Macaristan'da karmaşık gürültü bariyeri karayolu ankrajının çözümü

Bu sınırlamaların üstesinden gelmek için Unique-Plan Kft.'den inşaat mühendisi Tamás Hornyák, Hilti ankraj uzmanı Gábor Hanzel ile birlikte çalışarak, geleneksel ankraj tasarım araçlarını doğrusal olmayan betonarme analiziyle birleştiren ve aşırı yükleme koşulları altında uygulanabilir, yönetmeliğe uygun çözümler sunan doğrulanmış bir iş akışı geliştirdi.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Vertical section of the bridge parapet}}}\]

Proje hakkında

Büyük bir karayolu yükseltme projesinin parçası olarak, trafik kaynaklı ses kirliliğini azaltmak amacıyla köprü korkuluklarının üzerine gürültü bariyeri duvarları yerleştirilmesi gerekiyordu. Rüzgar tarafından ağır yüklenen ve yüksek olan bariyerler, sınırlı boyutlara ve donatıya sahip betonarme yapılar üzerine konumlandırıldı. Projenin ana tasarım ofisi olan CÉH+, bariyer yükseklikleri, kolon aralıkları (her 2 metrede bir) ve ilgili yük kombinasyonları dahil olmak üzere temel düzeni sağladı. 

Mühendislik zorlukları

Temel güçlük, yüksek yanal kuvvetler altında mevcut betonarmenin kenarına yakın yerleştirilen sonradan yerleştirme ankrajların doğrulanmasıydı. Korkuluklar donatı içermesine karşın, Eurocode bu tür tasarımlarda donatı çubuklarının nasıl dikkate alınabileceğini kısıtlamaktadır. Sonuç olarak, Hilti Profis Engineering, mühendisler gerçek yapının yeterli performans göstereceğine inandığında bile çoğunlukla başarısızlık sonuçları verdi.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Anchoring near the edge calculated in Hilti Profis}}}\]

Plaka boyutunu veya ankraj miktarını artırarak aşırı tasarım yapma girişimleri fazla ve tatmin edici olmayan bir yaklaşım olarak değerlendirildi. Yerinde dökme alternatifler daha hesaplanabilir olmakla birlikte sahada uygulanması güçtü. İhtiyaç açıktı: yönetmeliği ihlal etmeden veya yapılabilirliği tehlikeye atmadan mevcut donatıyı doğrulamaya dahil etmek için güvenilir bir yöntem.

Yüksek kuvvetlerin etkidiği beton kenarına yakın konumlarda, geleneksel ankraj tasarımı çoğunlukla aşırı tasarıma yol açar. Bu iş akışı, bunu önlememize yardımcı olurken tüm güvenlik gereksinimlerini de karşılamamızı sağladı.

Tamás Hornyák

İnşaat Mühendisi – Unique-Plan Kft.
Hungary

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Anchoring modeled in IDEA StatiCa Connection}}}\]

Çözümler ve sonuçlar

Aşırı tasarım yapmanın veya boyutları artırmanın sürdürülebilir bir çözüm olmadığını fark eden Tamás Hornyák, yazılım yetenekleri ile mühendislik gerçekliği arasındaki boşlukları kapatan yeni bir iş akışı geliştirdi. Süreç, beton kenarlarına yakın kritik koşulları işaretleyen Hilti Profis Engineering'de ön ankraj tasarımıyla başladı. Ardından tasarım, çelik kolonların ve taban plakalarının rijitlik analizi dahil tam yapısal kontrollerin gerçekleştirildiği IDEA StatiCa Connection'a aktarıldı.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Results of the analysis in IDEA StatiCa Connection}}}\]

IDEA StatiCa Detail kullanmak bana tasarım konusunda tam bir güven sağladı. Doğrusal olmayan SEY kullanımı, gerçek donatı ve güvenli yönetmeliğe dayalı kabuller, onu son derece güvenilir bir araç haline getirmektedir.

Tamás Hornyák

İnşaat Mühendisi – Unique-Plan Kft.
Hungary

Ankrajın bu kurulumda başarısız olması üzerine Tamás, tasarımı tüm ankraj bölgesinin doğrusal olmayan sonlu eleman modellemesini mümkün kılan IDEA StatiCa Detail'a taşıdı. Burada, köprü korkuluklarındaki mevcut betonarme donatısı, sağlanan çizimlere dayalı gerçek donatı düzenlemeleriyle eşleşecek şekilde ayrıntılı olarak modellendi. Bu sayede hem betonarme çekme göçmesi hem de donatının ankraj davranışı yakalanabildi.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Anchoring modeled and reinforced in IDEA StatiCa Detail}}}\]

Sonuç

Gerçekçi malzeme davranışını, betonarmedeki sıfır çekme dayanımını ve sıfır iç sürtünmeyi içeren doğrusal olmayan 3D analiz, ankraj sisteminin tüm ilgili yönetmelik kontrollerini geçmesini sağladı. Çözüm, rüzgar yüklerine ilişkin yönetmelik gereksinimlerini de karşıladı. Sonuç, daha sonra bu yaklaşımı benimseyen ve destekleyen ana tasarım ofisi CÉH+ tarafından da doğrulanan sağlam, güvenli ve gerçekçi bir ankraj tasarımı oldu.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Deformation results in IDEA StatiCa Detail}}}\]

Mühendisler sonunda aşırı kuvvetler ve kenar yakınlığı koşulları altında sonradan yerleştirme ankrajları doğrulamak için bir yönteme sahip oldu. Bu yöntem, daha katı ulusal standartlar kapsamında bile arkasında durabileceğimiz güvenilir bir çözüm sundu.

Tamás Hornyák

İnşaat Mühendisi – Unique-Plan Kft.
Hungary

Bu pratik ancak titiz iş akışı, o tarihten bu yana Gábor Hanzel tarafından özellikle Doğu Avrupa altyapı projelerinde sonradan yerleştirme ankrajlarla benzer zorluklarla karşılaşan diğer mühendislere tanıtıldı. Bu başarı, geleneksel yöntemlerin gerçek dünya koşullarını yansıtmakta yetersiz kaldığı durumlarda doğrusal olmayan analiz araçlarının gücünü ortaya koymaktadır.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Stress flow in concrete in IDEA StatiCa Detail}}}\]

Unique-Plan Kft. hakkında

Unique-Plan Kft., 2015 yılında Budapeşte'de kurulmuş olup şirketin bazı üyeleri 1993'ten bu yana birlikte çalışmaktadır. Şirketin başlıca faaliyet alanları şunlardır: köprü yapıları, endüstriyel ve konut binalarının tasarımı ile hem statik hem de gelişmiş dinamik hesaplamalar (deprem, yaya ve rüzgar dinamiği, titreşim ve yorulma analizi).

Hesaplamalar için geniş bir yazılım yelpazesi (ANSYS Discovery, AxisVM, ConSteel, IDEA StatiCa, Mathcad, SOFiSTiK) ve modelleme ile çizimler için çeşitli araçlar (ALLPLAN, ANSYS SpaceClaim, AutoCAD, Tekla Structures) kullanmaktadırlar. Eğitimli ve deneyimli mühendisleriyle mühendislik yapılarını ekonomik ve estetik biçimde tasarlamaya hazırdırlar. Şirketin mottosu: Düşünceler plana dönüştüğünde!

Unique-Plan Kft.

Hungary

Unique-Plan Kft. 2015 yılında Budapeşte'de kurulmuş olup şirketin bazı üyeleri 1993'ten bu yana birlikte çalışmaktadır. Ayrıntılar