seminer depreme dayanikli temel tasarimi dokuz eylül ünv (sunum)

8/2/2019 seminer Depreme dayanikli temel tasarimi dokuz eyll nv (sunum)

1/120

DEPREME DAYANIKLITEMEL TASARIMI

Do. Dr. Grkan zden

Dokuz Eyll niversitesi

naat Mhendislii Blm ve

Deprem Aratrma ve Uygulama Merkezi


2/120

Geoteknik Temel Tasarm Aamalar

Zemin geometrisiZemin zellikleri

Zeminden kaynaklanan ykler

dealize zemin profili

st yap zellikleriMimariYkler

FonksiyonTayc sistem

Afet durumu

Temel Sistemi Seimive

Temel Boyutlar

Zemin-Temel-Yap

ilikisinin kurulmas


3/120

18 Mart 2010 Do. Dr. Grkan zden / naatMhendisleri Odas zmir ubesi

3

Deprem Ykleri Altnda Temel Tasarm

1. Adm

Deprem Yknn Belirlenmesi

(Vt, Md, G+Q)

Deprem yklemesi normal ve yksek katl bina

projelerinin nemli k

sm

nda tasar

m tepki spektrumuile tanmlanr. Yerel zemin koullarnn deprem yklerizerindeki etkisi zemin snf yoluyla dikkate alnr.

Deprem Ynetmelii Blm 2.4e gre:

A(T)=A0 I S(T)Sae(T) = A(T) g

{%5 snm oranna iin elastik spektral ivme}


4/120


4


5/120


5


6/120


6


7/120


7


8/120


8


9/120


9


10/120


10

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

0.01 0.1 1 10

Period (s)

SpectralAcceleration(g)


11/120


11

Deprem Ynetmeliinde yer alan elastik

tasarm tepki spektrumunun bilhassayumuak zemin koullarnda almaolasl vardr. Bilhassa yksek yap

snfna giren yaplarn gvensiz taraftazlme riski mevcuttur. Bu tr birdurumda yap temeline etkiyen yklergerekenden daha dk hesaplanmolacaktr.


12/120


12

2. Adm

Zemin zelliklerinin Aratrlmas(zemin ett almas ve idealize zemin profilinin

oluturulmas, zemin snfnn seilmesi)

Deprem riski yksek blgelerde zemin

ett al

mas

ve takip eden analizlerinkapsam daha geni tutulur. Jeofizikarazi deneyleri (MASW, mikrotremr,v.b.) zemin profilinin dinamik

zelliklerini (doal periyot T=4H/Vs ;kayma dalgas hz) belirlemek asndannem kazanr. Ayrca laboratuvarda

dinamik eksenli bas

n deneyivastasyla kumlu zeminlerde svlamadirenci, killi zeminlerde ise yumuamapotansiyelinin aratrlmas gerekebilir.


13/120


13


14/120


14


15/120


15

3 Ad


16/120


16

Zemin Dinamii Analizleri(svlama, deprem sonras oturma, dinamik

zemin davran, tasarm tepki spektrumu)

3. Adm

Temel sistemi seilmeden nce svlama ve

deprem sonras olas oturma analizlerininyaplmas gerekir. Yaygn svlama veoturma beklendii takdirde zemin

iyiletirmesi ve/veya derin temelseenekleri kanlmaz hale gelebilir. Ayrcaparsel baznda dinamik zemin davran

analizleri yaplarak tasarm tepki spektrumuveya zaman tanm dzleminde deprem yerhareketi elde edilebilir.


17/120


17

SIVILAMA

Svlama, tekrarl ykler altnda suya doygun

ve gevekten orta skya granler zeminlerinboluklarndaki su basncnn tedricenykselerek deprem ncesi efektif dey

gerilmeye eit olmas ve zeminin dayanmnkaybederek viskoz bir sv davrangstermesidir. Granler bir zemin tabakasnn

s

v

lama riski zerinde deprem enerjisinin,zemin dane dalmnn, zemindeki ince daneyzdesinin, ince dane plastisitesinin, zeminsklk orannn etkisi vardr.


18/120


18

Ar boluk suyu basnc oran: ru=ue/v = 1.0

svlamaSvlaan zeminlerde temel tama kapasitesikayb, yanal yaylma, ar toplam ve farkl

oturma, yataklanma kayb

belli bal

temelproblemleri olarak ortaya kar.

Bu tr olumsuzluklar gidermek iin ya zemin

iyiletirilmeli veya derin temel uygulamas

nagidilmelidir. Belirli durumlarda her iki seenekbirden uygulanmaldr. Zira kazkl temeller tekbalarna svlamaya zm olmayabilirler.


19/120


19

Svlama kendini genellikle yzeyde kum kraterleri ile gsterir.


20/120


20

Svlaan zeminlerde temel

tama kapasitesi kayb veoturma gzlenebilir.


21/120


21

Svlaan

zeminlerde yaln

zs temeller deilkazkl temeller dehasar grebilir.


22/120


22

SPT-N

Kazk No.150 cm

70 cmKazk No.2

svlaanzemintabakas

Y.A.S.S

Kazk No.1

Kazk No.2


23/120


23

Svlaan zemin eimliarazilerde

nemli deplasmanlaryapabilir ve kalc ekildeitirmeler grlebilir(yanal yaylma).

Deprem ncesi

sonras


24/120


24

Deprem Ynetmeliine gre svlama potansiyeli arz

eden zeminlerde arazi ve laboratuvar verilerine dayanansvlama analizlerinin yaplmas zorunludur.

Seed Idriss YntemiYntemde SPT direncine bal olarak belirlenensvlama direnci ile deprem srasnda oluan tekrarlkayma gerilmesi karlatrlr. Zeminin direnci tekrarl

kayma gerilmesinden bykse svlama sz konusudeildir. Eit veya dkse svlama riski vardr.


25/120


25

amaks

maksmaks ag

hAF == h

maks

depremdeki en yksektekrarl kayma gerilmesi


26/120

maks zeminin rijit davran yapt kabulne grehesaplanmtr. Gerekte zemin deforme olarak kayma

gerilmesinin rijit kabule nazaran daha dkgereklemesine neden olur. Bu durumu dikkate almakzere rd dzeltme faktr tanmlanmtr.

z < 9.15m rd = 1.0-0.00765z9,15m z < 23.0m rd = 1.174-0.0267z23,0m z < 30.0m rd = 0.774-0.008z

z > 30.0m

rd = 0.5

Derinlik faktrnn bulunuuna alternatif olarakaadaki amprik bant da kullanlabilir. Bu bant

yukardaki deerlerle ayn noktaya varr ve bilgisayarprogramlama amalarna daha uygundur.

z: derinlik (m)


27/120


27

Derinlik dzeltmefaktr, rd, iin

yandaki ekilden deyararlanlabilir.

Svlama analizlerinde en yksek yzey ivmesi a


28/120

Svlama analizlerinde en yksek yzey ivmesi, amaks,nemli bir parametredir. Deprem srasnda zeminyzeyinde oluan bu ivmeye genelde yalnzca bir kereulalr. Analizleri bu parametreye dayanarak yapmakar gvenli tarafta bir yaklam olur ve ekonomikolmayan mhendislik uygulamalarna yol aar. Byle bir

yakla

m yerine ortalama bir ivme deer ile al

lmas

tercih edilir:

-0.04

-0.02

00.02

0.04

0 5 10 15

Time (sec)

A

cceleratio

n(

g)

amaks

ort= rbmaksrb: ortalama kayma gerilmesi faktr


29/120

r b = 0.1( M 1) ; M=7.5 iin r b = 0.65

M: Deprem bykl

Depremde zeminde oluan tekrarl kayma gerilmesi,deprem, yukardaki denklemlerin nda aadakiekilde yazlabilir:

dmaksbdeprem rxaxg

hxr =

Svlamaya kar gvenlik faktr tekrarl gerilme diren

orannn, CRR, tekrarl gerilme oranna, CSR, blmeklinde ifade edilir:

'' ; v

diren

v

deprem

CRRCSR

== v: efektif dey gerilme

= 0,1CSR

CRRFs Svlama riski mevcut deil.


30/120

Tekrarl gerilme oran, CSR, aadaki denklem ile ifade

edilir:

d

v

maksb r

h

g

arCSR

=

'

CRR oran ise bu amala gelitirilmi SPT korelasyonlarkullanlarak bulunur. Korelasyonlar ncelikle M=7.5

byklndeki depremde temiz kumlara (ince malzemeoran, FC, %5den az) gre CRR salar. Daha sonraprojeye esas deprem bykl ve ince malzemezellikleri gznne alnarak dzeltme yaplr.

CRR iin abaklar bulunduu gibi korelatif denklemler dekullanlabilir.


31/120


31

nce malzeme

orannn, FC,dikkate alndSPT-CRR ilikisi


32/120


32

CRR7.5 abaktan okunmu ve ince malzeme dzeltmesi

yaplm uygun bir eri kullanlm ise dzeltilmi CRRdeeri

CRR = KM

CRR7.5

denklemi ile ifade edilebilir.

Burada KM deprem bykl iin dzeltme faktrdr.

KM faktr deprem byklne bal olarak izleyenizelgeden okunabilir:


33/120


33

Deprem bykl dzeltme faktr

M KM=CRRM/CRR7.5

5.25 1.50

6 1.32

6.75 1.13

7.5 1.00

8.5 0.89

Ara deerler iin enterpolasyonyaplabilir.


34/120


34

Temiz kumlar iin CRR7.5 deeri aadaki fonksiyonyoluyla da hesaplanabilir:

432

32

5.7 1 hxfxdxbx

gxexcxa

CRR ++++

+++

=

a = 4.84410-2 ; b = -1.28410-3 ; c = -4.72110-3 ; d = 9.57810-3

f = 6.13610-4

; f = -3.28510-4

; g = -1.67310-5

; h = 3.71410-6

x = N60 (Bu fonksiyon 3 < N60< 30 olduunda geerlidir.)

nce malzeme yzdesi dzeltmesi aadaki ekil ve denklem yardmylayaplr:

Ks = 1 + [ (0.75/30)(FC-5)] (IP %5 iin)


35/120


35

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

0 5 10 15 20 25 30 35

nce dane yzdesi, FC (%)

ncemalze

medzeltmefaktr,

Ks


36/120


36

Deprem Sonras Oturma TahminiDeprem sonras oturmalar gevek ve orta-sk kumluzeminlerde n plana kar. Bu tr oturmalar tahmin

etmek iin izlenilen yntemlerden birisi Ishihara-Yoshimine yntemidir (temiz kumlar iin).

Yntemde zeminde depremi takiben oluacak hacimseldeformasyon, v, SPT korelasyonuna bal olarak izleyenekil yardmyla tahmin edilir. Korelasyondaki SPT darbesaylarnn %90 enerji seviyesine kar geldii

unutulmamaldr.

Zemindeki dey skma H = H. v ile hesaplanr. Htabaka kalnldr.


37/120


37

Temiz kumlardanoluan zemintabakalarnda deprem

sonras oturma hesabiin Ishihara-Yoshimine aba


38/120


38

Temel altnda dolgu yaplmas gibi palyetif

uygulamalar derinlik boyunca mevcut s

v

lamapotansiyelini bertaraf etmek iin kesinlikleyeterli deildir.

?

Svlama derindeki tabakalardameydana geliyor! Yzeydealnacak dolgu nleminin yarargrlmez!


39/120


39

Svlamaya kar yurdumuzda uygulanabilecekzemin iyiletirme nlemleri: imento enjeksiyonu: zemine kohezyon

kazandrmak amacyla uygulanr. Jet-grout kolon: zemine kohezyon

kazandrmak iin ve zeminde yksekdayanml kolonlar oluturarak depremsrasnda zemine den kayma gerilmesinidrmek iin uygulanr.

Ta kolon: svlama potansiyeli yksekzeminde geirimlilii yksek ve daha skdey kolonlar oluturmak iin uygulanr.


40/120


40

Jet-grout kolonuygulamateknii

Vibroflot

ile takolonuygulamateknii


41/120


41

Svlama potansiyeli olan zeminlerde yaplacak

kaz

kl

temel uygulamas

nda mmknsevibreks veya akma kazk tercih edilmelidir. Busayede zeminde ortaya kacak deplasmanetkisi ile svlaabilecek kumlu zeminlerin

sktrlmas mmkn olabilir. Sondaj kaz uygulamalarnda ise svlaabilen

zeminden kaynaklanabilecek yataklanma kayb

donat ile karlanmaya allmal veya sondajkazklar ile birlikte zemin iyiletirmesi (takolon / jet-grout kolon) yaplmaldr.


42/120


42

akma kazk

akma-yerindedkme vibreks-kazk

4. Adm


43/120


43

Yap zellikleri ve Dinamik Zemin Davran Dikkate Alnarak

Temel Sistemi Seilmesi

Z3 ve Z4 snfna giren zeminlere oturan yaplarnounluunda radye temel

Z2 ve Z1 snfndaki zeminlerde ift ynl srekliveya radye temel Hafif yaplarda birbirine ba kirileri ile balanarak

btnl salanan tekil temel

Sanayi yaplarnda ounlukla tekil temel Oturma, farkl oturma, net hidrostatik kaldrma

basnc, yetersiz temel tama kapasitesi veyasvlama olan zeminlerde kazkl temel (kazkl

temelden nce yzer temel uygulamas ve zeminiyiletirme seeneklerinin uygulanabilirliiaratrlmaldr).


44/120


44

radye temel seenekleri


45/120

Bodrum kazs

ile zeminde nykleme etkisioluturulur.

yzer temel seenei

Yzer temel seenei yapnn deprem performanszerinde olumlu etkide bulunur. Bunlar temel tamakapasitesinin artmas ve kinematik zemin-yap

etkileimi yoluyla st yapnn ald deprem enerjisininetkin birekilde snmlenmesidir. Literatrdekinematik etkileimin azald veya engellendii temelsistemlerinde yap deprem performansnn %30-40

kadar olumsuz etkilendii belirtilmektedir.

5. Adm


46/120


46

SeilenTemel Sisteminin Geoteknik Analizi

Seilen temel sisteminin geoteknik analizleriyaplr:

- Gvenilir temel taban basnc hesab

- Toplam ve farkl oturma hesaplar

- Zemin-yap ilikisinin kurulmas iin yatakkatsaysnn belirlenmesi

- Kazkl temel uygulamalarnda yatay yk

analizleri

TEMEL TAIMA KAPASTES


47/120

: zemin birim hacimarl

c: kohezyon: isel srtnme as

qfcf NDNcNBq ++= 2

1

Zemin tama kapasitesine ulald durumda gme mekanizmas

D k kl l k i i d l l


48/120


48

D merkez ykler temel tama kapasitesinde azalmaya yol aar:

B: etkili genilike: d merkezlik

faktrleriderinlik

NBNDNcq

dqdcd

dqdqfcdcf

,,2

1

=

++=

AqQ fu =

Dey ykn etkili geniliin ortasndaolduu kabul edilir.

Dikdrtgen temellerde d merkezlik iin tama kapasitesi denklemi


49/120


49

(a) Dey ykten doan d merkezlik

(b) Devirici moment kaynakl d merkezlik

eB=MB/Q

eL=ML/Q


50/120


50

L

B

uu

dqdcd

sqscs

dsqdqsqfcdcscu

eLL

eBB

LxBA

alanetkiliAAqQ

faktrleriderinlik

faktrleriekil

NBNDNcq

2

2

,,

,,2

1

=

=

=

==

=

=

++=


51/120


51

Dnme ve farkl oturmayap tayc elemanlarndave temelinde ikinci mertebemomenti oluturur. Farkl

oturmaya bal

yap

salatlaklar binann sneklikarz kapasitesinde azalmayayol aar. Bu iki unsur da

binan

n depremperformansn drcynde etki yapar.


52/120


52

Yaplar iin izin verilen oturma snr deerleri:

en yksek farkl oturma, ST(maks)

kum zeminlerde 32 mmkil zeminlerde 45 mm

en yksek oturma, ST(maks)kum zeminlerde tekil veya erit temel 51 mm

kil zeminlerde tekil veya erit temel 76 mmkum zeminlerde radye temel 51-76 mm

kil zeminlerde radye temel 76-127 mm

en yksek asal distorsiyon, maks

1/300

AB Ynetmelii Eurocode 7de bir ok yap temeli iin oturma snr 50mm olarak tavsiye edilmektedir. Benzer ekilde bir ok yap iin=1/500 nerilmektedir. Asal distorsiyonda gme snr iinsemuhtemel deer olarak 1/150 verilmektedir.


53/120


53

Bjerrum tarafndan tanmlanan asal distorsiyon () snrlar

Beklenen hasar tr maks_______________________________________________________________________

Tula duvarlar iin gme snr (L/H>4) 1/150

Bir ok bina tr iin yapsal hasar snr 1/150

Panel ve tula duvarlarda atlak oluumu 1/150Yksek ve rijit yaplarda gzle grlebilen dnme 1/250

Panel duvarlarda ilk atlak oluumu 1/300

Yaplarda hi atlak olumamas iin snr 1/500Diyagonal elemanlar olan ereve sistemlerde

tehlike snr 1/600

Yatak katsaysnn belirlenmesi hususu zellikle radye


54/120


54

temellerde ve yksek yaplarda n plana kar:

Yap yklerinin zemine radye temel ile

aktar

ld

bina zmlerinde zemin-yap

etkileimi genelde belirleyici faktrdr. Zemin-yap ilikisinin kurulma tarz temel ve

st yapdaki yk dalmn etkiler. Saysal zmn kabul edilebilir srede

yaplabilmesi iin srekli bir ortam olanzeminde bir takm basitletirici kabuller

yaplmas gerekir. Proje brolarnda halen enyaygn kullanlan zemin-yay ilikisi modeliyatak katsays yntemidir.

Yatak katsays kesinlikle bir zemin sabiti deildir. Buparametrenin belirlenmesinde belirsizlie neden olan bir


55/120


55

p ok unsur mevcuttur. Bu unsurlar aadaki ekilde

sralanabilir:

Zemin tepkisini ve zemin elastik parametrelerini tahminetmedeki byk glk,

Tabakal zemin profili durumu ve zemin zelliklerinindeyde ve yatayda deikenlik gstermesi,

Radye temelin ekli,

styap yk dalm iin yaplan kabuller, styap rijitliinin temel zerindeki etkileri ve Temel taban basncnn oturma alan iinde deiimi

olarak sralanabilir.Tm bu unsurlar aklda tutularak zemin tepkisi iingereki tahmin yapmak ve uygun gvenlik faktr ilealmak gerekir.


56/120


56

Yatak Katsay

s

Yakla

m

: Yatak katsays yaklam, srekli bir ortam olan zemin

iin kurulmu matematik bir modeldir. Zemin bu

modelde yaylar ile temsil edilir. Yaylar, temel tabanbasnc ve zemin deformasyonu arasnda iliki salar.

Rijit olmayan yntemlerde hem zeminin hem de temelin

deformasyon zellikleri dikkate alnr. Bunlar dorusal veya dorusal olmayan bir tarzda

ele alnabilirler.

Zemin-yap ikilisinin deformasyon karakteri, elastisitemodlne benzer bir yaklam kullanlarak, yatakkatsays ad verilen bu saysal deerle gsterilebilir.


57/120


57

Yatak katsays temel elastik erisinin geree

yakn bir ekilde hesaplanmasna, temeltaban basncnn doru hesaplanmasna, farkloturmann tayc sisteme etkilerinin

aratrlmasna ve zemin-yap etkileimininst yap davran zerindeki tesiriningrlmesine frsat verecek ekilde bilinli

kullanlmaldr.


58/120


58

Temel taban (deme) basnc dalm;

Zeminin fiziksel zelliklerine Zemin profili geometrisine

Temel rijitliine st yap rijitliine st yap yk dalmna

bal

d

r.


59/120


59

Kohezyonsuz zeminler

Ke gerilmelerinbykl

temel derinliinebaldr.

Ke gerilmeleri ok bykdeerlere kabilir.

niform gerilme dalm kabul

Kohezyonlu zeminler


60/120


60

Zemin ve temel arasndaki ilikiyi tariflemek iin

yaylar, ilk kez 1867de Winkler taraf

ndan kullan

lm

ve bu ilk yaklam Winkler Yntemi olarakadlandrlmtr.

Winkler ynteminde zemin, birbirinden bamszhareket eden dey ynde ve srekli yaylar ilegsterilir.

ubuk elemanlar iin tek dorultuda uzanan yaygsterimi ounlukla Elastik zeminler zerine oturankiriler yntemi olarak adlandrlr.


61/120


61

deplasman

Winkler Temeli

Gerek

durum

Zemin reaksiyonu

Yatak katsays[F/L3]

Elastik zemine

oturan kiri veyaplak problemininanalitik zm iinHetenyiformlasyonlarkullanlabilir.


62/120


62

, deplasman

M, Moment

T, Kesme kuvveti

Yatak Katsaysnn Belirlenmesi


63/120

Elastik

blge

Gerilme, q

Oturma,

Oturma,

Yatak Katsays

Yatak katsays gemiteplaka ykleme deneyi ilebelirlenirdi. Ancak deney

gerek temel-zemindavrann temsiletmekten olduka uzakkald iin gnmzdestandart bir yntemolarak takipedilmemektedir.

Yk blou

j


64/120


64

Yatak katsaysnn

deformasyonladeiimi genellikleeriseldir.

Ykleme plaklar (rijit)

Plak rijitdeilse

Dorusal Dorusal olmayan


65/120

Kil zeminlerde

Kum zeminlerde(B/B1


66/120


66

Zemin TrGevek kum

Orta-sk kum

Sk kumOrta-sk killi kumOrta-sk siltli kumKilli zeminler

qa: temel taban basncok yumuak/yumuak killerde yukardaki izelgede verilenlerdendaha dk yatak katsaylar kabilir.

Yatak katsays iin zemin elastisite modlnn


67/120


67

belirlenmesi

Elastisite modl, Es, laboratuvar veya arazi

deneylerinden belirlenebilir. Laboratuvardeney bulgular zerinde numunerselenmesi ok etkili olabilir. Ayrca serbest

basn deneyinde arazi efektif gerilmekoullar tam temsil edilemedii iin bu

deneyden Es deeri bulunmamaldr.


68/120


68

Arazi deneyleri Es deerinin gereki tahmini

iin daha yararl

d

r. Es arazide eer yanalynde elde edildiyse dey yndekideformasyon modln bulmak iin

dzeltme katsaylar kullanlmaldr. En sk kullanlan korelatif ilikiler SPT ve CPT

deney sonularna dayananlardr. BunlardanSPT deneyi daha ok tercih edilir.

Kumlu ve Killi Zeminlerde Es

Zemin


69/120

Normal konsolidekumlar

Suya doygun kumlar

Normal konsolidekumlar (genel)

n yklemeli kumlar

akll kumlar

Killi kumlar

Siltler, kumlu siltlerveya killi siltler

Yumuak killer veya killi siltler

Kumlu ve Killi Zeminlerde Es (devam)


70/120


70

Zemin

cu=su=drenajsz kayma mukavemeti

Kil ve silt veya organik

veya katSilt veya kumlu kil

Killerde Es iin genel korelasyon:

Ip: plastisite indeksi (%) ; 20 Ip 100 ; K deeri en yakn 10 katna yuvarlanr.

Es iin bir dier genel korelasyon denklemi ise aadadr:

P

nLLcI

wwI =

ok tabakal zemin profilinin edeer elastisitemodlnn hesaplanmas iin arlkl ortalama


71/120

p

yntemi kullanlabilir:Boussinesq gerilme etki faktr:

Arlkl ortalama:

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

0,40 0,60 0,80 1,00 1,20

Io

d(m

)

yayl yk

2222222

222

))((

)2(

2

1

zBLzBzL

zBLzBLIi

++++

++= 222

1tan

zBLz

BL

+++

=

=n

i

iij III1

/

'= jje IEE

Yntemin uygulanabilmesi iin her bir zemintabakasnn orta noktasnda hesaplanan, I(j), edeerBoussinesq gerilme etki faktr deerlerine ihtiya


72/120


72

q g y

vardr. Bossinesq gerilme etki faktr, eit ykl

dikdrtgen bir alann bir kesi altndaki

dey gerilme artn ifade eder.

Arlkl ortalama yntemi, yklemeyaplan noktann hemen altndaki

zemin zelliklerinin, gerilme artnndaha dk olduu derinliklerde yeralan zeminlere oranla daha etkinolduu dnlerek gelitirilmitir.

z

L

B

v(z)= 0(z) + I(z)*q

q

Karakteristik nokta metodu

Karakteristik nokta temelin ortalama oturmasna kar


73/120


73

gelen gerilme da

l

m

hesab

iin nerilmektedir:

Edeer elastisite modl

nn karakteristik nokta iinbelirlenmesi ile temel alaniinde ortalama bir Es

bulunmu olur.

Dikdrgen temel alan ierisindeki karakteristik noktannetki faktr hesabnda, alan K noktasndan geeneksenler ile drt adet dikdrtgene ayrp ortak ke olan

K iin etki faktrleri toplanr.

B

L

0.5 L

x

0.37 L

0.37 B

0.5 B

y

K

Elastik Zemine Oturan Kiri (Winkler) Ynteminin Snrlar

Yk deplasman erisi dorusal deildir Winkler yntemini


74/120

Yk deplasman erisi dorusal deildir, Winkler ynteminikullanmak iin dorusal yaklam yapmak zorunda kalrz.

Winkler yntemi, niform elastik bir zemin zerine oturanniform yklenmi bir alan temelinin, niform oturmayapacan kabul eder,

Gerekte ise byle bir zemin-temel ikilisi ortada en fazlakenarlarda ise en az deplasman yapacak ekilde davranr.

Bu durum, oturma hesaplarnda baka yntemlerin

kullanlmasnn nemli bir sebebidir.

Winkler yntemi Gerek davran


75/120


75

Zemin yaylar bamsz hareket etmezler, alan

temelinin bir ksm zerindeki basn, hem tamaltndaki hem de etrafndaki yaylar etkiler,

Zemin-temel ilikisini tam olarak tariflemek iin tek

bir ks yatak katsays verilemez, Bamsz yay yaklam, Winkler ynteminin en

byk sorunudur.

Radye temelde zerinde bulunduu zeminincinsine ve st yapdaki yk dalmna bal


76/120

y p y

olarak bir oturma kalb oluturur (Winklerkabulleri geerli deildir).

Eer sz konusu olan kohezyonlu bir zeminse

bu durumda oturma, kenarlarda en azortalarda ise en fazla olacak ekildegerekleir.

Zemin daneli yapda ise oturma kalb tam tersekilde gerekleebilir (temel derinlii arttkabu etki azalr).

Ama, arazide bu davran gsteren temelin,yapsal modeline de ayn davranyanstabilmektir.

Alan temellerinin analizinde yatak


77/120

katsaysnn alansal dalm gereki biranaliz iin gereklidir. niform yatakkatsays ile temel pla elastik erisi doru

bir ekilde elde edilemez.

Tek parametreli bnye denklemi (Winkler kabl):

004 =+ wkwD

ki parametreli bnye denklemi:

0024 =+ wkwSwD


78/120


78

Yukarda deinilen nedenlerden

dolay alan temellerinin analizinde,yatak katsays deeri oturma alanboyunca deiken kabul edilmelidir.

Bu amaca ynelik literatrde eitliyntemler nerilmitir.

Zonlama Yntemi


79/120


79

Kullanm: Alan temeli, iki veya daha fazla sayda i ie blgelere

ayrlr,

En i blgenin kenar uzunluklar

, alan temeliboyutlarnn yars seilir, Ortalama yatak katsays (ks ort) deeri hesaplanr/seilir ve

bu deer farkl arlklarla blgelere datlr.

Herbir blgeye farkl ks deeri atanr. Merkezden kenarlara doru tedrici olarak artrlr. En dtaki blgenin ks deeri, en iteki blgenin ks

deerinin iki kat olarak alnmaldr, Winkler yntemine gre i tesirler ve oturmalar hesaplanr.

Zonlama Yntemi rnek gsterim


80/120

1 nolu blge ks = 1000 t/m3



Dikdrtgen olmayan

alan temelleri iin de

kullanlabilir.

Zonlama yntemi iin rnek uygulama


81/120


81

Bir yap 30m geniliinde 50m uzunluundabir alan temeli zerindedir.

Net yk 120 kPa olarak hesaplanmtr,

Oturma analizi yntemiyle ortalama oturma

=30 mm olarak hesaplanmtr,

Zonlama yntemi ile yatak katsaysnn dizayn

deerini bulunuz.

Mevcut alan temeli iin ortalama ks deeri(Oturma analizinden alnabilir.)


82/120


82

ks ort = 120 kPa / 0.030 m = 4000 kN/m3

50 m

37.5 m

25 m

15 m 22.5 m 30 m

(ks)1

(ks)2=1.5 (ks)1

(ks)3= 2.0 (ks)1


83/120


83

Her bir blgenin alan

hesaplan

r:

50 m

37.5 m

25 m

15 m 22.5 m 30 m

A1 = 15 * 25 = 375 m2

A2 = 22.5 * 37.5 375 = 469 m2

A3 = 30 * 50 469 375 = 656 m2


84/120


84

Dizayn ks deerinin hesab :

A1 (ks)1 + A2 (ks)2 + A3 (ks)3 = (A1+A2+A3)(ks)ort375 (ks)1 + 469 (1.5) (ks)1 + 656 (2) (ks)1 =1500 (ks)ort

2390 (ks)1 = 1500 (ks)ort

(ks)1 =0.627 (ks)ort = 0.627 (4000) = 2510 kN/m3

(ks)2 =0.627 (1.5 )(4000) = 3765 kN/m3

(ks)3 =0.627 (2) (4000) = 5020 kN/m3

50 m


85/120

37.5 m25 m

15 m 22.5 m 30 m

(ks)1= 2510 kN/m3

(ks)2=1.5 (ks)1 = 3765 kN/m3

(ks)3= 2.0 (ks)1= 5020 kN/m3

ACI, hesaplanan ks deerinin belirli bir aralktadeitirilerek yap analizlerinin tekrarlanmasn ve enolumsuz durumun alnmasn nermektedir.


86/120


86

Yatak katsaysnn alansal deiimi dahaayrntl olarak da elde edilebilir. Literatrde buhususta bir ok yntem mevcuttur.

Bunlardan biri Dalolu Vallabhan Yntemiolarak bilinir:

ki parametreli bnye denklemininedeer basitletirilmi zmleri bu


87/120

yntemle saysal olarak elde edilebilir.

4r

DKk nw=4

sE

HDr=

)1(12 2

3

p

p hED

=

D: Plak eilme rijitlii, (Kirili radye iin edeer eilme rijitlii)

Ep, p: Beton Elastisite Modl ve Poisson oran

H: Etkili zemin derinlii

Es: Zemin elastisite modl (Edeer Elastisite Modl)

r: Karakteristik Uzunluk

Knw: Boyutsuz Yatak Katsays Deeri (Grafikten okunur.)

k: Yatak katsay

s

deeri [F/L3

]

Dalolu-Vallabhan ynteminde boyutsuz yatak katsays grafii

0 50


88/120

H / r = 6 deeri iin Knw izohipsi

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50

x / L

0.50

0.40

0.30

0.20

0.10

0.00

y / B

Boyutsuz temelkoordinatlar iin Knwdeerlerinin okunmas


89/120

Dal.-Val. Ynt. Knw deerlerinin oturma alan iinde deiimi


90/120


90

X / Ly / B

Knw

Zeminin Sonlu Elemanlar ile Modellenmesi


91/120


91

Temel ve zeminin boyutlu olarakmodellenmesidir.

Teorik olarak en gereki zm yntemidir, Yntem u an iin pratik deildir,

Byk miktarda ilem gc gerektirir,

zellikle zemin parametrelerinin okdeikenlik gsterdii durumlarda hesaphassasiyetini salamak iin zemin zelliklerinindoru tanmlanmas gerekir.

Bu problemler aldnda muhtemelen en skkullanlan yntem olacaktr.


92/120


92

Yap zemin etkileiminicanlandrmak iin, belirlibir zemin blgesinin de

sonlu elemanlarmodeline eklenmesimmkndr.

Fakat bu yaklam pratikmhendislikuygulamalar iin herzaman uygun

olmamaktad

r. Bununyerine yatak katsaysyaklam takipedilebilir.

YATAK KATSAYISI MODELNN YAPI DAVRANIINA ETKS


93/120


93

4 Katl Betonarme ereve Sistem

Kat ykseklii : 2.95m

Demeler :12cm

ve 14cm

plakBina y-y dor. 3.00m betonarme perde duvar

Temel Boyutlar


94/120


94

Yap temeli : 21mx12.5m kirili radye plak

Plak kalnl : 30 cmTemel kirileri : 0.6m x 0.8 m

Etkili zemin derinlii : 8.4 m

Zemine iletilen net yk (qnet) : 61.02 kN/m2

Binann perspektif grnm


95/120


95

Bina normal kat kalp plan


96/120


96

yx

100 / 20

100 / 20

20 / 100

20/10020 / 300

50 / 30

20 / 50

12.5 m

21.5 m

Yap modelinin oluturulmas

Perde duvar kabuk eleman ile


97/120

Perde duvar, kabuk eleman ilemodellenmitir.

Bina, kayma erevesi olarak modellenmitir. Temel pla dm noktalarnn

Ux , Uy yatay telenme veRz dnme serbestlikleri mesnetlenmi,

Uz dey telenme serbestlii dmnoktalarna atanan nokta yaylar [FL-1] iletutulmutur.

Zemin Modelinin Oluturulmas

Tabakal zemin profili:


98/120

Tabakal zemin profili:0.0-2.0m SC (Killi Kum)

2.0-3.6m

CL (Dk plastisiteli kil)3.6-4.0m SM (Siltli kum)

4.0-8.4m

ML (Plastik olmayan silt)

Yer alt su seviyesi yzeyden 0.5 m

derindedir.


99/120


99

Gz nne alnan yk koullarndakonsolidasyon sresi 6 yl olarakhesaplanmtr

Konsolidasyon srecinicanlandrabilmek iin bir yap imalatprogram kabul edilmi ve bu sre

boyunca zemine aktarlan net ykndeiimi elde edilmitir.

60 0

70,0

Yap imalat senaryosu grafii


100/120

0,0

10,0

20,0

30,040,0

50,0

60,0

0 2 4 6t (yl)

q(kN/m

2)

(zemine iletilen net yk, qnet=61.02

kN/m2

)

nykleme etkileri


101/120


101

y

x

Zemini n ykleyen 2 katl karkas yap (solda) vebu karkas yapnn, oturma alan zerindeki ksm

Efektif gerilmelerin zamana bal deiimi


102/120


102

Karakteristik noktann deyi boyunca efektif gerilmenin zamanabal deiimi (kN/m2)

zmir Bostanl Binas Sonularnn ncelenmesi

43

B B


103/120


103

Temel pla sonlu elemanlar a

6

A

C C

A

2

5

1

y

x

Zaman

(Yl)

0

21,58

18,48

15,88

14,80

11,33

7,523,230,00

m) 0,41

X ekseni (m)


104/120


104

Temel A-A aks zerinde yer alan noktalarnzamana bal oturmas

5

10

15

20

25

30

35

D

eydeplasm

an(cm 0,83

1,25

1,66

2,08

3,08

4,08

5,08

6,08

51,2 5,8 9,63 11,13 16,08 18,68 20,38

C-C Aks (m)

m)


105/120

-35

-30

-25

-20

-15-10

-5

0

5

DeyDeplasm

an(cm

Gerek yap k,deikenk=300 kN/m k=2000 kN/m

k=10000 kN/m

C-C aks zerinde nihai oturma grafii

X-ekseni boyunca hesaplanan ve llenfarkl oturma deerleri


106/120


106

A-A B-B C-C

Nokta No 1 2 3 4 5 6

X [m] 0.0 21.58 0.85 20.68 0.0 21.58

Y [m] -6.35 -6.35 -1.20 -1.20 -1.20 -1.20

Z [cm] -20.04 -29.70 -20.79 -29.31 -20.39 -29.90

Hesaplanan [cm] -9.66 -8.52 -9.51

llen [cm] -8.50 7.60 -9.00

Bina doal periyotlar [sn] ve Taban kesme kuvvetleri [kN]

X ve Y dorultusu Doal Periyot VtT = 0 584 sn 2420

Rijit Yap Zemin


107/120


107

yTy = 0.584 sn. 2420Tx = 0.539 sn 2420

Ty = 1.434 sn 1667Tx = 0.898 sn 2420

Ty = 1.629 sn 1510

Tx = 1.015 sn 2197Ty = 0.760 sn 2420

Tx = 0.555 sn 2420

Ty = 0.581 sn 2420Tx = 0.512 sn 2420

ksabit=10000 kN/m3

ksabit=2000 kN/m3

ksabit=300 kN/m3

kdeiken

Rijit Yap-Zeminbalants

Kolon ve perdelerde gelientaban kesme kuvvetleriG+Q+DEPY (+0,05 ek d merkezlik)

K l P dToplam Kolon Perde


108/120


108

Y dorultusuKolon

kNPerde

kN

pKesme

kNYk

OranYk

Oran

Rijit Yap-Zeminbalants

806.4 1613.7 2420.1 0.33 0.67

kdeiken 1219.4 448.3 1667.7 0.73 0.27

ksabit=300 kN/m3 1105.6 416.9 1520.6 0.73 0.27

ksabit=2000 kN/m3 1758.9 661.2 2420.1 0.73 0.27

ksabit=10000 kN/m3 1702.0 718.1 2420.1 0.70 0.30

SONULAR


109/120


109

Farkl oturmann tayc sisteme etkilerini dikkate

alabilmek iin yap

analizinde yatak katsay

s

gereki bir tarzda kullanlmaldr.

Yatak katsays, zemin fiziksel zelliklerinin,

tabakalanmasnn, ykleme koullarnn, temel

rijitlii ve st yap

rijitliinin bir fonksiyonudur.


110/120


110

Yatak katsaysnn belirlenmesi bir yap-zemin

etkileimi problemidir ve her projenin kendine zgbir yatak katsays tanmnn olmas beklenmelidir.

Yatak katsays seiminin yap kesit tesirlerinideitirmedii hkm geerli deildir.


111/120


111

Yap-zemin etkileimi yap periyodunu artrmakta

ve taban kesme kuvvetini azaltmaktadr. Fakatfarkl trdeki yap elemanlar arasndaki yk

paylamn olumsuz ynde deitirebilmektedir.

Yap-zemin etkileimi her zaman yapnn lehine

almayabilir.

Kazkl Temellerin Yatay Yk Analizleri


112/120


112


113/120


113


114/120


114

Yatay YYatay Yk Altk Altnda Kaznda Kazk Davrank Davran

HEilme momenti

Zemin direnci3 5d


115/120


115

Momentkapasitesi

d

3 - 5d

Zeminkapasitesi

5 - 15 d


116/120


116

Zemin-kazkilikisi dorusalolmayan yk-deformasyonerileri (p-y)yoluyla kurulur.

Sonular ve neriler Depreme dayankl temel tasarm ncelikle


117/120


117

Depreme dayankl temel tasarm ncelikledinamik ykleme koullarnn dorutanmlanmas ile balar. Tasarm tepkispektrumu yerel zemin koullarn yeterli birekilde yanstmaldr.

st yap ile uyumlu, yapsal btnlsalarken beklenen binadan beklenen davrandeitirmeyecek temel sistemi seilmelidir.

Zemin-yap etkileimi her zaman yap lehinealmayabilir. Bilhassa suya doygun gevekten

orta s

k

ya kumlar ve yumuaktan orta kat

yakillerde deprem srasnda ar boluk suyubasnc geliimiyle yapya etkiyen yklerartabilir.

Svlama analizlerinin arazi ve laboratuvar


118/120


118

Svlama analizlerinin arazi ve laboratuvardeneylerine dayanlarak yaplmas Deprem

Ynetmeliine gre zorunludur. Temel seviyesinde zemin plastiklemesine ve

dnmesine izin verilmesi yapnn lehine

alabilir. Ancak bu durumda yap taycsistemindeki yk dalm deiimlerine dikkatedilmelidir.

Radye temellerin analizinde yatak katsaysnngereki belirlenmesi yap-temel davrannndoru bir ekilde ele alnmas iin nemlidir.

Yksek yaplarn analizinde zemin kat


119/120


119

Yksek yaplarn analizinde zemin katkolonlarnn temelden bamsz zmnden

bilhassa D grubu zeminlerde saknlmaldr. Kazkl temellerin ok rijit olmamasna zen

gsterilmelidir.

Kazklarn svlamay tek balarnanlemeyecei gz nne alnmaldr.

Kazklarn zemin yzeyinden 1/3L derinliinden

daha aada pekala zorlanabilecei dikkatealnmaldr.

Bilhassa yksek yaplarda ift radye


120/120


120

Bilhassa yksek yaplarda ift radyeuygulamasna gidilerek temel kazklarnn bina

ile yap

sal balant

s

n

n olmamas

etkin birsnmleyici grevi stlenecektir. Bu sayedeayrca kazklarn daha dk atalet yklerinemaruz kalmas salanr.

Bodrum kat uygulamas ile yapnn dinamikdavranna olumlu katkda bulunur. Ayrcatemel tama kapasitesi artrlm olur.

Yksek yaplarda izolatr kullanm yapyaaktarlacak deprem kuvvetlerini nemli orandaazaltacaktr.

seminer depreme dayanikli temel tasarimi dokuz eylül ünv (sunum)

Documents