BARAJ PLANLAMA VE TASARIMI

Transkript

1 i BARAJ PLANLAMA VE TASARIMI CİLT 2 Prof. Dr. Necati Ağıralioğlu

2 ii Yayın No : 2487 Teknik Dizisi : Baskı - Ağustos İSTANBUL ISBN Copyright Bu kitabın bu basısı için Türkiye deki yayın hakları BETA Basım Yayım Dağıtım A.Ş. ye aittir.her hakkı saklıdır. Hiçbir bölümü ve paragrafı kısmen veya tamamen ya da özet halinde, fotokopi, faksimile veya başka herhangi bir şekilde çoğaltılamaz, dağıtılamaz. Normal ölçüyü aşan iktibaslar yapılamaz. Normal ve kanunî iktibaslarda kaynak gösterilmesi zorunludur. Dizgi : B e t a B a s ı m A.Ş. Bask -Cilt : Net Kırtasiye Tan. ve Mabaa San. Tic. Ltd. Şti. Taksim Cad. Yoğurtçu Faik Sok. No: 3 Taksim Beyoğlu/İST. (Sertifika No ) (0-212) Kapak Tasarım : Gökhan Ayrancı Beta Basım Yayım Dağıtım A.Ş. Narlıbahçe Sok. Damga Binası No: 11 Cağaloğlu -İSTANBUL Tel : (0-212) Fax: (0-212)

3 iii 2. BASKI İÇİN ÖNSÖZ Baraj Planlama ve Tasarımı Cilt 2 adlı bu kitabın 1. Baskısı tükendiği için 2. Baskının yapılması gerekli olmuştur. 4 bölümden oluşan bu kitapta bütün bölümleri düzeltilmiş ve konular güncelleştirilmiştir. 9. Bölüm olan Dolgu Barajlar kısmına son yıllarda giderek yaygınlaşan Beton Yüzlü Kaya Dolgu Barajlar başlığı ile ek bir alt bölüm eklenmiştir. Ayrıca 9. Bölüm sonuna EK-9 Zonlu Toprak ve Kaya Dolgu Barajlar İnşaat Teknik Şartnamesi eklenmiştir. 10. Bölümün sonuna EK-10 Baraj Projesi Yapım Teknik Şartnamesi ilave edilmiştir. 12. Bölümün sonuna EK-12 Silindirle Sıkıştırılmış Beton (SSB) İnşaat Teknik Şartnamesi eklenmiştir. Baraj Planlama ve Tasarımı yazar tarafından 3 cilt halinde yayımlanmıştır. Baraj Planlama ve Tasarımı, Cilt1, PLANLAMA ESASLARI NA, Baraj Planlama ve Tasarımı, Cilt 2, BARAJ GÖVDELERİ NE, Baraj Planlama ve Tasarımı, Cilt 3, ÇIKIŞ YAPILARI NA ayrılmıştır. Bu konu ile ilgili olarak Balık Geçitleri, Gemi Geçitleri, Hidroelektrik Tesisler gibi barajlarla ilgili diğer konuları içeren Baraj Planlama ve Tasarımı, Cilt 4, DİĞER YAPILAR adlı kitabın ise hazırlıkları sürmektedir. Bu arada son yıllarda bütün dünyada güncel bir konu haline gelen BARAJ GÜVENLİĞİ kitabı yazar tarafından hazırlanmış ve Beta Basım Yayım Dağıtım A.Ş. tarafından basılmıştır. Kitabın konu ile ilgilenenlere ve mühendislere faydalı olmasın diliyorum. Necati Ağıralioğlu Ağustos 2011

4 iv

5 v İÇİNDEKİLER 9. DOLGU BARAJLAR GİRİŞ ZEMİNLERİN SINIFLANDIRILMASI VE GERİLMELER Zeminlerin sınıflandırılması Zemindeki Gerilmeler Zeminde Toplam Gerilmeler Yeraltı Suyu ve Boşluk Suyu Basıncı Etkili Gerilmeler ZEMİNLERİN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİ Zeminlerin Yüklemeye Tepkisi Kayma Mukavemeti Sıkışabilirlik ve Konsolidasyon Zemin Geçirimliliği Sıkıştırma Zeminlerin Bazı Mühendislik Özellikleri DOLGU BARAJ TÜRLERİ VE ÖZELLİKLERİ Barajlarda Kullanılan Toprak ve Kaya Dolgu Malzemeler Dolgu Baraj Türleri ve Özellikleri Dolgu Barajların Üstünlükleri TASARIM ESASLARI Yıkılma Şekilleri ve Proje Kriterleri Yıkılma Sebepleri ve Koruyucu Tedbirler Dolu Savak Yeri Hava Payı Temelde Sızma Kontrolü Çıkış Yapıları Şevlerin Korunması Memba Yüzünün Korunması Mansap Yüzünün Korunması Dolgunun Tepe Genişliği

6 vi 9.6 MALZEME VE İNŞAAT ESASLARI Dolgu Malzemeleri İnşaat Esasları SIZMA ANALİZİ Sızma Denklemleri Sınır Şartları Sızma Analizi Metotları Akım Ağı İçin Grafik Metot Modeller Analitik Metotlar Nümerik Metotlar Sonlu Farklar Metodu Sızma Debisi ve Serbest Su Yüzeyi Saplama Verimi Filtre Tasarımı Baraj Altındaki Basınçlar STABİLİTE VE GERİLME ANALİZİ Stabilite Gerilme Analizi, Hidrolik Kırılma OTURMALAR VE DEFORMASYONLAR Oturmalar Deformasyonlar Toprak Dolgu Çekirdeği İçin İşletim Endeksleri KAYA DOLGU BARAJLAR BETON YÜZLÜ KAYA DOLGU BARAJLAR Giriş Üstünlükleri ve Zayıflıkları Baraj Kısımları Gövdenin Tasarımı Sütun Tabanı Korkuluk Duvarı Bazı Tasarım İlkeleri SENTETİK MADDELER DOLGU BARAJLARDA PRATİK HESAPLAMALAR Oturmalar Genel İlke Silo Kuvveti Deformasyon Modülleri İç Gerilmeler ve Yatay Deplasmanlar Yaklaşık Analiz Kayma Kirişi Metodu

7 vii Boşluk Suyu Basıncı Kayma Emniyeti Baraj Gövdesinin Kayma Emniyeti Dolgu Şevlerinin Kayma Emniyeti ÇÖZÜLMÜŞ PROBLEMLER KAYNAKLAR EK-9 ZONLU TOPRAK VE KAYA DOLGU BARAJLAR İNŞAAT TEKNİK ŞARTNAMESİ BETON AĞIRLIK BARAJLARI GENEL ETKİ EDEN KUVVETLERİN SINIFLANDIRILMASI KUVVETLERİN BELİRLENMESİ Ana Kuvvetler İkincil Kuvvetler Diğer Kuvvetler YÜKLEME DURUMLARI KUVVETLER, MOMENTLER VE YAPI DENGESİ AĞIRLIK BARAJI ÇÖZÜMLEMESİ Kriterler ve İlkeler Devrilme Dengesi Kayma Dengesi Gerilme Çözümlemesi İzin Verilebilir Gerilmeler ve Kırılma Memba Yüzü Çıkıntısı Ağırlık Barajı Kesiti İleri Çözümleme Metotları Sağlamlaştırma ve Yükseltme PRATİK HESAPLAMA METOTLARI Masif Ağırlık Barajı Çatlaklı Temellerde Ağırlık Barajı ÇÖZÜLMÜŞ PROBLEMLER KAYNAKLAR EK-10 BARAJ PROJESİ YAPIM TEKNİK ŞARTNAMESİ KEMER BARAJLAR GİRİŞ KEMER BARAJLARIN GELİŞİMİ KEMER BARAJLARIN UYGULAMA YERLERİ Kemer Baraj Terimleri

8 viii Kemer Barajlar İçin Vadi Şekilleri Kemer Baraj Geometrisi Kemer Baraj Uygulamalarındaki Gelişmeler Kemer Barajların Uygulama Yerleri ve Tercih Sebepleri KEMER BARAJLARIN PROJELENDİRME İLKELERİ Genel Bilgiler Tasarımda Göz Önüne Alınacak Hususlar Projelendirme İlkeleri Proje Aşamaları Baraj Geometrisi Oluşturma İşlemler Gerilme Ön Analizleri Analiz Sonuçlarının Değerlendirilişi Tasarımın İyileştirilmesi Tasarım Planının Sunumu KEMER BARAJ TÜRLERİ Sabit Yarıçaplı Kemer Barajlar Sabit Merkez Açılı Kemer Barajlar Değişken Yarıçaplı ve Merkez Açılı Kemer Barajlar Kamburluk Derecesi ve Gerilmeler Özel Türler KEMER BARAJLARIN HESAP ESASLARI Kemer Barajlara Etkiyen Yükler Yükleme Grupları Tasarımda Yük Durumunun Seçimi Kemer Baraj Hesap Yöntemleri İnce Kemer Teorisi Kalın Kemer Teorisi Elastik Kemer Teorisi Ön Tasarım İçin Kriterler Deneme ve Yanılma Yöntemi Sonlu Elemanlar Yöntemi Proje İçin Gerekli Veriler Analiz Metodu Yapısal Modelleme Analiz Sonuçlarının Sunumu Gerilme Sonuçlarının Değerlendirilişi KEMER BARAJ İNŞAATI TÜRKİYE DE KEMER BARAJLAR ÇÖZÜLMÜŞ PROBLEMLER KAYNAKLAR

9 ix 12. BÖLÜM SİLİNDİRLE SIKIŞTIRMA BETON BARAJLAR GİRİŞ KULLANILAN MALZEMELER Agrega Çimento Puzolanlar Kimyasal Ek Katkılar BARAJ TÜRLERİ Genel Düşük Bağlayıcılı Baraj Yüksek Bağlayıcılı Baraj Silindirle Sıkıştırma Baraj Katı Dolgu Beton Baraj Enjeksiyonla Zenginleştirilen Baraj SSB BETONUN GENEL ÖZELLİKLERİ Genel Mukavemet Basınç Mukavemeti Çekme Mukavemeti Doğrudan Çekme Mukavemeti Büzülme Derzi Doğrudan Çekme Mukavemeti Bölme Çekme Mukavemeti Eğilme Mukavemeti Dinamik Çekme Mukavemeti Kesme Mukavemeti Ana Beton Kesme Mukavemeti Büzülme Derzi Kesme Mukavemeti Poisson Oranı Elastisite Modülü Birim Hacim Ağırlığı Sünme Geçirimlilik Sıcaklık Özellikleri Donma ve Çözülme Hacim Değişimi Kuruyarak Büzülme Kendiliğinden Hacim Değişimi Aşınma ve Yıpranmaya Karşı Direnç SSB Maliyeti SSB İnşaat Hızı

10 x 12.5 KARIŞIMIN TASARLANMASI Genel Özgül Kıvam Limitlerine Göre Tasarım Agrega Oranı Çimento ve Puzolan Karma Suyu SSB Karışım Hesabı Deneme Karışım Testlerine Göre Tasarım Zemin Sıkıştırma Kabullerine Göre Tasarım SSB BARAJ TASARIM VE İNŞAAT İLKELERİ Genel Tasarım Yaklaşımı Temel Özellikleri Yapısal Tasarım Tasarım Yükleri Yükleme Durumları Kuvvet ve Moment Eşitliği Emniyet Durumu Kayma Stabilitesi Devrilme Stabilitesi Ağırlık Metodu Çatlama Kontrolü SSB Yapılarımda Görülen Çatlamalar Sıcaklığa Bağlı Olan Çatlama Temel Sebebiyle Çatlama Girintili Köşe Çatlaması Su Tutucular Geçirimlilik Kaplamalar Kaplama Maddeli Prekast Paneller Betonarme Kaplama Beton Kaplama Çekilmiş Beton Bordür Sıkıştırılmamış Şev Kalıplı SSB Yüzeyler Joemanbranla Kaplama Tabaka Yüzeyleri Galeriler Dolu Savaklar Çıkış Yapıları ve Diğer Yapılar Üstten Su Aşmasına Karşı Dolgu Barajların SSB ile Korunması

11 xi SBB BARAJ YAPIMINDA DÜNYADAKİ ÖNEMLİ GELİŞMELER Dünyadaki Gelişmeler Türkiye'deki Gelişmeler Karakaya Barajında SSB Kullanımı Atatürk Barajında SSB Kullanımı Berke Barajı Memba Batardosunda SSB Kullanımı Kürtün Barajında SSB Kullanımı Sır Barajı'nda SSB Kullanımı Diğer Bazı Uygulamalar SSB BARAJLARIN ÜSTÜNLÜKLERİ ÇÖZÜLMÜŞ PROBLEMLER KAYNAKLAR EK-12 SİLİNDİRLE SIKIŞTILILMIŞ BETON (SSB) İNŞAAT TEKNİK ŞARTNAMESİ GENEL KAYNAKLAR KONU İNDEKSİ