İstinat yapıları
TRANSCRIPT
-
8/2/2019 stinat Yaplar
1/7
stinat YaplarEimli arazilerde araziden yararlanmak zere zemini tabi ev asndan daha dik a ile
tutmak kayma gme ihtimali olan zeminlerin yklmasnn engellemek , bir binannbodrum duvarlarn oluturmak. Kylarn erozyondan veya taknlardan korunmasn
salamak, kprlerde kenar ayak grevi yapmak , derin ukurlarn yan duvarlarn
tutmak gibi amalara hizmet vermek iin ina olunan dey yada deye yakn geiisalayan yaplara istinat yaplar denilir.
stinat duvarlarn ktle istinat duvarlar ve ktle olmayan istinat duvarlar olarak ikikategoride inceleyebiliriz.
Ktle istinat duvarlar kendi arlklar ile stabiliteyi salarlar. Duvar gvdesi deiikekil ve kombinasyonlarda ina edilebilir.Yapnn gvdesi , beton ktle , betonla birlikte
zemin veya sadece zemin eklinde oluturulabilir.Bu duvarlar rijit veya bklebilirolarak snflandrlabilirler.Bu tip duvarlarn hepsi stten serbest olup deplasmana
msaittir.Bu nedenlede aktif toprak banc kolayca oluur.
Ktle olmayan duvarlarda ise harekete izin verilmez. Bodrum duvarlar, kpr giriayaklar ve ankrajl duvarlar bu tipi olutururlar. Ankrajl beton perde duvarlar henz
inaat aamasnda iken topra tutacak ekilde ina edilirler.
RJT BETON KTLE DUVARLAR
Beton ktle duvarlar genelde iyi performans gsterirler fakat potansiyel kaymadzleminin iyi drenajl granler dolgu ierisinde olumasn salayabilmek iin byk
miktarda kaz ve dolgu gerekebilir.
Herhangi bir durumda pozitif drenaj mutlaka salanmaldr.Drenaj deliklerinin her antkanmas sz konusu olduundan bunlarn periyodik bakm gerekmektedir.
SADECE BETONDAN YAPILMI BETON KTLE DUVARLAR
ekme gerilmesi alamazlar ve fazla yksek durumlar iin ekonomik deildirler.
YARI KTLE DUVARLAR
Az miktarda donat eliine sahiptirler.Bnun amac beton hacmini kltmek ve byk
ykseklikli duvarlarda kapasiteyi artrmaktr. Bu tip duvarlar 32 metreye kadar inaolunmutur.(Kulhawy,1974)
BETONARME KONSOL DUVARLAR
Genellikle 8 m seviyesindeki duvarlar iin ekonomiktirler. Bunun sebebi duvarn tabangvde birleiminde yeterli mukavemetin salanma gereidir.Arka topuk zerine etkiyentopran arl ise aktif itkiye diren salamak iin beton arlna ilave edilir.Bu tip
duvarlar Ka dan ok Ko toprak basncna gre tasarlanr nk Ko artalarnoluturmak iin gerekli eilme duvarda atlaklara , zellikle kuvvetli temel elemanlar
ile desteklendii yerlerde sebep olabilir.
PAYANDALI DUVARLAR
-
8/2/2019 stinat Yaplar
2/7
Payandalarla glendirilmi, ykseklikleri 8 m den 12 m ye kadar deien konsol
duvarlardr.Boyutlandrlmalar konsol duvarlara benzer ve payanda aralklar duvaryksekliine bal olarak (1/3) ile (1/2)H arasnda deiir.yksekliin 10 m olduu
duvarlarda aralk brakma (1/2)H seviyelerindedir. Bu duvarda devrilmeye ve kaymaya
kar diren tabana ankraj yaplarak elde edilebilir.
BKLEBLR KTLE DUVARLAR
Donatl zemin duvarlar yksek kapasiteli bir ekilde ina edilebilirler.Bu duvarlarpozitif eim drenaj salamada ve oturma tolerans asndan doal avantajlara
sahiptirler.
KAYA DOLGULU BUTRESLER
Byk kaya paracklar ile ina edilirler.Topuk yerinin uygunluuna gre hareket eden
evleri stabilize etmekte kullanlrlar.
METAL SANDIK TP DUVARLAR
Bunlar ii kaya veya akl dolu metal bloklarn birbirine aklmas ile ina edilenduvarlardr.metal bloklar genellikle 1m 1m kesitinde olup 2 m ye varabilen uzunluklara
sahiptirler.Bu duvarlarda tm yapnn stabilitesi hesaplanrken her bir bloun dastabilitesi gz nnde bulundurulmaldr.Dvar yz deyden6derece geriye doru
yatrlr.Maksimum ykseklik10 m civarndadr. Duvarn n veya arka yz basamaklolabilmektedir.
KAFES TP DUVARLAR
Birbirine bal ahap kereste , prefabrike beton ve metal elemanlardan imal edilen ve iikrmata veya dier kaba daneli malzemelerle doldurulmu kutulardan oluan
yaplardr.Genellikle yer seviyesindeki sktrlm yol dolgularndakullanlrlar.Prefabrik elemenlar genellikle 2 m uzunluundadr ve duvar yksekliidebunun iki kat ile snrldr.Duvar ykseklii kutu ksmlarn ikier yaparak arttrlr
fakat yksek duvarlarn enine farkl oturmalara kar ok hassas olmas ve aprazelemenlarn zayfl ar srarj yklerinin karlanmasna meydan vermemektedir.Yk diyagram gsterilerek devrilmeye kar koyan ksm olarak (H*B) boyutundaki
dikdrtgen alnmtr.DONATILI ZEMN DUVARLARI
Genellikle galvanizli elikten yaplm erit veya ubuklarn ekme gerilmelerini alamkzere dolgunun iine gmlmesi ile ina edilirler. eritler aliminyum , plastik veya
biyolajik ayrma yapmayan rglerde olabilir .Bu ubuk vaya eritler d yzeyde inceelemenlarla birletirilirler.Bnun amac yzeyi tutabilmektir.Bu elemenler dayankllk
estetik yatay basnlar karlama ve her noktadaki gerekli mukavemet asndanprefabrike betondan yaplmaktadr.
ubuklar gerekli ubuk-zemin srtnmesini salayabilmek iin yeterli uzunluk ve
genilie sahip olmaldr.Bu uzunluklar genellikle yap yksekliinin 0.8 ile 1.2 katarasnda deimektedir.Gerekli srtnmenin elde edilebilmesi iin dolgunun isel
-
8/2/2019 stinat Yaplar
3/7
srtnme as minimum 25derece olmaldr.Ayrca dolgunun maksimum %25 lik ksmno:200 eleinden geirilmelidir. (Lee ve dierleri,1973)
ANKRAJLI DUVARLAR
ANKRAJLI BETON PERDE DUVARLAR
20-30 cm lik betonerme bloklardan oluan ve kaz yapldka yukardan aaya dorugelien duvarlardr. Tuttuklar zemine ankraj edilirler.Bunlar normal bir duvar gibiina edilip sonrada doldurulabilirler.Bu duvar tipi derin ve yksek kapasite isteyen
durumlarda olduka kullanldr. Byk yaplarn ak kazlarnda yama dolgu ve yoldolgularnn tutulmas gibi durumlardada bu duvarlar avantajldr.Bu sistemin en
byk faydas kaz yaplrken eve daima destek verilmesidir.Duvar yaplp bittiktensonrada ilave ankrajla duvarn kapasitesi arttrlabilir.
ELK PALPLAN DUVARLAR
elik palplan profillerin zemine aklmas ve gerekirse geriye ankrajlarla balanmassuretiyle ina edilirler.Bu duvarlarn dierlerine gre pek ok avantajlar olduundan
daha yaygn kullanma sahiptir.Bnlarn en nemli zellikleri unlardr.
1.Yksek akma dayanm zellii(zemin sert veya kaya olsa bile)2.Nisbeten hafif malzeme olmas
3.Tekrar kullanlabilmesi4.Su altnda ve stnde ok uzun sre hizmet verebilmesi
5.Kazklarn kaynakla veya vidalanarak rahatlkla uzatilabilmesi6.Eklem yerlerinin deformasyon eiliminin az olmas
7.stenilen durumlara gre malzeme seiminin yaplabilmesi
Bu yaplar yamalarda ok kullanlmazlar, nk deplasmana msait olmalar ,korozyona uramalar ve yksek maliyet sz konusudur.
STNAT KAZIKLARI
Kazklarn yanyana getirilmesi ile ortaya kan istinat yaplardr. Allagelen istinatduvarlarna gre daha abuk ina edilebilmeleri ve ina srasnda zemin profilini
bozmamalar tercih sebebidir.akma kazk trnden olabildikleri gibi
yerinde ina edilen kazk trde bu amala kullanlabilir.Yanal zemin yk tayan kazklarn statik hesab iin deiik yntemler
uygulanmaktadr. Burada istinat kazklar, elastik zemine oturan kiri olarak gz nnealnm ve uygulama iin yeterli olabilecei dncesiyle yar sonsuz kiri sonular ile
yetinilmitir.
KPR AYAKLARI
Konsol betonerme duvarlarn boyutlandrlmas ve stabilite kontrellerinin yaplmasndakullanlan esaslarn byk bir ksm konsol kpr ayaklarndada kullanlabilir. Kpr
ayaklar esas olarak kprnn st yapsn veya tabliyesini destekler.Bunun yanndaeer kenar ayak sz konusu ise bu yap kprye birleen yolun altnda bulunan zeminin
-
8/2/2019 stinat Yaplar
4/7
yatay itkisine kar durur.Kpr orta ayaklar ise kpr kirilerinden gelen yatay vedey kuvvetleri karlar ve gvenli bir ekilde zemine iletir.
STNAT DUVARLARINA ETKYEN KUVVETLER
Sismik basncn istinat yaplar zerindeki etkisi relatif skla ve zemin ile beraberalmasna baldr.Zemin-yap etkilemesi iki kategoride tanmlanr.
1. Esnek yaplar zemin basncn minimize etmeye kadar hareket etme eilimindedirler,rnein serbest duran istinat yaplar gibi.
2. Bodrum duvarlar ve sabitlemi istinat duvarlar gibi rijit yaplar.
Birinci durumda aktif basnlar meydana gelir ve hareket tablodaki gibi oluur. Duvarhareketinin miktar temel salamlna ve duvar esnekliine baldr.Kesin analizler
yaplmal ve aadaki basnlar kullanlmaldr.
- Esneklik:Kaya olmayan malzemeye temellenmi duvarlar veya 5 m den yksek destekduvarlar
- Orta durum:Kayaya temellenmi 5 m den az ykseklikteki destek duvarlar- Rijit durum:Kayaya temellenmi arlk duvarlar yada kazklar
(Dowrick,1987)
SSMK TOPRAK BASINLARI
Genel olarak sismik kuvvetleri elde etmede tavsiye edilen ve ekivalan-statik katsaylarbenimseyen matod kulanlmaktadr.Sadece ok nadir yaplarda sonlu elemanlar
kullanan dinamik analizler mevcuddur.
Ekivalan-statik metodda zemin kamasnn arlna eit yanal deprem kuvveti sismikbir katsay ile arplmakta ve bunun zemin arlk merkezine etkidii
farzedilmektedir.Bu deprem kuvveti duvar zerindeki statik kuvvetlere ilave bir kuvvetoluturur.
Genelde bir deprem sresince duvar zerine gelen toplam basn aadaki olasparann toplamdr.
1.Arlk yklerinden gelmesi beklenen statik basn
2.Depremden gelmesi beklenen dinamik basn3.Dolguya bir d kuvvetten gelebilecek basn, rnein monolitik bir kpr ayandayatay sarsntdan oluabilir.
Zemin basnlar aadaki metodlarla tahmin edilebilir.
1.Elastik teori2.Yaklak plastik teori,coulomb ve mononobe Okabe
3.Numerik metodlar , zemini sonlu elemanlar olarak modelleyen metodlar
Mononobe - Okabe metodunu kullanmak iin efektif zemin ivmesi yaklakolarak 0.3 gr
kadar olmaldr.Bu da kohesyonsuz zeminlerde statik basnca eit bir deprem kuvvetimeydana getirecek deerdedir.Bunun iin makul depremlerde salam kalabilecek ve
-
8/2/2019 stinat Yaplar
5/7
sismik olmayan duvar tasarmnda 2.0 gibi bir gvenlik faktr kullanlmamaldr.
AKTF TOPRAK BASINCI
Aktif toprak basnc gme dairesi ile verilen plastik denge durumunu gsterir.
ncelikle OA ve OE gerilmeleri uygulanarak Ko durumu elde edilir.Daha sonra OEgerilmesi OC ye drlerek kayma as elde edilir. OA (maksimum) ve OC (minimum)gerilmeleri mohr dairesini oluturmakta kullanlabilir.OA ile OC arasndaki fark isedaire ap ve ayn zamanda deviatr gerilmesi olup labaratuarda eksenli gerilme
deneyinden elde edilebilir.
ekilde elastik ve plastik denge durumu gsterimia)Gmeden nceki (elastik) ve gme durumundaki (plastik) gerilme
b)OA sabit yzey gerilmesinin balang durumuc)Aktif toprak basnc teorisi iin kesme gme yzeylerid)Pasif toprak basnc teorisi iin kesme gme yzeyleri
c ve d deki kayma izgileri idealize edilmitir.(Bowles,1982)
Zemin karakteristiklerinin ykseklik boyunca deimedii durumda zemin basncnnbilekesi yani aktif toprak basnc
Pa=0.5*Ka*?*H^2
PASF TOPRAK BASINCI
Eer (Ko durumundan) balarsak,OA y sabit tutarak yanal gerilme OE yi gmegerilmesi OD ye getirirsek OD dairesini oluturmak iin gerekli verileri elde ederiz. Buikinci gme dairesi ile tanmlanan pasif toprak basnc durumudur. Bu durumda AD
uzunluu deviatr gerilmeyi vermektedir. Kayma dzlemleri yatayla ? asnyapmaktadr kibu a malzamanin sadece mekaniiyle ilgilidir
Pp=0.5*Kp*?*h^2
COULOMB TOPRAK BASINCI TEORS
Coulomb tarafndan 1776 da srlen toprak basnc kabulleri yledir:
1) Zemin izotropik ve homojendir.ayrca isel srtnme ve kohezyonuda iermektedir.2) Gme yzey dzlemseldir. Coulomb bunun byle olmadn farketmitir. Fakathesaplarkolaylatrmak iin kullanmtr. Arka dolgu yzeyi dzlemseldir.
3) Srtnme kuvvetleri gme yzeyine niform bir ekilde dalmtrve ?=tan?(srtnme katsays=?)
4) Gme kamas rijit bir ktledir5) Duvar srtnmesi vardr. Gme kamas duvar arkas boyunca hareket eder ve
duvar snr boyunca srtnme oluturur.6) Gme dzlemsel bir eilmedir sonsuz uzun bir ktlenin birim uzunluu gznne
alnacaktr.
RANKINE ZEMN BASINCI
-
8/2/2019 stinat Yaplar
6/7
Rankine (1857) zemini plastik denge halinde dnm ve coulombla ayn varsaymlaryapmtr.Coulombdan farkl olarak Rankine kohesyonu ve duvar srtnmesini
gznne almayarak problemi daha basit hale getirmitir.
PROJELENDRME AAMASI
Projelendirme aamas iin stabilite analizleri ve betonerme hesap yaplmaldr.
STABLTE KONTROLLERnaat duvarlar hesabnda ilk yaplacak i ,istinat duvarnn devrilme,kayma ve toptan
gme kontrollerinin yaplmasdr.
Devrilme kontrol
stinat duvarnn devrilme ve kayma kontrolnde taban zemini zerindeki duvar vezemin ktlesinin beraber hareket ettii ve devrilmenin istinat duvarnn n alt kesietrefnda meydana gelecei kabul edilir.W bu ktlenin arl olmak zere devrilme
gvenlii
No=Devrilmeye kar koyan moment/Devirici moment
Olarak hesap edilir.Devrilme gvenlii 2 den kk olmamas gerekirse daneli dolguiin 1.5 deerine kadar inebilir Statik ve dinamik zemin basnlarnn beraber etkidii
depremli durumda devrilme gvenlii en az 1.3 olmaldr.Devrilme gvenliininsalanmad durumda devrilmeye kar koyan kuvveti artrmak iin taban pla
boyunun bytlmesi tavsiye edilir.
Kayma kontrol
Kaymann istinat duvarnn tabannda meydana geldii kabuledilerek kayma gvenlii
Ns=Kaymaya kar koyan kuvvet / Kaydrc kuvvet
olarak hesap edilir.Kayma gvenliinin 1.5 den kk olmamas gerekir.Depremlidurumda ise 1.1 deereine kadar inebilir. Kayma gvenliinin hesabnda duvarn nksmndaki pasif basn genellikle ihmal edilirsede kayma gvenliini salamak iin
taban dii dzenlendii durumda hesaba katlr.
Toptan gme kontrolZeminin zayf olduu durumda istinat duvar ile beraber zemin ktlesinin alt zeminzerinde kaymas ile toptan gme ortaya kabilir bu durumda kayma yzeyininsilindirik olduu kabul edilir.Silindir ekseninin dzlemi kestii nokta ve yarapsistemin btn parametrelerine bal olduu iin belirsizdir. Genel olarak gme
dairesinin istinat duvar daire iinde kalacak ekilde duvarn arka ucundan getiikabul edilir.Daire merkezinin yeri seildikten sonra toptan gme gvenlii
Nt=Toptan devrilmeye kar koyan moment/Devirici moment
Olarak hesap edilir.Burada moment dnme merkezi olan daire merkezine grealnacaktr.Zemin ve duvarn arlklarnn momenti devirici momenti ve kayma dairesi
-
8/2/2019 stinat Yaplar
7/7
zerindeki srtnme kuvvetlerinin momenti kar koyan momentioluturmaktadr.Toptan gme gvenlii zemin ve duvardan kk dey dilimler
alarak hesaplanabilir.Daire merkezinin yeri deitirilerek gvenliin minimum deeriaranr. Bulunan sonucun n grlen bir deerden kk olmas durumunda duvarndaha derine yerlertirilmesi veya taban plann boyunun bytlmesi tavsiye edilir.
Zemin gerilmesi kontrol
Zemin yatay itkisi ve arl altnda (G+Q ykleme durumu) duvarn taban plaaltndaki gerilmeler kontrol edilerek bunlarn zemin emniyet gerilmesini gemediinbelirlenmesi gerekir.Ayrca ekme gerilmesinin meydana gelmemesi tavsiye edilir.Bukontroln salanamamas durumunda taban pla bytlerek zemin gerilmelerinin
daha dzgn yaylmas ve klmesi salanabilir.
STATK VE BETONARME HESAP
stinat duvarnda H yanal zemin etkisini gstermek zere 1.4 G+1.6H+1.6Q yklemesigz nne alnarak ve kritik kesitleri ihtiva eden ksmlar iin serbest cisim diyagram
izilerek kesitlerdeki eilme momenti ve kesme kuvveti hesaplanr ve kesit hesabyaplr.Baz durumlarda 0.9G+1.6H+1.6Q yklemesininde kritik kesit tesirleri
oluturaca unutulmamaldr.Dey plan mesnet kesitive taban plann dey plaklabirleme kesitleri olmak zere en az kesitte donat hesaplanmas gereklidir.stinat
duvarnn yksekliine gre kesit says arttrlr.Eilme donatlar tek dorultudaalan deme donatlarna benzer ekilde hesap edilir ve seilir.Genellikle kayma
donatsna ihtiya duyulmaz. naat srasndaki safhalarda dnlerek donatdzeninin seiminin buna gre yaplmas gerekir.
KONTRKTF KURALLAR
stinat duvar tabannda dzgne yakn gerilme yayl tercih edilmelidir.Teraltsuyunun birikip zemin itkisini artrmamas iin zemin tarafnda ekilde gsterildii gibidreneja elverili malzeme ile dolgu yaplmaldr.Alt ksma yerletirilen boyuna boru ile
toplanan su alnmaldr.Ayrca duvar iinde 1-2 m aralkla barbakanlardzenlenmelidir.Bunlar da doru eik olmal ve tkanmamalar iin arka ksmna
uygun dolgu yerletirilmelidir.