İtme Sürme Yöntemi İle İnşa Edilmiş Sürekli Ardgermeli Köprülerin Deprem Tasarımı. Özgür Özkul, Erdem Erdoğan, Hatice Karayiğit

Transkript

1 İtme Sürme Yöntemi İle İnşa Edilmiş Sürekli Ardgermeli Köprülerin Deprem Tasarımı Özgür Özkul, Erdem Erdoğan, Hatice Karayiğit 09.Mayıs.2015

2 İTME SÜRME YÖNTEMİ - ILM Dünya çapında yaygın bir köprü yapım metodu olan ILM, ülkemizde uygulama örnekleri artmaktadır. Metod gereklilikleri: Döküm sahası (kenar ayağın arkasında) Açıklıklar, dilimler/bölümler halinde dökülmekte Açıklıklar ayaklar boyunca sürülür. En ekonomik açıklık uzunluğu: 40-60m Açıklık sayısı > 5 Toplam uzunluk: m 2

3 İTME SÜRME YÖNTEMİ - ILM ILM Uygulama sistemi Döküm sahası Gaga (tabliye konsol boyunu azaltır) Yönlendirici elemanlar / geçici kayıcı mesnet İtme: 8-12 saatte 1 açıklık (6m/sa) Tamamlanma süresi: 1 dilim, 7 günlük periyotla sürülür. 3

4 İTME SÜRME YÖNTEMİ - ILM ILM Statik Prensibi Sürme işlemi boyunca, eğilme momentinin değişimi 4

5 İTME SÜRME YÖNTEMİ - ILM Kullanım Alanları: Uygulamanın zor olduğu arazi şartları Derin vadilerin geçilmesi Avantajları: Döküm sahası kullanımı ile: Hızlı üretim yapılmakta Üretim kalitesi artırılmakta Etkili işçilik sağlanmakta Kalıp ve iskele gerekliliği azalmakta 5

6 ILM Proje Örnekleri BTZ Viyadüğü, Cezayir Liakhvi Köprüsü, Gürcistan Molla Gürani Köprüsü, İstanbul 6

7 ILM Deprem Bölgelerinde Kullanımı Geniş açıklıkların geçilmesi Sürekli tabliyeli sistem olması Sismik izolatör/sönümleyicilerin kullanılması Deprem Tasarımında Prensip: Tabliye, arazi koşullarına bağlı olarak uygun ayaklarda tutulur. Böylece, köprü sisteminin periyotu uzatılarak, deprem etkileri azaltılır. Ayakların deprem tasarımı Önemlidir! 7

8 ILM Deprem Bölgelerinde Kullanımı Bu sayede; Mesnetlere gelen deprem kuvvetleri azalır başlık kirişi küçülür. Ayaklara gelen deprem kuvvetleri azalır ayak boyutları küçülür Temele aktarılan kuvvet azalır Temel boyutları küçülür. 8

9 ILM Eurocode 8 e Göre Deprem Tasarımı Boyuna Yön Deprem Analizi: Monomodal Spektral Analiz Metodu Efektif sönüm <%30 Zemin sınıfı EN :2004 belirtilen zemin gruplarda ise Aktif faya mesafe > 10km Multi Mod Spektral Analiz Metodu Efektif sönüm <%30 Zemin sınıfı EN :2004 belirtilen zemin gruplarda ise Zaman Tanım Alanı Analiz Metodu Efektif sönüm >%30 durumunda zorunludur. 9

10 ILM Eurocode 8 e Göre Deprem Tasarımı Monomodal Spektral Analiz Kabuller: - Tek serbestlik dereceli sistem - Rijit tabliye T = 2π M K Efektif periyot: Spektral ivme: S(g) Sönüm azaltma katsayısı: η = Spektral deplasman: S = S(g) η 10

11 ILM Eurocode 8 e Göre Deprem Tasarımı Multi Modal Spektral Analiz Metodu Gerçeğe uygun modelleme (3D) Sönüm etkisi T 0.8T (diğer modlar %5 sönüm) Deprem etkileri: E + 0.3E; E + 0.3E Zaman Tanım Alanı Metodu Gerçeğe uygun modelleme (3D) Nonlinear malzeme özellikleri İzolatör ve sönümleyicilerin nonlinear özellikleri ile En az 7çift ivme kaydı ile ortalama değerler / 7 den az ivme kaydı durumunda maksimum değerler ile 11

12 Örnek Çalışma: Yavuz Sultan Selim Köprüsü Yaklaşım Viyadükleri Avrupa Asya 12

13 Örnek Çalışma Viyadük özellikleri: Köprü genişliği: 22m Uzunluk: 38m+4x50m+3x55m+42m=427m Açıklık sayısı: 9 Maksimum ayak yüksekliği: 81m 13

14 Örnek Çalışma Sistem özellikleri: Çerçeve + rijit kesit (şaft) 4 uzun ayakta tutulu sönümleyici: 4 adet FVD boyuna doğrultu Mesnetlenme şekli: 14

15 Örnek Çalışma Deprem Spektrumu: DLH-2008 şartnamesi B zemin sınıfı için Köprü performans derecesi: Kontrollü hasar Yapı davranış katsayısı: Boyuna doğrultuda: R=1 Enine doğrultuda : R=4 ayakların plastik kapasitesi kullanılmakta 15

16 Örnek Çalışma Yapı Ağırlığı: W=262,417kN Sistem Rijitliği: P5 P6 P7 P8 Toplam (kn/m) (kn/m) (kn/m) (kn/m) (kn/m) 8,846 7,403 7,198 11,329 34,776 FVD siz sistem için: Periyot : T= 5.51sn Spektral ivme : S = 0.067g Spektral deplasman : S = 506mm Deplasman değeri çok büyük FVD kullanılması gerekmekte 16

17 Örnek Çalışma Viskoz Akışkanlı Sönümleyici (FVD) : 4 adet FVD FVD kuvveti: F = C V Kullanılan FVD özellikleri: - Maksimum deplasman: ±180mm - Maksimum kuvvet kapasitesi: F=2,200kN Grafiğin alanı = sisteme sağlanan sönüm EC Eşdeğer rijitlik metodu 17

18 Örnek Çalışma Monomodal Spektral Analiz: - Ponts en Zone Sismique, SETRA

19 Örnek Çalışma Monomodal Spektral Analiz: - Ponts en Zone Sismique, SETRA Başlangıçta: Sönüm: %30 Deplasman: D=178mm Periyot: T=3.62sn & Sistem rijitliği: K=80,500kN/m Toplam FVD Rijitliği: K = 45,724kN/m FVD kuvveti: F = 2,035kN 2,200kN Seçilen FVD ler ile hesap yapıldığında: FVD rijitliği: K = 49,438kN/m Efektif periyot: T = 3.54sn Efektif sönüm: ζ=%29 Spektral ivme: S = 0.057g & Deplasman: S = 176mm 19

20 Örnek Çalışma Multi Mod Spektral Analiz: SAP2000 programı ile 3D Model Mesnet tanımları FVD: EC Eşdeğer rijitlik metodu 20

21 Örnek Çalışma Boyuna yön analiz sonucu: Periyot: T=3.36sn Deplasman: D=179mm FVD kuvveti: F=2139kN 21

22 Örnek Çalışma Multi Mod Analiz Sonucu: Çerçeve kesiti için; Alt & üst noktalarda plastik moment hesabı Süneklik kontrolü: Δc/Δy > 4 yapılmıştır. 22

23 Örnek Çalışma Zaman Tanım Alanı Metodu: Nonlinear malzeme özellikleri Caltrans (2013) e göre Beton çeliği - B500C (kn,m) 23

24 Örnek Çalışma Zaman Tanım Alanı Metodu: Nonlinear malzeme özellikleri Mander Modeli Sargısız beton modeli B38 (kn,m) 24

25 Örnek Çalışma Zaman Tanım Alanı Metodu: Nonlinear malzeme özellikleri Mander Modeli Sargılı beton modeli B38 (kn, m) 25

26 Örnek Çalışma Zaman Tanım Alanı Metodu: İvme kayıtları Nonlinear FVD özellikleri 26

27 Örnek Çalışma Zaman Tanım Alanı Metodu: Analiz sonuçları: Analiz Deplasman (mm) İvme kayıt no İvme kayıt no İvme kayıt no İvme kayıt no 4 50 İvme kayıt no 5 44 İvme kayıt no 6 44 İvme kayıt no İvme kayıt no İvme kayıt no 9 91 İvme kayıt no Zaman tanım alanı (ortalama) 104 Ortalama değer 27

28 Sonuçlar Yöntemlerden elde edilen sonuçlar: Yöntemler Deplasman (mm) Monomodal Analiz 176 Multi Mod Spektral Analiz 179 Zaman Tanım Alanı Analizi 104 Monomodal Analiz Multi Mod Spektral Analiz Büyük değerler Güvenli sonuçlar 28

29 Sonuçlar FVD ler ile daha küçük etkiler Temele aktarılan etkilerin azalması Ayaklarda tek sıra mesnet Derz başlangıç & bitişte Ekonomik ayak kesitleri Temel boyutlarının küçülmesi Daha az bağlantı elemanı Bakım & onarım maliyetlerinin azalması Daha konforlu sürüş 29

30 Kaynaklar DLH, Kıyı ve Liman Yapıları, Demiryolları, Hava Meydanları İnşaatlarına İlişkin Deprem Teknik Yönetmeliği, İstanbul. Caltrans, Seismic Design Criteria, California. Eurocode 8 1, The European Standard Design of structures for earthquake resistance Part 1: General rules, seismic actions and rules for buildings, Brussels. Eurocode 8 2, The European Standard Design of structures for earthquake resistance Part 2: Bridges, Brussels. SAP 2000, Structural Analysis Program, Computers and Structures INC., Berkeley, California. SETRA, Ponts en Zone Sismique Conception et Dimensionnement Selon l Eurocode 8, France. 30

31 TEŞEKKÜRLER! Millau Viaduct - Freyssinet Dubai Metro - YM Eğik Askılı Köprü Sismik İzolatör ILM PT Döşeme Dengeli Konsol Köprü