünse bir miktar karot gerekir. Şekil 1-57 Tünel Açma Makineleri Yarım Kesit Tünel Açma Makineleri ile Tünel Açımı BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 164

180 Bu makinelere ayrıca Kollu Tünel Açma Makineleri de denilmektedir. İngilizcede ise Partial Face Machine, Roadheader gibi isimler kullanılmaktadır. Kollu tünel açma makineleri genellikle paletli olup, bir kol üzerinde dönen küçük bir kafaya yerleştirilmiş kesiciler yardımıyla kayayı yontar. Basınç mukavemeti 1000 kg/cm 2 ye kadar olan orta sert kayalarda kullanılmak üzere pek çok çeşitleri vardır. Makineler büyüklüklerine göre ton ağırlığında, beygir güçlü ve 3-12 ton itki gücündedir. Bu makinelerin kesici kafaları değiştirilmek suretiyle değişik zemin şartlarına uydurulabilmektedir. Kollu tünel açma makineleri kullanılırken yeterli bir ilerleme hızı için pasa yükleme ve taşıma sistemi, tozları yatıştırmak için su püskürtme sistemi ve havalandırma sisteminin işe uygun olması yanında, gerekli su ve enerjinin kesintisiz sağlanması da önemlidir. Bu makinelerde verimlilik tünel çapına, iksa sıklığına, kaya mukavemetine ve kayanın diğer özelliklerine bağlıdır. Makinelerin kayayı kesebilme dereceleri, kayanın basınç mukavemeti arasındaki ilişkiye, minerallerin dizilişine, özellikle kuvars gibi aşındırıcı tanelerin yüzdesine, tane boyuna, tabakalanma ve eklemlenmeye bağlıdır. Bu makineler, makine ile ayna arasının temizlenmiş olmasını gerektirir. Ancak bu şekilde kesici kafa ve kazı malzemesini kaldıran sistem çalışabilir. İksa gerekiyorsa aynanın 2.0 m gerisinden takip edecek şekilde yapılması gerekir. Bu şekilde iksa makineyi kullananın önündedir. Böyle bir zorunluluk, makine üzerinde çalışan işçiyi tavan ve yanlardan düşecek parçalardan korumak içindir. İlerleme hızı delme ve patlatma yöntemine göre biraz fazla, TBM lerine göre ise oldukça düşüktür. TBM lerine kıyasla yarı makineleşmiş bir tünel açma yolu olup, iş gücüne oldukça fazla ihtiyaç gösterir. Avantajları: Delme-Patlatma yöntemine göre daha az işçiye ihtiyaç gösterdiğinden kaza oranı da aynı oranda azalmıştır. İlerleme süresince yardımcı işlemler gerektirmediğinden boşta geçen zaman azdır. Nispeten düzgün bir yüzey elde edilir. Tüneli çevreleyen kayada gevşeme gelişmez. Böylece gereken iksa daha az olur. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 165

181 TBM leri kadar dar bir jeolojik sınır içinde çalışmaz. Daha kötü kaya şartlarına uyum sağlayabilir. Çünkü aynaya yaklaşmak her zaman kolay olduğundan gerektiğinde iksa yapmak mümkündür. TBM lerinden daha düşük bir enerjiye ihtiyaç gösterir. Makine ve gerekli malzeme pahalı olmasına rağmen TBM lerinin maliyetinden birkaç defa aşağıdadır. Şekil 1-58 Yarım Kesit Tünel Açma Makinesi Zemin Ortamda Tünel Açma Yöntemleri El Aletleri Kullanarak Tünel Açımı Yumuşak zeminde tünelin hangi yolla kazılacağı zeminin jeomekanik özelliklerine göre belirlenir. Bu özellikler tane boyu, mukavemet, geçirimlilik, YAS (yer altı su seviyesi) durumudur. Bunların dışında tünel çapı ve şekli, topografyaya yakınlık, tünelin yüzeye olabilecek etkisi ve bunun derecesi gibi özellikler de göz önünde bulundurulur. Yumuşak zeminlerde kazının tepe-çekirdek şeklinde elle yürütülmesinin üstünlüğü her türlü zemin şartlarına uygulanabilmesidir. Mesela iri bloklar içerdiğinden tünel açma makinelerinin kullanılamayacağı kaba malzeme yanında yumuşak kil, silt ve kumda da kullanılabilir. Karışık aynalı (tünel aynasının üst kısmının toprak alt kısmının kaya olduğu durum) tünellerin kazısında en yaygın kullanılan yöntem bu yöntemdir. Malzemenin kendini tutamadığı durumlarda tepe aynası yatay yerleştirilmiş, tünel BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 166

182 kaplamasına ve yan dikmelere bağlanmış düşey kalaslarla sıkıca tutturulmuş olan ön perdelerle desteklenir. Kazı esnasında bu perde yukarıdan aşağıya olmak üzere bölüm bölüm kaldırılır, kazı yapılır ve perde yeni kazılmış olan yüzün önüne getirilerek bağlanır. Tepe kısmında geçici kaplama yapılır. Çekirdek kazısı yapılana ve kaplamanın alt kısmı konulana kadar geçerli olmak üzere bu geçici kaplama desteklenir. Bunun için boyu ayarlanabilir, geçmeli-vidalı borular kullanılır. Tünel tavanının desteklenmesi içinde çelik levhalar kullanılır. Elle kazı duraysız malzemede kalkanla birlikte uygulanabilir. Basınçlı hava kullanılan durumlarda da kazı kalkan kullanılarak elle yapılabilir. Gereken malzeme ucuz olduğu için başlangıç yatırımı düşüktür. Yöntemin başlıca sakıncası çalışan insan başına verim ve ilerleme hızının düşük olmasıdır. Kalkan Kullanarak Tünel Açımı Yumuşak zeminde hangi yöntemle açılırsa açılsın, zeminin özelliğinden doğan ve uyulması gereken belli zorlukları vardır. Bunlar; Kazı ile geçici kaplamanın birbirini ardalayan zamanlarda yapılması gerekir. Bu iki işlem aynı anda yapılırsa çalışanlar birbirini engeller ve işler birbirine karışır. Geçici kaplamanın kendine yetecek şekilde gerekli parçaları bir bütün olarak birlikte bulundurması, yani bütün gerekli parçaların portatif olarak bir arada bulunması gerekir. Bu geçici kaplama aynı zamanda tünelin nihai şekline de uygun olmalıdır. Böylelikle ilave destek ve dikmelere gerek olmayacağından kazı işleminin daha fazla engellenmesi önlenir. Yüzeydeki oturmalara bağlı olarak zeminde oynamalar görülür. Oturmalar, kazı ve kaplama işlemlerinin yavaşlamasına bağlı olarak artar. Akan zeminde, çalışanlar ölüm tehlikesi altındadır. Tüm bu sorunları hafifletmek için, yumuşak zeminde tünel kazısı KALKAN denen cihazlar kullanılarak yürütülür. Kalkan esas olarak dayanımlı çelik bir silindirdir. Görevi tünel boşluğunu çevreleyen zemini tutmaktır. Aynı zamanda da tünel kaplamasının herhangi bir geçici iksa veya destek gerektirmeksizin yapılmasını sağlar. Çelik bir kalıp da diyeceğimiz kalkan tünelin şeklini oluşturur. Ancak ondan biraz geniştir. Tünel kaplamasının bir kademe önünde bulundurulur. Aynadaki kazı BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 167

183 ilerledikçe ve geride kaplama yapıldıkça içinde bulunan krikolar vasıtasıyla ileriye doğru sürülür. Kalkanın ön kenarı Kesici Kenar zeminde en kolay ilerlemeyi sağlayacak şekilde keskin uçlu olarak yapılmış ve içten çelik kalıplarla sağlamlaştırılmıştır. Orta kısım gövde, içinde gerekli makinelerin ve kullanıcıların bu arada itici kriko ve pompaların yerleştirildiği kısımdır. Arka kısım kuyruk, tünel için gerekli olan kaplamanın yapılmasını kolaylaştıracak ve ona intibak edecek şekilde yapılmıştır. İtilme esnasında krikolar kaplamaya veya çelik kaburgaya dayandırılarak destek sağlanır. Kesici kenar üzerindeki zeminin direncini en azda tutmak için ayna mümkün olduğu kadar geniş şekilde kazılmalıdır. Bununla beraber kalkanın doğrultusu ve konumunun aynadaki malzemeye belli bir miktarda girmesiyle sağlandığının da unutulmaması gerekir. En fazla kayma eğilimi tavanda olduğundan özellikle gevşek zeminlerde ön-üst kısmı cm çıkıntılı yapılmış özel kalkanlar kullanılır. Gövde kalınlığı cm olabilir. Gerekli dayanımlılık dairesel kaburgalarla takviye edilerek sağlanmıştır. Ayrıca yapılmış olan yatay ve düşey bölmeler hem takviyeyi sağlar, hem de işçilerin çalışması için iskele vazifesi görür. Aşırı derecede akıcı zeminde, kesici ucun hemen arkasına gayet mukavim bir perde nin yerleştirilmiş olduğu özel tip kalkanlar vardır. Perdenin ortasında bulunan bir delik aşırı akıcı malzemenin kalkan içine akmasını sağlar. Kalkanların uzunlukları çaplarına ve dolayısıyla kullanılan krikolara ve kaplama kalıplarına bağlıdır. Boy/uzunluk oranı, çalışma şartlarını, hareket kabiliyetini ve doğrultunun korunmasını belirler. Kalkan kısaldıkça doğrultuyu muhafaza etmek zor, dönüşler de kolay olur. Bu sebeple sert zeminler ve dönüşler için kısa, yumuşak zeminler ve düz gidişler için uzun kalkanlar uygundur. Genel olarak kalkanların boyu m, çapı 2-10 m ağırlığı ton arasında değişir. Gereken itki de zemin basıncına ve kalkanın alanına bağlıdır. Kalkan tünel kaplamasından geniş olduğundan çevresindeki boşluk vakit geçirilmeden doldurulmalıdır. Bunun için genellikle kum ve çimento karışımlı koyu bir şerbet kullanılır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 168

184 Şekil 1-59 Kalkan Kullanımı Avantajları: Tünel tam kesit halinde ilerler. Kalkanın hem hareket eden hem de sabit olan bir iksa olma özelliği vardır. Geçici bir iksa gerektirmeksizin nihai kaplamanın yapılmasını sağlar. Tünel açımını hızlandırarak, daha büyük yüklerin gelişmesini önler. Kalkan tünelciliğinde kazı genellikle elle yapılır ve ayna da gerekiyorsa özel yapılmış desteklerle desteklenir. Ancak giderek makineleşmiş ekipmanın gelişmesi kalkan tünelciliğini makineleştirdiği gibi gerekli işçi sayısını da azaltmıştır. Böylece başlangıçtaki basit kalkandan, kazanın çeşitli makinelerle yapıldığı yarı mekanik kalkana ve daha sonra da kazı ilerleme ve pasa atımının tamamen makineleşmiş olarak yürütüldüğü kalkan makineleri ne dereceli bir geçiş olmuştur. Tam Kesit (TBM) Makineleri ile Tünel Açımı Yumuşak zeminde tam kesit halinde tünel açan makinelere tam kesit Tünel Açma Makinesi Tunnel Boring Machine (TBM) genel tabiri yanında Kalkan Makinesi Shield Machine adları da verilmektedir. Yumuşak zeminde tünel açmak için çok çeşitli tünel açma makineleri geliştirilmiştir. Her birinde kazı, pasanın atılması, tünel kaplamasının yapılması ile ilgili ekipman başka başkadır. TBM nin en belirgin özelliği çok pahalı olmalarıdır. Tünelin şekli ve boyutu, zemin şartları, tünelin amacı, işçi miktarı ve maliyeti her işe göre farklı olduğundan BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 169

185 makinelerin yapılacak işe uygun şekilde sipariş edilmesi eğilimi daha fazladır. Bunun yanında tünelcilik teknolojisi çok hızlı bir gelişme içinde olduğundan 2-3 yıl bir işte kullanılmış makineleri yeni işlerde kullanmak için önemli ölçüde değiştirmek de mümkün olabilmektedir. Genel olarak yumuşak zeminler için yapılmış TBM leri, ön yüzüne kesicilerin yerleştirildiği bir silindirdir. Bu yüzün aynaya döndürülerek itilmesiyle tam kesit halinde tünel kazısı gerçekleştirilmektedir. Esas olarak zemin TBM leri birkaç gruba ayrılsa da genel olarak ikiye ayrılırlar. Dönen tekerlekli kalkan makinesi; yumuşak zeminlerde en yaygın kullanılan TBM leri bunlardır. Bu makinelerde kalkanın ön yüzünde dönen bir tekerlek bulunur. Tekerleğe 2 4 çap halinde kesiciler yerleştirilmiştir. Bu yüz aynaya itildiğinde dönerken aynı zamanda ezerek, burgulayarak, keserek veya kazarak tüneli açarlar. Zemin şartlarına göre en az enerji ile en fazla verim amaçlandığından aynanın kazısı görüldüğü gibi birkaç şekilde olabilmektedir. Aynadan kesilen ve kalkanın tabanına dökülen pasa konveyör veya benzeri ekipmanla geriye sevk edilir. Kesici kolların arası makineye göre açık veya kapalı olabilmektedir. Yeteri kadar kendini tutma süresi olan zeminlerde kollar arası açık bırakılabilir. Yumuşak kil, akıcı kum gibi malzemede kollar arası bölmeler halinde kapalı olup, pasanın içeri alınması için bir kısmı açılabilir. Bu makinelerde saatte verim en fazla 6-7 m ye çıkabilir. Çapları 1-8 m arasında değişmektedir. Bentonitli Kalkan Makinesi kohezyonsuz ve sulu kum-çakıl gibi malzemede çalışmak için uygundur. Ön kesici yüzün hemen gerisine yerleştirilmiş olan bir bölmeden, çalışma esnasında hidrostatik basınç altında bentonit eriyiği püskürtülür. Böylece aynadaki malzemeye nüfuz eden eriyik bir duraylılık sağlar. Kalkan tünelciliğinin bir değişik şekli de zeminde krikolar yoluyla itilerek arka arkaya borular sürülmesidir. Eskiden kanalizasyon ve su şebekelerinin döşenmesinde yaygın olarak kullanılmaktaydı. Günümüzde ise mikro tüneller kullanılmaktadır. 5 m ye kadar olan derinliklerde en ekonomik yoldur. Bu yöntemin uygulanışı şu şekilde gerçekleştirilir; boru döşenecek yerin iki başından taban seviyesine inecek şekilde baca açılır. Tabana indirilen özel araçlarla, hazırlanmış olan borular hidrolik kriko yoluyla birbirinin ardınca itilir. Krikolar bacanın sağlamlaştırılmış olan karşı duvarından destek alır. En öndeki borunun önünde bulunan işçiler vasıtasıyla kazılan malzeme geriye çekilir ve bacadan yukarı alınır. 0.9 BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 170

186 m çaplı bir boru normal şartlarda 90 m kadar itilebilmektedir. Uzunluğun artması, doğrultudan sapmayı sonuçlamaktadır. Sürtünmeyi azaltmak için boruların dış yüzü yağlanmaktadır. Yarım Kesit Makineleri ile Tünel Açımı Genel olarak kayada kullanılan Kollu Tünel Açma Makineleri yumuşak zeminlerde de kullanılmaktadır. Yarım kesit makineleri iri bloklar içeren yumuşak malzemeden bir iksayı gerektirmeyecek kadar duraylı olan malzemeye kadar hemen her türlü zemin şartlarında kullanılabilmektedir. İlerleme hızı elle kazıya göre çok daha fazladır. Çoğu durumlarda yumuşak zeminde çalışılırken kollu tünel açma makineleri bir kalkanın içine yerleştirilmiş olarak kullanılır. Zemin şartlarına göre değişik tipte yarım kesit kazıcılar da geliştirilmiştir. Aç-Kapa Yöntemi ile Tünel Açımı Genellikle metro tünellerinin güzergah itibariyle ana yolların altından geçirilebildiği yüzeye yakın kısımlarında, bazen de bir taşıt yolunun çığlardan korunması amacıyla yapılan çığ tünellerinde, kanalizasyon, içme suyu tünelleri ve yer altı geçitlerinin inşaası açık havada yapılarak daha sonra üzerinin örtülmesi daha basit ve ekonomik bir yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu yöntemde önce kazı boşluğunun yanları betonarme kazık veya beton duvar perdesi ile desteklendikten sonra, yüzeyden hendek şeklinde kazılarak açılır. Bu arada zeminin özelliği ve YAS (yer altı su seviyesi) durumuna göre gerekiyorsa YAS seviyesi düşürülür veya su kazılan kısım tekrar doldurularak eski haline getirilir. Görüldüğü gibi işlem bir tünelcilik yöntemi değil de bir temel yöntemidir. Normal tünel açımına göre daha ucuzdur ve uygulanması da daha kolaydır. Sakıncası yüzeydeki trafiği etkileyebilmesidir. Bu nedenle inşaat yapılırken trafiği en az etkileyecek biçimde çözümler düşünülür. İstanbul da ki Karaköy ve Aksaray yer altı geçitleri aç kapa yönteminin Türkiye deki örnekleridir Batırma Tünel (Immersed Tube) Yöntemi Batırılmış tüp tüneller (Immersed Tunnel), zemin koşulları izin verilen sınırların altında çok kötü ise, özellikle nehir altından geçişlerde çok yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 171

187 Batırılmış tünel (IMT) planı kanalların ve kanal tarzındaki doğal engelleri alttan geçmede en kısa yoldur. Tamamlandığı zaman batırılmış tünellerin (Immersed Tunnel) operasyonel olarak diğer hiçbir tünelden farkı yoktur. Bunun yanında yapım şekli bakımından diğerlerinden tamamen farklıdır. Bu tekniği şu şekilde anlatabiliriz; İlk olarak su kanalının yatağı hendek şeklinde taraklanır. Bu sırada bir kuru dok içerisinde veya bir tersanede üretilmiş ve tamamlanmış olan batırma tüp elemanları inşa edilir. Elemanın yapımı tamamlandıktan sonra geçici olarak bulkheadler ile contalanır. Her tünel elemanı genellikle yüzdürülerek tünel yapılacak sahaya getirilir ve bazen ani şekilde batırılır, genelde vinçler yardımıyla su tabanına indirilir. Tünel elemanı taranmış hendeğin dibine indirilir. Yeni elemente aynı bölgeye getirilip hendek dibine indirilir ve bir önce gelen elemente su altında bağlanır. Arada kalan su bulkhead yardımı ile dışarıya pompalanır. Yeni elemanın sonunda özgür kalan su basıncı iki eleman arasına yerleştirilen lastik contalar ile sıkıştırılarak eklemleri kapatılır. Dolgu materyali tünelin yanına ve üstüne yerleştirilir ve tünel hendeğe kalıcı olarak yerleştirilir tıpkı yer altı örneklerinde olduğu gibi. Uygun yerel koşullar batırılmış tünel (Immersed Tunnel) için sağlandıktan sonra, yapısal yaklaşım tünel üstüne malzeme yığmak şeklinde inşa olabilir. Batırılmış tünellerin (Immersed Tunnel) algılanmasında bazen değişik problemlerle karşılaşılabilir. Yeni gelen bu teknoloji hali hazırda kullanılan deniz operasyonlarından teknolojik olarak daha zor algılanılabilir. Gerçekte ise, bu yeni teknik delme tünel tekniğinden daha az riskli ve yapım aşaması daha iyi kontrol altında tutulabilir Destek Ön Tasarım Yöntemleri Tünel tasarımdaki anılan zorluklar değerlendirildiğinde, uzun ve derin yapıların jeolojik ve jeoteknik verilerinin derlenmesi ve değerlendirilmesindeki sorunlar da dikkate alındığında tünel tasarımında birkaç yöntemin birlikte kullanılması gereklidir. Temelde deneyimsel (ampirik) ve sayısal olmak üzere iki ana yöntem bulunmaktadır. Ancak, tünel tasarımlarında bu yöntemlerden birini seçmek yerine, birbirinin tamamlayıcısı niteliğinde değerlendirmek daha doğru olacaktır. Bu yöntemlerin ayrıntıları aşağıda verilmiştir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 172

188 Deneyimsel Yöntem Adından da anlaşılacağı gibi deneyimsel yöntemler önceden açılmış tünellerden elde edilen deneyimlere dayanmaktadır. Bu yöntemler de kendi içinde iki grup altında incelenebilirler. Nicel Deneyimsel Yöntemler: Bu yöntemlerde, kaya kütlesi sınıflandırma yaklaşımlarımdaki nicel değerlendirmelere dayalı tünel tasarımları yapılır. En yaygın kullanılan nicel deneyimsel tünel tasarım yöntemi Borton Q (Quality) [1] kaya kütlesi sınıflama sistemine dayalı yöntem ve Bieniawski RMR (Rock Mass Rating) [2] kaya kütlesi sınıflama sistemine dayalı yöntemdir. Her iki yöntemin de kendilerine özgü çeşitli artıları olduğu düşülerek sadece birini seçmek yerine birlikte kullanılmaları olasıdır. Nitel Deneyimsel Yöntemler: Bu yöntemlerde, kaya kütlesinin deneyimlere dayalı tanımsal sınıflaması yapılarak tasarımlar gerçekleştirilmektedir. Özellikle Avrupa ülkelerinde yaygın olarak kullanılan ve Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi (YATAY - NATM) olarak bilinen ÖNORM B-2203 yöntemi nitel deneyimsel yöntemlere en iyi örnektir. Nitel ve nicel deneyimsel yöntemler arasında ilişkiler kurup birlikte değerlendirmek ve tünel tasarımlarında her bir yöntemin getirdiği artıları kullanmak en çok önerilen yöntemdir Sayısal Yöntemler Önceleri, zeminin doğrusal elastik olduğu varsayımıyla türetilmiş ve basit geometrilerin modellenmesine olanak tanıyan analitik yöntemler, bilgisayar teknolojisindeki ilerlemeler ile yerini daha karmaşık modelleri gerçeğe daha yakın malzeme tanımlamaları ile çözebilen sayısal çözümleme yöntemlerine bırakmıştır. Bu yöntemlerden en yaygın kullanılanı sonlu elemanlar yöntemidir (finite element method). Bunun yanında sonlu farklar yöntemi (finite difference method), sınır elemanlar yöntemi (boundary elements methods) ve ayrık elemanlar yöntemi (discrete/distinct element method) de kullanılmaktadır. Sayısal yöntemler, kullanılan malzeme modelleri ve girilen parametre ve geometrilerin duyarlılığına göre oldukça gerçek sonuçlar verebilmektedir. Ancak, zemin parametrelerinin çok duyarlı bir şekilde elde edilmesi neredeyse olanaksızdır. Ayrıca, kullanılan yazılımın ve yöntemin yetenekleri de iyi irdelenmeli ve anlaşılmalıdır. Bu BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 173

189 nedenle sayısal yöntemlerin sonuçlarına kesin sonuçlar gözüyle bakmak doğru değildir ve sadece yol gösterici olarak kullanmak ve elde edilen sonuçları iyi değerlendirmek gerekir. Temelde önerilen yöntem, deneyimsel yöntemlerden elde edilen ön tasarımın, sayısal yöntemlerle de denetlenerek kesin tasarıma dönüştürülmesidir Tünel Destekleme Sistemleri Tünel açılmadan önceki sınırlı jeolojik ve jeoteknik veriler ile tünel tasarımı yapabilmek için yukarıda özetlenen yöntemlerden hiçbiri tek başına yeterli olamamaktadır. Önerilen tasarım yöntemi, Viyana da yapılan Dünya Tünel Kongresinde (Viyana, Nisan 1997) Bieniawski tarafından en uygun tasarım yöntemi olarak gösterilmiştir [13]. Tasarımda öncelikle tünellerin yer alacağı zemin, arazide yapılan ön jeolojik araştırmalar ışığında, Q* ve RMR değerleri hesaplanır. Bu değerler kullanılarak her iki sistemce (Barton Q ve Bieniawski RMR) önerilen destek sistemleri incelenir. Rakamsal değerlendirmelere dayanılarak yapılan bu kaya sınıflamaları ÖNORM B-2203 (NATM) kaya sınıflaması ve Bölüm de verilen YATAY kaya sınıflaması ile de karşılaştırılarak uygun kazı boyutları, kazı aşamaları, desteksiz duraylık süreleri, destek sistemleri ve kazı ilerleme hızları belirlenebilir. Tasarımın ikinci aşamasında incelenmesi gerekli görülen tünel kesitleri ve bu kesitler için belirlenen kaya sınıfları, ön jeolojik verilere dayalı fiziksel ve mekanik özellikler ile birlikte analitik olarak modellenir. Hazırlanan modeller sayısal yöntemle ve ardışık kazı aşamaları için elasto-plastik olarak analiz edilir. Plastik analizlerde, kırılma kuramı olarak Bölüm de anlatılan, Modifiye Hoek-Brown kırılma kriteri kullanılır. Bu analizler sonucu, kaya ve destek sistemlerindeki gerilmeler, sürekli ortam prensibine dayalı plastik deformasyonlar, tünel çevresindeki asal gerilmelerin emniyet faktörleri ve plastikleşme bölgeleri hesaplanarak her kaya sınıfı için önerilen destek sistemleri denetlenmiş ve bunların yeterlilikleri kanıtlanmış olur Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi (YATAY) Tünel açılırken zeminin yapacağı deformasyonlar ve zemin gerilmelerinde oluşacak değişimler açılış tekniğine yakından bağlıdır. Yenimahalle Tüneli nin delme ve patlatma yöntemi ile açılması, destek sistemlerinin Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi YATAY a göre geliştirilmesi ve düzgün patlatma (smooth blasting) tekniğinin kullanılması önerilmektedir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 174

190 Tünel açma ve destek sisteminin tasarımı için önerilen YATAY ın en önemli 6 özelliği ve yöntemin avantajları aşağıda kısaca özetlenmiştir. Kaya kütlesinin doğal dayanımından olabildiğince yararlanmak, bu amaçla destek sistemlerini en uygun zamanında yerleştirmek, Rijit destek sistemi yerine kaya deformasyonlarına ve kemerleşmeye uyum sağlayabilecek esnek destek sistemleri kullanmak, böylece destek sistemi ile kazı yüzeyi arasında tam bir temas sağlamak, Püskürtme beton, hasır çelik, kaya bulonu ve/veya hafif çelik iksa kullanımı sayesinde aşırı gevşeme ve deformasyonları süratle ve zamanında önlemek, Sürekli deformasyon ölçümleri ile kazı ve destek sistemlerini denetlemek, gerektiğinde aşamalı kazı yapmak veya diğer destek sınıflarına kolayca geçebilmek, Gerektiğinde ve özellikle zayıf zemin veya kayaçlarda taşıyıcı halkayı zamanında kapatarak destek sisteminin tam olarak çalışmasını sağlamak, Kazı sırasında yapılacak gözlem ve ölçümlere bağlı olarak belirlenen kaya sınıfı ve destek sistemlerinin inşaat ihale yöntemine göre ödemelere esas oluşturmasında esneklik sağlamak. Yeni Avusturya Yöntemi ile tünel açmanın temel ilkesi kayayı olabildiğince kendisine taşıtmaktır. Tünelin açılışı sırasında kayanın (kabul edilebilir emniyet sınırları içinde kalmak koşulu ile) bir miktar deformasyon yapmasına izin verilmesi taşıyıcı sistem üzerine gelen yükleri önemli ölçüde azaltır. Kontrollü olarak serbest bırakılan kaya kemerleşerek yükü yanlara aktarmakta, böylece kazı çevresinde bir taşıma halkası oluşturarak kendi taşıma kapasitesini maksimum seviyede kullanmaktadır. Tünel aynasında üç boyutlu olan kemerleşme aynadan uzaklaştıkça iki boyutlu hale gelir. Destek sistemleri kayanın tüm yükünü taşımaktan çok, kazı çevresindeki taşıyıcı halkanın bütünlüğünü koruyarak plastik deformasyonları kontrol altına almak ve kayanın kendisini tutabilme özelliğini engelleyecek aşırı gevşemeleri önlemek amacı ile kullanılmaktadır. Bu nedenle, destek sisteminin kayanın deformasyonlarına uyum sağlayabilecek kadar esnek olması yöntemin en önemli kriterlerden biridir. Kaya kendi yükünü taşıyamayacak kadar zayıf ise, kullanılan destek kaya taşıma kapasitesine yaklaştıktan sonra dengeye ulaşabilmesi için hala gerekli olan ilave iç basıncı sağlayarak sistemi duraylı hale getirir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 175

191 Destek Sistemlerinin Belirlenmesi YATAY da hız ve ekonomiyi sağlayan en önemli nokta, destek sistemini kaya aşırı deformasyon yaparak duraylığını kaybetmeden önceki en uygun anda yerleştirmek, böylece elastik ve plastik deformasyonlara olabildiğince izin vererek kayanın kendi taşıyabileceği yükü gereksiz yere desteklere aktarmasını önlemektir. Bu nedenle, yöntemin başarısı büyük ölçüde kazı sırasında düzenli olarak yapılacak ve doğru değerlendirilecek deformasyon ölçümlerine bağlıdır. Yöntemin ana ilkesi Şekil 1-60 de gösterilmiştir. Bu yaklaşımda esas, şekildeki F ve E noktalarını olabildiğince Yük- Deformasyon eğrisinin minimum değerine yaklaştıracak en uygun destek uygulama zamanının belirlenmesidir. Uygulamada bu amaca ancak tavan, duvar ve taban çizgilerinin çok hassas ölçümlerle izlenmesi yoluyla ulaşılabilir. Radyal deformasyonların zamanla değişimine göre doğru destekleme zamanının nasıl belirleneceği Şekil 1-61 de şematik olarak gösterilmiştir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 176

192 Şekil 1-60 Tünellerde Destek Basıncı-Radyal Deformasyon İlişkisi BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 177

193 Şekil 1-61 Ardışık Deformasyon Ölçümlerinin Değerlendirilmesi BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 178

194 Sayısal Çözümleme Yöntemleri Tüneller, analitik yöntemlerle bulunan ön destekleme tasarımlarından sonra desteklerin yeterliliğinin denetlenmesi, iç/dış basınçların kaplamada oluşturduğu gerilmelerin hesaplanabilmesi ve değişik yükleme koşullarının irdelenebilmesi için sayısal çözümlemeler yapılması gerekmektedir. Sayısal çözümlemeler için sonlu elemanlar (finite element-fem), sonlu farklar (finite difference-fdm), sınır elemanlar (boundary element-bem), ayrık elemanlar (discrete element-dem) veya karma yöntemlerini kullanan bilgisayar yazılımlarından yararlanılır. Bu yöntemlerden en yaygın olanı sonlu elemanlar yöntemidir. Bu nedenle, bu çalışma kapsamında bu yönteme ait bilgiler verilecektir Sayısal Modelin Kurulması Çözüm Boyutu Sayısal model kurulmadan önce modelin 2 boyutlu mu 3 boyutlu mu olması gerektiğine karar verilmelidir. 2 boyutlu çalışmanın kullanılabilmesi için teorik olarak 3. boyutta (düzlem dışında) deformasyon ve geometrik değişimin ihmal edilecek düzeyde olması gerekir. Bu durumda kurulan 2 boyutlu basitleştirilmiş modele düzlemsel deformasyon (plane strain) model adı verilir. Bu modelleme tekniğinde üçüncü boyuttaki birim deformasyon sıfır kabul edilir. Ancak her üç boyutta gerilme hesaplanabilir ancak üçüncü boyuttaki gerilme diğer iki boyuttaki gerilmeye bağlıdır. Aşağıdaki durumlarda 3 boyutlu model kullanılması gerekmektedir: Boyuna kesitte tünel geometrisinin değişmesi, Tünel kesişimi, tünel-şaft bağlantıları, Anizotropik kaya ortamı, Üç boyutta değişen gerilme durumları. Her ne kadar portal bölgeleri, yüzeyde topoğrafyanın değişimi, tünelin aynaya yakın kesimleri gibi modeller teoride 3 boyutlu modellenmesi gerekirken pratikte bazı yaklaşımlar ile 2 boyutlu modellemek mümkündür. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 179

195 Şekil Boyutlu Tünel Modeli Şekil Boyutlu Tünel Modeli Model Geometrisi ve Sınır Koşulları Tünel modelini kurarken çevredeki tüm kaya ortamını modellemek mümkün değildir. Bu nedenle, belli bir alanın çözüm ağına (mesh) dahil edilmesi yeterlidir. Büyük kütlelerin tünelin açımından etkilenmediği, derindeki tünele ait deformasyonların yüzeyde BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 180

196 ölçülemediği bilinen bir gerçektir. Bunun için genel olarak kabul edilmiş yaklaşım, tünel ekseninden itibaren en büyük tünel açıklığının (D) 3 katı (tünel dış çeperinden 2.5 katı) mesafeden sonra deformasyonların ihmal edilebileceğidir. Tünelin üstünde 2.5D den daha az bir örtü kalınlığının olduğu portal gibi bölgelerde ise yüzey geometrisinin modele dahil edilmesi önerilmektedir. Bilindiği gibi 6 adet serbestlik derecesi vardır bunlardan 3 ü kayma, 3 ü ise dönme devinimidir. Katı modellemelerde dönme devinimi yoktur. Doğrusal hareketleri sabitleyen mesnetlere sabit mesnet, bir veya iki yöndeki harekete izin veren mesnetlere kayıcı mesnet ismi verilir. Derin tünellerde model sınırının üstünde de deformasyonlar sıfırlanmalıdır. Sığ tünellerde ise yanlardaki düşey devinimlerin serbest bırakılması gerekir. Bu farklılığın sebebi yükleme koşullarından kaynaklanmaktadır ve sonraki bölümde anlatılacaktır. Şekil 1-64 Tipik 2 Boyutlu Model Boyutlandırması Çözüm Ağı ve Elemanlar Sonlu elemanlar ağı düğüm noktaları ve elemanlardan oluşur. Birim deformasyonlar ve gerilmeler elemanlarda, deformasyonlar ise düğüm noktalarında hesaplanır. Zemin/Kaya gibi elemanlar 2 veya 3 boyutta katı elemanlarla modellenmelidir. Kalın betonlar da katı olarak modellenebilirler. Bunun dışında ince yapısal elemanlar (beton, püskürtme betonu vb.) 2 boyutta eğilmeye çalışan çubuk, 3 boyutta kabuk elemanlarla modellenmelidir. Bulonlar ise 1 boyutlu çubuk elemanlarla modellenebilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 181

197 Katı modellenen elemanlar 2 boyutta üçgen veya dörtgen üç boyutta da piramit veya küp şekillerinde olabilir. Her köşede mutlaka bir nokta bulunmalıdır. Sadece köşelerde nokta bulunan ağlara birinci derece çözüm ağları denir. Aralarda birer nokta olduğunda ise ikinci derece olarak adlandırılır. Nokta sayıları artırılarak çözümün derecesi artırılabilir. Teoride ağın derecesi yükseldikçe çözümün doğruluğu artacaktır. Ancak, çözüm derecesini yükseltmek çözüm süresini önemli ölçüde artıracağı gibi az eleman kullanılarak yüksek dereceli ağları kullanmak da doğru sonuçlar vermeyebilir. Bu nedenle genellikle 1. veya 2. derece çözüm ağları tercih edilmektedir. Şekil Boyutlu Çözüm Ağı Elemanları Zemin/Kaya modellemelerinde ağın derecesi 1 veya 2 olabilir. Ancak, bükülmeye çalışan elemanlarda (çubuk elemanlar veya katı kolon/kiriş modellemeleri) 2. derecede çözüm ağı kullanılması önerilmektedir. Çözüm ağları, sonuçların hesaplanacağı tünel çeperlerinde sıklaştırılmalı, hata olasılığı yüksek çözüm sınırlarına doğru seyrekleştirilmelidir. Böylelikle, hata payları azalacak ve gereksiz yere çözüm zorluğu oluşmayacaktır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 182

198 Şekil 1-66 Çözüm Ağının Sıklaştırılması Çözüm ağındaki eleman şeklinin düzgün olması oldukça önemlidir. İdeal olarak üçgen elemanlar eşkenar üçgen, dörtgen elemanlar da kare şeklinde olmalıdır. Çok dar kenar açıları ile bir kenar uzunluğunun diğerlerinden oldukça kısa olması çözümün hassasiyetini azaltacaktır. Çözüme başlamadan önce çözüm ağındaki elemanların kalitesini sorgulamak gereklidir. Çözüm aşamasında deformasyonların fazla olması, başlangıçta iyi kalitede olan elemanların kalitesini bozabilir. Bu durum da çözüm aşamasında duraysızlık yaratabilir. İleri düzey yazılımlarda, yeniden ağ oluşturma (remesh) özelliği bulunmaktadır. Bu özellik sayesinde, deformasyonlarla bozulan çözüm ağı, çözümün bir aşamasında yeniden oluşturulur. Malzeme Modelleri Sonlu elemanlar çözümlemesinde malzeme modeline ihtiyaç vardır. Çözümün elastik olması durumunda sadece elastik parametreler (E, ) yeterlidir. Ancak, zemin/kaya modelleri ve tünel analizlerinde deformasyonlar büyük olasılıkla elastik limitler içinde kalmayacaktır. Bu nedenle, elasto-plastik çözümlemeler yapılmalıdır. Herhangi bir elemanın elastik sınırın dışına çıkmasına akma (yield) denir. Malzemenin akma sınırını belirleyen gerilme formülüne kırılma kuramı (constitutive model) denir. Zeminler veya zeminleşmiş kaya ortamları için Mohr-Coulomb kırılma kuramı, kayalar için Hoek- Brown kırılma kuramı, beton/çelik gibi yapısal elemanlar içinse Von Mises veya Tresca kırılma kuramları tercih edilmelidir. Değişik programlar değişik kırılma kuramları sunabilmektedir. Ancak, daha az denenmiş kuramları kullanırken dikkatli olunmalı ve sonuçları iyi değerlendirilmelidir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 183

199 Bir diğer gerekli malzeme özelliği akmadan sonraki dayanım özellikleridir. İdeal plastik malzemeler akmadan sonra dayanım kaybetmeyen malzemelerdir. Ancak, kırılgan malzemeler akma sonrası hızla dayanım kaybederler. Akma sonrasındaki malzeme parametrelerinin belirlenmesi güçtür. Prensip olarak, zemin ve ayrışmış kayalar ile yapısal elemanlar ideal plastik olarak değerlendirilmeli, kaya kütlesindeki ayrışma düzeyi azaldıkça ve som kaya dayanımı arttıkça akma sonrası dayanım parametreleri azaltılmalıdır. Yükleme Durumları Tünel modellemelerinde temel yükleme zemin/kaya basıncıdır (overburden). Yüklemeler aşağıdakilerden biri veya birkaçı olabilir. Zemin/kaya ortam gerilmesi, İç ve dış su basıncı, Enjeksiyon basıncı, Ek yüklemeler. Sığ tünellerde zemin ortam gerilmelerinin hesaplanması basittir ve zemini oluşturan katmanların birim hacim ağırlıkları ile derinlik çarpılarak hesaplanabilirler. Ancak, derin tünellerde jeolojik tarihçeye bağlı olarak gerilme durumlarında oldukça değişiklikler olabilir. Bu nedenle, derin tünellerdeki ortam gerilmelerinin hesaplanması çok güçtür. Eğer tünel seviyesinde gerileme ölçümü yapılmadıysa güvenli tarafta kalmak için sığ tünellerdeki yöntem kullanılabilir. Plastik çözümlemelerde kazılar ve destekler aşamalar halinde yapılmalıdır. YATAY ın prensibi olan yüklemenin olabildiğince kayaya taşıtılması da bu sayede modellemelere eklenmelidir. Kazı yapıldıktan sonra destekler ve kaplama hemen yerleştirilmemektedir. Geçen zamanda da deformasyonlar devam ettiğinden destekler yerleştirildiğinde kayanın uygulayacağı basınç azalacaktır. Ayrıca, tünel aynasına yakın olan kesimlerde deformasyon dağılımı 3 boyutlu olacak kayadaki deformasyon hızını düşürecektir. Bu nedenlerle, ortam gerilmesi kademeli olarak artırılmalı ve destekler de belirli aşamalarda konulmalıdır. Bu amaçla yazılımlarda çeşitli yöntemler mevcuttur. Yük bölme ve malzeme yumuşatma bunlardan bazılarıdır. Malzeme yumuşatma yöntemi, yazılım yük bölme özelliği sunmaması durumunda dahi kullanıcı tarafından uygulanabilecek bir yöntemdir. Bu yöntemden kazılacak olan zeminin elastik modülü BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 184

200 kademeler halinde düşürülerek destekler yerleştirilir ve en sonda malzeme tamamen kaldırılır. Yük dağıtmada kullanılacak oranlar mühendisin yargısına bağlıdır. Oranlar belirlenirken temel bazı prensipler göz önünde bulundurulmalıdır. Sığ tünellerde kayanın taşıyabileceği yük, kemerlenme tam oluşamayabileceği için düşük tutulmalı ve tüm yük desteklere aktarılmalıdır. Tüneller derinleştikçe kayanın taşıması gereken yük artacak ve desteklere daha az oranda yük aktarılacaktır. Öneri olarak, kemerlenme yüksekliği (~3D) altındaki yük desteklere aktarılırken kalan yük kayaya taşıtılabilir. Zeminler ve ayrışmış ve görece zayıf kaya ortamlar daha hızlı deformasyon yapacaklardır. Bu nedenle, böyle ortamlarda desteğe aktarılacak yükün oranı azaltılmalıdır. Sağlam kayalarda ise deformasyon daha uzun zaman alacağından desteğe aktarılacak yükün oranı fazladır. Hatta sağlam kayalarda belli bir oranda deformasyonun kaplamadan sonra da devam edebileceği düşünülmelidir. Aşamalarda desteklerin yerleştirme sıralamaları da düşünülmeli, gerekirse bölünmelidir. Ortam gerilmelerinin bulunmasında bir diğer konu da yer çekimi yönüne dik gerilmelerin hesaplanmasıdır. Bu gerilmeler genelde düşey gerilmenin bir oranı olarak alınırlar ve bu orana yatay zemin gerilmesi katsayısı (K) denir. Derin tünellerde bu katsayı 1 e yakındır. Tüneller sığlaştıkça azaltılabilir. Portal bölgelerinin benzetiminde hesap düzlemine dik katsayı oldukça azaltılabilir ( gibi). Tüneller, ana kaya içine tamamen gömülü yapılardır. Bu nedenle, tünellerin analizlerinde deprem yükleri kullanılmamalıdır Ölçüm Aygıtları YATAY için tünel açılırken deformasyon ölçümü yapmak olmazsa olmaz bir zorunluluktur. Ölçümlerin destek üzerinden değil kayada yapılması gerekmektedir. Deformasyon ölçüm röperleri tüm birim değişim gölgelerinde ve aynı birim içinde en çok 50 m de bir yapılması önerilmektedir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 185

201 Şekil 1-67 Deformasyon Ölçüm Aygıtlarının Örnek Bir Yerleşimi Kaplama Tasarımları Tüneller iç basınca sahip olup olmadıklarına göre basınçlı ve basınçsız tüneller olarak ikiye ayrılır. Demiryolu ve karayolu tünelleri, servis tünelleri, metrolar, maden ocağı tünelleri ve kanal vazifesi gören tüneller basınçsız tünel sınıfındadır. Kaplama tasarım hesaplarında basınçsız tüneller üzerinde durulmayacaktır. Basınçlı tüneller sınıfına enerji tünelleri girmektedir ve bu tüneller 3 gruba ayrılabilir: Düşük basınçlı tüneller: H 5m Orta basınçlı tüneller: 5m<H 100m Yüksek basınçlı tüneller: H>100m H: Tünelde iç basıncı oluşturan su yüksekliği [1, Bölüm 3-2] Basınçlı tünellerde hangi tip kaplama yapılacağı (betonarme kaplama, çelik kaplama, öngermeli betonarme kaplama), ebat ve geometrik tip seçimi aşağıda verilen temel kriterlere dayanmaktadır: Tünelin fonksiyonel gereksinimleri Tünelin geçtiği kaya biriminin dayanımı, su ile etkileşimi, geçirgenliği ve su tablası durumu (jeolojik ve hidrolojik durumu) Tünel ebatlarının yapılabilirlik (minimum ebat) sınırları Tünel ekonomik kesit analizi (Ör.: Tünelde yüksek su hızı, düşük inşaat maliyeti getirir fakat yüksek düşü kaybına neden olur). Ön çalışmalar için aşağıdaki hız değerleri kullanılabilir: [1, Bölüm 3-2] o o Biraz düzeltilmiş kaya yüzeyler için: m/s Beton kaplamalı yüzeyler için: m/s BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 186

202 o Çelik kaplamalı yüzeyler için: m/s Bu değerler, suyun aşındırıcı sürüntü maddesi taşımadığına göredir. Fazla sürüntü maddesi varsa, tünel kaplamalı bile olsa m/s hız geçilmemelidir. Düşeyde ve yatayda kaya kütlesinin gerilmelerinin iç su basınç değerine göre yeterliliği değerlendirilmelidir. Bunun için aşağıda verilen yöntemler uygulanabilir. [2, Bölüm 9-1] Norveç Metodu Şekil 1-68 Norveç Metodu ile Güzergah Seçimi FS C RM R cos H S w FS: emniyet faktörü (1.5 değerinden az alınmaması tavsiye edilir) CRM: kaya yüzeyine olan minimum mesafe R : kaya birim hacim ağırlığı : kaya yüzeyinin yatay ile yaptığı ortalama eğim açısı H S : maksimum hidrolik basınç w : su birim hacim ağırlığı Avustralya Metodu BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 187

203 Şekil 1-69 Avustralya Metodu ile Güzergah Seçimi C RV H S R w C 2C RH RV CRV: kaya yüzeyine olan minimum düşey mesafe Su akacak yüzeyin düzgün bir yüzey haline getirilerek sürtünme kayıplarının azaltılması durumu değerlendirilmelidir. Tünel kaplaması ile yapılması gerekli olan sızdırmazlık seviyesi değerlendirilmelidir. Düşük basınçlı tünellerde, tünel sağlam kaya formasyonundan geçiyor ise suyun sızabileceği çatlakların kapatılması (püskürtme beton yapmak gibi) ve lokal kaya bozulmalarına karşı ilave destek önlemlerinin alınması ile kaplama yapmaksızın tünel açılımı yeterli olabilecektir. Ayrıca kaplama düşünülerek tünel açma işlemi yapılmış ise; tünellerde sürtünme katsayısı kaplamalı tünellere göre daha büyük olmasına rağmen, tünel daha büyük bir kesit kullanılarak açıldığı için su hızı düşük olacaktır. Bu yüzden tünel kaplaması ile sağlanacak sürtünme kayıplarının azalımı, tünellerde karşılanabilmektedir. Bu durum uzman tasarım mühendisi tarafından dikkate alınması gereken bir husustur. Orta ve yüksek basınçlı tünellerde, özellikle geçilen kaya formasyonunun sağlamlığına ve tünel çapına bağlı olmak üzere, su sızdırmazlığının temini için ince demirsiz bir beton yeterli olabilmektedir. Ancak su sızdırmazlığının sağlanabilmesi için kaplama betonunda çatlak genişliği oluşumu sınırlanmalıdır. Bu yüzden iç su basıncının kayakaplama ilişkisi içerisinde taşınması, iç su basıncının bir kısmının kaya tarafından taşınması gerekebilmektedir. Kaya-kaplama ilişkisinin kullanılabilmesi için kaya ile kaplamanın tam temasının sağlanması ve bunun için kontak enjeksiyonunun tekniğine uygun şekilde yapılması gerekmektedir. Kontak enjeksiyonun uygulanması durumunda BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 188

204 kaplama betonunun kontak enjeksiyonundan dolayı oluşacak tesirlere karşı yeterli dayanımda olması için gerekli donatı sağlanmalıdır. Eğer geçilen kaya formasyonunun dayanımı yetersiz ise iç su basıncından dolayı oluşan çatlak genişliğini sınırlamak için gerekli donatı sağlanmalıdır; ayrıca su kaçağını önlemek ve iç su basıncının kayakaplama ilişkisi içerisinde taşınmasını sağlamak için yeteri kadar kontak ve konsolidasyon enjeksiyonu uygulanmalıdır. Özellikle yüksek basınçlı tünellerde, tünel kaplaması olarak betonarme düşünülse bile, kaya koşullarının yeterli olmadığı durumlarda (zayıf kaya koşulu ve/veya düşük kaya kalınlığı ve/veya su ile etkileşime girebilecek kaya koşulu) çatlak genişlikleri sınırlandırılması mümkün olamayabilir ve/veya kaya içerisinde oluşabilecek hidrolik kırılma engellenemeyebilir. Bu durumda tünel kaplaması olarak çelik kaplama düşünülmelidir. Çelik kaplama iç su basıncının tamamını alacak şekilde veya kaya ile etkileşime girecek şekilde tasarlanabilir. Çelik kaplama tasarımı kaya ile etkileşime girecek şekilde yapılacak ise çelik kaplama-beton arası ve beton-kaya arası tam temasın sağlanması önem arz etmektedir. Bu temasların sağlanması ise tekniğine uygun şekilde yapılacak kontak enjeksiyonu ile mümkün olabilmektedir Tasarım Kriterleri Aşağıda belirtilen hususlara dikkat edilerek tasarım yapılmalıdır: Su direk olarak kaya ile temas halindedir ve sızma tünel içerisine veya dışarısına doğru oluşabilmektedir. İç su basıncında oluşan değişimler, kaya içerisinde bulunan çatlakların içerisine ve dışarısına doğru suyun itilmesine sebep olabilmektedir. Bu durum uzun dönemde ince malzemelerin yıkanmasına ve stabil olmayan durumlara neden olabilmektedir. Bu durum tünelin zaman içerisinde dolu ve boş olması durumlarında oluşabilmektedir. Örneğin tünelin boşaltılıp doldurulması durumu ve taşkın kontrolünde kullanılan tünellerin durumu. Zaman içerisinde, tünellerde tünel açılımı sırasında kullanılan metal kaya destekleme sistemleri paslanabilmekte veya aşınabilmektedir. Ayrıca belirli kaya tiplerinde zaman içerisinde su ile etkileşimden dolayı zararlı etkiler görülebilmektedir. Pürüzlü yüzeylerinden dolayı sürtünme katsayısı artmaktadır. Bu yüzden, hidrolik gereksinimlerden dolayı, kaplamalı tünellere nazaran, daha büyük tünel kesitleri gerekebilmektedir. Bu durum maliyet hesapları ile birlikte değerlendirilmelidir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 189

205 Geçilen kaya bölgesinin su ile etkileşiminin olmamasına, çatlak ve fay zonlarının yıkanabilir malzeme ile dolu olmamasına, iç su basıncı etkisi altında hidrolik çatlama veya zararlı etkilere karşı koyacak nitelikte olmasına ve sızma oranlarını kabul edilebilir sınırlarda tutabilecek kadar geçirimsiz olmasına bağlıdır. Türbinde yaratabileceği zararlı durumlara karşı, kaplamasız tünellerde kaya kopmalarına karşı tünel içerinde kaya kapanı (rock trap) uygulaması yapılmalıdır. Bakım işleri için düzgün bir yüzey oluşturabilmek ve taban erozyonunu azaltmak için, genellikle mm arasında bir kalınlıkta taban betonu uygulaması yapılmaktadır. Bu taban betonu donatılı veya donatısız olabilmektedir. Kaya desteği oluşturabilmek için ve tünel sızma ve hidrolik karakteristiklerini iyileştirmek için, devamlı bir püskürtme beton kaplaması uygulanabilir. Bu uygulama aynı zamanda kayayı, suyun zararlı etkilerine ve erozyona karşı korumaktadır. Suya karşı duyarlı zeminleri korumak için, püskürtme betonu uygulaması devamlı, çatlaksız ve fiber donatılı veya hasır çelik takviyeli olmalıdır Donatısız Beton Kaplamalı Tünellerin Tasarım Kriterleri Donatısız beton kaplama, öncelikli olarak kayayı su etkilerine maruz kalmaktan korumak için ve pürüzsüz hidrolik bir yüzey oluşturabilmek için düşünülmelidir. Bu tür bir kaplama, beton kaplaması yapılmadan önce denge konumu oluşmuş kaya koşullarının sağlanması durumunda ve oluşan kaplama iç kuvvetlerinin düzgün ve radyal olması durumunda uygulanabilir. Ayrıca iç su basıncından oluşan kaplama iç kuvvetleri de düzgün ve radyal olmalıdır. İç su basıncında dolayı oluşan çatlak genişliğinin, kaya ve kaplama arasında olan etkileşim kullanılarak sınırlandırılması gerekmesi durumlarda, kontak enjeksiyonunun uygulanması gerekmektedir. Kontak enjeksiyonun uygulanması durumunda, kaplama betonunun kontak enjeksiyonu sırasında oluşacak tesirlere karşı yeterli dayanımda olması gerektiğinden dolayı, kaplama betonu içerisine donatı konulması gerekip gerekmediği hususu tasarımda dikkate alınmalıdır. Donatısız bir beton kaplamalı tünelin kabul edilebilir olması için rötre ve sıcaklıktan oluşacak minör çatlakların ve tünel iç su basıncından oluşabilecek çatlakların kabul edilebilir seviyede olması gerekmektedir. Eğer yeraltı suyu betona karşı aşındırıcı bir etkiye sahip ise, sızıntı sudan dolayı oluşan korozyona karşı daha sıkı bir kaplamaya gereksinim duyulabilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 190

206 Donatılı Beton Kaplamalı Tünellerin Tasarım Kriterleri Donatısız beton kaplamanın, kaya yüklerinin ve iç ve dış su basınç yüklerinin altında fonksiyonelliğini kaybetmesi durumunda donatılı beton kaplama tercih edilmelidir. Donatılı beton kaplama tasarımı, taşıma gücüne göre ve servis durumu kriterlerine göre yapılmalıdır. Aşağıda taşıma gücü hesaplarında kullanılması önerilen yük faktörleri verilmiştir [2, Bölüm 9-3]. Ayrıca servis durumu için kaya koşullarına bağlı olmak üzere uygun bir çatlak genişliği dikkate alınmalıdır. Tablo 1-43 Taşıma Gücü Yönteminde Kullanılması Önerilen Yük Faktörleri ( EM , USACE, Bölüm 9-3) Su Tünelleri için Önerilen Tasarım Kriterleri ve Yük Faktörleri 1 Yük Durumu Zati Yük Kaya Yükü İşletme Durumu Hidrostatik Yük Transient Hidrostatik Yük Dış Hidrostatik Yük Hareketli Yük Bu tablo betonarme tünel kaplaması için verilmiştir. 2 Zati ağırlık, kaplama zati ağırlığı, ilave olarak varsa kalıcı teçhizat ağırlığını ifade etmektedir. Hareketli yük, örneğin tünel içerisinde bulunan araçlar, genellikle 1.4 yük faktörüne sahiptir. Su tünellerinde, işletme sırasında bu hareketli yükler genellikle bulunmaz. 3 Kaya yükü, kaya-yapı etkileşiminin değerlendirilmesinden elde edilmiş yükleri ve/veya biçim bozukluğunu ifade etmektedir. 4 İşletme durumu hidrostatik yük, normal işletme durumunda maksimum iç su basıncından minimum dış su basıncının çıkarılması sonucunda elde edilen basıncı ifade etmektedir. 5 Transient hidrostatik yük, maksimum transient hidrostatik iç su basıncından; örneğin su darbesi etkisinden dolayı oluşan iç su basıncı etkisinden, minimum dış su basıncının çıkarılması sonucunda elde edilen basıncı ifade etmektedir. 6 Dış hidrostatik yük, tünel boş iken etki eden su tablasından dolayı oluşan maksimum dış su basıncını ifade etmektedir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 191

207 Beton kalınlığı ve pas payı, beton durabilitesi, aşınması, elastik modulus değeri, üzerinde bulunan dış kaya yükleri ve iç ve dış su basınç yükleri dikkate alınarak belirlenmelidir. Rötre ve sıcaklık etkilerinden dolayı oluşabilecek çatlak genişliklerini sınırlamak için belirli bir oranda her iki yönde iç ve dış yüz olmak üzere donatı sağlanmalıdır. Tünelin geçtiği kaya bölgesinde bulunabilecek yeraltı su seviyesi nedeni ile tünel kaplaması üzerinde oluşabilecek dış su basınç değerleri değerlendirilmelidir. Dış su basıncı uygun bir drenaj sistemi ile azaltılabilmekte veya neredeyse elimine edilebilmektedir. Ancak drenaj sisteminin tıkanabileceği veya drenaj sisteminin tüm dış su basıncını yok edemeyeceği durum değerlendirilerek belli bir oranda tünel kaplaması hesabında dış su basıncı dikkate alınmalıdır. Dış su basıncının iç su basıncından aşağıda olması durumunda, iç su basıncının tünel kaplaması civarında dış su basıncını artırıcı etkide bulunacağı hususu beton kaplaması tasarımında dikkate alınmalıdır. Tünel iç su basıncından dolayı oluşan tesirler kaya kaplama etkileşimi dikkate alınarak hesaplanmalıdır. Bu tesirler, elastik teorilerden elde edilmiş formüller yardımı ile hesaplanabileceği gibi sonlu eleman yöntemleri kullanılarak hazırlanmış bilgisayar programları yardımı ile de hesaplanabilir. Burada dikkat edilmesi gereken husus, gerçek durumun ne kadar doğru ele alındığıdır; elastik teoriler genellikle tam dairesel kesit özelliklerine göre sonuç vermektedir ve beton kesitini genellikle çatlamamış olarak kabul etmektedir; sonlu eleman yöntemi ile hesap yapılması durumunda kaya plastikleşme bölgeleri ve tünel geometrisi dikkate alınmalıdır. Ancak elde edilen sonuçların kabul edilen kaya özelliklerine ve tünel geometrik modeline bağlı olarak çıktığı unutulmamalıdır. İç su basıncına göre elde edilen tünel kaplaması tesirlerine göre, servis durumu dikkate alınarak, çatlak genişlikleri hesaplanmalıdır. Bu çatlak genişliklerine göre tünelden sızan su miktarları hesaplanmalı ve aşağıda verilen durumlar değerlendirilerek sızıntının kabul edilebilir seviyelerde olup olmadığı değerlendirilmelidir; Sistemden sızan suyun kabul edilebilir bir seviyede olması Hidrolik rejime (sızıntı suları ile vadi kenarlarında pınar oluşumu veya yeraltı su seviyesinin sızıntı ile düşürülmesi) sızıntının etkisi Kaya formasyonuna sızıntının etkisi Sızıntı ile kaya üzerinde oluşabilecek hidrolik çatlama durumu BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 192

208 Kaplamada oluşabilecek eğilme ve bozulma (distorsiyon) etkileri hesaplanmalıdır. Çoğu durumda beton dökümü sırasında, kaya stabilize olmuştur, ancak çatlak genişliğinin kontrolü ve aşırı distorsiyonun engellenmesi için çevresel eğilmeler dikkate alınmalıdır. Bu etkilerin hesapları çeşitli metotlarla detaylı olarak yapılabilmektedir, ayrıca ön çalışmalar için aşağıdaki yük önerileri kullanılabilir [2, Bölüm 9-4]. Tablo 1-44 Su Tünellerinde Oluşabilecek Yükler için Genel Öneriler ( EM , USACE, Bölüm 9-4) Yük Açıklama Eğilme için minimum yükleme: Tünel genişliğince düzgün yayılmış düşey yük, tünel yüksekliğinin 0.3 katı kadar yüksekliğe sahip kaya yüksekliğinin yükü Önceden stabilize olmuş parçalanmış kaya bölgesi: Tünel yüksekliğinin 0.6 katı kadar yüksekliğe sahip kaya yüksekliğinin düşeyde düzgün yükü Sıkışan kaya: Beton yerleştirilmesinden önce izin verilen deplasman ve basınç boşalmasına bağlı olmak üzere, tünel yüksekliğinin 1'den 2 katı yüksekliğine kadar kaya yüksekliğinin yükü. Alternatif olarak, plastik bölge yarıçapının bir tünel çapını geçmemesi yaklaşımı ile elastoplastik analizler sonuçlarına dayalı olarak kaya yükü tahmin edilebilir. Yük durumu 1, 2 ve 3 için, yanal basınç değerleri için düşey basınçların yarısı kullanılabilir veya seçilmiş yanal modulus değerleri ile elde edilmiş yanal basınç değerleri kullanılabilir. Tünel patlama ile açılmış ise yanal basınç değerleri %30 oranında artırılmalıdır. 5 Şişen kaya, yerinde doygun: Yük durumu 3 ile aynı kullanılabilir Şişen kaya, doygun olmayan veya anhydrite ile birlikte, suyun serbest geçimi ile birlikte: Şişme testlerinden tahmin edilen şişme basınç değerleri kullanılabilir. Dairesel olmayan (atnalı) tünel kesitleri için düşey yükler %50 oranında artırılmalıdır. Düzgün olmayan enjeksiyon yükü veya kaplama arkasındaki boşluklardan oluşan yükler: Maksimum izin verilen enjeksiyon yükü, maksimumda 1.5m' yi geçmemek üzere tünel çapının 1/4'ünde bir alan içerisinde uygulanabilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 193

209 Çelik Kaplamalı Tünellerin Tasarım Kriterleri Donatılı beton kaplaması kullanıldığı halde, iç su basıncının dış su basıncından yüksek olduğu durumlarda, zayıf kaya koşullarında ve yeterli kaya örtü kalınlığı bulunmaması durumunda, çatlak genişlikleri kabul edilebilir seviyelerin üzerine çıkabilmekte ve/veya kayada hidrolik kırılma oluşabilmektedir. Bu durumda çelik kaplamalı tünel kullanılması gerekmektedir. Hidrolik kırılma için en temel kriter, tünel üzerinde bulunan düşey kaya yükünün belirli bir emniyet faktörünü sağlayacak şekilde iç su basınç değerinden büyük olması gerekmektedir. Çelik kaplama hesapları iç ve dış su basınçlarını dikkate alınarak yapılmalıdır. Kaya koşullarına bağlı olmak üzere, iç su basıncından dolayı oluşan tesirlerin hesabında beton çelik ve beton kaya etkileşimi dikkate alınabilir veya alınmayabilir Denge Bacaları ve Şaftlar Destek Tasarımları Şaftlar, dik veya dike yakın açılan tüneller olarak değerlendirilebilirler. Doğrultularından dolayı tünellerden farklı açım teknikleri gerektirseler de tasarım esasları tünellerle aynıdır. Bu nedenle şaftların tasarımında Bölüm te verilen tasarım kriter ve yöntemleri aynen kullanılabilirler. Denge bacaları, basınçlı sistemlerde ani kapanma ve açılma durumlarında oluşan şok dalgalarının emiliminin sağlanması amacıyla açılan özel şaftlardır. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi denge bacaları temelde bir şaft şeklinde olsalar da zaman zaman hacim ihtiyaçlarının karşılanması amacıyla değişik geometrilerde de olabilmektedir. Şaftlar ve denge bacaları çok özel bir durum yoksa dairesel olarak açılırlar. Boyutları hidrolik hesaplar sonucunda belirlenirler. Küçük çaplı şaftlar (< 2 m) eğer çok derin değillerse genellikle sondaj tekniğine benzer yöntemlerle açılabilmektedir. Ancak, çapın büyük ve/veya şaft boyunun çok uzun olduğu durumlarda klasik del-patlat yöntemi kullanılır. Bu durumlarda kazı çapının çalışma zorluklarından dolayı 4 m den küçük seçilmemesi önerilmektedir. Denge bacaları ve şaftlar genellikle derinde bir tünele bağlanırlar. Lokasyonları bu tünele bağlıdır. Denge bacalarının salınım hesapları yapılarak yüksekliğinin ne olması gerektiğine karar verilir ve topoğrafyada uygun bir bölgeye yerleştirilirler. Seçilen bölgenin jeolojik/jeoteknik durumu da önemli bir faktördür. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 194

210 Şekil 1-70 Denge Bacasının Yerleşimi BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 195

211 Şekil 1-71 Bazı Özel Denge Bacası Geometrileri BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 196

212 Şaftların girişinde derin temel kazılarına benzer açık kazılar yapılarak portal bölgeleri oluşturulur. Jeolojik duruma göre bu açık kazılar zaman zaman çok derin olabilmektedir. Ayrıca, şaft imalatının zorluk derecesine göre ekonomik karşılaştırma yapılarak da bir bölümünün açık kazı ile oluşturulması da mümkündür. Şaft giriş kazılarının iyi bir şekilde desteklenmesi ve stabilitelerinin sağlanması gerekmektedir. Özellikle su alma yapılarının bağlı olduğu şaftlar sürekli suyun altında kalacak ve rezervuar hareketlerinden etkilenecektir. Bu tip durumlarda şevlerin beton kaplanması gibi durumlar da tercih edilebilir. Şekil 1-72 Şaft Giriş Kazısı Yükler ve Yükleme Durumları Denge bacaları ve şaftların analizlerinde yükleme durumları tüneller ile aynıdır. Bu nedenle, yüklemeler için Bölüm ten yararlanılabilir. Denge bacalarında hidrolik yükleme olarak en yüksek salınım değeri, en kötü yükleme koşulunu yansıtacağından hidrolik yük olarak alınması önerilmektedir. Su alma şaftlarında ise en yüksek yükleme durumu maksimum rezervuar seviyesidir Sayısal Analiz Yöntemleri Denge bacaları ve şaftların analizlerinde tünellerde kullanılan analiz yöntemleri baz alınmalıdır (Bakınız Bölüm 1.4.4). 2 boyutlu analizlerde her ne kadar her kesitte zeminin ortam gerilmeleri değişecek olsa da düzlemsel deformasyon analizi yapmak diğer koşullar da sağlanıyorsa mümkündür. Ancak dairesel şaftlar için tünel birleşim kesimi hariç bir diğer düzlemsel deformasyon analizi olan aksisimetrik analiz yöntemi de tercih edilebilir. 2 boyutlu düzlemsel deformasyon analizinde kullanılan kartezyen koordinatlar yerine aksisimetrik analizde polar koordinat sistemi kullanılmaktadır. Aksisimetrik analizlerde modelin bir eksen etrafında dönerek oluştuğu düşünülerek model yapılır. Böyle bir model aşağıda gösterilmiştir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 197

213 Şekil 1-73 Aksisimetrik Şaft Modeli Tehlike Vana Odası Barajlarda, enerji sualma yapısıyla alınan su, genelde maliyetleri ve enerji kayıplarını düşük tutmak için baraja mümkün olan en yakın yerde konuşlandırılan etek santrallerine iletilir. Bazı barajlarda ise, topoğrafik ya da jeolojik sebeplerle veya ilave düşü olanaklarının değerlendirilmesi gibi amaçlarla, suyun enerji tüneli ile daha uzak noktalara taşınması gerekir. Bu tünellerin sonunda, suyu santral binasına indirmek için yüksek hidrolik düşülü ve uzun bir cebri boru yapılması gerektiğinde, bu cebri boruların baş tarafına, dipsavak cebri borularının mansap tarafına yapılan ayar vana odalarına benzer bir vana odası teşkil edilmesi gerekir. Tehlike vanası olarak genellikle kelebek vana kullanılmakta olup, kullanım amaçları ve faydaları şöyle sıralanabilir; 1. Uzun Enerji Tünelleri, yüksek hacimde su bulundururlar. Cebri Boru da meydana gelebilecek bir patlama sonucu bu suyun kontrolsüzce ve çoğunlukla da santral binasına doğru boşalmasını engelleyecek tek sistem Tehlike Vanası dır. Kullanılan basınç ve/veya hız sensörleri sayesinde bu vana, acil durumlarda otomatik olarak devreye girer. Ayrıca, yeni teknoloji sismik sensörlerle donatılmış ve deprem anında otomatik olarak kapanan vanalar da mevcuttur. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 198

214 2. Cebri boruda bakım ve onarım gerekmesi halinde, enerji tünelinin boşaltılmasına gerek duyulmaz. Hem sudan, hem de zamandan tasarruf sağlar. 3. Acil durumda, türbin giriş vanasının arızalanması sonucu kapanamadığı durumlarda Tehlike Vanası ikinci bir emniyettir fakat, bu vanaların kapanma süresinin saniye olduğunun da unutulmaması gerekir. 4. Santralın çalışmadığı zamanlarda, cebri borunun ve türbin giriş vanasının üzerindeki statik su basıncı engellenmiş olmaktadır. Yukarıda belirtilen sebeplerle tehlike vanasının kullanılması gerekmekte, ancak ek maliyetler nedeniyle yatırımcılar bu sistemden vazgeçebilmektedir. Burada dikkat edilmesi gereken konu maliyetinden çok sağladığı teknik faydalar olmalıdır. Vana odası, vananın büyüklüğü ve tahmin edilen çalışma sıklığı, kullanma ve bakım talimatı, gerektiğinde değiştirilebilmesi için uygun kapasitede vinç ile kapı veya açılır tavan gibi ihtiyaçlar dikkate alınarak tasarlanır ve donatılır. Aşağıdaki çizimlerde tipik bir tehlike vanası ve vana odası gösterilmektedir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 199

215 Şekil 1-74 Tipik Tehlike Vanası/Vana Odası Cebri Borular Yükleme Odası veya Denge Bacası ndan su cebri (basınçlı) borularla santrale gönderilir Cebri Boru Türleri Font Taneli (e=15~20 mm) Gevrektir, kırılabilir, elastik değildir, deformasyon yapamaz. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 200

216 Ağırlıkları çelik boruların ağırlıklarının 3~4 mislinden fazla olduğu için taşınmaları zordur o yüzden dağlık bölgelerde kullanılmamaktadır. (Baraj ve Hidroelektrik Santral projelerinde kullanılmamaktadır.) Ahşap İskandinav ülkelerinde kullanılmıştır. Dışlarına fretaj yapılır. 100 metre düşü yüksekliğine kadar kullanılmışlarsa da iyi sonuç vermemişlerdir. Baraj ve Hidroelektrik Santral projelerinde genellikle kullanılmamaktadır Beton Beton borular zamanla rötre yapar ve çatlarlar. Öngerilmeli yapılmalı ama bu tiplerde şantiyede yapılamazlar. Baraj ve Hidroelektrik Santral projelerinde kullanılması pratik değillerdir PVC Çapları 40~50 cm yi geçmemektedir. Baraj ve Hidroelektrik Santral projelerinde kullanılmamışlardır CTP Nispeten yeni bir boru tipidir. Fiziksel karakteristikleri belirli bir basınca kadar cebri boru olarak kullanılabileceklerini göstermektedir. Çelikten çok daha hafif oldukları gibi, 300 cm çapa kadar imal edilmemektedirler. Baraj ve Hidroelektrik Santral projelerinde henüz kullanılmamışlardır Çelik Günümüzde en ideal malzeme durumundadır. HES lerde yaygın olarak kullanılan boru malzemesidir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 201

217 Başlangıçta perçinli (e max = 26 mm) olarak kullanılmışlardır. İlerleyen dönemlerde oksijen kaynağı (su tesislerinde kullanılmaz), su gazı kaynağı (e max = 40 mm ye çıkartılabilir, akkor kömür üzerinden su buharı geçirilerek elde edilen gazın yakılmasıyla elde edilen kaynak.) Günümüzde ise elektrik kaynağı (e max = 72 mm; σ kırılma = 50 kgf/mm 2 ) Su Darbeleri ve Aşırı Basınç Temel denklem: ΣF = m x a = dv / dt Pratikte güç gereksinimi değiştikçe Q değeri değiştirilir ΣF doğar. Kritik Hal: dt nin çok küçük olması halidir. ΣF = olur. Olay: Su darbesi, boruda suyun sıkışmasından oluşan ek basınçtır buna aşırı basınç denir. Aşırı basıncın küçük olması için dt büyültülmelidir. Ancak bu uygulama normal işletme sırasında olasıdır; fakat herhangi bir nedenle şebeke güç çekemez duruma düşerse, jeneratörlerin ambalmana geçerek parçalanmaması için sistem otomatik olarak türbinlere giden debiyi keser. (Keban: 18 saniye; Oymapınar: 11 saniye) Bu nedenle boyutlandırma sırasında su darbelerinin de göz önünde tutulması zorunludur. Olayın kolay anlaşılabilmesi için ani ve tam kapanma hali ele alınacaktır: Vana kapatıldığı anda, boru içindeki su, vana en kesitinden başlayarak sıkışır; bu sıkışma sonucunda doğan basınç artışına aşırı basınç adı verilir ve bir basınç dalgası olarak a dalga yayılma hızı ile boru boyunca yayılır: a = fonksiyon (akışkan, boru malzemesi, D, e) ε = suyun hacimsel elastiklik modülü D = boru çapı (m) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 202

218 e = boru et kalınlığı (m) E = boru malzemesinin lineer elastiklik modülü (young modülü, kgf/m 2 ) H = su içeren borularda boru malzemesine bağlı bir katsayı SI birim sisteminde: Demir borular H = 0.5 Beton-Kurşun borular H = 5.0 Ahşap borular H = 10.0 Not: 1) a için yukarıda verilmiş olan bağıntılardan da hemen görüldüğü üzere, dalga yayılma hızının, boru içindeki V akım hızı ile hiçbir ilgisi yoktur. 2) Dalga yayılma hızı bir mesajın iletme hızıdır; burada vanaların kapatıldığı mesajı boru boyunca membaya doğru iletilmektedir. Kavramın daha kolay anlaşılabilmesi için önünde 15~20 araç bulunan bir otomobilin kırmızı ışık yandığında duruşunu düşününüz. Kırmızı ışık yandığında en öndeki oto durunca, arkasındaki durur vs.. Konvoyun en arkasındaki araç durduğu anda en öndeki tekrar hareket etmiş dahi olabilir; işte kırmızı ışığın yandığı veya yeşile döndüğü mesajının arkadaki araçlara ulaşma hızı dalga yayılma hızıdır ve araçların seyir hızları ile hiçbir ilişkisi yoktur. 3) Dalga yayılma hızının mertebeleri: İçinde su bulunan çelik boru = 1000 m/s İnsan damarlarında = Genç yaşta 18~20 m/s; yaşlandıkça damarlar sertleştiğinden yukarıdaki bağıntılar göz önünde tutulursa dalga yayılma hızının artacağı anlaşılır. Suyun sıkışması sonucunda ani ve tam kapanma sonucunda meydana gelecek aşırı a basınç ilk bir yaklaşım olarak h V formülü ile hesaplanabilir. g Elastik dalgaların yansıma kuralları: BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 203

219 Bir hazne gibi, basıncın sabit olduğu bir ortama geldiklerinde işaret değiştirerek yansırlar. Örneğin; bir sıkışma dalgası, genleşme dalgasına; genleşme dalgası sıkışma dalgasına dönüşür. Vana gibi rijit bir ortama rastladıklarında, bu defa aynı işaretle yansırlar; örneğin bir sıkışma dalgası, yansımadan sonra da bir sıkışma dalgası olarak yayılır. Buna göre haznede yansıyarak vanaya ulaşacak dalga bir genleşme dalgası olacaktır ve vanaya ulaşması için 2L/a süresi gerekecektir. Bu süre 1 ALLIEVI zaman birimi olarak adlandırılır. Buna karşılık hareketin periyodu 4L/a dır. Ve sürtünme etkisiyle sönümleme oluncaya kadar devam eder. Örneğin L = 500 metre, a = 1000 m/s kabul edilse 4L/a=2saniye olur ve dolayısıyla sönümleme 10~15 saniye gibi çok kısa bir süre zarfında meydana gelir. Bu nedenle denge bacalarındaki kütle halindeki salınım hareketlerinin sebebi su darbeleri olduğu halde, su darbesi olayı, kütle halinde salınım olayından çok daha fark edilebilmiştir. Kapanmanın ani olmaması hali (Lineer kapanma) : Yukarıdaki incelemeler sırasında türbin vanalarının ani olarak kapandığı düşünülmüştür. Bununla beraber pratikte bu olası değildir ve kapanma belirli bir süre gerektirir. Buna göre kapanma süresince her an V hız değişimi farklı değerde olacağından, vana en kesitinde her an farklı aşırı basınç oluşacak ve en büyük değerine kapanma tamamlandığında ulaşacaktır. Aşırı basıncın belirlenebilmesi için yukarıda verilmiş olan bağıntıdan, kapanmanın kısmi olması halinde fiziksel olayın değişmeyeceği, sadece V azalacağı için, oluşacak h aşırı basıncının da daha küçük olacağı hemen görülebilmektedir. Buna karşılık ani kapanma yerine 1 Allievi zaman biriminden (=2L/a) küçük veya büyük kapanma süreleri halinde, oluşacak aşırı basınçlar birbirinden farklı olur; zira kapanma süresi ζ ile gösterildiğinde, ζ < 2L/a ise, yani kapanma 1 Allievi zaman biriminden daha kısa sürede gerçekleşmiş ise, haznede yansıyarak işaret değiştirmiş olan dalga vana en kesitine ulaşamadan kapanma tamamlanmıştır; bunun sonucu olarak da kapanma süreciyle boru hattında oluşabilecek en büyük aşırı basınç hiç olmazsa vana en kesitinde gözlenecektir; bu tür kapanma hızlı kapanma olarak adlandırılır ve borunun bazı kesimlerinde h = (a/g)x V aşırı basıncı meydana gelir. Şekilde DV /Dt=sabit ve kapanma sürelerinin ζ=3l/a ve ζ=l/a olması hallerinde borunun ortasında ve vana en kesitinde oluşacak aşırı basınçların zamanla değişimi verilmiştir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 204

220 Ζ > 2L/a haznede yansırken işaret değiştirmiş olan dalga vanaya ulaştığında kapanma tamamlanmamış, dolayısıyla da aşırı basınç henüz maksimum değerine ulaşmamıştır. Bunun sonucu olarak gerek vana en kesitinde, gerekse borunun herhangi bir kesitinde oluşacak aşırı basınçlar ani kapanmaya karşı gelen yukarıdaki değerden küçük olacaklardır. Bu tür kapanmalar yavaş kapanma olarak adlandırılırlar. Pratikte kapanmanın sabit açısal hızla ve dolayısıyla da lineer olarak yapıldığı düşünülürse de, gerçekte sabit açısal hız ile yapılan kapanma sırasında vanadaki akış en kesiti lineer olmadığı için akış alanı ve bunun sonucu olarak da V deki değişimler lineer olmaz; dolayısıyla kapanma süresi zarfında dv/dt sabit bir değerde olamaz. Muhtelif tesislerdeki ölçüm sonuçları: Şekil 1-75 Muhtelif Tesislerdeki Ölçüm Sonuçları Başlangıçta kapanma, lineer hale göre daha yavaş olmaktadır; pratikte oluşan aşırı basınç hesaplanan değerlerden daha küçük olmaktadır. Kapanmanın takriben %60 ı tamamlandığında, kapanma hızlanmakta; hesaplanan değerlerden daha büyük aşırı basınçlar gözlenmektedir. Bu durum vananın takriben %10 açık kalmasına kadar devam etmektedir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 205

221 Şekil 1-76 Tam Kapanma Halinde Deformasyon (a) ve Aşırı Basınç Dağılımları (b) Not: Vanaların açılması halinde de benzer durum söz konusudur. Bununla beraber bu defa ilk meydana gelecek dalga bir basınç dalgası olmayıp bir genleşme dalgasıdır. Bu halde başlangıçta lineer açılmaya göre daha büyük aşırı basınç (bu defa alçak basınçlar söz konusudur) doğar. Açılmanın sonuna doğru ise hesaplarla bulunan değerlerden küçük aşırı basınçlar oluşur. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 206

222 Gerek vanaların açılması sırasında doğan, gerekse kapanma süreci sırasında yansımalardan doğan alçak basınç dalgaları etkisiyle akışkanın basıncı hiçbir zaman buharlaşma basıncının altına düşmemelidir; böyle bir durum kavitasyon meydana yaratır. Avam projelerin hazırlanması sırasında vana en kesitinde oluşacak aşırı basıncın 0.2 x H brüt mertebesinde olacağı kabul edilebilir lı yıllara kadar su darbesi hesaplarında BERGERON metodu, PARMAKIAN abakları vs. kullanılmakta idi. Günümüzde bu yöntemler sadece ilk yaklaşım için kullanılmakta, nihai hesaplar KARAKTERİSTİKLER metodu ile yapılmaktadır. (ÜNSAL, 1978) Yukarıdaki irdelemeler sırasında Barajlar ve Hidroelektrik Santraller göz önünde tutulmuştur. Bununla beraber yukarıdaki tartışmalar benzer sorunların pompaj hatlarında da söz konusu olacağını açıkça göstermektedir. Barajlar ve Hidroelektrik Santrallerde aşırı basınçların basınçlı galeriye (=kuvvet tüneline) intikali denge bacaları ile önlenir (veya çok küçük bir kısmının intikali sağlanır). Terfi hatlarında ise genellikle Baraj ve Hidroelektrik Santrallere göre çok küçük debiler söz konusu olduğundan probleme mümkün olduğu takdirde hava kazanları ile çözüm getirilmeye çalışılmakta (küçük pompaj debileri hali), aksi halde gene denge bacaları kullanılmaktadır Boru Çaplarının Belirlenmesi Boru içindeki basınç p ise, birim uzunluktaki boruya etkiyen kuvvet: p x D ; Mevcut kesit ise: 1.e ; buna göre σ = (p x D) / (2 x e) olmalıdır. Şekil 1-77 Boru Çapı Belirlenmesinde Kullanılan Notasyonlar BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 207

223 Günümüzde σ max = 1400 kgf/cm 2 ; e max = 72 mm (MOSONYI; boru et kalınlıkları kaynak teknolojisiyle sınırlanmaktadır.) Buna göre %20 aşırı basınç kabulüyle p=0.12h brüt yazılırsa; D max = 1680/H brüt elde edilir Çelik Boruların Ağırlıkları e/d = 0 alındığı takdirde boru malzemesinin ağırlığı: γ çelik x π x D x e x L = 7800 x π x D x e x L (kgf) ; (γ çelik = 7800 kgf/m 3 alınmıştır.) Bağıntıda e=(p x D) / (2 x σ) = (p x D) / 2800 = (0.12 x H brüt x D)/2800 Yazılırsa (σ=1400 kgf/mm 2 alındığında) G = 1.05 x L x D 2 x H elde edilir Ekonomik Boru Sayısı Tek bir borudan Q debisi akarken meydana gelen enerji kaybı ile, aynı debinin n borudan akıtılması (Q=q x n) halinde oluşacak yük kayıplarının eşit olacağı varsayımıyla; d/d = n -0.4 ve A 1 = 1.05x H x Lx D 2 ; A n = 1.05 x H x Lx d 2 olduğundan A n / A 1 = n 0.2 n > 1 A n > A 1 J x L = sabit için tek boru en ekonomik çözümdür ve mecbur kalınmadıkça boru sayısı arttırılmamalıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 208

224 Şekil 1-78 Ekonomik Boru Sayısı Belirlenmesinde Kullanılan Notasyonlar Tek boru ile çözümü daha da ekonomikleştirmek için mümkün olan hallerde - e=sabit; D sabit olan teleskopik borular veya - e sabit; D=sabit olan değişken et kalınlıklı borular kullanılabilir Boruların Dış Basınca Mukavemeti Herhangi bir nedenle boruların içinde vakum oluşursa borular dış basınç etkisiyle ezilmeyecek et kalınlığında olmalıdır. e min = 0.008xD (e,d) = m; (ALLIEVI şartı) Bunun haricinde boruların başına, giriş vanasından hemen sonra bir havalandırma bacası inşa edilerek boruların ovalleşmesi önlenir Mesnet Aralıklarının Belirlenmesi Mesnetler eğilme etkisinin karşılamak için L aralıklarıyla inşa edilen kütlelerdir. Sağlam kayaya girerler. Mesnet aralığı boru boylarının n katı olarak seçilir. Kaynak yerleri mesnetlere rastlatılmaz. Hesaplar sırasında borular mütemadi kiriş gibi düşünülür; boruların yatay düzlemde olması halinde, M max = P x L 2 / 10 alınarak BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 209

225 ve boruların yatayla α açısı yapmaları halinde aşağıdaki formül ile bulunur. Şekil 1-79 Mesnet Aralıkları Moment Diyagram Gösterimi Sıcaklık Değişimlerinin Etkisi Sıcaklık değişimleri sonucunda borularda boy değişimleri olur ve eksenel gerilmeler doğar. Havaların soğumasıyla boruda eksenel çekme, ısınmasıyla eksenle basınç oluşur. Ayrıca iç basınç olduğundan çift yönde gerilmeler doğar; bu nedenle basınçlı borularda boyuna gerilmelerin oluşması istenmez; bunun için boru boyuna yönde deformasyon yapabilmelidir; iki çözüm kullanılmıştır: 2 tespit kütlesi arasında bir dirsek meydana getirilir ve borunun deformasyon yapmasına olanak sağlar. Bu uygulama günümüzde kullanılmamaktadır. Şekil 1-80 Tespit Kütleleri Plan Şematik Gösterimi BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 210

226 Tespit kütlelerinden 1~2 metre sonra genleşme derzleri yapılır ve borular birbirinin içine girer. Genleşecek boru boyu L; boru malzemesinin lineer genleşme katsayısı λ; göz önünde tutulacak maksimum ve minimum sıcaklıklar t2 ve t1 ise, mümkün olan genleşme L = L x λ x (t 2 t 1 ) olur. Pratikte t 2 t 1 = 50 o C alınır. Örneğin L = 200 m; λ=12x10-6 için L = 0.12 m = 12 cm bulunur Dolma Sırasındaki Ovalleşmenin Önlenmesi Şekil 1-81 Ovalleşmede Kullanılan Notasyonlar Don Tesirleri Önerilmiş çözümler: 1) Boruda her zaman en az 0.50m/s lik bir hız olmalıdır; 2) Boru yanal alanının beher m 2 için 1m 3 /saat su akıtılmalıdır. 3) Borudan en az Q min debisi akıtılmalıdır. Q min = x k x π x D x L / (C x (LogΘ 0 LogΘ 1 )); Θ 0 = t 0 T 0 ; Θ 1 = t 1 T 1 ; t 0, boruya giren suyun sıcaklığı; biriktirmeli tesislerde +4 o C dir T 0, boruya giriş bölgesinde oluşabilecek en düşük hava sıcaklığı t 1, borunun ucundan çıkacak suyun sıcaklığı; pratikte 0 o C alınır T 1, borunun alt ucunda hava sıcaklığı; genellikle T 0 = T 1 K, 10/3600 ile 35/3600 arasında değişen bir katsayı, ortalama k=1/200 C, katsayı; su için C=1000 BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 211

227 Tespit Kütleleri Planda ve boy kesitte doğrultu değişikliği olan yerlere; Boru çapının değiştiği yerlere; Doğrusal kısmın boyunun çok uzun olduğu yerlere ( metrede bir tane) Şekil 1-82 Tespit Kütlesi Profil Şematik Gösterimi İnşaat bakımından konkav hal en uygun; konveks hal en kötü durumdur. Aşağıda konveks hale ait hesap yöntemi ele alınacak, tespit kütlesinin bulunduğu kesitte boru çapının da değiştiği kabul edilecektir. İzlenecek adımlar: Şekil 1-83 Tespit Kütlesi Hesabında Kullanılan Notasyonlar BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 212

228 Borunun memba ve mansap taraflarına etkiyen kuvvetler ayrı yarı belirlenir ve vektörel olarak toplanır; Tespit kütlesi için bir şekil seçilir; bu şeklin ağırlığı ve ağırlık merkezi bulunur; Dirseğe etkiyen kuvvetle, ağırlık kuvvetinin bileşkesi bulunur; bileşke kuvvet taban çekirdeği içine düşmeli ve tabanda meydana getireceği gerilmeler zeminin emniyet gerilmesinden küçük olmalıdır; aksi halde yeni bir şekil seçilerek hesaplar tekrarlanır; zeminde oluşan gerilmelerin emniyet gerilmesinin çok altında kalması ise, başlangıçta seçilen tespit kütlesi şeklinin çok büyük olduğunu gösterir. Memba taraftaki kuvvetler: (Eksen doğrultusundaki bileşenler) Tespit kütlesine yönelmiş olduklarında pozitif kabul edileceklerdir. 1) Boş borunun ağırlığı: F 1 = π x (D 1 +e) x e 1 x γ çelik x L 1 x sinβ 1 (kgf) 2) Mesnetlerdeki sürtünmelerden kaynaklanan kuvvetler: F 2 = ±μ x (G boru +G su ) x cosβ 1 Beton-Çelik Beton-Font Yağlanmamış çelik-çelik Grafitli çelik-çelik Yağlanmış çelik-çelik (kgf) μ=0.45~0.50 μ=0.50~0.75 μ=0.30~0.50 μ=0.20~0.22 μ=0.12~0.15 Çelik makara-çelik μ=0.05~0.10 (MOSONYI, II, s335) Avam projelerde μ=0.50~0.60 alınabilir; Sıcaklık artışlarında (+), azalışlarında (-) alınacaktır; Gerçekte bu kuvvet boru eksenine etkimezse de, boru eksenine etkidiği kabulüyle yapılan hata önemsizdir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 213

229 3) Genleşme derzinin geçirimsizliğini sağlayan kısımdaki sürtünme kuvveti: F 3 = ±μ x ( (D 1 +2 x e 1 ) x k x γ su x H (kgf) 2) deki işaret kabulü ve μ sürtünme katsayıları geçerlidir; k=(3~4) x L alınabilir ve genleşme derzinin boru boyunca olan uzunluğunu göstermektedir. 4) Genleşme derzindeki su basıncından kaynaklanan kuvvet: F 4 = π x D 1 x e 1 x γ su x H (kgf) 5) Memba taraftaki suyun oluşturduğu basınç kuvveti: F 5 = (π x D 1 2 /4) x γ su x H (kgf) 6) Suyun sürtünmesinden kaynaklanan kuvvet: J 1 memba taraftaki borudaki piyezometrik eğimi göstermek üzere F 6 = γ su x(π x D 1 2 /4) x L 1 x J 1 = γ su x (π x D 1 2 /4) x H ; H = H-H ; (kgf) 7) İmpuls kuvveti: F 7 = ρ x Q x V 1 =(γ/g) x (π x D 1 2 /4) x V 1 2 (kgf) Mansap taraftaki kuvvetler: (Eksen doğrultusundaki bileşenler); bunlar da tespit kütlesine yönelmiş olduklarında (+) işaretli olarak alınırlar. Bu defa L 2 < L 1 olduğundan (zira genleşme derzleri tespit kütlelerinin 1~2 metre mansabına yapılırlar), memba tarafta önemli olan bazı kuvvetler, bu defa çok küçük olurlar: BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 214

230 Bu kuvvetlerden bir kısmı diğerlerinin yanında çok küçüktür; büyük olanlara (*) işareti konmuştur; buna göre memba ve mansap taraflara etkiyen kuvvetler: F = F 1 + F 2 + F 3 + F 4 ; F = F 4 + F 5 ve dolayısıyla tespit kütlesine etkiyen toplam kuvvet F = F + F olur. Bundan sonra tespit kütlesi için bir şekil seçilir ve F ile kütlenin I-I çizgisinin üzerinde kalan kısmının ağırlığının bileşkesi belirlenir: R I. 1 = F + G I = H + N; H: I-I düzlemindeki bileşen; N: I-I düzlemindeki bileşen. Şekil 1-84 Mansap Tarafındaki Kuvvetlerin Bileşke Gösterimi R I, 1 kuvveti şekildeki K 1 K 2 çekirdeğinin içine düşmeli ve meydana getireceği gerilmeler zemin emniyet gerilmesinden küçük olmalıdır. A=B x L Burada; L:tespit kütlesi uzunluğu B:tespit kütlesi genişliği Bundan sonra II-II kesitine etkiyen R I.1 belirlenir: R I.1 = V+H BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 215

231 Burada; V=II-II düzlemine dik (normal) kuvvet = Alan x Ortalama normal gerilme = B x (L-a) x (σ o +σ u )/2 ve H = II-II düzlemindeki kuvvet = H x (L-a)/L dir. Bundan sonra R I.1 kuvvetiyle, bu kısmın G II ağırlığının bileşkesi: R I.1 = R I.1 + G II bulunur. Bu kuvvet (L-a) boyunun içinde çekirdekte olmalıdır ve meydana gelecek normal gerilmeler zemin emniyet gerilmesinden küçük olmalıdır ve hesaplara bu şekilde devam edilir. Ayrıca tespit kütlesi ile oturduğu zemin arasında kayma olmaması için V x tgφ / H > 1.5 eşitliğinin saplanması istenir. Pratikte tespit kütlesinin oturduğu zeminin kaya olması halinde tgφ=1 alınmaktadır. (SCHNITTER, 1966) Günümüzde basınçlı boru imalatında kullanılan çelikler çok yüksek mukavemetli olduklarından, işletme sırasında fazla elastik deformasyon yapabilmektedirler. Bazı hallerde tespit kütlesi betonunun çatlamasına sebep olmakta dirsek kısımlarında cebri boruyu tespit kütlesine betonlamama eğilimi mevcut; bunun yerine boruya ters U şeklinde çelik parçalar kaynatılmakta, bunlar beton içine özel olarak yerleştirilmiş teçhizata ankre edilmekte ve meydana gelen kuvvetler bu şekilde alınmaktadır. Bu değişiklik tespit kütlesi hesabında bir değişiklik meydana getirmez Kuyruksuyu Yapıları Kuyruk suyu kanalı; Santral binası içerisinde bulunan türbinden çıkan suların santral binasından çıkışı ile başlayan ve dere yatağına ulaşıncaya kadar yapılan kanal yapısıdır. Kuyruk suyu kanalının kapasitesi, kanaldan geçen akımın karakteristik özellikleri (hız, akım derinliği, pürüzlülük katsayısı) ve kanal boyutları hidrolik hesaplar sonucu belirlenir. Boyutları bilinen kuyruksuyu kanalına ait statik ve stabilite analizleri yapılabilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 216

232 Kanal Tipleri Trapez Kanal Şekil 1-85 Yarmada Trapez Kanal Tip Kesiti ( Q > 5m³/s ) Şekil 1-86 Yarmada Trapez Kanal Tip Kesiti ( 1m³/s < Q < 5m³/s ) Şekil 1-87 Yarmada Trapez Kanal Tip Kesiti ( 1m³/s > Q ) Şekil 1-88 Dolguda Trapez Kanal Tip Kesiti ( Q > 5m³/s ) BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 217

233 Şekil 1-89 Dolguda Trapez Kanal Tip Kesiti ( 1m³/s < Q < 5m³/s ) Duvarlı Kanal Şekil 1-90 Dolguda Trapez Kanal Tip Kesiti ( 1m³/s > Q ) Şekil 1-91 Duvarlı Kanal Tipik Kesit Kanala Etkiyen Yüklerin Belirlenmesi Taş kaplama trapez kanallarda kuyruksuyu kanalındaki akımın sürükleme gücüne bakılır. Sürükleme gücüne karşı koyacak boyutta kaplama kalınlığı seçilir ve gerekiyorsa kaplama harç ile güçlendirilir. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 218

234 Kanal Stabilite Analizleri Kanalda Sürükleme Gücünün Hesabı Kanal Tabanı veya şevleri üzerine etkiyen paralel kuvvetlere sürükleme kuvveti ve bu kuvvetin birim alana gelen miktarına da sürükleme gücü veya sürükleme gerilmesi adı verilir. Sürükleme gerilmesi, kanalda oyulma veya dolma olup olmayacağının bilinmesi bakımından önemlidir. Sürükleme gücü : formulü ile bulunur.burada; τ=γ R j τ : Sürükleme gerilmesi, kg/m² γ : Suyun özgül ağırlığı, kg/m³ R : hidrolik yarıçap J : Hidrolik eğim Duvarlı Kanal Kayma Analizi Duvarlı kanal yapıları yanal itkilerin etkisi altında kaymamalı ve kaymaya karşı belirli bir emniyeti olmalıdır. Kaymaya karşı emniyet sayısı; kaymaya karşı koyan kuvvetlerin, kaydıran kuvvetlere oranı olarak tanımlanır. Kanalı kaydırmaya çalışan kuvvetler, duvara yanal olarak etkiyen kuvvetlerdir. Kaymaya karşı koyan kuvvetler ise, tabanda oluşan sürtünme kuvvetidir. Sürtünme kuvveti, duvar tabanına binen tüm düşey ağırlığın ( N), sürtünme katsayısı (μ) ile çarpımıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 219

235 Taban sürtünme açısı olup, kanal tabanının prüzlülüğüne ve zemin cinsite göre /3 ile arasında değişir. δ açısı tipik olarak 15 ile 30 arasında değerler alabilir. Kesin değerler için zemin etüd raporuna bakılmalıdır. Kohezyonlu temel zemini durumunda karşı koyan kuvvete c α B. Burada; c α : Duvar temeli ile kohezyonlu zemin arasındaki adezyondur. Kanal zeminine göre kohezyonun 0.5~1 arasında alınabilir. B ise Kanal taban genişliğidir Diğer Analizler Kuyruksuyu kanalları yamaçlar gibi şev stabilitesine dikkat edilmesi gereken bölgelerde genellikle yapılmadıkları için Şev stabilite analizleri gerekmemektedir. Kuyruksuyu kanalları kanal tip kesitlerinde belirtildiği şekillerde tasarlanmaları nedeniyle dayanma yapılarında ki gibi bir taşıma gücü tahkiki ve toptan göçme tahkiki yapılması gerekmemektedir Kanal Statik Analizleri Kanala Etkiyen Yükler Aktif Toprak Yükü P a : Aktif toprak itkisi P a = ( Ka γ H² ) / Sürsarj Yükü P s : Sürsarj Yükü P s = K s q 0 H BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 220

236 Sürsarj Deprem Yükü P sd : Sürsarj deprem yükü P sd = Kd q 0 H Suyun Hidrostatik Yükü P su : Suyun hidrostatik yükü P su = (7/12) C h γ su H Kanal İçi Düşey Su Yükü G su : Suyun kanal içindeki düşey yükü G su = γ su H su Kanal İçi Yatay Su Yükü P su : Suyun kanal içindeki düşey yükü P su = (γ su H 2 2 ) 2 BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 221

237 Kanal Kaplaması Kuyruksuyu santral çıkışından itibaren trapez ve dikdörtgen kesit olabilirler. Duvarlı kanal olarak projelendirilen kuyruksuyu kanalları betonarme olarak yapılır ve uygun donatı ve betonarme kesit et kalınlığı, duvarlı kanalın tabanı ve duvarları için statik hesap sonucunda belirlenir. Trapez kesit olarak projelendirilen kuyruksuyu kanalları, pürüzlülüğü azaltmak kanal kapasitesini arttırmak, şevlerin aşınmasını önlemek ve kanalların bakımını kolaylaştırmak için beton, taş, bitüm, plastik, kil vb. malzemelerle kaplanır. Beton kaplama sağlam ve pürüzsüz yüzey sağlanması, uzun ömürlü olması ve az bakım gerektirmesi sebebiyle tercih edilirler. Beton kaplamalarda çimento dozajı kg/m³ olarak alınabilir. Beton kalınlığı en az 8 cm en çok 15 cm olarak yapılır.taşın bol ve ucuz olduğu yerlerde taş kaplama (pere) yapılır. Su kanalında harçlı pere kullanılır. genellikle kaplama kalınlığı 30 cm dir. Harçlı pere 300 dozlu çimento ile derzlenir. Petrol ürünü olan bitüm akıcı özelliğe sahip olduğundan beton asfalt şeklinde yerinde dökülebildiği gibi, prefabrike plaklar halinde de kullanılır. beton asfalt kaplama 5 cm kalınlıkta yapılır. Killi kum çakıl sıkıştırıldığı takdirde oldukça sert ve geçirimsiz bir madde teşkil eder. Uygun malzemenin yakında bulunduğu yerlerde kil kaplama yapılır. Ucuz ve az geçirimli olan bu kaplama tipinin en büyük sakıncası otlanmaya uygun olmasıdır. BARAJLAR VE HES YAPISAL TASARIM 222

SANTRAL BİNASI TASARIMI

SANTRAL BİNASI TASARIMI KONU: SUNUM YAPAN: SANTRAL BİNASI TASARIMI ÖZGÜR TUZCU 1 Santral Binası nehir yatağından alınan suyun türbinlenerek enerji üretiminin sağlandığı yer olarak tanımlanabilir. Bu yapının tasarım ve projelendirilmesi

Detaylı

DERİVASYON VE DİPSAVAK TASARIMI İnş. Y. Müh. MURAT IŞILDAK

DERİVASYON VE DİPSAVAK TASARIMI İnş. Y. Müh. MURAT IŞILDAK KONU: SUNUM YAPAN: DERİVASYON VE DİPSAVAK TASARIMI İnş. Y. Müh. MURAT IŞILDAK Sunum İçeriği o Derivasyon Tipleri ve Kullanıldıkları durumlar Açık kanallı derivasyon Kondüvi (Aç-kapa Tünel) Tünel o Alpaslan

Detaylı

İÇİNDEKİLER 1 TERFİ MERKEZİ PROJE YAPIM TEKNİK ŞARTNAMESİ... 2. 1.1 Genel... 2

İÇİNDEKİLER 1 TERFİ MERKEZİ PROJE YAPIM TEKNİK ŞARTNAMESİ... 2. 1.1 Genel... 2 İÇİNDEKİLER 1 TERFİ MERKEZİ PROJE YAPIM TEKNİK ŞARTNAMESİ... 2 1.1 Genel... 2 1.2 Pompa İstasyonları Ön Raporlarının Hazırlanmasında Yapılacak Çalışmalar... 2 1.2.1 Jeoteknik Etütler... 2 1.2.2 Harita

Detaylı

Ermenek Barajı Göl Alanı Genel Görünümü

Ermenek Barajı Göl Alanı Genel Görünümü Ermenek Barajı Göl Alanı Genel Görünümü Ermenek Barajı nın Konumu Ermenek Barajı tamamlanma tarihi itibari ile Türkiye deki en yüksek barajdır. Ermenek Barajı Avrupa nın en yüksek 6. barajıdır. Ermenek

Detaylı

KONU: YAPISAL TASARIM SUNUM YAPAN: İnş. Y. Müh. ALDONAT KÖKSAL Hidro Dizayn Mühendislik Müşavirlik İnşaat ve Ticaret A.Ş.

KONU: YAPISAL TASARIM SUNUM YAPAN: İnş. Y. Müh. ALDONAT KÖKSAL Hidro Dizayn Mühendislik Müşavirlik İnşaat ve Ticaret A.Ş. KONU: YAPISAL TASARIM SUNUM YAPAN: İnş. Y. Müh. ALDONAT KÖKSAL Hidro Dizayn Mühendislik Müşavirlik İnşaat ve Ticaret A.Ş. KOMİTENİN AMACI KAYNAK DOKÜMANLAR YAPISAL TASARIM KOMİTESİ KONULARINA GENEL BAKIŞ

Detaylı

BİNA VE BİNA TÜRÜ YAPILAR (KATEGORİ 2 ve 3) İÇİN PARSEL BAZINDA DÜZENLENECEK ZEMİN VE TEMEL ETÜDÜ (GEOTEKNİK) DEĞERLENDİRME RAPORU FORMATI

BİNA VE BİNA TÜRÜ YAPILAR (KATEGORİ 2 ve 3) İÇİN PARSEL BAZINDA DÜZENLENECEK ZEMİN VE TEMEL ETÜDÜ (GEOTEKNİK) DEĞERLENDİRME RAPORU FORMATI TMMOB İNŞAAT MÜHENDİSLERİ ODASI Necatibey Cad. No:57 Kızılay / Ankara Tel: (0 312) 294 30 00 - Faks: (0 312) 294 30 88 www.imo.org.tr imo@imo.org.tr BİNA VE BİNA TÜRÜ YAPILAR (KATEGORİ 2 ve 3) İÇİN PARSEL

Detaylı

www.ozgen.com info@ozgen.com

www.ozgen.com info@ozgen.com Şirketimiz bugüne kadar tamamlamış olduğu Elektrik Santrallarında kaliteli, emniyetli ve hızlı iş üretimi ile işverenlerin takdirini kazanmıştır. Bu broşürde Elektrik Santralları ile ilgili yapmış olduğumuz

Detaylı

Prefabrik yapıların tasarımı, temelde geleneksel betonarme yapıların tasarımı ile benzerdir.

Prefabrik yapıların tasarımı, temelde geleneksel betonarme yapıların tasarımı ile benzerdir. Prefabrik yapıların tasarımı, temelde geleneksel betonarme yapıların tasarımı ile benzerdir. Tasarımda kullanılan şartname ve yönetmelikler de prefabrik yapılara has bazıları dışında benzerdir. Prefabrik

Detaylı

CE498 PROJE DERS NOTU

CE498 PROJE DERS NOTU CE498 PROJE DERS NOTU İnşaat Mühendisliği Bölümü Mühendislik Fakültesi Yakın Doğu Üniversitesi Temmuz 2015, Lefkoşa, KKTC CE498 - PROJE Genel Kapsam: Bu derste 3 katlı betonarme konut olarak kullanılacak

Detaylı

Kalorifer Tesisatı Proje Hazırlama Esasları. Niğde Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

Kalorifer Tesisatı Proje Hazırlama Esasları. Niğde Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Kalorifer Tesisatı Proje Hazırlama Esasları Niğde Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü ISITMA TEKNİĞİ 1.Tarihsel gelişim 2.Günümüz ısıtma teknikleri Bir ısıtma tesisatının uygun olabilmesi için gerekli

Detaylı

Su Yapıları Örnekleri

Su Yapıları Örnekleri Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği IM 101 İnşaat Mühendisliğine Giriş Su Yapıları Örnekleri Arş. Gör. Dr. İbrahim UÇAR 11 Kasım 2015 Baraj Kullanım Amaçları Su Temini Sulama Taşkın

Detaylı

AKÇANSA HAMMADDE (KLİNKER) STOKHOLÜ AKÇANSA ÇİMENTO FABRİKASI ÇANAKKALE Hakan EZCAN - Mustafa ALKAN

AKÇANSA HAMMADDE (KLİNKER) STOKHOLÜ AKÇANSA ÇİMENTO FABRİKASI ÇANAKKALE Hakan EZCAN - Mustafa ALKAN AKÇANSA HAMMADDE (KLİNKER) STOKHOLÜ AKÇANSA ÇİMENTO FABRİKASI ÇANAKKALE Hakan EZCAN - Mustafa ALKAN YAPININ AMACI Çimento fabrikası dahilinde geniş ve kapalı bir stok sahasına ihtiyaç duyulmuştur. Bu yapının

Detaylı

YAPAN: ESKISEHIR G TIPI LOJMAN TARİH: 15.02.2010 REVİZYON: Hakan Şahin - ideyapi Bilgisayar Destekli Tasarım

YAPAN: ESKISEHIR G TIPI LOJMAN TARİH: 15.02.2010 REVİZYON: Hakan Şahin - ideyapi Bilgisayar Destekli Tasarım YAPAN: PROJE: TARİH: 15.02.2010 REVİZYON: Hakan Şahin - ideyapi Bilgisayar Destekli Tasarım YAPI GENEL YERLEŞİM ŞEKİLLERİ 1 4. KAT 1 3. KAT 2 2. KAT 3 1. KAT 4 ZEMİN KAT 5 1. BODRUM 6 1. BODRUM - Temeller

Detaylı

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2015-2016 GÜZ YARIYILI

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2015-2016 GÜZ YARIYILI DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2015-2016 GÜZ YARIYILI Yrd. Doç. Dr. Uğur DAĞDEVİREN 2 3 Genel anlamda temel mühendisliği, yapısal yükleri zemine izin verilebilir

Detaylı

KONU: Önyüzü Beton Kaplı Barajların Türkiye Pratiğinden Örnekler SUNUM YAPAN: Mehmet Harun ASKEROĞLU

KONU: Önyüzü Beton Kaplı Barajların Türkiye Pratiğinden Örnekler SUNUM YAPAN: Mehmet Harun ASKEROĞLU KONU: Önyüzü Beton Kaplı Barajların Türkiye Pratiğinden Örnekler SUNUM YAPAN: Mehmet Harun ASKEROĞLU Baraja Ait Ana Birimler a)plint Betonu ve geometrisi ( A hattı teşkili) b)gövde Zonları Ön yüzü Beton

Detaylı

Yrd. Doç. Dr. Selim BARADAN Yrd. Doç. Dr. Hüseyin YİĞİTER

Yrd. Doç. Dr. Selim BARADAN Yrd. Doç. Dr. Hüseyin YİĞİTER Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü İNŞ4001 YAPI İŞLETMESİ METRAJ VE KEŞİF-2 Yrd. Doç. Dr. Selim BARADAN Yrd. Doç. Dr. Hüseyin YİĞİTER http://kisi.deu.edu.tr/huseyin.yigiter YIĞMA BİNA

Detaylı

ACİL DURUM ASANSÖRÜ ( İTFAİYE ASANSÖRÜ ) M. KEREM FETULLAHOĞLU MAKİNE MÜHENDİSİ

ACİL DURUM ASANSÖRÜ ( İTFAİYE ASANSÖRÜ ) M. KEREM FETULLAHOĞLU MAKİNE MÜHENDİSİ ACİL DURUM ASANSÖRÜ ( İTFAİYE ASANSÖRÜ ) M. KEREM FETULLAHOĞLU MAKİNE MÜHENDİSİ Acil durum asansörü nedir? Acil durum asansörü; bir yapı içinde yangına müdahale ekiplerinin ve bunların kullandıkları ekipmanın

Detaylı

Temel sistemi seçimi;

Temel sistemi seçimi; 1 2 Temel sistemi seçimi; Tekil temellerden ve tek yönlü sürekli temellerden olabildiğince uzak durulmalıdır. Zorunlu hallerde ise tekil temellerde her iki doğrultuda rijit ve aktif bağ kirişleri kullanılmalıdır.

Detaylı

İZMİR İLİ BUCA İLÇESİ 8071 ADA 7 PARSEL RİSKLİ BİNA İNCELEME RAPORU

İZMİR İLİ BUCA İLÇESİ 8071 ADA 7 PARSEL RİSKLİ BİNA İNCELEME RAPORU İZMİR İLİ BUCA İLÇESİ 8071 ADA 7 PARSEL RİSKLİ BİNA İNCELEME RAPORU AĞUSTOS 2013 1.GENEL BİLGİLER 1.1 Amaç ve Kapsam Bu çalışma, İzmir ili, Buca ilçesi Adatepe Mahallesi 15/1 Sokak No:13 adresinde bulunan,

Detaylı

FORE KAZIĞIN AVANTAJLARI

FORE KAZIĞIN AVANTAJLARI FORE KAZIK En basit tanımlamayla, fore kazık imalatı için önce zeminde bir delik açılır. Bu deliğe demir donatı yerleştirilir. Delik betonlanarak kazık oluşturulur. FORE KAZIĞIN AVANTAJLARI 1) Temel kazısı

Detaylı

YENİ İNŞAA EDİLECEK DEMİRYOLU GÜZERGÂHLARINDA YAPILACAK KÖPRÜ VE MENFEZLERİN UYGULAMA PROJELERİNİN HAZIRLANMASINA AİT TEKNİK ŞARTNAME

YENİ İNŞAA EDİLECEK DEMİRYOLU GÜZERGÂHLARINDA YAPILACAK KÖPRÜ VE MENFEZLERİN UYGULAMA PROJELERİNİN HAZIRLANMASINA AİT TEKNİK ŞARTNAME TÜRKİYE CUMHURİYETİ DEVLET DEMİRYOLLARI İŞLETMESİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ YENİ İNŞAA EDİLECEK DEMİRYOLU GÜZERGÂHLARINDA YAPILACAK KÖPRÜ VE MENFEZLERİN UYGULAMA PROJELERİNİN HAZIRLANMASINA AİT TEKNİK ŞARTNAME 2007

Detaylı

Su Kaynakları Mühendisliği 3. Hafta-Bağlamalar

Su Kaynakları Mühendisliği 3. Hafta-Bağlamalar Beykent Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü 2013-2014 Güz Yarıyılı Su Kaynakları Mühendisliği 3. Hafta-Bağlamalar Y.Doç.Dr. V.Ş. Özgür Kırca kircave@itu.edu.tr 1 Genel Tanımlar Kabartma yapıları -->

Detaylı

Türkiye Köprü Mühendisliğinde Tasarım ve Yapıma İlişkin Teknolojilerin Geliştirilmesi TUBITAK KAMAG 1007. Alp Caner IMUS 2013

Türkiye Köprü Mühendisliğinde Tasarım ve Yapıma İlişkin Teknolojilerin Geliştirilmesi TUBITAK KAMAG 1007. Alp Caner IMUS 2013 Türkiye Köprü Mühendisliğinde Tasarım ve Yapıma İlişkin Teknolojilerin Geliştirilmesi TUBITAK KAMAG 1007 Alp Caner IMUS 2013 Proje Ekibi Proje ekibi yaklaşık olarak 60 kişidir. Kurumlar KGM, Ankara ODTÜ,

Detaylı

ANTAKYA MÜZE OTEL TAŞIYICI SİSTEM PROJESİ. İnş.Yük.Müh. Bülent DEVECİ

ANTAKYA MÜZE OTEL TAŞIYICI SİSTEM PROJESİ. İnş.Yük.Müh. Bülent DEVECİ ANTAKYA MÜZE OTEL TAŞIYICI SİSTEM PROJESİ İnş.Yük.Müh. Bülent DEVECİ Proje Künyesi : Yatırımcı Mimari Proje Müellifi Statik Proje Müellifi Çelik İmalat Yüklenicisi : Asfuroğlu Otelcilik : Emre Arolat Mimarlık

Detaylı

Yapıblok İle Akustik Duvar Uygulamaları: Digiturk & TV8

Yapıblok İle Akustik Duvar Uygulamaları: Digiturk & TV8 Yapıblok İle Akustik Duvar Uygulamaları: Digiturk & TV8 Ümit ÖZKAN 1, Ayşe DEMİRTAŞ 2 Giriş: Yapıblok, Yapı Merkezi Prefabrikasyon A.Ş. tarafından 1996 yılından beri endüstriyel üretim yöntemleri ile üretilen

Detaylı

ÇATI KONSTRÜKSİYONLARINDA GAZBETON UYGULAMALARI Doç.Dr.Oğuz Cem Çelik İTÜ Mimarlık Fakültesi Yapı Statiği ve Betonarme Birimi

ÇATI KONSTRÜKSİYONLARINDA GAZBETON UYGULAMALARI Doç.Dr.Oğuz Cem Çelik İTÜ Mimarlık Fakültesi Yapı Statiği ve Betonarme Birimi ÇATI KONSTRÜKSİYONLARINDA GAZBETON UYGULAMALARI Doç.Dr.Oğuz Cem Çelik İTÜ Mimarlık Fakültesi Yapı Statiği ve Betonarme Birimi ÖZET Donatılı gazbeton çatı panellerinin çeşitli çatı taşıyıcı sistemlerinde

Detaylı

Ders Notları 3 Geçirimlilik Permeabilite

Ders Notları 3 Geçirimlilik Permeabilite Ders Notları 3 Geçirimlilik Permeabilite Zemindeki mühendislik problemleri, zeminin kendisinden değil, boşluklarında bulunan boşluk suyundan kaynaklanır. Su olmayan bir gezegende yaşıyor olsaydık, zemin

Detaylı

TEKNİK ŞARTNAME. Sayfa 1 / 5 YAPI GENEL

TEKNİK ŞARTNAME. Sayfa 1 / 5 YAPI GENEL TEKNİK ŞARTNAME YAPI GENEL Binada uygulanacak standartlar ve tasarım bileşenleri İstanbul Uluslararası Finans Merkezi Master Plan El Kitabı nda belirlenen standartlara göre oluşturulacaktır. Ayrıca aşağıdaki

Detaylı

Çok Katlı Perdeli ve Tünel Kalıp Binaların Modellenmesi ve Tasarımı

Çok Katlı Perdeli ve Tünel Kalıp Binaların Modellenmesi ve Tasarımı Çok Katlı Perdeli ve Tünel Kalıp Binaların Modellenmesi ve Tasarımı Mustafa Tümer Tan İçerik 2 Perde Modellemesi, Boşluklu Perdeler Döşeme Yükleri ve Eğilme Hesabı Mantar bandı kirişler Kurulan modelin

Detaylı

KONYA KARAPINAR 300 KİŞİLİK ÖĞRENCİ YURDU İnceleme Dosyası

KONYA KARAPINAR 300 KİŞİLİK ÖĞRENCİ YURDU İnceleme Dosyası 2012 KONYA KARAPINAR 300 KİŞİLİK ÖĞRENCİ YURDU İnceleme Dosyası Konya Karapınar da yapılması planlanan 300 Kişilik Öğrenci yurduna ait genel bilgi ve maliyet çalışması Halil ATLI ESEER İNŞAAT 03.02.2012

Detaylı

Orta Doğu Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

Orta Doğu Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Orta Doğu Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Gazbeton, Tuğla ve Bims Blok Kullanımının Bina Statik Tasarımına ve Maliyetine olan Etkilerinin İncelenmesi 4 Mart 2008 Bu rapor Orta Doğu Teknik

Detaylı

UYGULAMA EL KİTABI LINEFLEX EPDM MEMBRAN

UYGULAMA EL KİTABI LINEFLEX EPDM MEMBRAN UYGULAMA EL KİTABI LINEFLEX EPDM MEMBRAN GİRİŞ Bu kılavuz Lineflex EPDM Membranın uygulama esaslarını içerir. İlk bölümde Lineflex EPDM Membran uygulama alanları ve uygulaması yapılacak bölgenin hazırlanmasına

Detaylı

YUSUFELİ BARAJI ve HES

YUSUFELİ BARAJI ve HES YUSUFELİ BARAJI ve HES Projenin Tanımı Yusufeli Barajı ve Hidroelektrik Santrali Projesi; Doğu Karadeniz Bölgesi nde, Çoruh Nehri üzerinde yer almaktadır. Çoruh Türkiye sınırları içinde 390 km lik bir

Detaylı

BARAJ PLANLAMA VE TASARIMI

BARAJ PLANLAMA VE TASARIMI i BARAJ PLANLAMA VE TASARIMI CİLT 2 Prof. Dr. Necati Ağıralioğlu ii Yayın No : 2487 Teknik Dizisi : 148 2. Baskı - Ağustos 2011 - İSTANBUL ISBN 978-605 - 377-509 6 Copyright Bu kitabın bu basısı için Türkiye

Detaylı

GEBZE ORGANİZE SANAYİ BÖLGESİ ATIKSU ARITMA TESİSİ İLE POMPA İSTASYONU VE TERFİ HATTI YAPIM VE İŞLETİLMESİ DETAYLI İŞ PROGRAMI

GEBZE ORGANİZE SANAYİ BÖLGESİ ATIKSU ARITMA TESİSİ İLE POMPA İSTASYONU VE TERFİ HATTI YAPIM VE İŞLETİLMESİ DETAYLI İŞ PROGRAMI 1 1 ATIKSU ARITMA TESİSİ İLE POMPA İSTASYONU VE TERFİ HATTI YAPIM VE İŞLETİLMESİ İŞİ 346 days Thu.09 Thu 18.0.16 346 days Thu.09 Thu 18.0.16 Thu.09 Thu.09 Thu.09 Thu.09 Thu 4.09.09 Thu 4.09.09 Thu 4.09.09

Detaylı

PROJE VE RUHSAT AŞAMASINDA VERİLECEK HİZMETLER

PROJE VE RUHSAT AŞAMASINDA VERİLECEK HİZMETLER PROJE VE RUHSAT AŞAMASINDA VERİLECEK HİZMETLER 1. Zemin Etüdü Raporunun Bayındırlık ve İskan Bakanlığının 28.06.1993 tarih ve 393 sayılı genelgesiyle uygulanmaya konulan Zemin ve Temel Etüdü Raporunun

Detaylı

DONATILI GAZBETON YAPI ELEMANLARI İLE İNȘA EDİLEN YIĞMA BİNA SİSTEMİ İLE İLGİLİ TEKNİK ȘARTNAME

DONATILI GAZBETON YAPI ELEMANLARI İLE İNȘA EDİLEN YIĞMA BİNA SİSTEMİ İLE İLGİLİ TEKNİK ȘARTNAME YIĞMA BİNA SİSTEMİ İLE İLGİLİ TEKNİK ȘARTNAME www.tgub.org.tr İÇİNDEKİLER 1. KAPSAM 2. ATIF YAPILAN STANDARD ve/veya DÖKÜMANLAR 3. TARİFLER 4. ÜRETİM 5. PROJELER 6. YAPI ELEMANLARININ STOKLANMASI 7. YAPI

Detaylı

RES ELEKTRIK PROJELENDIRME SÜREÇLERI O Z A N B A S K A N O Z A N. B A S K A N @ K E S I R. C O M. T R + 9 0 ( 5 3 9 ) 7 8 5 9 7 1 4

RES ELEKTRIK PROJELENDIRME SÜREÇLERI O Z A N B A S K A N O Z A N. B A S K A N @ K E S I R. C O M. T R + 9 0 ( 5 3 9 ) 7 8 5 9 7 1 4 RES ELEKTRIK PROJELENDIRME SÜREÇLERI O Z A N B A S K A N O Z A N. B A S K A N @ K E S I R. C O M. T R + 9 0 ( 5 3 9 ) 7 8 5 9 7 1 4 ÖZET Önbilgi Projelendirmeye Bakış Elektriksel Tasarım Ön-Hazırlık Enterkonnekte

Detaylı

Su Kaynakları Mühendisliği 4. Hafta-Barajlar

Su Kaynakları Mühendisliği 4. Hafta-Barajlar Beykent Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü 2013-2014 Güz Yarıyılı Su Kaynakları Mühendisliği 4. Hafta-Barajlar Y.Doç.Dr. V.Ş. Özgür Kırca kircave@itu.edu.tr 1 Genel Tanımlar Kabartma yapıları -->

Detaylı

FEM VE DIN NORMLARI İLE TRANSPORT SİSTEMLERİNİN PROJELENDİRİLMESİ

FEM VE DIN NORMLARI İLE TRANSPORT SİSTEMLERİNİN PROJELENDİRİLMESİ BÖLÜM 12. FEM VE DIN NORMLARI İLE TRANSPORT SİSTEMLERİNİN PROJELENDİRİLMESİ 12. GİRİŞ Kaldırma makineleri ve parçalarının konstrüksiyonunda, sistemin kullanım süresince istenen performansta görevini yerine

Detaylı

ÖN ÇÖKTÜRME HAVUZU DİZAYN KRİTERLERİ

ÖN ÇÖKTÜRME HAVUZU DİZAYN KRİTERLERİ ÖN ÇÖKTÜRME HAVUZU DİZAYN KRİTERLERİ Ön çöktürme havuzlarında normal şartlarda BOİ 5 in % 30 40 ı, askıda katıların ise % 50 70 i giderilmektedir. Ön çöktürme havuzunun dizaynındaki amaç, stabil (havuzda

Detaylı

Bodrum Kat Planı. Zemin katın altında bulunan katlara bodrum kat denilir ve (-) kot ile ölçülendirilir. Zemin Kat Planı

Bodrum Kat Planı. Zemin katın altında bulunan katlara bodrum kat denilir ve (-) kot ile ölçülendirilir. Zemin Kat Planı KAT PLANLARI Bodrum Kat Planı Zemin katın altında bulunan katlara bodrum kat denilir ve (-) kot ile ölçülendirilir. Zemin Kat Planı Bir yapıya girişte girilen, basılan ilk döşemeye giriş katı veya zemin

Detaylı

2.1. Yukarıdaki hususlar dikkate alınarak tasarlanmış betonun siparişinde aşağıdaki bilgiler üreticiye verilmelidir.

2.1. Yukarıdaki hususlar dikkate alınarak tasarlanmış betonun siparişinde aşağıdaki bilgiler üreticiye verilmelidir. Beton Kullanıcısının TS EN 206 ya Göre Beton Siparişinde Dikkat Etmesi Gereken Hususlar Hazırlayan Tümer AKAKIN Beton siparişi, TS EN 206-1 in uygulamaya girmesiyle birlikte çok önemli bir husus olmıştur.

Detaylı

MÜHENDISLIK PROJE HIZMETLERİ KAPSAMI STATIK-BETONARME+ÇELİK PROJE HIZMETLERİ

MÜHENDISLIK PROJE HIZMETLERİ KAPSAMI STATIK-BETONARME+ÇELİK PROJE HIZMETLERİ MÜHENDISLIK PROJE HIZMETLERİ KAPSAMI STATIK-BETONARME+ÇELİK PROJE HIZMETLERİ Sistem Tasarım ve Ön Avan Proje - Temel Planları 1/200 - Kalıp Planları 1/200 - Kolon Yerleşim Planları 1/200 - Ön hesaplar

Detaylı

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 6- Risk Tespit Uygulaması: Yığma Bina

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 6- Risk Tespit Uygulaması: Yığma Bina RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR 6- Risk Tespit Uygulaması: Yığma Bina RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR BİRİNCİ AŞAMA DEĞERLENDİRME YÖNTEMİ BİNANIN ÖZELLİKLERİ Binanın

Detaylı

500+ Proje. Bulundukları sektörde öncü olan firmaları bünyemize katmaya devam ediyoruz. AMACIMIZ AYDINLATLAK MECİDİYEKÖY MEYDAN TÜNELİ

500+ Proje. Bulundukları sektörde öncü olan firmaları bünyemize katmaya devam ediyoruz. AMACIMIZ AYDINLATLAK MECİDİYEKÖY MEYDAN TÜNELİ 500+ Proje Bulundukları sektörde öncü olan firmaları bünyemize katmaya devam ediyoruz. AMACIMIZ AYDINLATLAK Güçlü teknik kadromuz ve alt yapımız ile güç santralleri, enerji iletim hatları, orta gerilim

Detaylı

Mühendislik Birimleri Laboratuarları 1. İnşaat Mühendisliği Birimi Laboratuarları Yapı Malzemeleri ve Mekanik Laboratuarı

Mühendislik Birimleri Laboratuarları 1. İnşaat Mühendisliği Birimi Laboratuarları Yapı Malzemeleri ve Mekanik Laboratuarı Mühendislik Birimleri Laboratuarları 1. İnşaat Mühendisliği Birimi Laboratuarları Mühendislik Birimleri bünyesinde yer alan İnşaat Mühendisliği Birimi Laboratuarları: Yapı Malzemeleri ve Mekanik Laboratuarı,

Detaylı

Taşıyıcı Sistem İlkeleri

Taşıyıcı Sistem İlkeleri İTÜ Mimarlık Fakültesi Mimarlık Bölümü Yapı ve Deprem Mühendisliği Çalışma Grubu BETONARME YAPILAR MIM 232 Taşıyıcı Sistem İlkeleri 2015 Bir yapı taşıyıcı sisteminin işlevi, kendisine uygulanan yükleri

Detaylı

. TAŞIYICI SİSTEMLER Çerçeve Perde-çerçeve (boşluklu perde) Perde (boşluksuz perde) Tüp Iç içe tüp Kafes tüp Modüler tüp

. TAŞIYICI SİSTEMLER Çerçeve Perde-çerçeve (boşluklu perde) Perde (boşluksuz perde) Tüp Iç içe tüp Kafes tüp Modüler tüp 1 . TAŞIYICI SİSTEMLER Çerçeve Perde-çerçeve (boşluklu perde) Perde (boşluksuz perde) Tüp Iç içe tüp Kafes tüp Modüler tüp 2 Başlıca Taşıyıcı Yapı Elemanları Döşeme, kiriş, kolon, perde, temel 3 Çerçeve

Detaylı

Vizyon - Misyon. Şirket Profili

Vizyon - Misyon. Şirket Profili www.ak-grup.com.tr Vizyon - Misyon Şirket Profili Misyon Müşteri odaklı çözümler sağlayarak güncel ve gelişen teknolojilerle uyumlu, nitelikli ve maliyet etkin ürün ve sistemler tasarlamak, geliştirmek,

Detaylı

BETON KARIŞIM HESABI. Beton; BETON

BETON KARIŞIM HESABI. Beton; BETON BETON KARIŞIM HESABI Beton; Çimento, agrega (kum, çakıl), su ve gerektiğinde katkı maddeleri karıştırılarak elde edilen yapı malzemesine beton denir. Çimento Su ve katkı mad. Agrega BETON Malzeme Türk

Detaylı

BÖLÜM 4 Sprinkler Sistem Tipinin Belirlenmesi

BÖLÜM 4 Sprinkler Sistem Tipinin Belirlenmesi BÖLÜM 4 Sprinkler Sistem Tipinin Belirlenmesi 4.1 Islak Borulu Sprinkler Sistemi Seçim Kriterleri 4.1.1 Islak borulu sprinkler sisteminde borular, sürekli olarak basınçlı su ile dolu durumda tutulur. 4.1.2

Detaylı

KONU: ÖZET DEĞERLENDİRME SUNUM YAPAN: DR. ERSAN YILDIZ

KONU: ÖZET DEĞERLENDİRME SUNUM YAPAN: DR. ERSAN YILDIZ KONU: ÖZET DEĞERLENDİRME SUNUM YAPAN: DR. ERSAN YILDIZ KONU BAŞLIKLARI 1 Beton Barajlar ile İlgili Genel Bilgiler 2 Temel Kayası 3 Beton Özellikleri 4 Ön Tasarım İçin Rijit Blok Stabilite Analizi 5 Beton

Detaylı

teknik uygulama detayları

teknik uygulama detayları teknik uygulama detayları içindekiler Panel Detayları Betonarme Hatıl-Gazbeton Döşeme Paneli Orta Nokta Bağlantı Detayı...03 Çelik Konstrüksiyon -Gazbeton Döşeme Paneli Orta Nokta Bağlantı Detayı...04

Detaylı

ÇELİK YAPILAR 7 ÇELİK İSKELETTE DÖŞEMELER DÖŞEMELER DÖŞEMELER DÖŞEMELER. DÖŞEMELER Yerinde Dökme Betonarme Döşemeler

ÇELİK YAPILAR 7 ÇELİK İSKELETTE DÖŞEMELER DÖŞEMELER DÖŞEMELER DÖŞEMELER. DÖŞEMELER Yerinde Dökme Betonarme Döşemeler Döşemeler, yapının duvar, kolon yada çerçeve gibi düşey iskeleti üzerine oturan, modülasyon ızgarası üzerini örterek katlar arası ayırımı sağlayan yatay levhalardır. ÇELİK YAPILAR 7 ÇELİK İSKELETTE Döşemeler,

Detaylı

Yrd. Doç. Dr. Selim BARADAN Yrd. Doç. Dr. Hüseyin YİĞİTER

Yrd. Doç. Dr. Selim BARADAN Yrd. Doç. Dr. Hüseyin YİĞİTER Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü İNŞ4001 YAPI İŞLETMESİ METRAJ VE KEŞİF-1 Yrd. Doç. Dr. Selim BARADAN Yrd. Doç. Dr. Hüseyin YİĞİTER http://kisi.deu.edu.tr/huseyin.yigiter KAPSAM Temel

Detaylı

Yapılara Etkiyen Karakteristik Yükler

Yapılara Etkiyen Karakteristik Yükler Yapılara Etkiyen Karakteristik Yükler Kalıcı (sabit, zati, öz, ölü) yükler (G): Yapı elemanlarının öz yükleridir. Döşeme ağırlığı ( döşeme betonu+tesviye betonu+kaplama+sıva). Kiriş ağırlığı. Duvar ağırlığı

Detaylı

DÜNYADAKİ ATIK SU ISI DEĞİŞTİRİCİSİ UYGULAMALARI. Doç.Dr.Hüseyin GÜNERHAN Yük.Müh.Oğuzhan ÇULHA

DÜNYADAKİ ATIK SU ISI DEĞİŞTİRİCİSİ UYGULAMALARI. Doç.Dr.Hüseyin GÜNERHAN Yük.Müh.Oğuzhan ÇULHA DÜNYADAKİ ATIK SU ISI DEĞİŞTİRİCİSİ UYGULAMALARI Doç.Dr.Hüseyin GÜNERHAN Yük.Müh.Oğuzhan ÇULHA İçerik 1. Sisteme Genel Bakış 2. Atık Su Kaynaklı Isı Pompası Isı Değiştiricileri ve Tasarımı 3. Atık Su Isı

Detaylı

ZAYIF AKIM TESİSLERİ VE ELEKTRİK TESİSAT PROJELERİ

ZAYIF AKIM TESİSLERİ VE ELEKTRİK TESİSAT PROJELERİ ZAYIF AKIM TESİSLERİ VE ELEKTRİK TESİSAT PROJELERİ Dersin Modülleri İç Tesisat Döşeme Teknikleri Çağırma Tesisatları Güvenlik Tesisatları Haberleşme ve Bildirim Tesisatları Zayıf Akım Tesisatı Arıza Tespiti

Detaylı

SANDVİÇ PANEL MEKANİK DAYANIMI

SANDVİÇ PANEL MEKANİK DAYANIMI SANDVİÇ PANEL MEKANİK DAYANIMI Binaların çatı, cephe, iç bölme veya soğuk hava odalarında kaplama malzemesi olarak kullanılan sandviç panellerin hızlı montaj imkanı, yüksek yalıtım özelliklerinin yanısıra

Detaylı

ÇELİK YAPILAR. Çelik Yapıda Cephe. Çelik Yapıda Cephe. Çelik Yapıda Cephe. Çelik Yapıda Cephe. Çelik Yapıda Cephe. Çelik Yapıda Cephe

ÇELİK YAPILAR. Çelik Yapıda Cephe. Çelik Yapıda Cephe. Çelik Yapıda Cephe. Çelik Yapıda Cephe. Çelik Yapıda Cephe. Çelik Yapıda Cephe ÇELİK YAPILAR Cephe elemanı yatay ve düşey elemanların oluşturduğu forma bağlı olarak rüzgar yüklerini iki yada tek doğrultuda aktarır. Bu, döşemenin düşey yükler altındaki davranışına benzer. 8 1 Çelik

Detaylı

UBET72 DM BETON KÖŞK YAPISI BETONARME STATİK HESAP RAPORU

UBET72 DM BETON KÖŞK YAPISI BETONARME STATİK HESAP RAPORU UBET72 DM BETON KÖŞK YAPISI HAZIRLAYAN : İSMAİL ENGİN KONTROL EDDEN : GÜNER İNCİ TARİH : 21.3.215 Sayfa / Page 2 / 4 REVİZYON BİLGİLERİ Rev. No. Tarih Tanım / YayınNedeni Onay Sunan Kontrol Onay RevizyonDetayBilgileri

Detaylı

İSTANBUL - SABİHA GÖKÇEN HAVAALANI DIŞ HATLAR TERMİNAL BİNASI ÇELİK YAPISI

İSTANBUL - SABİHA GÖKÇEN HAVAALANI DIŞ HATLAR TERMİNAL BİNASI ÇELİK YAPISI İSTANBUL - SABİHA GÖKÇEN HAVAALANI DIŞ HATLAR TERMİNAL BİNASI ÇELİK YAPISI Necati ÇELTİKÇİ (*) 1983 yılında, İstanbul un Anadolu yakasında, gelişmiş teknolojiye sahip, bilgisayar ve havacılık tesisilerinin

Detaylı

1.7 ) Çelik Yapılarda Yangın (Yüksek Sıcaklık) Etkisi

1.7 ) Çelik Yapılarda Yangın (Yüksek Sıcaklık) Etkisi 1.7 ) Çelik Yapılarda Yangın (Yüksek Sıcaklık) Etkisi Çelik yapıların en büyük dezavantajlarından biri yüksek ısı (yangın) etkisi altında mekanik özelliklerinin hızla olumsuz yönde etkilemesidir. Sıcaklık

Detaylı

ALÜMİNYUM KOMPOZİT PANELLER

ALÜMİNYUM KOMPOZİT PANELLER ALÜMİNYUM KOMPOZİT PANELLER YAPI MARKET SAN.TİC.LTD.ŞTİ. Formlandırılmış alüminyum kompozit panel kaplamalarının alt taşıyıcı strüktürlerinin yardımı ile mimarinize farklı yenilikler katması, sadece formları

Detaylı

BİLGİ NOTU. Baraj, Cebri Boru Regülatör İletim Sanat Yapıları Santral Depolama İletim Rezervuar. Tesislerinin yeraldığı CBS katmanları bulunmaktadır.

BİLGİ NOTU. Baraj, Cebri Boru Regülatör İletim Sanat Yapıları Santral Depolama İletim Rezervuar. Tesislerinin yeraldığı CBS katmanları bulunmaktadır. BİLGİ NOTU Bu iş kapsamında hazırlanacak olan ve İdare tarafından istenen veriler 2006/7 sayılı Coğrafi Bilgi Sistemi Genelgesi çerçevesinde Coğrafi Bilgi Sistemi-CBS ortamında hazırlanmalıdır. Halihazırda

Detaylı

YENĐ PROJE MĐMARĐ KONTROL LĐSTESĐ No: 00001 Tarih:17-11- 2008. Mimar müellif'in Adı, Soyadı:... Đşveren'in Adı, Soyadı:...

YENĐ PROJE MĐMARĐ KONTROL LĐSTESĐ No: 00001 Tarih:17-11- 2008. Mimar müellif'in Adı, Soyadı:... Đşveren'in Adı, Soyadı:... YENĐ PROJE MĐMARĐ KONTROL LĐSTESĐ No: 0000 Tarih:- - 00 Mimar müellif'in Adı, Soyadı:... Đşveren'in Adı, Soyadı:......YERLEŞĐM (VAZĐYET)PLANINDA ARANACAK HUSUSLAR NO KONTROL EDĐLMESĐ GEREKLĐ KONU EVET

Detaylı

Paket Ürün İçindeki İnşaat İmalatları. Her türlü kazı dolgu tesviye ve altyapı işleri

Paket Ürün İçindeki İnşaat İmalatları. Her türlü kazı dolgu tesviye ve altyapı işleri Paket Ürün Grubu Arfa-Magu Yalıtımlı Kaba İnşaat Yapım Paketleri (Uygulamalı) MODEL: FREZYA- FNR205-198,75 + 86,20 TEKNİK ŞARTNAME-1 Yapının Taşıyıcı Strüktür Donanımlı Paket Ürün EKOLOJİK-İDEAL SİSTEM

Detaylı

Gazi Üniversitesi Yapı işleri ve Teknik Daire Başkanlığınca yürütülen projelerin bilgilendirme sunumu

Gazi Üniversitesi Yapı işleri ve Teknik Daire Başkanlığınca yürütülen projelerin bilgilendirme sunumu Gazi Üniversitesi Yapı işleri ve Teknik Daire Başkanlığınca yürütülen projelerin bilgilendirme sunumu G.Ü. EĞİTİM FAKÜLTESİ DEKANLIK VE ÖĞRETİM ELEMANLARI BİNASI VE G.Ü. EĞİTİM FAKÜLTESİ DERSLİK VE LABORATUVAR

Detaylı

ÇELİK PREFABRİK YAPILAR

ÇELİK PREFABRİK YAPILAR ÇELİK PREFABRİK YAPILAR 2. Bölüm Temel, kolon kirişler ve Döşeme 1 1. Çelik Temeller Binaların sabit ve hareketli yüklerini zemine nakletmek üzere inşa edilen temeller, şekillenme ve kullanılan malzemenin

Detaylı

ILISU PROJESİ. GAP ın can damarı Dicle - Fırat Nehirleri Türkiye su potansiyelinin yaklaşık % 28,5 ini oluşturmaktadır. FIRAT 17 % 458 m DİCLE 12 %

ILISU PROJESİ. GAP ın can damarı Dicle - Fırat Nehirleri Türkiye su potansiyelinin yaklaşık % 28,5 ini oluşturmaktadır. FIRAT 17 % 458 m DİCLE 12 % ILISU PROJESİ TANIMI ve TARİHÇESİ GAP ın can damarı Dicle - Fırat Nehirleri Türkiye su potansiyelinin yaklaşık % 28,5 ini oluşturmaktadır. GAP IN CAN DAMARI DİCLE-FIRAT NEHİRLERİ Türkiye su potansiyelinin

Detaylı

Sistem Donanım Metal : Başlıca Faliyet / Üretim Konuları. Çelik Izgara

Sistem Donanım Metal : Başlıca Faliyet / Üretim Konuları. Çelik Izgara Sistem Donanım Metal : Başlıca Faliyet / Üretim Konuları Çelik Izgara Sistem Donanım Ltd. Şti.,ızgara döşeme, geçit ızgara, kanal ızgara, hendek ızgara, platform ızgara ve çelik yapılar, inşaat metal kalas,

Detaylı

DOĞAL GAZ YAKITLI KALORİFER KAZANI KULLANMA TALİMATI

DOĞAL GAZ YAKITLI KALORİFER KAZANI KULLANMA TALİMATI DOĞAL GAZ YAKITLI KALORİFER KAZANI KULLANMA TALİMATI Doğal gaz yakıtlı kazanlarda her bölgenin ana yetkili doğal gaz dağıtım müdürlüklerinin talimatları alınmalı ve kazancıya eğitimi verilmelidir. Kazan

Detaylı

İTÜ Mimarlık Fakültesi Mimarlık Bölümü Yapı ve Deprem Mühendisliği Çalışma Grubu BETONARME YAPILAR MIM 232. Yüksek Binalar

İTÜ Mimarlık Fakültesi Mimarlık Bölümü Yapı ve Deprem Mühendisliği Çalışma Grubu BETONARME YAPILAR MIM 232. Yüksek Binalar İTÜ Mimarlık Fakültesi Mimarlık Bölümü Yapı ve Deprem Mühendisliği Çalışma Grubu BETONARME YAPILAR MIM 232 Yüksek Binalar 2015 Yüksek bina: h>20~40m Düşey yüklerden çok yatay kuvvetler önemli Çelik, BA

Detaylı

SAĞLIK BAKANLIĞI ALÇAK GERİLİM ELEKTRİK PANO ve TABLOLARI

SAĞLIK BAKANLIĞI ALÇAK GERİLİM ELEKTRİK PANO ve TABLOLARI SAĞLIK BAKANLIĞI ALÇAK GERİLİM ELEKTRİK PANO ve TABLOLARI KONU VE KAPSAM: Alçak gerilim dağıtım panoları, bina içinde kullanılan, zemine montajlı, serbest dikili tip olarak prefabrik standart fonksiyonel

Detaylı

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ STAJ ESASLARI

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ STAJ ESASLARI SAKARYA ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ STAJ ESASLARI 1. Staj yerinde öğrendiği bilgileri günlük olarak raporlamalıdır. Rapor(Staj defteri) hazırlanırken 3. Tekil şahıs hitabıyla(yapıldı, gidildi,

Detaylı

TS 12514 E GÖRE HERMETİK CİHAZ YERLEŞİM KURALLARI

TS 12514 E GÖRE HERMETİK CİHAZ YERLEŞİM KURALLARI TS 12514 E GÖRE HERMETİK CİHAZ YERLEŞİM KURALLARI 1.2.4 - C Tipi Cihazların (Hermetik) Montajı 1.2.4.1 - Genel Şartlar C tipi cihazlar (hermetik) montaj odasının hacmi ve havalandırma biçiminde bağlı olmaksızın

Detaylı

TEKNİK ŞARTNAME-1. Her türlü kazı dolgu tesviye ve altyapı işleri. Su izolasyonu BTM veya muadili Isı izolasyonu Arfa Ses izolasyonu Arfa

TEKNİK ŞARTNAME-1. Her türlü kazı dolgu tesviye ve altyapı işleri. Su izolasyonu BTM veya muadili Isı izolasyonu Arfa Ses izolasyonu Arfa Paket Ürün Grubu Arfa-Magu Yalıtımlı Kaba İnşaat Yapım Paketleri (Uygulamalı) MODEL:HERA-20388-130,00+13,60 Taşıyıcı Strüktür Donanımlı Paket Ürün Adı EKOLOJİK-İDEAL SİSTEM YALITIMLI KABA İNŞAAT PAKETİ

Detaylı

Mühendİslİk Ölçmelerİ. JDF 429 Yrd. Doç. Dr. Kurtuluş Sedar GÖRMÜŞ

Mühendİslİk Ölçmelerİ. JDF 429 Yrd. Doç. Dr. Kurtuluş Sedar GÖRMÜŞ Mühendİslİk Ölçmelerİ JDF 429 Yrd. Doç. Dr. Kurtuluş Sedar GÖRMÜŞ 1 Nolu Ünite 2 Nolu Ünite 1 Nolu Ariyet 2 Nolu Ariyet Menfez ve Kuşaklama Kanalları Planı Kuru Dere Dolgu Alanı Dolgu Alanı Kuru Dere Orman

Detaylı

SU YAPILARI. 7.Hafta. Su Kuvveti (Hidroelektrik Enerji) Tesisleri_2. Prof.Dr.N.Nur ÖZYURT nozyurt@hacettepe.edu.tr

SU YAPILARI. 7.Hafta. Su Kuvveti (Hidroelektrik Enerji) Tesisleri_2. Prof.Dr.N.Nur ÖZYURT nozyurt@hacettepe.edu.tr SU YAPILARI 7.Hafta Su Kuvveti (Hidroelektrik Enerji) Tesisleri_2 Prof.Dr.N.Nur ÖZYURT nozyurt@hacettepe.edu.tr Su Kuvveti Tesislerinin Sınıflandırılması Kurulu Gücüne Göre Çok Küçük 100 kw Küçük 100-999

Detaylı

Firmamız mühendislik hizmet sektöründe kurulduğu 1998 yılından bugüne 16 yılı aşkın sürede faaliyette bulunmaktadır.

Firmamız mühendislik hizmet sektöründe kurulduğu 1998 yılından bugüne 16 yılı aşkın sürede faaliyette bulunmaktadır. Firmamız mühendislik hizmet sektöründe kurulduğu 1998 yılından bugüne 16 yılı aşkın sürede faaliyette bulunmaktadır. Tüm altyapı çalışmalarının ilk adımı olan harita mühendislik hizmetlerinin ülke kalkınmasındaki

Detaylı

SU YAPILARI. Derivasyon Derivasyon; su yapısı inşa edilecek akarsu yatağının çeşitli yöntemler ile inşaat süresince-geçici olarak değiştirilmesidir.

SU YAPILARI. Derivasyon Derivasyon; su yapısı inşa edilecek akarsu yatağının çeşitli yöntemler ile inşaat süresince-geçici olarak değiştirilmesidir. SU YAPILARI 3.Hafta Bağlama Yapıları Bağlama nedir? Barajdan farkları Bağlamaların genel özellikleri ve türleri Bağlamaların projelendirilmesi Doç.Dr.N.Nur ÖZYURT nozyurt@hacettepe.edu.tr Derivasyon Derivasyon;

Detaylı

YAPININ TANIMI VE SINIFLANDIRILMASI

YAPININ TANIMI VE SINIFLANDIRILMASI YAPININ TANIMI VE SINIFLANDIRILMASI İnsanlar ihtiyaçlarına bağlı olarak çevreyi değiştirerek daha rahat yaşayabilmeleri için yeni bir çevre meydana getiriler. Bunlar yapıyı oluşturur. İnsanların ihtiyaçlarını

Detaylı

Nautilus kalıpları, yerinde döküm yapılarak, hafifletilmiş betonarme plak döşeme oluşturmak için geliştirilmiş kör kalıp sistemidir.

Nautilus kalıpları, yerinde döküm yapılarak, hafifletilmiş betonarme plak döşeme oluşturmak için geliştirilmiş kör kalıp sistemidir. Nautilus kalıpları, yerinde döküm yapılarak, hafifletilmiş betonarme plak döşeme oluşturmak için geliştirilmiş kör kalıp sistemidir. Mimari ve statik tasarım kolaylığı Kirişsiz, kasetsiz düz bir tavan

Detaylı

1.1 Statik Aktif Durum için Coulomb Yönteminde Zemin Kamasına Etkiyen Kuvvetler

1.1 Statik Aktif Durum için Coulomb Yönteminde Zemin Kamasına Etkiyen Kuvvetler TEORİ 1Yanal Toprak İtkisi 11 Aktif İtki Yöntemi 111 Coulomb Yöntemi 11 Rankine Yöntemi 1 Pasif İtki Yöntemi 11 Coulomb Yöntemi : 1 Rankine Yöntemi : 13 Sükunetteki İtki Danimarka Kodu 14 Dinamik Toprak

Detaylı

T.C. ENERJİ VE TABİİ KAYNAKLAR BAKANLIĞI TEMSAN TÜRKİYE ELEKTROMEKANİK SANAYİİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

T.C. ENERJİ VE TABİİ KAYNAKLAR BAKANLIĞI TEMSAN TÜRKİYE ELEKTROMEKANİK SANAYİİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ 1/8 T.C. ENERJİ VE TABİİ KAYNAKLAR BAKANLIĞI TEMSAN TÜRKİYE ELEKTROMEKANİK SANAYİİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ OBRUK HES TÜRBİN SALMASTRASI TASARIM VE İMALAT TEKNİK ŞARTNAMESİ 2/8 OBRUK HES TÜRBİN SALMASTRASI TASARIM

Detaylı

İstinat Duvarlarının Spread Sheet (Excel) Programı ile Çözümü ve Maliyet Analizi Uygun Duvar Tipinin Belirlenmesi

İstinat Duvarlarının Spread Sheet (Excel) Programı ile Çözümü ve Maliyet Analizi Uygun Duvar Tipinin Belirlenmesi Akademik Bilişim 2008 Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Çanakkale, 30 Ocak - 01 Şubat 2008 İstinat Duvarlarının Spread Sheet (Excel) Programı ile Çözümü ve Maliyet Analizi Uygun Duvar Tipinin Belirlenmesi

Detaylı

Yapının bütün aks aralıkları, enine ve boyuna toplam uzunluğu ölçülerek kontrol edilir.

Yapının bütün aks aralıkları, enine ve boyuna toplam uzunluğu ölçülerek kontrol edilir. Temel Demiri Nasıl Kontrol Edilir Radye Jeneral Temel, Tekil Temel, Sürekli Temel demir-kalıp kontrolü ve aplikasyon kontrolü nasıl yapılır? Aplikasyon Kontrolü Mimari projeden, vaziyet planına bakılarak,

Detaylı

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ (Bölüm-3) KÖPRÜLER

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ (Bölüm-3) KÖPRÜLER İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ (Bölüm-3) KÖPRÜLER Yrd. Doç. Dr. Banu Yağcı Kaynaklar G. Kıymaz, İstanbul Kültür Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Ders Notları, 2009 http://web.sakarya.edu.tr/~cacur/ins/resim/kopruler.htm

Detaylı

2013 SEKTÖR RAPORU TEMSAN TÜRKİYE ELEKTROMEKANİK SANAYİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

2013 SEKTÖR RAPORU TEMSAN TÜRKİYE ELEKTROMEKANİK SANAYİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ TEMSAN TÜRKİYE ELEKTROMEKANİK SANAYİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ DÜNYADA ELEKTRİK ENERJİSİ SEKTÖRÜNÜN GÖRÜNÜMÜ Bilindiği üzere, elektrik enerjisi tüketimi gelişmişliğin göstergesidir. Bir ülkedeki kişi başına düşen

Detaylı

YATIRIM KAPSAMINDA UYULMASI GEREKEN MİNİMUM KOŞULLAR *

YATIRIM KAPSAMINDA UYULMASI GEREKEN MİNİMUM KOŞULLAR * YATIRIM KAPSAMINDA UYULMASI GEREKEN MİNİMUM KOŞULLAR * Çağrı Dönemi : 15 Tedbir 101: Tarımsal İşletmelerin Yeniden Yapılandırılması ve Topluluk Standartlarına Ulaştırılmasına Yönelik Yatırımlar Alt Tedbir

Detaylı

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2013 YILI DÖNER SERMAYE FİYAT LİSTESİ İÇİNDEKİLER

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2013 YILI DÖNER SERMAYE FİYAT LİSTESİ İÇİNDEKİLER ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2013 YILI DÖNER SERMAYE FİYAT LİSTESİ İÇİNDEKİLER Kod Deney Adı Sayfa No 1. AGREGA DENEYLERİ 2 2. TAŞ DENEYLERİ 2 3. ÇİMENTO

Detaylı

Binaların Deprem Dayanımları Tespiti için Yapısal Analiz

Binaların Deprem Dayanımları Tespiti için Yapısal Analiz Binaların Deprem Dayanımları Tespiti için Yapısal Analiz Sunan: Taner Aksel www.benkoltd.com Doğru Dinamik Yapısal Analiz için: Güvenilir, akredite edilmiş, gerçek 3 Boyutlu sonlu elemanlar analizi yapabilen

Detaylı

YAPI GENEL: ISI, SU ve SES YALITIMI:

YAPI GENEL: ISI, SU ve SES YALITIMI: Bu doküman, Ege Yapı Ltd. Şti İz Park Projesi nin mahal listesini tanımlanmaktadır. Mahal listesi; A blok a ait genel tasarım ve uygulama prensiplerini, kullanılacak sistem ve malzemelerin genel hatlarını

Detaylı

2012 SEKTÖR RAPORU TEMSAN TÜRKİYE ELEKTROMEKANİK SANAYİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

2012 SEKTÖR RAPORU TEMSAN TÜRKİYE ELEKTROMEKANİK SANAYİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ TEMSAN TÜRKİYE ELEKTROMEKANİK SANAYİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ DÜNYADA ELEKTRİK ENERJİSİ SEKTÖRÜNÜN GÖRÜNÜMÜ Bilindiği üzere, elektrik enerjisi tüketimi gelişmişliğin göstergesidir. Bir ülkedeki kişi başına düşen

Detaylı

Data Merkezi. Tunç Tibet AKBAŞ Arup-İstanbul Hüseyin DARAMA Arup- Los Angeles. Tunç Tibet AKBAŞ

Data Merkezi. Tunç Tibet AKBAŞ Arup-İstanbul Hüseyin DARAMA Arup- Los Angeles. Tunç Tibet AKBAŞ Data Merkezi Tunç Tibet AKBAŞ Arup-İstanbul Hüseyin DARAMA Arup- Los Angeles Tunç Tibet AKBAŞ Projenin Tanımı Tasarım Kavramı Performans Hedefleri Sahanın Sismik Durumu Taban İzolasyonu Analiz Performans

Detaylı

ÇELİK YAPILARDA BİRLEŞİM ARAÇLARI

ÇELİK YAPILARDA BİRLEŞİM ARAÇLARI ÇELİK YAPILARDA BİRLEŞİM ARAÇLARI Çelik yapılarda kullanılan birleşim araçları; 1. Bulon ( cıvata) 2. Kaynak 3. Perçin Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 1 KAYNAKLAR Aynı yada benzer alaşımlı metallerin yüksek

Detaylı