İstinat duvarı nedir

8/3/2019 İstinat Duvarı Nedir

http://slidepdf.com/reader/full/istinat-duvari-nedir 1/5

İstinat Duvarı Nedir

Yüksek bir setin kenarına toprağı tutmak üzere örülen duvar, dayanma duvarı. Eğimliarazilerde araziden yararlanmak üzere zemini tabi şev açısından daha dik açı ile tutmak kayma göçme ihtimali olan zeminlerin yıkılmasının engellemek , bir binanın bodrum

duvarlarını oluşturmak. Kıyıların erozyondan veya taşkınlardan korunmasını sağlamak,köprülerde kenar ayak görevi yapmak , derin çukurların yan duvarlarını tutmak gibi amaçlarahizmet vermek için inşa olunan düşey yada düşeye yakın geçişi sağlayan yapılara istinatyapıları denilir. İstinat duvarlarını kütle istinat duvarları ve kütle olmayan istinat duvarlarıolarak iki kategoride inceleyebiliriz. Kütle istinat duvarları kendi ağırlıkları ile stabiliteyisağlarlar.Duvar gövdesi değişik şekil ve kombinasyonlarda inşa edilebilir.Yapının gövdesi ,

beton kütle , betonla birlikte zemin veya sadece zemin şeklinde oluşturulabilir.Bu duvarlar rijit veya bükülebilir olarak sınıflandırılabilirler.Bu tip duvarların hepsi üstten serbest olupdeplasmana müsaittir.Bu nedenlede aktif toprak başıncı kolayca oluşur. Kütle olmayanduvarlarda ise harekete izin verilmez.Bodrum duvarları, köprü giriş ayakları ve ankrajlıduvarlar bu tipi oluştururlar.Şekil 1’de görüldüğü gibi ankrajlı beton perde duvarlar henüz

inşaat aşamasında iken toprağı tutacak şekilde inşa edilirler.

RİJİT BETON KÜTLE DUVARLAR

Beton kütle duvarlar genelde iyi performans gösterirler fakat potansiyel kayma düzleminin iyidrenajlı granüler dolgu içerisinde oluşmasını sağlayabilmek için şekil 2’de görüldüğü gibi

büyük miktarda kazı ve dolgu gerekebilir. Herhangi bir durumda pozitif drenaj mutlakasağlanmalıdır.Drenaj deliklerinin her an tıkanması söz konusu olduğundan bunların periyodik

bakımı gerekmektedir.Betonkütle duvarlarının yaygın kullanıma sahip boyutları şekil 3’deverilmiştir.

SADECE BETONDAN YAPILMIŞ BETON KÜTLE DUVARLAR

Çekme gerilmesi alamazlar ve fazla yüksek durumlar için ekonomik değildirler.Aşağıdakişekil 4’de bir örneği verilmiştir.

YARI KÜTLE DUVARLAR

Az miktarda donatı çeliğine sahiptirler.Bnun amacı beton hacmini küçültmek ve büyük yükseklikli duvarlarda kapasiteyi artırmaktır. Bu tip duvarlar 32 metreye kadar inşaolunmuştur.(Kulhawy,1974)

BETONERME KONSOL DUVARLAR

Genellikle 8 m seviyesindeki duvarlar için ekonomiktirler.Bunun sebebi duvarın taban gövde birleşiminde yeterli mukavemetin sağlanma gereğidir.Arka topuk üzerine etkiyen toprağınağırlığı ise aktif itkiye direnç sağlamak için beton ağırlığına ilave edilir.Bu tip duvarlar Kadan çok Ko toprak basıncına göre tasarlanır çünkü Ko şartalarını oluşturmak için gereklieğilme duvarda çatlaklara , özellikle kuvvetli temel elemanları ile desteklendiği yerlerdesebep olabilir.Şekil 3’de betonerme konsol duvar örneği görülmektedir.

PAYANDALI DUVARLAR

http://www.istanbulkarot.com/istinat-duvari-nedir-53-1.html

http://www.istanbulkarot.com/istinat-duvari-nedir-53-1.html



Şekil 3’de görüldüğü gibi payandalarla güçlendirilmiş, yükseklikleri 8 m den 12 m ye kadar değişen konsol duvarlardır.Boyutlandırılmaları konsol duvarlara benzer ve payanda aralıklarıduvar yüksekliğine bağlı olarak (1/3) ile (1/2)H arasında değişir.yüksekliğin 10 m olduğuduvarlarda aralık bırakma (1/2)H seviyelerindedir. Bu duvarda devrilmeye ve kaymaya karşıdirenç tabana ankraj yapılarak elde edilebilir.

BÜKÜLEBİLİR KÜTLE DUVARLAR

Donatılı zemin duvarlar yüksek kapasiteli bir şekilde inşa edilebilirler.Bu duvarlar pozitif eğim drenajı sağlamada ve oturma toleransı açısından doğal avantajlara sahiptirler.

KAYA DOLGULU BUTRESLER

Büyük kaya parçacıkları ile inşa edilirler.Topuk yerinin uygunluğuna göre hareket edenşevleri stabilize etmekte kullanılırlar.

METAL SANDIK TİPİ DUVARLAR

Bu duvarların önemli detaylerı şekil 5 b’de verilmiştir.Bunlar içi kaya veya çakıl dolu metal blokların birbirine çakılması ile inşa edilen duvarlardır.metal bloklar genellikle 1m 1mkesitinde olup 2 m ye varabilen uzunluklara sahiptirler.Bu duvarlarda tüm yapının stabilitesihesaplanırken her bir bloğun da stabilitesi göz önünde bulundurulmalıdır.Dvar yüzü düşeyden6derece geriye doğru yatırılır.Maksimum yükseklik10 m civarındadır. Duvarın ön veya arkayüzü basamaklı olabilmektedir.

KAFES TİPİ DUVARLAR

Birbirine bağlı ahşap kereste , prefabrike beton ve metal elemanlardan imal edilen ve içikırmataş veya diğer kaba daneli malzemelerle doldurulmuş kutulardan oluşanyapılardır.Genellikle yer seviyesindeki sıkıştırılmış yol dolgularında kullanılırlar.Prefabrik elemenlar genellikle 2 m uzunluğundadır ve duvar yüksekliğide bunun iki katı ilesınırlıdır.Duvar yüksekliği kutu kısımlarını ikişer yaparak arttırılır fakat yüksek duvarlarınenine farklı oturmalara karşı çok hassas olması ve çapraz elemenların zayıflığı ağır sürşarjyüklerinin karşılanmasına meydan vermemektedirŞekil 3’de yük diyagramı gösterilerek devrilmeye karşı koyan kısım olarak (H*B) boyutundaki dikdörtgen alınmıştır.

DONATILI ZEMİN DUVARLARI

Şekil 5’de görüldüğü gibi genellikle galvanizli çelikten yapılmış şerit veya çubukların çekmegerilmelerini alamk üzere dolgunun içine gömülmesi ile inşa edilirler. Şeritler aliminyum ,

plastik veya biyolajik ayrışma yapmayan örgülerde olabilir .Bu çubuk vaya şeritler dışyüzeyde ince elemenlarla birleştirilirler.Bnun amacı yüzeyi tutabilmektir.Bu elemenler dayanıklılık estetik yatay basınçları karşılama ve her noktadaki gerekli mukavemet açısından

prefabrike betondan yapılmaktadır. Çubuklar gerekli çubuk-zemin sürtünmesinisağlayabilmek için yeterli uzunluk ve genişliğe sahip olmalıdır.Bu uzunluklar genellikle yapıyüksekliğinin 0.8 ile 1.2 katı arasında değişmektedir.Gerekli sürtünmenin elde edilebilmesiiçin dolgunun içsel sürtünme açısı minimum 25derece olmalıdır.Ayrıca dolgunun maksimum%25 lik kısmı no:200 eleğinden geçirilmelidir. (Lee ve diğerleri,1973)

ANKRAJLI DUVARLAR ANKRAJLI BETON PERDE DUVARLAR



20-30 cm lik betonerme bloklardan oluşan ve kazı yapıldıkça yukarıdan aşağıya doğru gelişenduvarlardır. Tuttukları zemine ankraj edilirler.Bunlar normal bir duvar gibi inşa edilip sonradadoldurulabilirler.Bu duvar tipi derin ve yüksek kapasite isteyen durumlarda oldukçakullanışlıdır. Büyük yapıların açık kazılarında yamaç dolgu ve yol dolgularının tutulması gibidurumlardada bu duvarlar avantajlıdır.Bu sistemin en büyük faydası kazı yapılırken şeve

daima destek verilmesidir.Duvar yapılıp bittikten sonrada ilave ankrajla duvarın kapasitesiarttırılabilir.

ÇELİK PALPLANŞ DUVARLAR

Çelik palplanş profillerin zemine çakılması ve gerekirse geriye ankrajlarla bağlanmasısuretiyle inşa edilirler.Bu duvarların diğerlerine göre pek çok avantajları olduğundan dahayaygın kullanıma sahiptir.Bnların en önemli özellikleri şunlardır. 1.Yüksek çakma dayanımıözelliği(zemin sert veya kaya olsa bile) 2.Nisbeten hafif malzeme olması 3.Tekrar kullanılabilmesi 4.Su altında ve üstünde çok uzun süre hizmet verebilmesi 5.Kazıklarınkaynakla veya vidalanarak rahatlıkla uzatilabilmesi 6.Eklem yerlerinin deformasyon

eğiliminin az olması 7.İstenilen durumlara göre malzeme seçiminin yapılabilmesi Bu yapılar yamaçlarda çok kullanılmazlar, çünkü deplasmana müsait olmaları , korozyona uğramaları veyüksek maliyet söz konusudur.

İSTİNAT KAZIKLARI

Kazıkların yanyana getirilmesi ile ortaya çıkan istinat yapılarıdır. Alışılagelen istinatduvarlarına göre daha çabuk inşa edilebilmeleri ve inşa sırasında zemin profilini bozmamalarıtercih sebebidir.Çakma kazık türünden olabildikleri gibi yerinde inşa edilen kazık türüde buamaçla kullanılabilir. Yanal zemin yükü taşıyan kazıkların statik hesabı için değişik yöntemler uygulanmaktadır. Burada istinat kazıkları, elastik zemine oturan kiriş olarak gözönüne alınmış ve uygulama için yeterli olabileceği düşüncesiyle yarı sonsuz kiriş sonuçları ileyetinilmiştir.

KÖPRÜ AYAKLARI

Konsol betonerme duvarların boyutlandırılması ve stabilite kontrellerinin yapılmasındakullanılan esasların büyük bir kısmı konsol köprü ayaklarındada kullanılabilir.Şekil 7’dekanat duvarlarına sahip bir köprü ayağı gösterilmiştir.Köprü ayakları esas olarak köprünün üstyapısını veya tabliyesini destekler.Bunun yanında eğer kenar ayak söz konusu ise bu yapıköprüye birleşen yolun altında bulunan zeminin yatay itkisine karşı durur.Köprü orta ayakları

ise köprü kirişlerinden gelen yatay ve düşey kuvvetleri karşılar ve güvenli bir şekilde zemineiletir.

İSTİNAT DUVARLARINA ETKİYEN KUVVETLER Sismik basıncın istinat yapılarıüzerindeki etkisi relatif sıkılığa ve zemin ile beraber çalışmasına bağlıdır.Zemin-yapıetkileşmesi iki kategoride tanımlanır. 1.Esnek yapılar zemin basıncını minimize etmeye kadar hareket etme eğilimindedirler, örneğin serbest duran istinat yapıları gibi. 2.Bodrum duvarlarıve sabitleşmiş istinat duvarları gibi rijit yapılar. Birinci durumda aktif basınçlar meydana gelir ve hareket tablodaki gibi oluşur. Duvar hareketinin miktarı temel sağlamlığına ve duvar esnekliğine bağlıdır.Kesin analizler yapılmalı ve aşağıdaki basınçlar kullanılmalıdır. •Esneklik:Kaya olmayan malzemeye temellenmiş duvarlar veya 5 m den yüksek destek

duvarları • Orta durum:Kayaya temellenmiş 5 m den az yükseklikteki destek duvarlar • Rijitdurum:Kayaya temellenmiş ağırlık duvarları yada kazıklar (Dowrick,1987) SİSMİK



TOPRAK BASINÇLARI Genel olarak sismik kuvvetleri elde etmede tavsiye edilen veekivalan-statik katsayıları benimseyen matod kulanılmaktadır.Sadece çok nadir yapılardasonlu elemanları kullanan dinamik analizler mevcuddur. Ekivalan-statik metodda zeminkamasının ağırlığına eşit yanal deprem kuvveti sismik bir katsayı ile çarpılmakta ve bununzemin ağırlık merkezine etkidiği farzedilmektedir.Bu deprem kuvveti duvar üzerindeki statik

kuvvetlere ilave bir kuvvet oluşturur. Genelde bir deprem süresince duvar üzerine gelentoplam basınç aşağıdaki üç olası parçanın toplamıdır. 1.Ağırlık yüklerinden gelmesi beklenenstatik basınç 2.Depremden gelmesi beklenen dinamik basınç 3.Dolguya bir dış kuvvettengelebilecek basınç, örneğin monolitik bir köprü ayağında yatay sarsıntıdan oluşabilir. Zemin

basınçları aşağıdaki metodlarla tahmin edilebilir. 1.Elastik teori 2.Yaklaşık plastik teori,coulomb ve mononobe –Okabe 3.Numerik metodlar , zemini sonlu elemanlar olarak modelleyen metodlar Mononobe – Okabe metodunu kullanmak için efektif zemin ivmesiyaklaşık olarak 0.3 grkadar olmalıdır.Bu da kohesyonsuz zeminlerde statik basınca eşit bir deprem kuvveti meydana getirecek değerdedir.Bunun için makul depremlerde sağlamkalabilecek ve sismik olmayan duvar tasarımında 2.0 gibi bir güvenlik faktörükullanılmamalıdır. AKTİF TOPRAK BASINCI Aktif toprak basıncı şekil 8 a’da AC göçme

dairesi ile verilen plastik denge durumunu gösterir.Şekil 8 b ve c de gösterilen denge durumuaşağıdaki gibidir. Öncelikle OA ve OE gerilmeleri uygulanarak Ko durumu elde edilir.Dahasonra OE gerilmesi OC yedüşürülerek kayma açısı elde edilir. OA (maksimum) ve OC(minimum) gerilmeleri mohr dairesini oluşturmakta kullanılabilir.OA ile OC arasındaki fark ise daire çapı ve aynı zamanda deviatör gerilmesi olup labaratuarda üç eksenli gerilmedeneyinden elde edilebilir.Şekil 8 b deki zemin elemanlarını tanımlayan düşey ve yataydüzlemler Ko durumundaki ana düzlemler olduğu için kayma çizgileri aşağıdaki gibi olur.Şekilde elastik ve plastik denge durumu gösterimi a)Göçmeden önceki (elastik) ve göçmedurumundaki (plastik) gerilme b)OA sabit yüzey gerilmesinin başlangıç durumu c)Aktif toprak basıncı teorisi için kesme göçme yüzeyleri d)Pasif toprak basıncı teorisi için kesmegöçme yüzeyleri c ve d deki kayma çizgileri idealize edilmiştir.(Bowles,1982) Zeminkarakteristiklerinin yükseklik boyunca değişmediği durumda zemin basıncının bileşkesi yaniaktif toprak basıncı Pa=0.5*Ka*γ*H^2 PASİF TOPRAK BASINCI Eğer şekil 8 b ‘den(Kodurumu) başlarsak,OAyı sabit tutarak yanal gerilme OEyi göçme gerilmesi ODyegetirirsek şekil 8 a’daki ODdairesini oluşturmak için gerekli verileri elde ederiz. Bu ikincigöçme dairesi ile tanımlanan pasif toprak basıncı durumudur. Bu durumda AD uzunluğudeviatör gerilmeyi vermektedir. Kayma düzlemleri yatayla Φ açısını yapmaktadır kibu açımalzamanin sadece mekaniğiyle ilgilidir Pp=0.5*Kp*γ*h^2 COULOMB TOPRAK BASINCITEORİSİ Coulomb tarafından 1776 da sürülen toprak basıncı kabulleri şöyledir: 1)Zeminizotropik ve homojendir.ayrıca içsel sürtünme ve kohezyonuda içermektedir. 2)Göçmeyüzeyü düzlemseldir. Coulomb bunun böyle olmadığını farketmiştir. Fakat hesapları

kolaylaştırmak için kullanmıştır. Arka dolgu yüzeyi düzlemseldir. 3)Sürtünme kuvvetlerigöçme yüzeyine üniform bir şekilde dağılmıştır ve Φ=tanΦ(sürtünme katsayısı=Φ) 4)Göçmekaması rijit bir kütledir 5)Duvar sürtünmesi vardır. Göçme kaması duvar arkası boyuncahareket eder ve duvar sınırı boyunca sürtünme oluşturur. 6)Göçme düzlemsel bir eğilmedir sonsuz uzun bir kütlenin birim uzunluğu gözönüne alınacaktır. RANKINE ZEMİN BASINCIRankine (1857) zemini plastik denge halinde düşünmüş ve coulombla aynı varsayımlarıyapmıştır.Coulomb’dan farklı olarak Rankine kohesyonu ve duvar sürtünmesini gözönünealmayarak problemi daha basit hale getirmiştir.Rankine durumu şekil10’da gösterilmektedir.PROJELENDİRME AŞAMASI Projelendirme aşaması için stabilite analizleri ve betonermehesap yapılmalıdır. STABİLİTE KONTROLLERİ İnşaat duvarları hesabında ilk yapılacak iş ,istinat duvarının devrilme,kayma ve toptan göçme kontrollerinin yapılmasıdır. Devrilme

kontrolü İstinat duvarının devrilme ve kayma kontrolünde taban zemini üzerindeki duvar vezemin kütlesinin beraber hareket ettiği ve devrilmenin istinat duvarının ön alt köşesi etrefında



meydana geleceği kabul edilir.W bu kütlenin ağırlığı olmak üzere devrilme güvenliği No=Devrilmeye karşı koyan moment/Devirici moment Olarak hesap edilir.Devrilmegüvenliği 2 den küçük olmaması gerekirse daneli dolgu için 1.5 değerine kadar inebilir Statik ve dinamik zemin basınçlarının beraber etkidiği depremli durumda devrilme güvenliği en az1.3 olmalıdır.Devrilme güvenliğinin sağlanmadığı durumda devrilmeye karşı koyan kuvveti

artırmak için taban plağı boyunun büyütülmesi tavsiye edilir. Kayma kontrolü Kaymanınistinat duvarının tabanında meydana geldiği kabul edilerek kayma güvenliği Ns=Kaymayakarşı koyan kuvvet/Kaydırıcı kuvvet Olarak hesap edilir.Kayma güvenliğinin 1.5 den küçük olmaması gerekir.Depremli durumda ise 1.1 değereine kadar inebilir. Kayma güvenliğininhesabında duvarın ön kısmındaki pasif basınç genellikle ihmal edilirsede kayma güvenliğinisağlamak için taban dişi düzenlendiği durumda hesaba katılır. Toptan göçme kontrolüZeminin zayıf olduğu durumda istinat duvarı ile beraber zemin kütlesinin alt zemin üzerindekayması ile toptan göçme ortaya çıkabilir bu durumda kayma yüzeyinin silindirik olduğukabul edilir.Silindir ekseninin düzlemi kestiği nokta ve yarıçap sistemin bütün parametrelerine

bağlı olduğu için belirsizdir. Genel olarak göçme dairesinin istinat duvarı daire içinde kalacak şekilde duvarın arka ucundan geçtiği kabul edilir.Daire merkezinin yeri seçildikten sonra

toptan göçme güvenliği Nt=Toptan devrilmeye karşı koyan moment/Devirici moment Olarak hesap edilir.Burada moment dönme merkezi olan daire merkezine göre alınacaktır. Zemin veduvarın ağırlıklarının momenti devirici momenti ve kayma dairesi üzerindeki sürtünmekuvvetlerinin momenti karşı koyan momenti oluşturmaktadır.Toptan göçme güvenliği zeminve duvardan küçük düşey dilimler alarak hesaplanabilir.Daire merkezinin yeri değiştirilerek güvenliğin minimum değeri aranır. Bulunan sonucun ön görülen bir değerden küçük olmasıdurumunda duvarın daha derine yerlerştirilmesi veya taban plağının boyunun büyütülmesitavsiye edilir. Zemin gerilmesi kontrolü Zemin yatay itkisi ve ağırlığı altında (G+Q yüklemedurumu) duvarın taban plağı altındaki gerilmeler kontrol edilerek bunların zemin emniyetgerilmesini geçmediğin belirlenmesi gerekir.Ayrıca çekme gerilmesinin meydana gelmemesitavsiye edilir.Bu kontrolün sağlanamaması durumunda taban plağı büyütülerek zemingerilmelerinin daha düzgün yayılması ve küçülmesi sağlanabilir. STATİK VE BETONERMEHESAP İstinat duvarında H yanal zemin etkisini göstermek üzere 1.4 G+1.6H+1.6Qyüklemesi göz önüne alınarak ve kritik kesitleri ihtiva eden kısımlar için serbest cisimdiyagramı çizilerek kesitlerdeki eğilme momenti ve kesme kuvveti hesaplanır ve kesit hesabıyapılır.Bazı durumlarda 0.9G+1.6H+1.6Q yüklemesininde kritik kesit tesirleri oluşturacağıunutulmamalıdır.Düşey plağın mesnet kesiti ve taban plağının düşey plakla birleşme kesitleriolmak üzere en az üç kesitte donatı hesaplanması gereklidir.İstinat duvarının yüksekliğinegöre kesit sayısı arttırılır.Eğilme donatıları tek doğrultuda çalışan döşeme donatılarına benzer şekilde hesap edilir ve seçilir.Genellikle kayma donatısına ihtiyaç duyulmaz.Şekil 14’de tipik

bir anadonatı düzeni gösterilmiştir.İnşaat sırasındaki safhalarda düşünülerek donatı düzeninin

seçiminin buna göre yapılması gerekir. KONTRÜKTİF KURALLAR İstinat duvarı tabanındadüzgüne yakın gerilme yayılışı tercih edilmelidir.Teraltı suyunun birikip zemin itkisiniartırmaması için zemin tarafında şekilde gösterildiği gibi dreneja elverişli malzeme ile dolguyapılmalıdır.Alt kısma yerleştirilen boyuna boru ile toplanan su alınmalıdır.Ayrıca duvar içinde 1-2 m aralıkla barbakanlar düzenlenmelidir.Bunlar dışa doğru eğik olmalı vetıkanmamaları için arka kısmına uygun dolgu yerleştirilmelidir.

İstinat duvarı nedir

Documents