Yüzeysel ve Derin Temeller Yüzeysel Temel Tipleri ve Temellerin Taşıma Güçleri

Yüzeysel ve Derin Temeller

Yrd.Doç.Dr. Saadet Arzu BERİLGEN

Yüzeysel Temel Tipleri ve

Temellerin Taşıma Güçleri

06.05.2013 1

Binaların mimari projeleri yapıldıktan sonra yapılan zemin incelemeleri ile yapı-zemin etkileşimi ile ilgili bilgiler elde edilir.

Bu bilgiler ışığında

Yapının ağırlığı,

Boyutları,yükseklik ve derinliği,

Temel hareketlerine duyarlığı,

Yeraltı suyunun konumu,

Ana kaya düzeyi ve kalitesi,

Alanın depremselliği gibi konularda bilgi edinilir.

06.05.2013 2

Yapının kat sayısı ve önemi tasarım aşamasında önem taşır.

Bu durumda temel sisteminin seçiminin birçok

faktörün ışığında yapılmasının gerektiği açıktır.

Güvenlik yanında ekonomik kriterler büyük önem

taşımaktadır.

Temel mühendisliğinde kural mümkün olan her

yerde çözümün yüzeysel ve kare temellerle

sağlanmasıdır.

06.05.2013 Geoteknik Mühendisliğinde Uygulamalar 3

Temel Mühendisliği Nedir?

Temel mühendisliği, yapısal yükleri (ölü ve hareketli

yükler ile zemin ve su basınçları) zemine izin verilebilir

oturma sınırları içerisinde kalarak ve göçme olmaksızın

ekonomik biçimde zemine aktarma sanatı diye

tanımlanabilir. Bunu sağlayabilmek için temel tasarımında

iki kriter birlikte gözetilmelidir.

Temeli taşıyan zeminde göçmeye karşı yeterli bir güvenlik

sağlanmalıdır.

Oturmalar, özellikle farklı oturmalar, izin verilebilir sınırlar

içerisinde kalmalıdır.


Bu iki koşulun yanı sıra, temele iletilen yükler

altında temel malzemesinde yaratılan

gerilmelerin malzemenin taşıma gücünü

aşmamasının gerektiği açıktır.


Temeller, yükü zemine iletmelerine göre başlıca

iki grup altında toplanabilirler:

Yüzeysel temeller

Derin temeller.

Koşullar uygunsa yüzeysel temeller daha

ekonomik oldukları için tercih edilirler.

Derinlikleri genişliklerinin yaklaşık dört katından

daha büyük olmayan temeller yüzeysel temeller

olarak tanımlanabilirler.(D<4B)


Yüzeysel temel türleri

Kare-Diktörgen Temeller

Daire ve Halka Temeller

Birleşik Temeller

Sürekli Temeller

Şerit Temeller

Yayılı Temeller


YÜZEYSEL TEMELLERİN TAŞIMA GÜCÜ

Temellerin taşıma güçleri

Taşıma gücü zeminde göçme olmaksızın –

kayma dayanımı aşılmaksızın – zemine

aktarabileceği en büyük gerilme olarak

tanımlanabilir.


Temel zeminin sıkılığı ya da sertliğine göre

başlıca 3 tür göçme mekanizmasından söz

edilebilir.

Genel göçme

Yerel göçme

Zımbalama göçmesi


Genel Göçme Mekanizması

Laboratuvar model deneylerinde

de gözlenebilecek bu

mekanizmalardan ilki sıkı

granüler (Dr>%65) yada sert

kohezyonlu zeminlerde (OCR

> 5) görülmekte olup gerilme –

oturma eğrisinde şekilde

gösterildiği gibi belirgin bir pik

taşıma gücüne ulaşılmaktadır.


Yerel Göçme Mekanizması

Orta sıkı veya orta katı

zeminlerde görülen ikinci

göçmede şekilde

görüldüğü üzere belirli

bir gerilmeye kadar

oturmalar artmakta ve

belirli bir değerde

oturmalarda sıçramalar

görülmektedir.


Zımbalama Türü Göçme Mekanizması

Zemin gevşek veya yumuşak

ise belirli bir temel

gerilmesinden sonra

oturmalar pratik olarak

doğrusal duruma

gelmektedir.


Bu göçme mekanizmalarından ilki için analitik

çözümler ilk kez Terzaghi (1943) tarafından şerit

bir temel için geliştirilmiştir.


Df≤B q=Df

Analitik çözümde varsayımlar aşağıdaki gibidir.

ACD üçgen zonu elastiktir. AD ve CD yatayla açısı yapar.

ADF ve CDE radyal kırılma zonlarıdır. DF ve DE logaritmik spiral olarak alınabilir.

AFH ve CEG Rankine pasif zonudur.

HJ ve GI yüzeylerinde kayma dayanımı göz önüne alınmamış olup temel düzeyinin üzerindeki zemin etkisi sürşarj olarak gözönüne alınmıştır.

Temel derinliği genişliğinden fazla değildir.

Zemin c, zemini olup yeraltı suyu çok derindedir.

Temel eksenel ve dikey yönde yüklüdür.


Yukarıdaki koşullarda sürekli bir temel için elde edilen analitik

çözüm;

Burada;

qu : Temelin birim alanı için son taşıma gücüdür.

c : Zeminin kohezyonu

Nc, Nq , N : İçsel sürtünme açısı ’ ye bağlı taşıma gücü faktörleri

: Zeminin birim hacim ağırlığı

B : Temel genişliği

q : temel düzeyindeki sürşarj gerilmesidir.


1

2u c qq cN qN B N

Terzaghi’nin taşıma gücü faktörleri için elde ettiği eşitlikler aşağıda

verilmektedir.


32

4 2

22cos4 2

tg

q

eN

1c qN N Cot

2

11

2

pKN

Cos

2 333 45

2

Pasif basınç katsayısı

PK tg

Şerit temeller için verilen bu çözümlerde katsayılar değiştirilerek

kare ve dairesel temeller için taşıma gücü aşağıdaki eşitliklerle

bulunabilir.

Kare Temel :

Dairesel temel : 1.3 0.3ult c qq cN qN B N


1.3 0.4ult c qq cN qN B N

Terzaghi eşitliği için taşıma gücü faktörlerinin bazı açıları için

sayısal değerleri aşağıda Çizelge’de verilmektedir.


Yeraltı Su Seviyesinin Eşitliklerde Gözönüne Alınması

Terzaghi taşıma gücü eşitliklerinde

1. Terimin kohezyon,

2. Sürşarj yükü,

3. Üçüncüsünün temel düzeyi altındaki zeminin

ağırlığından kaynaklanan bileşenler

olduğu düşünülürse yeraltı suyu düzeyi konumuna

göre aşağıda belirtilen değişiklikler yapılabilir.


1 2

3

1o Durumda ikinci terimde q n D1 + A D2 , üçüncü terimde A

2o Durumda ikinci terimde q Df ,

3o Durumda suyun etkisi gözetilmeyecektir.

*Eşitliklerde n su düzeyinin üzerinde, A su altındaki birim hacim ağırlığını göstermektedir.

1

2u c qq cN qN B N


( )A n A

d

B

Net Taşıma Gücü Kavramı

Temel inşaatından sonra bc düzeyine kadar geri dolgu yapılması

halinde

olması gerektiği açıktır. Burada Q yapıdan gelen yükü, qu son taşıma

gücünü göstermekte olup eşitlikte alınırsa


( )u z f c b c

Qq D D D

BxL

z b

u f

Qq D

BxL

elde edilecektir.

Df = q düşey gerilme değeri olup

net taşıma gücü olarak adlandırılır. Diğer bir deyişle

üst yapı yüklerinin yarattığı zemin gerilmelerini net

taşıma gücü ile karşılaştırmak yeterli olmaktadır.


u net u ultimateq q q q q Nihai taşıma gücü

Taşıma Gücünde Güvenlik Kavramı

Her tür mühendislik probleminde olduğu gibi temel mühendisliğinde de etkiyen gerilmelerin güvenli olarak tanımlanan bir taşıma gücünden daha küçük olduğunun gösterilmesi gerekmektedir.

Bu amaçla nihai taşıma gücüne (son ya da net) bir güvenlik sayısı uygulanarak güvenli taşıma gücü değeri elde edilir.

Uygulamada güvenlik sayısı zemin davranışının karmaşıklığı, yapımdan sonra çevre koşullarının değişiminin denetimindeki zorluk, yeraltı özelliklerinin bilinmesinde belirsizlik, zemin parametrelerinin belirlenmesindeki yetersizlik derecesine bağlı olacaktır.


Güvenlik sayısının uygulanmasında aşağıdaki yol

izlenmektedir.

Son taşıma gücü veya net taşıma gücünü bir güvenlik sayısı

ile bölerek izin verilebilir taşıma gücünün belirlendiği

uygulama.

Yapı temellerinde

Kohezyonsuz zeminlerde sıkılık ve olası göçmenin etkisine bağlı

olarak 2–5,

Kohezyonlu zeminlerde 3 – 6 arasında değer uygulanmaktadır.

veya (min3) (min3)

u net

a a a allovable

u net

q qq q q q İzin verilebilir taşıma gücü

FS FS

q q q


Yüzeysel ve Derin Temeller Yüzeysel Temel Tipleri ve Temellerin Taşıma Güçleri

Documents

Transcript of Yüzeysel ve Derin Temeller Yüzeysel Temel Tipleri ve Temellerin Taşıma Güçleri