2.3. Dinamik Benzeri Yöntemler ile Ölçekli Beton Barajda Deprem Simulasyonu



Benzer belgeler
ARTIMLI DİNAMİK ANALİZ YÖNTEMİ İLE BETON AĞIRLIK BARAJLARDAKİ HASAR BELİRLENMESİ

KONU: Beton Baraj Tasarım İlkeleri, Örnek Çalışmalar SUNUM YAPAN: Altuğ Akman, ESPROJE Müh.Müş.Ltd.Şti

KONU: BETON BARAJ DEPREM ANALİZLERİ VE ÖRNEK ÇALIŞMALAR SUNUM YAPAN: PROF.DR. BARIŞ BİNİCİ, ODTÜ

Beton Barajların Sismik Performans Tayini için Basitleştirilmiş Bir Yaklaşım

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

DALGA YAYILMASI Sonsuz Uzun Bir Çubuktaki Boyuna Dalgalar SıkıĢma modülü M={(1- )/[(1+ )(1-2

KOÇAK KEMER BETON BARAJI SİSMİK PERFORMANSININ İNCELENMESİ ÖZET

KOÇAK KEMER BETON BARAJI SİSMİK PERFORMANSININ İNCELENMESİ

Erdal İRTEM-Kaan TÜRKER- Umut HASGÜL BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ MÜH. MİM. FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜH. BL.

BETONARME YAPILARDA BETON SINIFININ TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞINA ETKİSİ

DİNAMİK BENZERİ YÖNTEMLERLE BİR BETON AĞIRLIK BARAJIN SİSMİK PERFORMANSININ DEĞERLENDİRİLMESİ

MEVCUT KÖPRÜLERİN DEPREME KARŞI DEĞERLENDİRME VE GÜÇLENDİRME UYGULAMALARI. M. Cem Dönmez, Mehmet Erinçer Şefika Caculi, Necdet Çilingir

DERİNER BETON KEMER BARAJI NIN DENEYSEL DİNAMİK ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

Beton Ağırlık Barajların Sismik Performanslarına Seçilen Kesit Geometrisinin Etkisi

SÜREKLİLİK VE SÜREKSİZLİK DURUMLARINDA PERDE-ÇERÇEVE ETKİLEŞİMİ. İnşaat Y. Müh., Gebze Teknik Üniversitesi, Kocaeli 2

Beton Sınıfının Yapı Performans Seviyesine Etkisi

PERDE DUVARLI MODEL BİR BİNANIN DİNAMİK DAVRANIŞINA YÖNELİK PARAMETRİK ÇALIŞMA

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

AKDENİZ BÖLGESİNDEKİ SANAYİ YAPILARININ DEPREMSELLİĞİNİN İNCELENMESİ

Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile Belirlenmesi

ORTA KATLI MEVCUT BETONARME YAPILARDA ÇEKİÇLEME DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

DOKUZ KATLI TÜNEL KALIP BİNA SONLU ELEMAN MODELİNİN ZORLAMALI TİTREŞİM TEST VERİLERİ İLE GÜNCELLENMESİ

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

Farklı Zemin Koşullarındaki Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile İncelenmesi: 8 Katlı Çerçeve Örneği

Ders 1.2 Türkiyede Barajlar ve Deprem Tehlikesi

Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS

BİR ASANSÖR KABİNİ SÜSPANSİYONU İÇİN DÜŞME ANALİZİ

GÜÇLENDİRİLEN YAPILARDA YAPI ÖZELLİKLERİ MALİYET İLİŞKİLERİ ÜZERİNE İSTATİSTİKSEL BİR ÇALIŞMA

ANALİTİK MODEL GÜNCELLEME YÖNTEMİ KULLANILARAK KÖPRÜLERİN HASAR TESPİTİ

TDY 2007 de Kullanılan Farklı Zemin Sınıfları İçin Performans Değerlendirme Yöntemleri Üzerine Bir Araştırma

BETONARME BİNALARDA SARGI DONATISI ETKİSİNİN YAYILI PLASTİK MAFSAL MODELİYLE İNCELENMESİ

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ (Y.L.) PROGRAMI EĞİTİM ÖĞRETİM YILI DERS KATALOĞU

DİNAMİK BENZERİ DENEYLERLE YETERLİ DAYANIMA SAHİP BİR BETONARME ÇERÇEVENİN BİRLEŞİM BÖLGELERİNİN PERFORMANSININ İRDELENMESİ

SARILMIŞ VE GELENEKSEL TİP YIĞMA YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Ali URAL 1

SIKIŞABİLİR REZERVUAR ve YAPI-ZEMİN ETKİLEŞİMİ DİKKATE ALINARAK ANDIRAZ BARAJI DEPREM PERFORMANSININ DEĞERLENDİRİLMESİ

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

YAPILARIN ÇİMENTO ESASLI KOMPOZİT PANALLERLE GÜÇLENDİRİLMESİ

BETONARME BİNALARIN FARKLI HESAP YÖNTEMLERİNE GÖRE PERFORMANS SINIRLARININ İNCELENMESİ ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME

YAKIN SAHA DEPREMLERİNİN ZEMİN ÖZELLİKLERİ FARKLI YÜKSEK KATLI BETONARME BİNALARA ETKİSİ

BETONARME ÇERÇEVELERİN DEPREM HESABINDA TASARIM İVME SPEKTRUMU UYUMLU DİNAMİK YÖNTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

Yeni Deprem Yönetmeliği ve İstinat Yapıları Hesaplarındaki Değişiklikler

Merkezi Çaprazlı Çerçevelerde Dayanım Farklılığı Sonucu Oluşan Burulma Etkileri

BETONARME KESİT DAVRANIŞINDA EKSENEL YÜK, MALZEME MODELİ VE SARGI DONATISI ORANININ ETKİSİ

TUĞLA YIĞMA DUVARLAR İÇİN PERFORMANSA DAYALI BİR DEĞERLENDİRME YÖNTEMİ

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 5-Özel Konular

Fotoğraf Albümü. Zeliha Kuyumcu. Mesnetlerinden Farklı Yer Hareketlerine Maruz Kablolu Köprülerin Stokastik Analizi

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

Küçük Ölçekli Sarsma Tablası Test Modelleri için Uygun Ölçeklendirme Katsayısının Araştırılması

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

SARSMA TABLASINA YERLEŞTİRİLMİŞ 3 KATLI HASARLI VE HASARSIZ ÇELİK YAPI MODELİNİN DİNAMİK KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ

YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ FARKLI YER HAREKETLERİ ETKİSİNDEKİ SİSMİK DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

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

Tek Katlı Prefabrik Sanayi Yapıları İçin Hasar Görebilirlik Eğrileri *

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

DEPREM YÖNETMELİĞİ NDE ÖNGÖRÜLEN TAŞIYICI SİSTEM GÜVENLİK DÜZEYİ KONUSUNDA KARŞILAŞTIRMALI SAYISAL İNCELEME

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

2. Amaç: Çekme testi yapılarak malzemenin elastiklik modülünün bulunması

Farklı Zemin Sınıflarının Bina Deprem Performansına Etkisi

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI

KISMİ BOŞLUKLU DOLGU DUVARLARIN BETONARME ÇERÇEVELERİN SERBEST VE ZORLANMIŞ TİTREŞİMİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Yeni (2018?)deprem yönetmeliğinde yapı performansı. NEJAT BAYÜLKE

SSB Barajlarda Birinci ve İkinci Seviye Termal Analizin Karşılaştırılmasına Yönelik Bir Sayısal Model Çalışması

PREFABRİKE ENDÜSTRİ YAPILARININ 2007 DEPREM YÖNETMELİĞİ KOŞULLARINA GÖRE DEPREM GÜVENLİĞİNİN BELİRLENMESİ

DBYYHY 2007 ve DEPREME KARŞI DAYANIKLI YAPI TASARIMI. Onur ONAT Tunceli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

DEPREME DAVRANIŞI DEĞERLENDİRME İÇİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ. NEJAT BAYÜLKE 19 OCAK 2017 İMO ANKARA ŞUBESİ

DOĞRUSAL OLMAYAN SİSMİK İZOLASYON SİSTEMLERİNİN PERFORMANSLARININ YAPISAL PARAMETRELERE OLAN DUYARLILIĞI

DİKEY DOĞRULTUDA KÜTLE DÜZENSİZLİĞİ OLAN YAPILARIN DEPREM ALTINDAKİ DAVRANIŞI

KODU DERSİN ADI SORUMLUSU YER P.TESİ SALI ÇARŞ PERŞ CUMA Yüksek Lisans Tezi Doç. Dr. Tayfun DEDE

Beton Yol Kalınlık Tasarımı. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

7.3 ELASTĐK ZEMĐNE OTURAN PLAKLARIN DAVRANIŞI (BTÜ DE YAPILAN DENEYLER) BTÜ de Yapılan Deneyler

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 4- Özel Konular

TEK KATLI TEK AÇIKLIKLI DÜZLEM ÇERÇEVENİN HİBRİT DİNAMİK BENZERİ TESTİ

ARAŞTIRMA MAKALESİ /RESEARCH ARTICLE

BACA DİNAMİĞİ. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin H

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 5- Risk Tespit Uygulaması: Betonarme Bina

POLİPROPİLEN FİBERLERLE GÜÇLENDİRİLMİŞ KUM ZEMİNLERİN DİNAMİK ETKİ ALTINDA BOŞLUK SUYU BASINCI DAVRANIŞI

ANTAKYA'DAKİ YIĞMA BİNALARIN ÖZELLİKLERİNİN DEPREM PERFORMANSI AÇISINDAN ANALİTİK OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

TAŞIYICI DUVARLARDA FARKLI BOŞLUK YAPILANDIRMASINA SAHİP SARILMIŞ YIĞMA YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Ali URAL 1

BETONARME KİRİŞLERİN ÇELİK LEVHALARLA KESMEYE KARŞI GÜÇLENDİRİLMESİ SHEAR STRENGTHENING OF REINFORCED CONCRETE BEAMS WITH STEEL PLATES

TDY 2007 YE GÖRE DEPREM ELASTİK TASARIM İVME SPEKTRUMU

English for Academic Reading & Speaking I İngilizce Akademik Okuma ve Konuşma I. Introduction to Civil Engineering İnşaat Mühendisliğine Giriş

BETONARME YAPILARDA MALZEME DAYANIMI VE DETAYLANDIRMA ÖZELLİKLERİNİN SİSMİK HASAR ÜZERİNE ETKİSİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Posta Adresi: Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Esentepe Kampüsü/Sakarya

BAĞIMSIZ PROJE DENETİMİNİN ESASLARI ve HESAP RAPORU HAZIRLANMASI

SÜNEK OLMAYAN B/A ÇERÇEVELERİN, ÇELİK ÇAPRAZLARLA, B/A DOLGU DUVARLARLA ve ÇELİK LEVHALAR ile GÜÇLENDİRİLMESİ.

English for Academic Reading & Speaking I İngilizce Akademik Okuma ve Konuşma I. Introduction to Civil Engineering İnşaat Mühendisliğine Giriş

Dersin Adı Dersin İngilizce Adi Seçmeli / Zorunlu. Tez Çalışması Thesis Zorunlu Computer Applications in Civil Engineering

INS7.. Seçmeli Ders INS797* Yüksek Lisans Seminer INS7.. Seçmeli Ders INS798* Yüksek Lisans Uzmanlık Alanı

BETONARME PERDE DUVAR ORANININ BİNALARIN SİSMİK PERFORMANSINA ETKİSİ

DEPREM YÖNETMELİĞİ NDEKİ SÜREKSİZ KOLON DÜZENSİZLİĞİ KRİTERİNİN İRDELENMESİ

Posta Adresi: Karadeniz Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fak. İnşaat Müh. Bölümü, Trabzon

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması.

KESİT HASAR SINIRLARININ BELİRLENMESİNDE SARGILAMA DURUMUNUN ETKİSİ

Fikret KURAN İnşaat Yüksek Mühendisi Vakıflar Genel Müdürlüğü

Eşdeğer Deprem Yüklerinin Dağılım Biçimleri

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

Tarihi Niksar Kulak Kümbetinin Deprem Altındaki Sismik Davranışının Değerlendirilmesi

English for Academic Reading & Speaking II İngilizce Akademik Okuma ve

Transkript:

BETON AĞIRLIK BARAJLARIN SİSMİK DAVRANIŞINI ETKİLEYEN PARAMETRELER B.F. Soysal 1 ve Y. Arıcı 2 1 Araştırma Görevlisi, İnşaat Müh. Bölümü, ODTÜ, Ankara 2 Doç. Dr., İnşaat Müh. Bölümü, ODTÜ, Ankara Email: fesoysal@metu.edu.tr ÖZET: Beton ağırlık barajların tasarımı için yüksek sismik risk taşıyan bölgelerde doğrusal olmayan yöntemler kullanılmaktadır. Bununla birlikte eski baraj stoğunda da artan sismik tehlike şartlarında doğrusal olmayan yöntemlerle performans tetkiki yapılması gerekmektedir. Doğrusal olmayan alanda beton için en sık kullanılan malzeme modellerinden biri ise döner çatlak yapısal modelidir. Bu çalışmada, beton ağırlık barajların sismik davranışının ve performans sınırlarının döner çatlak modeli ile tahmin edilmesi irdelenmiştir. Bu amaçla öncelikle literatürdeki 4 farklı statik ve dinamik deneysel çalışmalar simule edilmiş ve sonuçların matematiksel model ve malzeme özelliklerine olan hassasiyeti incelenmiştir. Daha sonra 100 metre yüksekliğindeki bir baraj monoliti üzerinde bu modeli kullanarak sonlu eleman ağ yoğunluğu, malzeme özellikleri ve deprem hareketi belirsizlikleri modele yansıtılarak duyarlılık analizleri yapılmış ve barajın sismik davranışı üzerinde etkili olan modelleme seçimleri belirlenmiştir. Son olarak da farklı çekme dayanımları kullanılarak yapılan analizler sonucu hasar olasılık eğrileri oluşturulmuştur. ANAHTAR KELİMELER : beton ağırlık barajlar, doğrusal olmayan analiz, döner çatlak modeli, duyarlılık analizi, hasar olasılık eğrisi 1. GİRİŞ Barajların tasarım ve tahkiklerinde doğrusal olmayan yöntemler önem kazanmaktadır. Döner çatlak modeli doğrusal olmayan malzeme modelleri arasında en çok kullanılan yöntemlerden biridir. Bu çalışmada beton ağırlık barajların sismik davranışı döner çatlak modeli ile DIANA (TNO DIANA, 2014) sonlu eleman programı kullanılarak incelenmiş ve sonuçları etkileyen parametreler irdelenmiştir. Bu amaçla öncelikle literatürdeki deneysel çalışmalar kullanılarak model doğrulanmıştır. Kullanılan deneyler, tek eksenli çekme deneyi (Li v.d. 2002), hidrostatik yükleme altında ölçekli beton baraj testi (Carpinteri v.d. 1992), dinamik benzeri yöntemlerle ölçekli beton barajda deprem simulasyonu (Aldemir v.d. 2015) ve ölçekli bir barajın sarsma tablası testi (Tinawi v.d. 2000) olarak basit davranıştan kompleks deprem davranışına gidecek şekilde seçilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında öncelikle 100 metre yüksekliğinde bir barajın üç değişik deprem hareketi ile artımlı dinamik analizi gerçekleştirilmiş ve sonlu eleman ağ yoğunluğu ve malzeme özelliklerinin baraj üzerindeki hasar miktarında olan etkileri araştırılmıştır. Çekme dayanımının sonuçlara büyük etkisinin gözlenmesi ile bu parametreye odaklanarak 21 değişik deprem hareketi ile 500 den fazla artımlı dinamik analiz gerçekleştirilmiş ve bu analizler sonucu barajın hasar olasılık eğrileri çıkarılmıştır. 2. DOĞRULAMA ÇALIŞMALARI 2.1. Tek Eksenli Çekme Deneyi

Li v.d. (2002) tarafından gerçekleştirilen çekme deneyi bu çalışmada genel amaçlı sonlu elemanlar programı DIANA kullanılarak modellenmiştir. T-17 numaralı numunenin basınç ve çekme dayanımı, elastisite modülü ve çekme enerji katsayısı sırasıyla 15 MPa, 1.10 MPa, 23.6 GPa ve 263 N/m olarak rapor edilmiştir. Bu malzeme özellikleri kullanılarak iki farklı sonlu eleman ağı ile (16 ve 64 elemandan oluşan) aksisimetrik modeller oluşturulmuştur. Analizlerde sonlu eleman ağı ve çekme davranışı yumuşama fonksiyonu etkileri incelenmiştir. Sonuçların karşılaştırması Şekil 1 de sunulmuştur. Beklendiği gibi statik davranışta eleman ağının önemli bir etkisi olmamıştır (Şekil 1c). Test sonucuna en yakın analiz sonucu ise Hordyk ve bilineer yumuşama fonksiyonları ile elde edilmiştir (Şekil 1d). (a) Model I (b) Model II (c) Eleman Ağı Etkisi (d) Yumuşama Fonksiyonu Etkisi Şekil 1. Çekme Deneyi Sonuçları 2.2. Hidrostatik Yükleme Altında Ölçekli Beton Baraj Testi Carpinteri v.d. (1992) tarafından 1:40 oranında ölçeklenmiş bir beton baraj hidrostatik yük altında test edilmiştir. Çatlak başlangıç yerini belirlemek adına barajın ön yüzeyinde yerden 0.6 m yükseklikte ve 30 cm uzunluğunda bir çentik atılmıştır. Çekme dayanımı, elastisite modülü ve çekme enerji katsayısı sırası ile 3.6 MPa, 35.7 GPa ve 184 N/m olarak verilmiştir. Model parametrelerinin yük deplasman ilişkisi ve çatlak ilerlemesi davranışlarına etkisinin tahkiki için 696 ve 1503 düzlemsel gerilme elemanlarından oluşan iki farklı model yapılmıştır. Yük deplasman grafikleri iki model için karşılaştırıldığında eleman ağının sonuçlara önemli bir etkisi olmadığı görülmektedir (Şekil 2). Üssel ve lineer yumuşama fonksiyonları deney sonucunu daha iyi yansıtmaktadır. Çatlak ilerlemesinde yumuşama fonksiyonun etkisi iki modelde de görülmemiş, analiz sonuçları birbirine oldukça yakın elde edilmiştir (Şekil 2). Deney sonucu oluşan çatlak uzunluğunun 1.6 m olmasına rağmen analiz sonuçlarında bu değer 1 m civarındadır. Bu çatlak şeması sonucu aynı problemi modelleyen Bhattacharjee ve Leger (1994) çalışmasındaki sonuca oldukça yakındır. (a) Model I Sonuçları (b) Model II Sonuçları Şekil 2. Ölçekli Beton Baraj Simulasyonu Sonuçları 2.3. Dinamik Benzeri Yöntemler ile Ölçekli Beton Barajda Deprem Simulasyonu

120 m yüksekliğindeki Melen Barajı nın 1:75 ölçekli modeli Aldemir v.d. (2015) tarafından üç farklı ölçekli deprem yükü altında dinamik benzeri yöntemler ile test edilmiştir. Deney düzeneği sayesinde baraj kesitinin sadece alt kısmı test edilmiş olup atalet ve hidrodinamik yükler özel yükleme ekipmanları ile simule edilmiştir. Doğrulama analizleri için 764 sonlu elemandan oluşan model hazırlanmıştır. Temeldeki esneklik barajın doğal periyoduyla örtüşecek şekilde yaylar aracılığıyla modellenmiştir. Analizlerde çekme dayanımı, elastisite modülü ve çekme enerji katsayısı sırasıyla 1 MPa, 15 GPa ve 40 N/m olarak alınmış olup lineer yumuşama fonksiyonu kullanılmıştır. Oluşturulan baraj modeli ve analizlerde kullanılan işletmeye esas (OBE), en büyük tasarım (MDE) ve oluşabilecek en büyük deprem (MCE) kayıtları Şekil 3a da sunulmuştur. OBE ve MCE depremleri sonuçları Şekil 3b de verilmiştir. OBE seviyesinde kesme kuvveti deney sonucuna göre daha fazla hesaplanmış olmakla beraber bu değer MCE seviyesi için oldukça iyi tahmin edilmiştir. OBE MCE (a) Baraj Modeli ve Deprem (b) Taban Kesme Kuvvetinin Zamana Bağlı Değişimi ve Taban Kesme Yükleri Kuvveti - Kret Deplasmanı İlişkisi Şekil 3. Melen Barajı nın Dinamik Benzeri Yöntemlerle Test Sonuçları 2.4. Ölçekli Bir Barajın Sarsma Tablası Testi Tinawi v.d. (2000) tarafından test edilen 3.4 m yüksekliğindeki ölçekli baraj monoliti Hata! Başvuru kaynağı bulunamadı.şekil 4a da verilen deprem ivmesinin ilk maksimum ivme değeri 0.87g, 0.94g ve 0.98g olacak şekilde ölçeklemiştir. Bu testlerden ilki olan 0.87g ölçekli deneyde çatlak oluşmamıştır, 0.94g ve 0.98g ölçekli deneyler ise sırasıyla ilk ve ikinci çatlak testi olarak adlandırılmıştır (Tinawi v.d. 2000). Bu çalışmada deplasman davranışı ile beraber çatlak şeması ve zamanlaması da simule edilmiştir.

(a) Yükleme ve Çatlak Şemaları (b) Çatlama ve Çentik Açıklığı Analiz Sonuçları Şekil 4. Yükleme ve Çatlak Şemaları Sonlu eleman ağının etkisini belirlemek amacıyla eleman boyutları 5 cm (M1), 10 cm (M2) ve 15 cm (M3) olan üç model oluşturulmuştur. Barajın iki yüzünde de çentik olması o bölgede yüksek gerilim değerlerinin oluşmasına sebep olmaktadır ve eleman boyutu küçüldükçe gerilim değerleri artış göstermektedir. Bu nedenle M1 modeli için 4.4, M2 için 3.78 ve M3 için 3.42 MPa gerilme dayanımları kullanılmışır. Lineer yumuşama fonksiyonu ile oluşan çatlaklar üç model için de deney sonuçlarıyla uyum göstermektedir (Şekil 4b). Arka çentik çatlak açıklığı zaman ilişkisi incelediğinde çatlağın başlangıcı ve ikinci defa açılması deney sonuçlarına göre daha erken elde edilmekle beraber maksimum deplasman değeri deney sonucuna yakın bulunmuştur (Şekil 4b). 3. ÖRNEK BİR BARAJ MONOLİTİ ÜZERİNDE DUYARLILIK ÇALIŞMALARI VE HASAR OLASILIK EĞRİLERİ Duyarlılık çalışmaları için 100 m yüksekliğinde bir baraj seçilmiştir (Şekil 5a). Barajın kret uzunluğu 6 m, ön yüzü dik ve arka yüz eğimi 0.7 dir. Reservuar yüksekliği 98 m olan barajda hidrodinamik yükler Westergaard eklenmiş kütle yaklaşımı ile hesaba katılmıştır (Westergaard, 1933). Barajın elastisite modülü, Poisson oranı, yoğunluğu ve basınç dayanımı sırasıyla 28 GPa, 0.2, 2400 kg/m 3 ve 20 MPa alınmıştır. Barajın ilk ve üçüncü modunda %6 sönümleme oranı oluşturacak Rayleigh katsayıları kullanılmıştır. Seçilen üç deprem ile artımlı dinamik analiz (Vamvatsikos ve Cornell, 2002) gerçekleştirilmiştir ( Şekil 5b). Deprem kayıtları barajın ilk periyotunda 0.4g ile 0.8g arasında 0.05g aralıklarla değişecek şekilde ölçeklenmiştir. No Deprem Adı 1 Imperial Valley, 1979 2 Morgan Hill, 1984 3 Kocaeli- İzmit, 1999 M w PGA (g) PGV (cm/s) 6.5 0.204 16.1 6.2 0.292 36.7 7.4 0.22 29.8 (a) Baraj Modeli (b) Deprem Serileri (c) Seçilen Hareketler Şekil 5. Baraj Modeli ve Seçilen Depremler

Duyarlılık analizlerinde farklı çekme davranışı yumuşama fonksiyonları, çekme enerji katsayıları, çekme dayanımları ve eleman ağı yoğunlukları dikkate alınmıştır. Sonuçlardaki farklılıkları sunmak adına ikinci depremin en büyük ölçeği (S a =0.8g) sonucu oluşan çatlak şemaları Şekil 6 da gösterilmektedir. Beklendiği gibi çatlak oluşumunda en etkili parametre çekme dayanımı olmuştur, sonlu elemanlar ağı yoğunluğu da doğrulama çalışmaları sonuçlarının aksine çatlak oluşumunda ikinci sırada etki etmektedir. Çatlağın yayılması ise düşük çekme dayanımlarında oldukça fazladır. Ayrıca yumuşama fonksiyonu da çatlağın yayılma davranışında etkili bir parametre olmuştur. Küçük ölçekli deneylerde daha kolay bir şekilde tahmin edilen hasar şemaları büyük ölçekli modellerde aynı davranışı sergilememekte, analiz parametrelerine göre davranış geniş bir varyasyon göstermektedir. Çekme Dayanımı Yumuşama Fonksiyonu 1.7MPa 2.4MPa 3.1MPa Üssel Lineer Bilineer Çekme Enerji Katsayısı Eleman Ağı Yoğunluğu 105 N/mm 150N/mm 195N/mm Büyük Eleman Küçük Eleman Şekil 6. İkinci Deprem, S a =0.80g Ölçeği Çatlak Şemaları Üç depremin 9 ölçekli analizleri sonucu barajda oluşan çatlak yüzdeleri spektral hıza karşılık Şekil 7 de gösterilmiştir. Ayrıca en büyük ölçekte oluşan minimum ve maksimum çatlak yüzdeleri analiz parametrelerine bağlı tornado diyagramında gösterilmiştir (Şekil 7e). Barajın davranışındaki en büyük etmenler çekme dayanımı ve sonlu eleman ağ yoğunluğu olmakla beraber yumuşama fonksiyonun etkisi daha azdır. Barajdaki hasar yüzdesini en az etkileyen parametre ise çekme enerji katsayısıdır.

(a) Ağ Yoğunluğu (b) Çekme Dayanımı (c) Çekme Enerji Katsayısı (d) Yumuşama Fonksiyonu (e) Tornado Diyagramı (Sa0.80g) Şekil 7. Analiz Parametreleri ile Çatlak Oranları Arasındaki İlişki Hassasiyet çalışmaları sonucu barajın hasar görme davranışını etkileyen en önemli parametre olarak elde edilen çekme dayanımı kullanılarak hasar olasılık eğrileri oluşturulmuştur. Bunun için artımlı dinamik analizler 21 deprem kaydının benzer şekilde ölçeklenmesi ile yukarıda belirtilen üç farklı çekme dayanımı ile gerçekleştirilmiştir. Depremler FEMA440 (2005) öneriler baz alınarak seçilmiştir. Buna göre kaya ya da sert zeminde (USGS tip A ya da B) kaydedilmiş, episantır uzaklığı 2 km ile 39 km arasında olan ve büyüklükleri 6 ile 7.6 arasında değişen deprem hareketleri kullanılmıştır. Barajın limit durumu temel kısmındaki çatlak ilerlemesinin ardından baraj gövdesinde de çatlak oluşması olarak seçilmiştir (Şekil 8b). Bu sınır seçimi bu tip sistemlerde istenen davranışa uygun olarak belirlenmiştir: zira deprem sonrası aşamada baraj zeminindeki hasar beton enjeksiyonu gibi teknikler ile gövdedeki herhangi bir çatlağın tamir edilmesine göre çok daha kolay iyileştirilebilir. Şekil 8c de bu durum için maksimum benzerlik sistemi (Baker, 2015) ile oluşturulan kırılganlık eğrileri sunulmaktadır. Toplamda 500 den fazla analiz sonucunda oluşturulan hasar olasılık eğrileri barajın doğrusal olmayan davranışını ve özellikle yüksek spektral ivme değerlerinde gövdede çatlak ilerlemesi olasılığını açıkça göstermektedir ( Şekil 8). Örnek olarak 0.7g spektral ivme oluşturan bir deprem altında barajın çekme dayanımı 1.7 MPa, 2.4 MPa ve 3.1 MPa olduğunda barajda limit durumunu aşılma olasılığı sırasıyla %90, %70 ve %30 olmaktadır. Çekme dayanımı 2.4 MPa olarak planlanırsa bu değerdeki %30 luk artışın limit sınırının aşılma olasılığını %40 azalttığı görülmektedir.

(a) Kabul Edilebilir Hasar (b) Limit Durum Şekil 8. Limit Durum ve Hasar Olasılık Eğrileri (c) Hasar Olasılık Eğrileri 4. SONUÇLAR Bu çalışmada döner çatlak modelini gerçeklemek için öncelikle literatürdeki deneysel çalışmalar simule edilmiştir. Bu analizler sonucu aşağıdaki sonuçlara varılmıştır: Statik deneylerde yük deplasman ilişkisini başlıca etkileyen parametre çekme yumuşama fonksiyonudur. Dinamik deneylerde çatlağın yeri, zamanlaması ve ilerlemesi döner çatlak modeli kullanılarak gerçekçi bir şekilde simule edilebilmektedir fakat çatlak şeması çekme dayanımına oldukça hassastır. Deneylerin simülasyonunda eleman ağı yoğunluğunun davranışa önemli bir etkisi görülmemiştir. 100 m yüksekliğindeki baraj modeli üzerinde yapılan duyarlılık analizi sonuçları aşağıda özetlenmiştir: Döner çatlak modelinde çatlak ilerlemesini etkileyen en önemli parametre çekme dayanımıdır. Deney sonuçlarının aksine barajdaki çatlak oranı eleman ağ yoğunluğundan etkilenmektedir. Farklı çekme dayanımları için oluşturulan hasar olasılık eğrileri yapının yüksek spektral ivme altında doğrusal olmayan davranışını ve bu davranışın tasarımda çekme dayanımı planlarak nasıl değiştirilebileceğini açıkça göstermektedir. KAYNAKLAR Aldemir, A., Binici, B., Arici, Y., Kurc, O. ve Canbay, E. (2015). Pseudo-dynamic testing of concrete gravity dam. Earthquake Engineering and Structural Dynamics DOI: 10.1002/eqe.2553. a Baker, J.W. (2015). Efficient analytical fragility function fitting using dynamic structural analysis. Earthquake Spectra 31:1, 579-599. Bhattacharjee, S.S. ve Leger, P. (1994). Application of NLFM Models to Predict Cracking in Concrete Gravity Dams. Journal of Structural Engineering 120, 1255-1271. Carpinteri, A., Valente, S.V., Ferrara, G. ve Imperato, L. (1992). Experimental and Numerical Fracture Modelling of a Gravity Dam. Fracture Mechanics of Concrete Structures, 351-360. FEMA. (2005). Improvement of Nonlinear Static Seismic Analysis Procedures. FEMA 440: Washington, DC.

Li, Q., Zhang, F., Zhang, W. ve Yang, L. (2002). Fracture and Tension Properties of Roller Compacted Concrete Cores in Uniaxial Tension. Journal of Materials in Civil Engineering 14, 366-373. Tinawi, R., Leger, P., Leclerc, M. ve Cipolla, G. (2000). Seismic Safety of Gravity Dams: From Shake Table Experiments to Numerical Analysis. Journal of Structural Engineering 126, 518-529. TNO DIANA. (2014). User s Manual, R. 9.5. Westergaard, H.M. (1933). Water pressures on dams during earthquakes. Transactions of the American Society of Civil Engineers 98:2, 418-433. Vamvatsikos, D. ve Cornell, C.A. (2002). Incremental dynamic analysis. Earthquake Engineering and Structural Dynamics 31:3, 491-514.