Kavramsal tasarım ve projelendirme açısından eğik kablolu köprülerin incelenmesi
Analysis and design of cable stayed bridges
- Tez No: 75397
- Danışmanlar: PROF. DR. NAHİT KUMBASAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1998
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
KAVRAMSAL TASARIM VE PROJELENDİRME AÇISINDAN EĞİK KABLOLU KÖPRÜLERİN İNCELENMESİ ÖZET Bu tezin amacı“Eğik kablolu köprüleri”kavramsal tasarım, sayısal hesaplama, boyutlandırma ve detaylandırma aşamaları açısından irdelemektir. Yapılmış olan çalışma 1 1 ana bölüm altında toplanmıştır. Birinci Bölüm, konunun tarihsel açıdan ortaya çıkışını ve gelişimini anlatmaktadır. Bu bölümde, yapılmış bu tür köprü örneklerinin değişik değerlendirme ölçütleri açısından nasıl uygulanabilir çözümler olma niteliği taşıdıkları vurgulanmıştır. İkinci bölüm ise köprü elemanlarının tanıtımı işlevleri ve bunların oluşturduğu sistemlerin açıklanmasına ayrılmıştır. Bu elemanlar Şunlardır: (1) Tabiiye (2) Kablo sistemi (3) Kule (ya da pilon) (4) Ankraj blokları ya da ayaklan Üçüncü bölümde örnek bir model geliştirilerek, bu model üzerinde uygulama sorunlarına eğilinmeye çalışılmıştır. Tasarımdaki en kritik kararların önboyutlandırmada alındığı vurgulanmış seçimde belirleyici olan unsurlar anlatılmıştır. Boyutlandırmada faydalanılan yönetmeliklerdeki kurallar ve yapılmış örnek köprülere ait makalelerden yapılan çıkarsamalar da bu bölümde verilmiştir. VIIIDördüncü bölüm, ilgili yönetmelikler çerçevesinde belirlenen yüklerin sıralandığı bir bölümdür. Statik ve dinamik modellerin oluşturulması, varsayımlar ve bu modellerin özellikleri beşinci bölümde açıklanmaya çalışılmıştır. Hareketli yüklerin oluşturacağı en elverişsiz kesit zorlarım bulabilmek için belirlenmesi gereken tesir çizgilerinin çizimi için takip edilen yol altıncı bölümün konusudur. Üç boyutlu sistem üzerinde tesir çizgilerini belirlemek yerine iki boyutlu basitleştirilmiş bir sistem üzerinde çalışılması tercih edilmiştir. Kabloların tüm düşey taşıyıcı elemanların ve tabliyenin aynı düzlem içinde olduğu varsayılarak tüm hareketli yükün tabiiye ortasında hareket ettiği varsayılmıştır. Aslında her şerit yükü için ayrı tesir çizgileri çizilmesi ve bu sayede burulmanın da gözönüne alınması gerekmesine rağmen, kablo düzeninin burulmaya karşı oluşturduğu etki de düşünülerek, tesir çizgileri sadece eğilme momentleri, normal kuvvetler ve kesme kuvvetleri için belirlenmiştir. A Şekilli pilon uygulamasının tabiiye davranışı üzerindeki etkisi de tesir çizgileri ile ilgisi bağlamında anlatılmıştır. Yedinci bölümde kabloların mekanik ve davranış özellikleri vurgulanarak, bazı kablolar örnek teşkil etmeleri açısından boyutlandırılmıştır. Kablolarda oluşan lineer olmayan davranış özelliği ve hesaplamalarda bu etkiyi gözönüne alan“eşdeğer elastisite modülü yöntemi”de açıklanmıştır. Sekizinci bölümde enleme kirişlerinin boyutlarının yeterliliği kontrol edilmiştir. Hesaplamalar enleme kirişlerinde kesit mukavemetleri açısından bir öngerilim uygulanması gereğinin olmadığını göstermektedir. Dokuzuncu bölümde ise boylama kirişleri yapılmış olan statik ve dinamik hesapların oluşturduğu kesit zorlarına göre kontrol edilmişlerdir. Boylama kirişlerinde öngerilim uygulanmış ve yardımcı ayakların mesnetlediği bölge dışında boyutların yeterli olduğu anlaşılmıştır. Yardımcı ayakların mesnetlediği boylama kirişlerinde ise kiriş IXderinliği 210 cm ye çıkarılarak oluşan büyük momentler için kesitlerin taşıma gücünün arttırılması yoluna gidilmiştir. Onuncu bölümde, karayolu plaklarının boyutlarının yeterliliği AASHTO yönetmeliği paralelinde kontrol edilmiştir. Onbirinci bölüm ise sonuç bölümü olup, yapılmış çalışmadan çıkartılan genel sonuçlan ve değerlendirmeleri içermektedir. Ayrıca çalışmanın tam bir projelendirme niteliği taşımadığı, bir incelemeden ibaret sayılması gerektiği vurgulanmıştır.
Özet (Çeviri)
ANALYSIS AND DESIGN OF CABLE STAYED BRIDGES SUMMARY The focus of this thesis is to investigate“Cable Stayed Bridges”throughout conceptual design, analysis, dimensioning and detailing phases. The outline of the thesis is presented in 1 1 main chapters. In the first chapter, the innovation and evolution along with the reasons laying behind the sequel of cable stayed bridge concept is discused from a historical wievpoint. Some case studies that are deemed as milestone of this concept are introduced and explained how they matched with feasibility criteria in terms of cost-benefit analysis, aesthetic concerns and the milieu where they have been cultivated. Second chapter is devoted to components and configuration of cable stayed bridge systems. Structural system is divided into for main components as indicated below: (1) The stiffening girder with the bridge deck (2) The cable system supporting the stiffening girder (3) The towers (or pylons) supporting the cable system (4) The anchor blocks (or anchor piers) supporting the cable system vertically and horizontally. Further, their functions and use in the total bridge system are explained. The conceptual design issue is handled in the third chapter. A bridge model is developed in order to focus on some application problems rather than theoretical aspects of the concept. It is pointed out that the most critical decisions in bridge design are made at the preliminary design stage. They depend on the expertise of the designer, built up from extensive experience. In consequence of the preceding XIreasons, development of model is based on collective design knowledge extracted from application oriented papers that are listed in references section. In this chapter, bridge model is described and the underlying reasons of this configuration are mentioned. The approach for choosing preliminary dimensions of members within the context of pertinet code requirements and deductions from case studies are also explained. In the forth chapter, loads and load combinationswhich will govern the design are evaluated. The determination of loads and load combinations are based on recommendations in pertinet publications [1-3] etc. The fifth chapter contains some information about the assumptions, development of finite element model for static and dynamic analysis and the differences between two models. The scheme to obtain influence lines are summaried in the sixth chapter. Since it is of significant importance to find out influnce lines in order to determine the positions of lane loads, a new simlifled two dimensional model is employed instead of complex three dimansional model. The bridge deck, towers and cables are assumed to be in a single vertical plane. This assumption leads to a reduction in node numbers and eliminates the eccentric lane loadings and accompanying influence lines which has to be performed for each line. By this simplification it is obvious that one can not obtain the influence lines corresponding to eccentric line loadings, that can cause any possible torsional effects in the bridge deck. However the combination of an A-shaped pylon and two inclined cable planes give special deformational effect under eccentric traffic load. This feature of deck behaviour is considered to lessen the loss of accuracy because of the drawbacks originating from above mentioned simplified two dimensional model. Some of the interesting influence lines are enclosed in appendixA. In chapter seven, type of cables, their mechanical properties are determined. The fundamental problem encountered in cable structures is the nonlinear behaviour of the xncable system as a result of the changes in sag and corresponding axial tension. A method for overcoming the nonlinear effect has been introduced. This method substitudes an equivalent modulus of elasticity to include the normal modulus togetherwith the change of sag and tension loads. The required strand areas are computed for a couple of stay cables in accordance with computer solution outputs. In chapter eight, convenience of preliminary dimensions of floor beams are checked. The results of investigations demonstrate that there is no need for internal prestressing for floor beams in transverse direction. Finally beam dimensions are sufficent with respect to calculated stress resultants. The reinforcement details can be finalised accordingly. The rough capacities of longitudinal main beams are determined in chapter nine. Internal prestressing is employed in longitudinal direction in order to enhance the capacities of beams. The most critical and overstressed elements are choosen from computer output files and compared with calculated raough capacities of beams. tHe dimansions are capable to overcome resulting stresses from prescribed loadings. Only beam elements supported over piers failed to be adequate for the arising negative bending moments in that region. Therefore haunches will be used in that region of the deck. In chapter ten, slabs are analysed in accordance with AASHTO specifications and necessary longitudinal and transverse reinforcement areas are determined. Finally, general results that can be derived from this thesis are summarised in the eleventh and last chapter. Pros and cons of chosen system and element configurations are discussed. This thesis should never be deemed as a substantial attempt to design a bridge. On the contrary, the mainspring of this study is nothing more than a humble desire to hold a shallow understanding of this extensive subject. XIH
Benzer Tezler
- Aktif kontrollü faydalı yük taşıma sistemlerinin paraşüt, yapı ve mekanizma açısından incelenmesi
A study of the active controlled useful load parachute systems in terms of parachute, structure and mechanism
ÜMİT MERCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Astronomi ve Uzay BilimleriHava Harp Okulu KomutanlığıUzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN İNALHAN
- Mimarlık - iletişim - dil bağlamında mimarın işine bir yaklaşım
An Approach to architects work in the context of architecture communication-language
RECAİ ERSİN AYNAN
- Tarihi kent çekirdeğinin kültür turizmini geliştirmek amacıyla yeniden canlandırılması: Erzurum Üç Kümbetler bölgesi örneği
Revitalisation of historical city cores for the development of cultural tourism: The case of Erzurum Three Domes area
MÜCAHİT ASLAN YEŞİLYURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
MimarlıkAtatürk ÜniversitesiKentsel Tasarım Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN TOY
- Giydirme cephe sistemleri tasarım sürecinin mimari tasarım süreciyle ilişkisi üzerine bir inceleme
A study on the relationship between curtain wall system design process and architectural design process
TUĞÇE KÖSE KIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mimarlıkİstanbul Aydın ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEYHAN YARDIMLI
- Türkiye'de raylı sistem sektöründe yapı bilgi modellemesine geçiş süreçleri üzerine bir örnek olay incelemesi ve yönetimsel öneriler
A case study on building information modelling implementation processes of railway systems sector in Turkey and managerial suggestions
ELİF ARAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN TEBERLER