İSTİNAT YAPILARI TASARIMI

İstinat Duvarı Tasarım Kriterleri ve

Tasarım İlkeleri

Doç. Dr. Saadet BERİLGEN

İnşaat Mühendisliği Bölümü

Geoteknik Anabilim Dalı

Duvar Tasarımı

Dayanma yapıları genelde kalıcı birer yapı elemanıdırlar.

Ölü veya canlı sürşarj yükleri,

Duvar ağırlığı,

Isı ve büzülme etkileri

Deprem yüklerini içeren zemin ve su basıncı için tasarımı yapılır

Duvar Tasarımı

Klasik duvarların

Ağırlık (taş) duvarları,

Yarı ağırlık duvarları (beton)

Konsol (betonarme)

olmak üzere başlıca üç türü vardır.

Duvar Tasarımı

Konsol duvarlarda yüksekliğin fazla olması halinde daha ekonomik kesitlerle çözüm oluşturmak amacıyla duvar arkası veya önünde duvarın gövde ve taban plağını birleştiren üçgen şekilli payandalar oluşturabilir.

Payandalar en az 2.5 m aralıklarla (yüksekliğin ’ü arasında) düzenlenir.

Gövde plağındaki momentin daha iyi bir dağılımı için gövde plağı arkasında bir konsol oluşturularak yanal gerilmeler azaltılabilir.

1 2~

3 3

Duvar Tasarımı

Klasik duvarlar aşağıda gösterilmektedir.

Ağırlık Tipi İstinat Duvarları

Ağırlık tipi duvarlar bilinen en eski dayanma yapılarıdır.

Betondan veya kaya molozlarından taş duvarlar şeklinde inşa edilirler.

Duvar arkasındaki dolgu yükleri duvarın kendisi ağırlığı ile taşınır.

Yapısı nedeniyle, duvar arkası yükler nedeniyle çekme gerilmeleri genellikle oluşmaz veya çok düşük değerlerde oluşurlar.

Bu nedenle bu tip duvarlarda genellikle çelikle güçlendirme yapılmaz.

3 m yüksekliğe kadar ekonomiktirler.

Beton veya taş

duvar

Harç

Taş

Konsol Tipi İstinat Duvarları• Konsol istinat duvarları betonarme olarak inşa edilirler

• Tipik olarak yatay bir temel ve düşey bir duvardan

oluşurlar.

• Topuk altındaki zemin kütlesinin ağırlığı duvarın stabil

kalmasını sağlar.

• Konsol duvarlar 10 m yüksekliğe kadar ekonomiktirler.

Zemine sabitlenmiş düşey konsollar gibi çalışırlar

İstinat Duvarlarının Tasarım Kriterleri

Duvar tasarımında yüksekliğe bağlı olarak aşağıdakine

benzer bir ön boyutlama düşünüp daha sonra güvenlik

araştırmalarına göre gerekiyorsa boyutları küçültmek ya da

büyütmek yoluna gidilmektedir.

Payandalı duvarların yükseklikleri 7-8 m’ yi bulabilmektedir.

Gövde

Gövde

Duvar arkası

malzemesi

Duvar arkası

malzemesi

GÜVENLİK ARAŞTIRMALARI

Bir duvarın güvenli olarak tasarlandığı

Öne doğru topuk etrafında devrilmeye

Taban boyunca öne ötelenmeye

Tabanda taşıma gücüne ve oturmalarakarşı yeterli güvenlikte olduğunun

gösterilmesiyle sağlanabilir.

Bunun yanı sıra duvarın oluşturulduğuyamaçta, duvarı da içerisine alacak biçimdetoptan bir yamaç göçmesine karşı yeterligüvenliğin olduğu gösterilmelidir.

Bir istinat duvarı aşağıdaki tüm durumlarda stabil olmalıdır.

A- Dönmeye zorladığında B- Kaymaya zorladığında C- Taşıma gücü problemlerinde

D- Derin yüzeyli kayma

göçmelerine karşıE- Aşırı oturmalara karşı F- Duvar Tabanına bir normal

kuvvet etkimesi halinde

Klasik Duvarlara Gelen Zemin İtkisi

Bu duvarlar, arkadaki zemin itkisi ile öne

doğru ötelenme ve dönme türünde yer

değiştirme yaptıklarından arka tarafta

doğan zemin itkisinin aktif zemin itkisi

olduğu varsayılabilir.

Duvarın türüne göre Rankine veya

Coulomb yanal itki kavramlarından

yararlanılarak zemin itkisi hesaplanabilir.

Klasik Duvarlara Gelen Zemin İtkisi

Klasik Duvarlara Gelen Zemin İtkisi

Ağırlık türü duvarlarda duvar arkasında toplam

itki (a)’da gösterildiği üzere Coulomb yanal aktif

itki katsayısı göz önüne alınarak duvarın H

yüksekliği için hesaplanabilir.

Diğer bir seçenek olarak arka topuktan geçen

aa' sanal bir yüzeyin duvar tarafındaki kalan

zeminin duvarla birlikte hareket ettiği

düşünülerek H' yüksekliğinde düşey duvara

gelen itki bulunabilir.

Bu durumda eğik zemin yüzeyi için değiştirilmiş

Rankine çözümü ile aktif itki katsayısı bulunup

toplam itki H' yüksekliği için hesaplanmalıdır.

Klasik Duvarlara Gelen Zemin İtkisi

Benzer çözüm (c)’de görüldüğü üzere

konsol duvarlar için de yapılabilir. (b) ve

(c) çözümlerinde duvarla birlikte hareket

ettiği varsayılan zemin kütlesi ağırlığı Ws

duraylılık analizlerinde duvar ağırlığı yanı

sıra ayrıca göz önüne alınmalıdır.

Çizgisel Yük Etkisi

Duvar arkası aktif zemin itkisinin yanı sıra

zemin üzerine etkime olasılığı olan çizgisel

bir yükün duvara yapacağı etkiyi

belirlemek için,

400 lik açı ile duvar arkasına etkitilerek yeri

belirlenir ve büyüklüğü

PaQ=Q x Ka

Çizgisel ve yayılı yük etkisi

Pa1

Pa2

q.Ka .H.Ka

Pa3

q=7 kN

W2W1

W3

Şerit Yük Etkisi

2

2