Sabit Bağlama Gövde Hesabı

Transkript

1 Sabit Bağlama Göve Hesabı Statik Profil Etki Een Kuvvetler Esas Kuvvetler : hirostatik kuvvet (en yüksek kabarma seviyesine), bağlamanın keni ağırlığı, taban su basıncı Tali Kuvvetler : eprem kuvveti, mansap su basıncı, savaklanan suyun çekme (emme) ve basınç kuvveti, toprak ve silt basıncı, inamik kuvvetler Sabit Bağlama Göve Hesabı- Statik Profil Statik Hesaplar Devrilme, Kayma ve Gerilme kontrolleri (bağlama olu gövesi için) Statik Profilin belirlenmesi Sızma kontrolleri Yan uvarların, köprü ve ayakların statik hesapları

2 Sabit Bağlama Göve Hesabı- Statik Profil Boyutlanırma Donatı kullanılmak istenmez ( çekme gerilmesi olmamalı) Etki een kuvvetlerin bileşkesi çekirek bölgesine kalmalı, yaa sınır şartına çekireğin uç noktasınan geçmeli (C noktası) En gayri müsait hal, membaa krete kaar su olu, mansap kısmı boş olması urumuna gerçekleşir Sabit Bağlama Göve Hesabı- Statik Profil ; h h h γ b γ γ C h ( h ) C h ( 3 h ) tgα C C γ m h h P G o α P o b G Su seviyesi Kret kotu R A B C D b mγh nγh (m ve n, taban su basıncı azaltma faktörüür Kaya için m05 n 0 ir Diğer zemin türlerine sızma analizi ile bulunur) b h tgα b h tgα

3 Sabit Bağlama Göve Hesabı Uygulama Profili Statik profil ile hirolik profil bağaştırılarak Uygulama Profili ele eilir Proje savak yükü (h o ) < 070 ise hirolik profil statik profilin içine kalır Hirolik profil hiçbir zaman statik profilen küçük olmamalıır O neenle proje savak yükü ne olursa olsun h min 070 m alınır Sabit Bağlama Göve Hesabı- Uygulama Profili H o > 070 ise : z

4 Örnek Maksimum kabarma kotu 83 m, kret kotu 89 m, ve taban kotu 80 m olan bir sabit bağlamaa normal yükselme urumuna çekme gerilmeleri meyana gelmemesi için rölatif bağlama genişliğini hesaplayınız (Memba ve mansap uç noktalarına taban su basıncı azaltma faktörü m 07, n 0 ir γ b 4 t/m³) Çözüm h 3 γ b 4 h 0 5 γ 4 h γ h 3 m α Su seviyesi Kret kotu C h ( h ) 0 5 ( 0 5) 0 89 h m P b C h ( 3 h ) 0 5 ( 3 0 5) tgα C C γ m ( ) b h tgα m b h tgα m 9 0 b m

5 Düşü Havuzu Hirolik Hesabı Enerji Kırıcı Yapılar, Dinlenirme (Sakinleştirme) Havuzları Memba enerji seviyesi V g V g E 3 Mansap enerji seviyesi Mansap su seviyesi Düşü Havuzu Hirolik Hesabı HE + V g V HE + g E HE HE ( + 8 ) Fr Memba enerji seviyesi E Mansap enerji seviyesi V V Mansap su seviyesi g g 3 ( ) E 4 Fr V g 3 q g 3 3 c q g

6 Düşü Havuzu Hirolik Hesabı Fr < 7 Düşü havuzuna ve enerji kırıcı bloklara gerek yoktur 7 < Fr < 5 Havuz yapılır, eşik ve enerji kırıcı bloklara gerek yoktur 5 < Fr < 45 Havuz, eşik ve şut yapılır Tip I havuzu seçilir Fr > 45 ve V < 5 m/s yapılır Tip II Havuzu seçilir Havuz, şut, eşik ve enerji kırıcı bloklar Fr > 45 ve V > 5 m/s yapılır Tip III Havuzu seçilir Havuz, şut, eşik ve enerji kırıcı bloklar 7 < Fr < 5 5 < Fr < 45

7 457 < Fr < 90 Fr > 90

8 0,0 h3

9

10

11 Örnek Tasarlanan bir bağlamaya ait üşü havuzuna Frou sayısı 6, su erinliği ise 05 m olarak hesaplanmıştır Düşü havuzunun boyutlarını belirleyiniz Çözüm Fr v g v Fr g v m/s Fr 6 ve v 39 m/s v 5 m/s için (Tip II Havuzu) / 8, L / 46, h 3 / 00, h 4 / 50 / m (sıçramaan sonraki erinlik) L / 46 L m h 3 / 65 h m (enerji kırıcı blok yüksekliği) h 4 / 30 h m yüksekliği) (mansap eşiği

12 Fr 6 için HE /HE 055 (Diyagraman) E HE - HE H H ( 0 55) E E HE HE E HE 045 ( 3 9) v H E m g 9 8 E HE m Engel genişlikleri h 050 m Engeller arası mesafe 050 m Enerji kırıcı blok genişliği 075 h 3 075, m Enerji kırıcı blok aralığı Enerji kırıcı blok üst genişliği Mansap eşiği ön yüz eğimi / Enerji kırıcı blok eğimi / 075 h 3 075, m 00 h 3 00,00 00 m Enerji kırıcı blokların şut bloklarınan uzaklığı m

13 Örnek Tasarlanan bir bağlamaya ait üşü havuzuna Frou sayısı 8, su erinliği ise 05 m olarak hesaplanmıştır Düşü havuzunun boyutlarını belirleyiniz Çözüm Fr v g v Fr g v m/s Fr 8 ve v 77 m/s > v 5 m/s Tip III Havuzu / 090, 3 / 05, L 3 / 4 / m 3 / 05 L 3 / m L 3 4, m

14 Fr 8 için HE /HE 065 (iyagraman) E HE - HE E HE 035 H E HE m H ( 7 7) ( 0 65) E E HE HE v H E m g 9 8 Şut blokları genişliği Dişli eşik yüksekliği Aralığı 050 m m Dişli eşik aralığı m Örnek 76 m³/s tasarım ebili bir bağlamanın genişiliği 6 m ir Bağlamanın mansabınta nehir taban kotu 55 m, su kotu ise 5660 m ir Bağlama membasınaki enerji kotu ise 5886 m olarak hesaplanmıştır Düşü havuzu tipini seçerek boyutlanırınız 5886 E

15 5886 E Çözüm Q 76 m³/s B 6 m ( üşü havuzu genişliği) m (mansap su erinliği) Q 76 v3 ( 0 657) v m/ s 0 0 m B g Mansap Enerji Hattı Kotu m Q 76 q 3 93 m / s B 6 Fr 3 3 g q ( 93) 0 87

16 ( ) Fr m E ( ) m E e eğerler vererek iterasyonla bulunur 060 m m ) ( Fr s m B Q v /

17 Fr < 45 > Tip I Düşü Havuzu Seçilir / 50, L / 580, 3 / / m 3 / m L / 580 L m Şüt blok genişlikleri W 060 m Şüt blokları üst uzunluğu 060,0 m Şüt blokları aralıkları 5,5 0,60,50 m Mansap eşiği yüksekliği ,75 m Blok üst meyili 5 Geçirimli Zeminlere Bağlama İnşaatı Akım Ağının Belirlenmesi İeal akışkanlara akım hızının φ fonksiyonunun grayanı olarak ifae eiliği akımlara Potansiyel Akım enir Akım ağının matematiksel enklemi (Laminer akım, Darcy kanunu geçerli) φ φ ψ ψ x y, x y (Laplace Diferansiyel Denklemi) φ ve ψ fonksiyonlarının oluşturuğu ağa Akım ağı enir Geçirimsiz yüzeyler bir akım çizgisiir Akarsuyun taban yüzeyi bir eşpotansiyel çizgisiir Serbest sızma yüzeyi, su napının atmosfer basıncına sahip oluğu en üst akım çizgisiir

18 Geçirimli Zeminlere Bağlama İnşaatı Akım ağının çizimine, grafiksel, eneysel, sayısal yöntemler kullanılır Geçirimli Zeminlere Bağlama İnşaatı Sızma Suyu Miktarı İki akım çizgisi arasınan geçen akım (birim genişlik için) h a q v A k a k b b q iki akım çizgisi arasınan sızan su miktarı v sızma hızı A akış yönüne ik birim kesit alanı k geçirimlilik katsayısı (permeabilite) h iki eş potansiyel çizgi arasınaki yük kaybı (potansiyel üşümü) b iki eş potansiyel çizgi arası uzaklık a iki akım çizgisi arası uzaklık n eş potansiyel çizgilerin toplam sayısı H toplam yük kaybı (n h) H n

19 Geçirimli Zeminlere Bağlama İnşaatı Akım çizgileri arasınan geçen ebiler eşit oluğunan: m q m q k H n Geçirimli Zeminlere Bağlama İnşaatı Sızma Suyu Basıncı Herhangi bir A noktasınaki basınç: n i P γ H + y n H memba ve mansap su seviyesi farkı n potansiyel çizgilerin toplam aralık sayısı n i membaan mansaba oğru numaralanırılan potansiyel çizgilerin A noktasınaki aralık numarası y A noktasınaki mansap su yüzeyine göre erinliği

20 Sürükleme Kritik Halinin Belirlenmesi ve Kalırma Kuvvetinin Tahkiki TANIMLAR LANE YÖNTEMİ -) Ağırlaştırılmış Sürünme Mesafesi (ASM): Dikey mesafelerin toplamı (/ en aha ik eğimli kısımlar ik kabul eilir) Yatay mesafelerin /3 ünün toplamı (/ en aha az eğimli kısımlar yatay kabul eilir) ASM Dikey mesafeler + /3 Yatay mesafeler Lane Yöntemi -) Efektif Yük (EY) Memba ve mansap su seviyeleri arasınaki farktır Gayri müsait hal olarak mansapta su bulunmaması hali ikkate alınır

21 Lane Yöntemi 3-) Ağırlaştırılmış Sürünme Yük Oranı (ASYO): Ağırlaştırılmış Sürünme Mesafesinin Efektif bölünmesiyle ele eilir Yüke ASYO ASM / EY Lane Sınıflanırması: C ASM / EY Lane Sınıflaması Malzeme C Oranı Malzeme C Oranı Çok İnce Kum veya silt 85 Kaba Çakıl 30 İnce Kum 70 Kaya 5 Orta Kum 60 Yumuşak Kil 30 Kalın Kum 50 Orta sert kil 0 İnce Çakıl 40 Sert Kil 8 Orta Çakıl 35 Çok sert kil 6

22 Yöntemin Uygulanması: Zemin cinsine göre C katsayısı seçilir Efektif su yüksekliği (EY) hesaplanır (H olarak alanırılır) C H L uzunluğu hesaplanır ASM > L olmalıır Değilse yeni boyutlanırma yapılır Kesin ASM hesaplanır C Kesin ASM / H Hesaplanan C > Seçilen C olmalıır Her kırık noktanın ASM si hesaplanır Bulunan eğerler hesaplanan C eğerleri ile çarpılarak efektif yükten farkı alınır Böylece o noktaya gelen su basıncı bulunmuş olur Mansapta temelin tabii zeminle örtülmeyen noktasına basınç sıfır olacaktır

23 Örnek Şekile görülen regülatör Kaba kumlu ve çakıllı bir zemin üzerine inşa eilecektir ( C 5) Kalırma Kuvveti Tahkikini yapınız

24

25

26 ÇÖZÜM ASM L /3 60 m C L / H 60 / 70 6 Hesaplanan C 6 > Seçilen C 5 O hale işleme evam eebiliriz Aksi taktire, boyutlar eğiştirilip işlemler tekrarlanır H memba su seviyesi mansap su seviyesi 00-97,30,70 m Yük kaybı H / ASM,70 / 6,03 0,684 m kaybı) ( metre uzunluktaki yük Nokta No Sürünme Yolu ASM ASM Yük Kaybı Statik Yük Kalırma Kuvveti (m) (m) (m) (m) (m) (ton) [] [] [3] [4] [5] [4]*0,684 [6] [7] [6]-[5]

27 Kalırma Kuvveti: 9-0 plağı için Kalırma kuvveti (40 +90) ½ ton Karşı Koyan Kuvvet: Beton Ağırlığı ,780 ton Su ağırlığı ton Toplam Karşı Koyan Kuvvet ton Kalırma Emniyeti 5380 / > 0 (Su ile ) Kalırma Emniyeti 780 / > 0 (Susuz ) HAREKETLİ BAĞLAMALAR Kapaklı Bağlamalar veya Kontrollü Bağlamalar olarak a alanırılan Hareketli Bağlamalara kabarma kapaklar yarımı ile kontrol eilir Orta ve kenar ayaklar arasına yerleştirilen kapakların kumanası ile gerekli kabarma sağlanır

28 Q u 7 bağlama Q a Q a Dalgıç Pere Kaba Izgara 3 Giriş Eşiği 4 Çökeltim Havuzu 5 Yıkama Kanalı 6 İnce Izgara 7 Izgara Temizleme Platformu 8 Yeek Kapak

29

30

31

32 Hareketli Bağlamalar Serbest Akım Durumu Kapak altı akımı sel rejimine, hirolik sıçrama ile nehir rejimine geçiliği urum Q µ ab gh µ ε + ε a H ( ) Ön projelere µ 060 alınır ε büzülme erecesini gösteren bir katsayıır ve ( a/h) a bağlıır v /g H a h ε a h a/h ε

33 HAREKETLİ BAĞLAMALAR Batmış Akım Durumu Q x µ ab gh v /g H a h ε a h x batmış akım için üzeltme katsayısıır, (H/a) v (h /a) ya bağlıır HAREKETLİ BAĞLAMALAR Orta Ayaklar Minimum yükseklik > H a h max + h e h max maksimum kabartma yüksekliği h e hava payı ( min 05 0 m) Düşey yöne hareket een kapaklara, kapakları hareket ettiren mekanizmalar orta ayağın üstüne yerleştirilir H a h max + h k + h e h max +h e Orta ayak genişliği en az m, en fazla 6-7 m olmalıır h k maksimum su yüksekliği

34 ÖRNEK Kabartma yüksekliği 65 m olan bir hareketli bağlamaa net açıklığı 300 m olan 0 aet kapak bulunmaktaır Kapaklar 60 m kalırılığına mansaptaki üşüm yatağına 580 m su erinliği oluşmaktaır Batmışlık kontrolünü yaparak kapak altınan geçen ebiyi bulunuz ÇÖZÜM H 650 m b 00 m a 60 m h 580 m H h a a 60 µ ε a + ε H χ a H H a h > ε 063 Q x µ ab gh ( ) m³ / s

35 ÖRNEK Üç aet tekerlekli üşey kapak bulunan bir hareketli bağlamaa kabartma yüksekliği 500 m ve kapak açıklığı 600 m ir Kapaklar 5 m kalırılığına altlarınan geçen ebiyi serbest akım urumuna göre hesaplayınız ÇÖZÜM H 500 m b 600 m a 5 m H a Q µ ab gh a H > ε 063 µ ε a + ε H µ ε a + ε H Q µ ab gh 0 58 ( ) m³ / s