Tek açıklıklı dairesel kâgir kemer köprülerin göçme yüklerinin limit analiz yöntemleri ile hesaplanması

Abstract

Bu çalışmada, kâgir kemer köprülerin yük taşıma kapasitelerinin hesaplanmasında kullanılan mevcut yöntemler incelenmiştir ve tek açıklıklı dairesel kâgir kemer köprülerin göçme yüklerinin rijit-blok analiz yöntemiyle hesaplanmasına yönelik olarak bir algoritma geliştirilmiştir.Limit analizin alt-sınır teoreminin baz alındığı algoritma, doğrusal programlama tekniklerini kullanmakta ve gerçek göçme yükü değerine alttan yakınsamakta yani emniyetli yük değerini öngörmektedir. Algoritma, Matlab programlama ortamında uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar, literatürdeki mevcut sonuçlarla uyumlu çıkmıştır.Ayrıca, kemer yüksekliği, kemer kalınlığı, sürtünme katsayısı ve kemer bloklarının sayısı, parametreler olarak alınarak, tek açıklıklı kâgir kemerlerin değişimsel göçme yükleri değerlendirilmiştir. Kâgir bloklar arasındaki sürtünme katsayısının, kalın kemerlerde göçme mekanizmasını belirlediği ve kemer bloklarının sayısının, kâgir kemerlerin yük taşıma kapasitesi üzerinde neredeyse etkisiz olduğu belirlenmiştir.

In this study, the available methods of assessing the load carrying capacity of masonry arch bridges are reviewed and an algorithm to assess the collapse load of single span circular masonry arch structures with rigid-block analysis method is developed.Based on the lower-bound theorem of limit analysis, the algorithm uses techniques of linear programming and converges to the true collapse load from below; ie. predicts the safe load. The algorithm is implemented in Matlab programming environment. The results compare well with those available in the literature.Also, the variational collapse load of single span masonry arches is evaluated, taking arch height, arch thickness, coefficient of friction and number of voussoirs as parameters. It is found that the coefficient of friction between masonry blocks governs the collapse mechanism in the thick arch range and the number of voussoirs is almost ineffective on the load carrying capacity of masonry arches.