Öngerilmeli betonarme silindirik depoların tasarımı ve hesabı

Abstract

ÖZET Günümüzde öngerilmeli betonarme silindirik tanklar, depolama yapıları arasında önemli bir yere sahiptir. Çalışmanın amacı, öngerilmeli betonarme silindirik tankların hesap ve dizayn esaslarını açıklamaktır. Ayrıca, rötre ve ısı değişimlerinden dolayı meydana gelen etkileri incelemektir. Bu konularda son yıllarda çeşitli araştırmalar yapılmıştır. Bu araştırmalarda analitik metotlar (diferansiyel denklemler) kullanılmıştır. Fakat öngerilme etkilerini hesaplamak için birtakım bilgisayar yazılımları da verilmektedir. Bu yazılımlar sadece ticari amaçlarla kullanılabilir. Son olarak ta tank donatı detaylarını ve yapım esaslarını açıklamaktır. Öngerilmeli betonarme silindirik tankların hesabı için Ghali-Elliott metodu açıklanmıştır. Duvarlar tank tabanına ve tank çatısına kayıcı mesnetlerle bağlı değilse, klasik alışılmış (trapezoidal) dairesel öngerilme dağılımından dolayı, düşey yönde istenmeyen ve oldukça büyük eğilme momentleri meydana gelir. Bu düşey eğilme momentleri, tank duvarına düşey öngerilme uygulanarak küçültülebilir. Ghali-Elliott metodu ise, bu düşey eğilme momentlerini oldukça azaltır. Böylece düşey öngerilmeye gerek kalmaz veya uygulanacak düşey öngerilmenin şiddeti azaltılır. Böylece tank duvarı tank tabanına sabit mesnet ile teşkil edilebilir ve tank tabanı ile monolitik inşa edilebilir. Bu da, birleşim yerlerindeki sızdırma tehlikesini en aza indirir. Ayrıca bu metot her mesnet şartına uygundur. Hem derin hem de sığ tanklara uygulanabilir. Isı değişimleri, şişme ve rötreden dolayı tank duvarında ekstra gerilmeler oluşur. Öngerilmeli betonarme silindirik tanklar içinde oluşturulan 1-2 Mpa' lık basınç gerilmeleri, çatlakları engelleyemez. Amaç, çatlakları istenen sınırlarda tutarak ekonomik ve emniyetli depolama yapıları oluşturmaktır. Bunun için de öngerilmesiz donatı kullanımı şarttır.

ABSTRACT Nowadays cylindrical prestressed concrete tanks are very important reservoir structures. But unfortunately in Turkey there is no such a modern reservoir structure. The aim of this thesis are to explain design basics and best calculation method of prestressed concrete cylindirical tanks. To examine and determine of temperation changes, swelling and shrinkage effects in these tanks, several research works have been made in recent years. These works are mainly dealt with prestressed effects on cylindirical tanks. These works use analytical methods (differantial equations) to explain the problem. But they give some solutions for prestressing effects by using some special computer software developed recently. These programmes are only available for commercial purposes. And explain to design of prestressed and non-prestressed steel in the tank wall and explain to contruction details. Ghali-Elliott's method (improved circumferential prestress distribution) is very suitable and easy method for the cylindirical prestressed concrete tanks. If the tank wall is not connecting to the roof and bottom(slab) with sliding joints, produce large vertical bending moments. However, vertical prestressed may not necessary or apply smaller intensity. For this reason, tank's cylindirical wall can be built with fixed joint and monolhicly with tank slab. This method can apply any boundary conditions and can use for deep and shallow tanks. Change of temperations and shrinkage of the concrete produce additional forces in the tank wall. 1-2 Mpa resudual compression is not enough to prevent cracking. The aim is hold these cracks to desired limits and to built economical and safety reservoir structures. For this reason, some amount of non-prestressed steel must also be used.