ss ao eb inm302 06 [uyumluluk modu]sedat sert-aşkın Özocak-ertan bol 1 temeller temeller; yapı...

Sedat SERT-Aşkın ÖZOCAK-Ertan BOL 1

TEMELLERTEMELLER

Temeller;Temeller; yapı yüklerini zemine -taşıma gücü aşılmadan ve taşıma gücü aşılmadan ve -kabul edilebilir oturmalarlakabul edilebilir oturmalarla

aktaran yapı elemanlarıdır.

En uygun temel ortamı:En uygun temel ortamı: kaya

Ana kayanın bulunamadığı durumlarda “sağlam zemin” e ulaşılması amacıyla temel çukuru olabildiğince derin kazılmakta


BBLL

DDff

B :B : Temelin küçük boyutuL :L : Temelin büyük boyutu DDff:: gömme derinliği

Yapı temellerinin tasarımında ilk seçenek: yüzeysel temelleryüzeysel temeller

DDff ≤ B≤ B ⇒ yüzeysel temelDDff > B> B ⇒ derine oturtulmuş bir yüzeysel temel

Yüzeysel temellerin taşıma gücü ve oturma ölçütlerini sağlayamayacağı koşullarda: derin temellerderin temeller

artan yapı yükleri yerleşimin yetersiz zemin bölgelerine yayılması

↓ ↓ ↓ ↓ ↓yüzeysel temeller → derin temeller

daha pahalı ileri teknolojiler gerektiren

derin temeller boy/genişlik oranı (L/B>>) uç direnci + çevre sürtünmesi/yapışması


Yüzeysel ve Yüzeysel ve Derin Temeller Derin Temeller

TEMELLERİN GENEL AYIRIMITEMELLERİN GENEL AYIRIMI


YÜZEYSEL TEMEL TÜRLERİYÜZEYSEL TEMEL TÜRLERİ

Kare TemelKare Temel

Temel mühendisinin ana kuralı Temel mühendisinin ana kuralı binada çözümü yüzeysel ve binada çözümü yüzeysel ve kare temellerle sağlamaktırkare temellerle sağlamaktır

Kare temel kullanamama nedenleri:

* üst yapıda kolonların birbirine yakınlığı * binanın parsel sınırına yapışık olması* kolon yüklerinde farklılıklar* Aşırı yüksek momentler* duvar ve perde kullanma zorunluluğu * zeminde tabakaların zayıflığı* zeminin yatayda değişkenlik göstermesi* yeraltı suyunun yüksekliği

Deprem bölgelerinde tekil temellerin bağ kirişleri ile birbirine bağlanması gerekmektedir Deprem bölgelerinde tekil temellerin bağ kirişleri ile birbirine bağlanması gerekmektedir

YÜZEYSEL TEMEL TÜRLERİYÜZEYSEL TEMEL TÜRLERİ


Halka Temel Halka Temel

ÇelikÇelikKolonKolonAltında Altında Dikdörtgen Tekil TemelDikdörtgen Tekil Temel

Temeller betonarme, ancak Temeller betonarme, ancak betonarme veya çelik kolon betonarme veya çelik kolon

taşıyabilir.taşıyabilir.

1.5B1.5B≤≤≤≤≤≤≤≤LL≤≤≤≤≤≤≤≤ 5B5B

Birleşik Temeller (L<5B) iki veya en fazla üç kolonu taşırlarBirleşik Temeller (L<5B) iki veya en fazla üç kolonu taşırlar

eşit yük/momentlieşit yük/momentli

içteki yük büyükiçteki yük büyük

parsel kenarıparsel kenarı--dıştaki dıştaki yük büyükyük büyük

Birleşik Temeller (L<5B) Birleşik Temeller (L<5B)


Çift YöndeÇift YöndeTek Yönde Tek Yönde

Sürekli Temeller (L>5B)Sürekli Temeller (L>5B)

Kolon ve perde yükleri bir veya iki yönde aynı temele taşıtılıyor ve Kolon ve perde yükleri bir veya iki yönde aynı temele taşıtılıyor ve L>5B ise bu temele L>5B ise bu temele sürekli temelsürekli temel denir. Sürekli temeller kare temellerin denir. Sürekli temeller kare temellerin

kararlı olarak birbirine yakın oldukları durumlarda, öncelikle de kararlı olarak birbirine yakın oldukları durumlarda, öncelikle de deprem bölgelerinde kullanılırlar.deprem bölgelerinde kullanılırlar.

Kolon TemeliKolon Temeli Duvar Temeli Duvar Temeli

Bu tip duvar temellerinde veya eşit birçok kolon yükleri taşıyan Bu tip duvar temellerinde veya eşit birçok kolon yükleri taşıyan temellerde olduğu gibi L>>B durumlarında temelin sonsuz uzunlukta temellerde olduğu gibi L>>B durumlarında temelin sonsuz uzunlukta olduğu kabul edilerek hesaplamalar sonlu boyuttaki temellerden farklı olduğu kabul edilerek hesaplamalar sonlu boyuttaki temellerden farklı biçimde yürütülür.biçimde yürütülür.

Şerit Temeller (L>>B)Şerit Temeller (L>>B)


Düz Plaklı

Kolon Altları Kalınlaştırılmış

Düz Kirişli

Yayılı Temel

Bir temelin “yayılı” olarak tanımlanabilmesi için Bir temelin “yayılı” olarak tanımlanabilmesi için aynı eksende üçten fazla kolon yükü taşıması ve aynı eksende üçten fazla kolon yükü taşıması ve bu eksenlerin iki veya fazla olması gerekir.bu eksenlerin iki veya fazla olması gerekir.

Yayılı TemellerYayılı Temeller

•Zemin özelliklerinin bina yüklerini tekil veya birleşik/sürekli temellerle taşıyamayacak kadar kötü olması

•Yapı yükünün yüksekliği nedeniyle ayrık temel boyutlarının bir diğeri ile kesişecek denli aşırı büyümesi

• Alandaki zeminin değişken özelliklerine bağlı olarak binanın ayrık kolon temelleri yükleri altında farklı oturma gösterme olasılığı

•Bina yüklerinin değişken ve belirsiz olması

•Yanal yüklerin değişkenliği

•Y.A.S.S.’nden kaynaklanan kaldırma kuvvetlerinin büyüklüğü

•Su yalıtma gereksinimleri

Yayılı Temelin Uygulama KoşullarıYayılı Temelin Uygulama Koşulları


sağlam katman çok aşağıdasağlam katman çok aşağıda

gökdelengökdelen--enerji santralienerji santraligenişlik 2.5genişlik 2.5--3.0 m (oturma limiti ~0)3.0 m (oturma limiti ~0)

DERİN TEMEL DERİN TEMEL TÜRLERİTÜRLERİ

•Yüzeysel temellerin taşıma gücünün üst yapı yükünden gelen gerilmelerden küçük olması,

•Yapı altındaki zeminin sıkışabilirliğinin çok yüksek olması, yüzeysel temellerin kullanımı halinde oluşacak oturmaların kabul edilemez düzeye erişmesi,

•Zeminin sıkışabilirliğinin ve üst yapı yükü dağılımının farklılık göstermesi sebebiyle ayrık yüzeysel temellerde aşırı farklı oturmaların ortaya çıkması,

•Temel sisteminin deprem sebebiyle yatay yük etkisi alması.

Yayılı temel kullanılmasının oturma ölçütlerini sağlayamayacağı durumlarda kazıkların hem taşıma gücünü artırıcı hem de oturmaları azaltıcı olarak kullanılması akla gelmektedir.

Kazıklı Temellerin Kullanım KoşullarıKazıklı Temellerin Kullanım Koşulları


Mimari proje + zemin incelemeleri → olası yapı-zemin etkileşimi bilgileri

* Yapının ağırlığı* Kenar boyutları* Yükseklik ve derinliği* Temel hareketlerine duyarlılığı* Kaya/zeminin özellikleri* Yeraltı suyunun konumu-özelliği* Anakayanın düzeyi-kalitesi* Alanın depremsellik ve diğer afetlerden etkilenme durumu* Çevre etkileri

TEMEL SİSTEMİNİN SEÇİMİTEMEL SİSTEMİNİN SEÇİMİ

TEMEL ÇÖZÜMLERİ için SEÇENEKLER

(a) Tekil/birleşik/sürekli: Zemin yeterli, bina çok ağır değil ve yeraltı su seviyesi etkin değil (b) Yayılı-bodrumlu: Zemin çok iyi değil, bina yüksek, izin verilen oturma kısıtlı(c) Zemin iyileştirmeli: Zemin zayıf, bina hareketlere çok duyarlı değil (d) Kazıklı tekil temelli: Zemin aşırı zayıf, Y.A.S.S. yüksek ve/veya yapı ağır, anakaya makul derinlikte (e) Kazıklı-bodrumlu-yayılı temelli: Bina yüksek/ağır, çok derin yumuşak kil

anakaya

YASS


Temeldestatik-sismik/dinamik yüklerden

düşey, yatay, moment zorlamaları

TEMELLERE GELEN YÜKLER

G kalıcı (ölü), Q hareketli ,T ısıl, W rüzgar, E deprem, H yatay (toprak basıncı), F akışkan, K kar, R yağmur yükü, Ws hizmet görebilirlik durumunda rüzgar yükü. TS500, SLS durumunda katsayıların 1.0 alınmasını istemektedir.

DURUM ULS (Avustralya)ULS

(TS500)SLS

(Avustralya)

Kısa vade Uzun vade

Kalıcı+hareketli1.25G+1.5Q 0.8G+1.5Q

1.4G+1.6Q 1.0G+1.2Q+1.2T

1.0G+0.7Q G+0.4Q

Kalıcı+hareketli+rüzgar1.25G+W+0.4Q 0.8G+1.0W

1.0G+1.0Q+1.3W0.9G+1.3W

1.0G+Ws

G+0.7Q+Ws

Kalıcı+hareketli+deprem1.25G+1.6E+0.4Q0.8G+1.6E

1.0G+1.0Q+1.0E 0.9G+1.0E

Kalıcı+hareketli+toprak basıncı1.4G+1.6Q+1.6H0.9G+1.6H

YÜK BİLEŞİMLERİ için KISMİ YÜK KATSAYILARI


A.B.D. ANSI/ASCE standardı aşağıdaki kombinasyonlardan en büyük toplamı veren (U) son yük ifadesinin kullanılmasını önermekte

U=1.4G U= 1.2(G+F+T)+1.6(Q+H)+0.5(Q veya K veya R)U= 1.2G+ 1.6(Q veya K veya R)+(0.5Q veya 0.8W) U= 1.2W+1.3W+0.5Q+0.5(Q veya K veya R)U= 1.2G+1.0E+0.5Q+0.2KU= 0.9G+(1.3W veya 1.0E)

TEMELLERİN PROJELENDİRMESİ

Son Limit Durum (ULS)Hizmet Görebilirlik Limit Durumu (SLS)

Eurocode 7 – Part 1;

�Genel stabilite kaybı�Taşıma gücünün aşılması�Kayma ile işlevin yitirilmesi�Zemin ve taşıyıcı sistemde bileşik yenilme�Temel hareketinden kaynaklanan yapı göçmesi�Aşırı oturmalar�Kabul edilemez yükselme/kabarmalar�Aşırı titreşimler�Kazıkta çekme direncinin aşılması�Kazık malzemesinin yetersizliği�Kazığın aşırı yanal yüklenmesi ile zemin yenilmesi


Son Limit Durum (ULS: Ultimate Limit State)

Yapı veya zeminin herhangi bir nedenle göçmesi, kayması gibi son direncin aşılması koşullarını kapsar. Güvenlik kaybı olasılığı %o 1Son limit durum yaklaşımı ULS, temel hesaplamalarını taşıma gücü kavramına dayanarak yapmaktadır.

Hizmet Görebilirlik Limit Durumu(SLS: Serviceability Limit States)

Binada aşırı toplam ve farklı oturmalar, çatlama ve titreşimlerin belirmesigibi kabul edilemez şekil ve yer değiştirmelerle beliren durum olarak tarifedilmektedir.

TEMELLERİN PROJELENDİRMESİ

Bir temelin son taşıma gücüson taşıma gücü (qqdd) zemine gözle görülür biçimde batmadan taşıyabileceği en yüksek gerilmeyi gösterir (kPa).

Bir yüzeysel veya derin temelin almakta olduğu ya da alacağı yükler altında tatminkar hizmet verebilmesi için hiçbir durumda son taşıma gücünün aşılmamasıgerekmektedir.

Ancak birçok durumda bu taşıma kapasitesine varılmasa dahi kısa ve uzun vadede temel ve bina için izin verilebilir hareketlerin üst limitine ulaşıldığı hatta bu sınırın geçildiği görülmüştür.

Temel Taşıma GücüTemel Taşıma Gücü


“Zemin emniyet gerilmesi” sanki her zeminin kendine özgü bir taşıma gücü değeri olduğu izlenimini vermektedir. Zeminde yumuşak killer dışındaki ortamlarda “zemin emniyet gerilmesi” kavramı yanıltıcıdır.

Daha basit deyişle, bir zeminin değil bir “temelin taşıma temelin taşıma gücügücü” olduğu birçok kişi tarafından bilinmemekte veya görmezden gelinmektedir.

Zemin Emniyet Gerilmesi KavramıZemin Emniyet Gerilmesi Kavramı

Bir temelin taşıma gücü zeminde göçme olmaksızın, kayma dayanımı aşılmaksızın zemine aktarabileceği en fazla gerilme olarak tanımlanabilir

Temel Güvenli GerilmesiTemel Güvenli Gerilmesi(Temelin Emniyetli Taşıma Gücü)(Temelin Emniyetli Taşıma Gücü)

Temel güvenli gerilmesi (Temel güvenli gerilmesi (σσσσσσσσemem);); son taşıma gücünün (qd) önceden verilen bir güvenlik sayısına bölümüyle bulunur.

σσσσσσσσemem= = qqdd/GS/GS


Güvenlik SayısıGüvenlik Sayısı (G.S.), zeminin parametrelerini yeterince büyük bir sayı ile azaltarak en olumsuz koşullarda dahi taşıma gücü ve oturma limitlerinin aşılmamasını garanti altına alma amacına yöneliktir. Örneğin, son taşıma gücü (qd) bilinen bir temelde bu temele uygulanacak en büyük gerilme σem

ile arasında genellikle G.S.=3 gibi bir oran olması aranmıştır.

Genel eğilim sığ temellerde 2.5-4,

derin temellerde 2-3.5

Yakın geçmişte Türkiye’de bu kavramın çoğun aşırı muhafazakar bazen de gerçek dışı özelliği ortaya çıktığında değişikliğe gidilme ihtiyacı duyulmuştur. Örneğin, kazık kapasitesi hesabında uç direnci için 2.5, çevre sürtünmesi için 3 gibi farklı iki değer kullanılmış, böylece kısmi G.S. kavramına yönelinmiştir.

Temellerde Taşıma Gücü için Önerilen Güvenlik SayılarıTekil, Birleşik Temeller 2.0-3.0Yayılı Temeller 1.7-2.5

Kabul Edilen (Presumed) Güvenli Taşıma Gücü

“Kabul edilen güvenli taşıma gücü” (presumptive bearing

capacity) söz konusu bölge ya da kent için üstüne çıkılamayacak gerilmeleri gösterir.

Bir başka deyişle, olabilecek en yüksek düzeyi temsil eder. Projelendirmede bunlardan büyük değer kullanmak isteyenler arazi ve laboratuvar deneyleri ile daha yüksek değerlerin geçerliliğini kanıtlama durumundadırlar.


Zemin Türü σ (kPa)

Magmatik Kaya ve Gnays 10000

Tortul 4000

Şist 3000

Şeyl-Silttaşı 2000

Çakıl

Sıkı >600

Orta Sıkı 200-600

Gevşek ve

Çakıl+Kum

<200

Kum

Sıkı >300

Orta Sıkı 100-300

Gevşek <100

Kil

Katı-Sert 300-600

Sert 150-300

Orta Sert 75-150

Yumuşak ve Silt <75

Kabul Edilen (Presumed) Güvenli Taşıma Gücü (BS8004:1986)

Zeminin Temel Altında Davranışı

�Üç katlı yapı

�Yüklemeyle artan b.s.b.ları

�Efektif gerilmeler hızla azalıyor

�Son taşıma gücü?

�uw-hidrostatik

�Kısa ve uzun vadedeki direnç ve uw değişimi

(Yüklenen Yüzeysel Temel Altında Güvenliğin Değişimi)


Üç katlı bir yapının yüzeysel temellerinden biri altında, hızlı yapılmış inşaat süresince ve inşaatın bitimini izleyerek zeminde boşluk suyu basınçları ve taşıma gücüne karşı güvenlik sayısının durumu temsil edilmektedir.

Her katta betonlamadan sonra taban basıncı yükselmekte ve inşaatın tamamlanması ile q yataya yönelmektedir.

Bu yükleme sırasında temelin altında herhangi X noktasında boşluk suyu basınçları da zeminin boşluk suyu parametresine (A) bağlı olarak artmaktadır.

Efektif gerilmeler bu etkiyle hızla azaldığından temelin taşıma gücüne karşı güvenlik sayısı da yükleme sürdükçe düşmektedir.

Bu süreçte temelin son taşıma gücü aşılırsa temel zemine batarak işlevini yitirecek, aşılmamışsa boşluk suyu basınçlarının sönümlenmesi ile efektif gerilmeler yükselişe geçeceğinden bu aşamadan sonra güvenlik sayısı GS, şekilde gösterildiği gibi uw hidrostatik değerine düşene değin sürekli artış gösterecektir.

Bu benzeştirme derin temeller için de geçerlidir. Bu durumda zeminin artan gerilmeler altında hem kısa hem de uzun vadede göstereceği direnç ve boşluk suyu değişimlerinin bilinmesi önem kazanmaktadır.

ss ao eb inm302 06 [uyumluluk modu]sedat sert-aşkın Özocak-ertan bol 1 temeller temeller; yapı...

Documents