bölüm 12

261 Pages·2015·4.76 MB·Turkish

ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ  FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

DĠKDÖRTGEN BETONARME DEPOLARIN
TASARIMI

YÜKSEK LĠSANS TEZĠ
ĠnĢ. Müh. Mecit AÇIKGÖZ

Anabilim Dalı : ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠ

Programı : YAPI (DEPREM) MÜHENDĠSLĠĞĠ

OCAK 2004
ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ  FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

DĠKDÖRTGEN BETONARME DEPOLARIN TASARIMI

YÜKSEK LĠSANS TEZĠ
ĠnĢ. Müh. Mecit AÇIKGÖZ

(501001207)
Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 22 Aralık 2004

Tezin Savunulduğu Tarih : 15 Ocak 2004

Tez DanıĢmanı : Doç.Dr. Kadir GÜLER
Diğer Jüri Üyeleri Prof.Dr. Melike ALTAN (Ġ.T.Ü.)
Prof.Dr. Zekeriya POLAT (Y.T.Ü.)

OCAK 2004
ÖNSÖZ
Bu çalışmada, dikdörtgen betonarme depoların tasarımı üzerinde durulmuş, yapısal
çözümleme yöntemleri incelenmiştir. Bu çalışmayı yaparken beni yönlendiren ve
değerli bilimsel katkılarını esirgemeyen hocam Sayın Doç. Dr. Kadir Güler’ e, maddi
ve manevi desteklerini her zaman sürdüren aileme teşekkürü bir borç bilirim.
Ocak 2004 İnş. Müh. Mecit Açıkgöz
ĠÇĠNDEKĠLER
KISALTMALAR vı
TABLO LĠSTESĠ vıı
ġEKĠL LĠSTESĠ ıx
SEMBOL LĠSTESĠ xııı
ÖZET xvı
SUMMARY xvııı
1. GĠRĠġ 1
1.1. Giriş 1
2. BETONARME SIVI DEPOLARI 4
2.1. Giriş 4
2.2. Sıvı depoları 4
2.3. Kullanım amaçları 4
2.4 Sıvı depolarının sınıflandırılması 5
2.5. Malzeme seçimi 6
2.6. Depolanacak sıvıların özellikleri 6
2.7. Sıvı depolarının projelendirilmesinde dikkate alınacak yük ya da
yük etkileri 6
3. DĠKDÖRTGEN BETONARME SIVI DEPOLARI 8
3.1. Giriş 8
3.2. Dikdörtgen betonarme sıvı depo tipleri ve konstrüksiyon esasları 9
3.3. Dikdörtgen depoların üstünlükleri ve sakıncaları 10
3.4. Dikdörtgen betonarme sıvı depolarının davranışları ve yapısal
çözümleme yöntemleri 11
4. DĠKDÖRTGEN BETONARME SIVI DEPOLARININ YATAY VE
DÜġEY ġERĠTLER YÖNTEMĠNE GÖRE YAPISAL ÇÖZÜMLEMESĠ 12
4.1. Giriş 12
4.2. Yatay şeritler yöntemi 13
4.3. Düşey şeritler yöntemi 18
5. DĠKDÖRTGEN BETONARME SIVI DEPOLARININ KATSAYILAR
YÖNTEMĠNE GÖRE YAPISAL ÇÖZÜMLEMESĠ 25
5.1. Giriş 25
5.2. Moment katsayıları 25
5.3. Kesme kuvveti katsayıları 28
5.4. Çok gözlü Depolar 31
6. DĠKDÖRTGEN BETONARME SIVI DEPOLARININ SONLU
ELEMANLAR YÖNTEMĠYLE ÇÖZÜMLEMESĠ 35
6.1. Giriş 35
6.2. Sonlu elemanlar yönteminin temel ilkeleri 35
7. ACI 350 'E GÖRE DĠKDÖRTGEN BETONARME DEPOLAR VE BAZI
KONSTRÜKTĠF KURALLAR 37
7.1. Giriş 37
7.2. Notasyon ve Tanımlar 37
7.3. Tasarım Yöntemleri 41
7.3.1. Taşıma Gücü Yöntemi 42
7.4. Dayanıklılık 43
7.5. Minimum Donatı 44
7.6. Yükleme Koşulları 45
7.7. Çatlak Kontrolü 46
7.8. Kalıp Koşulları 47
7.9. Depo Duvarının Taban Plağı Birleşimi 48
7.10. Kaldırma Kuvvetleri 48
7.11. Deprem Kuvvetleri 48
8. EUROCODE 8' E GÖRE DEPO TASARIMI 50
8.1. Genel Kurallar 50
8.1.1. Kullanılabilirlik Limit Durumu 50
8.1.2. Nihai Limit Durumu 50
8.2. Yer Hareketi Bileşenlerinin Kombinasyonu 51
8.3. Depoların Dinamik Analizinde Dikkat Edilecek Hususlar 52
8.3.1. Genel 52
8.3.2. Davranış Faktörü 52
8.3.3. Hidrodinamik Etkiler 52
8.4. Deprem İçin Sınır Durumlar 53
8.4.1. Kullanılabilirlik Limit Durumu 53
8.4.1.a. Plaklar 53
8.4.1.b. Boru Tesisatları 53
8.4.2. Nihai Limit Durum 54
8.4.2.a. Kararlılık 54
8.4.2.b. Plaklar 54
8.4.2.c. Temeller 54
8.5. Tamamlayıcı Unsurlar 54
9. DERZLER 55
9.1. Giriş 55
9.2. Derz Malzemeleri 55
9.3. Derz Türleri 56
9.3.1. İnşaat Derzleri 56
9.3.2. Hareket Derzleri 58
9.3.2.a. Daralma Derzi 59
9.3.2.b. Genleşme Derzi 60
9.3.2.c. Kayma Derzi 60
9.3.2.d. Kayma Derzleri Arasındaki Mesafeler 61
9.4. Hareket Derzlerinin Projelendirilmesi 61
9.5. Döşemedeki Derzler 61
9.6. Duvarlardaki Derzler 62
9.7. Çatıdaki Derzler 62
9.8. Döşeme ve Duvarlardan Geçen Borular 62
9.9. Genel Derz Detayları 63
9.10. Derzlerde Yapılması Önerilen İşlemler 63
9.10.1. Yatay Derzler 63
9.10.2. Düşey Derzler 64
9.10.3. Yatay Ve Düşey Derzlerin Uygulamaya Hazırlanması 64
10. GEÇĠRĠMSĠZLĠK 66
10.1. Giriş 66
10.2. Betonarme Depolarda Uygulanan Yalıtım Tipleri 67
10.2.1. Yalıtım Örtüleri Kullanılması 67
10.2.2. Geçirimsiz Beton Kullanılması 69
10.2.3. Cam Lifi Takviyeli Plastik Kaplama Kullanılması 69
10.2.4. İç Kaplama 70
10.2.5. Katalizör 70
10.3. Diğer Önemli Yalıtım Kuralları 70
10.4. Geçirimsiz Olması İstenen Betonda Kullanılacak Malzemelerin Özellikleri 72
10.4.1. Çimento 72
10.4.2. Agrega 72
10.4.3. Kaba Agrega (Çakıl) 73
10.4.4. Su 73
10.4.5. Beton Katkı Maddeleri 73
10.5. Depolarda Drenaj 73
11. DĠKDÖRTGEN DEPOLARDA KONSTRÜKSĠYON 75
11.1. Dikdörtgen Depolarda Tavan Teşkili 75
11.2. Dikdörtgen Depolarda Yan Duvarlar 76
11.3. Dikdörtgen Depolarda Taban 79
12. ÇATLAK KONTROLÜ 81
12.1. Giriş 81
12.2. TS 500 (Nisan, 1984)' e Göre Çatlak Kontrolü 83
12.2.1. Çatlak Genişliklerinin Hesaplanması 83
12.3. TS 500 (Şubat, 2000)' e Göre Çatlak Genişliği Hesabı 85
12.4. DSI Şartnamesi (1987)' ne Göre Çatlakların Kontrolü 86
12.4.1. Farklı Oturmalar 86
12.4.2. Tesirlerin Sınıflandırılması 87
12.4.3. Dayanım Hesapları 88
12.4.4. Rötre Ve Sıcaklık Tesirlerinden Doğan Gerilmeler 89
12.4.5. DSI şartnamesine göre bazı konstrüktif kurallar 90
12.5. BS 8007' e Göre Çatlakların Kontrolü 92
12.6. ACI 350 ve ACI 318' e Göre Çatlak Kontrolü 94
13. DEPOLARDA DEPREM HESABI 96
13.1. Giriş 96
13.2. Yerüstü Depoları 96
13.2.1. Notasyonlar ve Deprem Hesap Yöntemleri 97
13.2.2.Westergaard ve Karman'ın Yöntemi 98
13.2.3. Housner Yöntemi 99
13.2.4. Hunt ve Priestlay Yöntemi 101
13.2.5. Sonlu Elemanlar Yöntemi 102
13.3. Gömme Depolar 103
13.3.1. Dinamik Zemin Basıncının Hesabı 104
14. UYGULAMALAR 108
14.1. Uygulama-1:Yatay ve düşey şeritler yöntemine göre dikdörtgen betonarme
bir su deposunun yapısal çözümlemesi 109
14.2. Uygulama-2: Katsayılar yöntemine göre dikdörtgen bir betonarme su
deposunun yapısal çözümlemesi 116
14.3. Uygulama 3: Katsayılar yöntemine göre dikdörtgen betonarme bir su
deposunun yapısal çözümlemesi (ACI 350 kriterlerine göre) 127
14.4. Uygulama-4: Katsayılar yöntemine göre dikdörtgen betonarme bir su
deposunun yapısal çözümlemesi (TS 500 kriterlerine göre) 155
14.5. Uygulama-5: Konsol plak idealleştirmesine uygun depo tasarımı 160
14.6. Uygulama-6: Uygulama-5' de incelenen deponun housner metoduna göre
dinamik analizi 171
14.7. Uygulama-7: Sonlu elemanlar yöntemine göre bir deponun yapısal
çözümlemesi 175
14.8 . Uygulama-8: Uzun kenara paralel bir orta bölme ile ayrılmış iki gözlü
deponun katsayılar yöntemi ile yapısal çözümü 195
14.9. Uygulama-9: Uzun kenara paralel bir orta bölme ile ayrılmış iki gözlü bir
deponun sonlu elemanlar yöntemi ile çözümü 200
15. SONUÇLAR VE ÖNERĠLER 209
KAYNAKLAR 213
EKLER 214
ÖZGEÇMĠġ 230
KISALTMALAR
ACI : American Concrete İnstutue
TS : Türk Standardı
DSI : Devlet Su İşleri
BS : British Standart İnstitution
EUROCODE : European Code
TABLO LĠSTESĠ
Sayfa
No
Tablo 9.1. Genleşme derzlerinde önerilen derz genişlikleri…….….…...… 63
Tablo 10.1. Zararlı madde ağırlık oranları................................………...…... 73
Tablo 12.1. İzin verilen karakteristik çatlak genişlikleri……………..…….. 83
Tablo 12.2. Beton emniyet gerilmeleri…………………………………….. 87
Tablo 12.3. Dayanım hesaplarında beton emniyet gerilmeleri………….…. 88
Tablo 12.4. Dayanım hesaplarında çelik donatı emniyet gerilmeleri......….. 88
Tablo 14.1. Depo duvarlarının üst kenarlarından serbest, alt kenarlarından
ankastre olması durumunda moment ve kesme kuvveti değerleri….. 110
Tablo 14.2. Depo duvarlarının üst ve alt kenarından basit mesnetli olması
durumunda momentler………………………………………. 111
Tablo 14.3. Depo duvarlarının üst kenarlarının basit, alt kenarlarının
ankastre olması durumunda momentler……………………….. 112
Tablo 14.4. Yatay şeritler yöntemiyle elde edilen moment ve kesme
kuvveti değerleri……………………………………………… 113
Tablo 14.5.a. Uzun duvarlar için (a) şıkkındaki mesnet koşullarına bağlı
olarak Tablo A.3’ den alınan moment katsayıları ve hesaplanan
moment değerleri………………………………………………. 118
Tablo 14.5.b. Kısa duvarlar için (a) şıkkındaki mesnet koşullarına bağlı
olarak Tablo A.3’ den alınan moment katsayıları ve hesaplanan
moment değerleri……………………………………………… 118
Tablo 14.6.a. Uzun duvarlar için (b) şıkkındaki mesnet koşullarına bağlı
olarak Tablo A.1’ den alınan moment katsayıları ve hesaplanan
moment değerleri………………………………………………. 119
Tablo 14.6.b. Kısa duvarlar için (b) şıkkındaki mesnet koşullarına bağlı
olarak Tablo A.1’ den alınan moment katsayıları ve hesaplanan
moment değerleri………………………………………………. 119
Tablo 14.6.c. Kısa ve uzun duvarlarda (b) şıkkındaki mesnet koşullarına
bağlı olarak Tablo A.5’ den alınan moment katsayıları ve
hesaplanan moment değerleri…………………………………. 120
Tablo 14.7.a. Uzun duvarlar için (c) şıkkındaki mesnet koşullarına
bağlı olarak Tablo A.2’ den alınan moment katsayıları ve
hesaplanan moment değerleri………………………………….. 120
Tablo 14.7.b. Kısa duvarlar için (c) şıkkındaki mesnet koşullarına
bağlı olarak Tablo A.2’ den alınan moment katsayıları ve
hesaplanan moment değerleri………………………………….. 121
Tablo 14.7.c. Uzun ve kısa duvarlar için (c) şıkkındaki mesnet koşullarına
bağlı olarak Tablo A.6’ dan alınan moment katsayıları ve
hesaplanan moment değerleri………………………………….. 121
Tablo 14.8. Düşey eğilme momentleri ..…………………………………… 132
Tablo 14.9. Yatay eğilme momentleri …………………………………….. 134
Tablo 14.10. Uzun duvarda hesaplanan donatıların özet tablosu……………. 139
Tablo 14.11. Kısa doğrultudaki pozitif momentler için M katsayısı……… 144
tx
Tablo 14.12. Uzun doğrultudaki pozitif momentler için M katsayısı……...
144
ty
Tablo 14.13. Kısa doğrultudaki negatif momentler için M katsayısı…….. 145
tx
Tablo 14.14. Uzun doğrultudaki negatif momentler için M katsayısı…..…
ty 145
Tablo 14.15. Donatı özet tablosu…………………………………………….. 148
Tablo 14.16. TS 500 (Şubat,2000)' e göre çatlak genişliği hesabı (Excel
Tablosu)………………………………………..…………….. 151
Tablo 14.17. TS 500 (Nisan,1984)' e göre çatlak genişliği hesabı (Excel
Tablosu)……………………………………………………….. 152
Tablo 14.18. ACI 350' e göre çatlak genişliği hesabı (Excel Tablosu)…… 153
Tablo 14.19. BS 8007' e göre çatlak genişliği hesabı (Excel Tablosu)…. 154
Tablo 14.20. Yan duvarlar için belirtilen mesnet koşullarına bağlı olarak
Tablo A.6’ dan alınan moment katsayıları……………………. 156
Tablo 14.21. Yan duvarlar için belirtilen mesnet koşullarına bağlı olarak
Tablo A.6’ dan alınan moment katsayıları…………………….. 196
Tablo A.1. Plak moment hesabı için katsayıları (Alt ve üst kenarlardan
basit mesnetli)............................................................................. 215
Tablo A.2. Plak moment hesabı için  katsayıları (Alt kenardan basit
mesnetli, üst kenardan serbest)................................................... 216
Tablo A.3. Plak moment hesabı için  katsayıları (Alt kenardan ankastre,
üst kenardan serbest)................................................................... 217
Tablo A.4. Plak moment hesabı için  katsayıları (Alt ve üst kenarlardan
serbest)........................................................................................ 218
Tablo A.5. Dikdörtgen depolarda moment hesabı için  katsayıları (Alt
ve üst kenarlardan basit mesnetli)............................................... 219
Tablo A.6. Dikdörtgen depolarda moment hesabı için  katsayıları (Alt
kenardan basit mesnetli, üst kenardan serbest)........................... 223
Tablo A.7. Kesme kuvveti katsayıları …………………………………….. 227
Tablo A.8. Düzeltilmiş kesme kuvveti katsayıları……………...……….… 228
Tablo B.1. Uygulama-3’ de kullanılan katsayıların tablosu……………….. 229