ReWaRD 2. 5 Geocentrix Co. - United Kingdom. Dayanma Duvarı Yazılımı. Geoteknikte Bilgisayar Uygulamaları Hafta

Transkript

1 ReWaRD 2. 5 Geocentrix Co. - United Kingdom Farklı kesit ve yükleme koşulları altında gömülü dayanma duvarı dizayn programı. BS 8002, Eurocode 7 gibi uluslararası standartları kullanır. Dayanma Duvarı Yazılımı Yrd. Doç. Dr. Aşkın ÖZOCAK SAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Ana Bilim Dalı Toprak basınçları Gerekli gömme derinliği Yapısal kuvvetler Peck zarfları Çok çeşitli gömülü dayanma duvarı tipleri Zemin tipi çeşitliliği Değişken yükleme durumları Deformasyonlar Durabilite Güvenlik katsayıları Mühendislik nesneleri Taban stabilitesi Yapabilirleri: Yapabilirleri (Devam 1 ): British Standard BS8002 ve CIRIA 1 04 Gross Pressure Method larını uygular Kuyu Kesit Oluşturma Yatay, Yükselen, Alçalan ve Kademeli Zemin Yüzeyi Yatay, Yükselen, Alçalan ve Kademeli Kazı Çakıl, Kum, Granuler Silt, Kohezyonlu Silt ve Kil Zeminler Drenajlı ve Drenajsız Tabakalar Hidrostatik, Hidrodinamik, Kuru, Sabit, Lineer Sızma, Ters ve Dalgalı Su Seviyeleri Uniform Dış Yük, Düşey Yükler, Paralel ve Dikey Şerit ve Çizgi Yükler, Alan ve Tekil Yükler Palplanş, Sürekli ve Kesişen Kazık, Diyafram Duvar, King- Post ve Özgün Duvarlar Yrd.Doç.Dr. Aşkın ÖZOCAK 1

2 Yapabilirleri (Devam 2): Yapabilirleri (Devam 3): Yatay ve Eğimli Destekler Ankraj Yenilmede, İnşa ve Minimum Güvenli Gömme Derinliğinde Toprak Basınçları Hesabı Minimum Gerekli Gömme Derinliği, Yapısal Kuvvetler ve Peck Zarfı Hesabı ReWaRD Kullanım ve Referans El Kitabı Elektronik Versiyonu Farklı Dizayn Standartları Kulanımı: CP2, Piling Handbook, CIRIA 1 04, Eurocode 7, Geoguide 1 ve Özgün Organik, Granuler, Kohezyonlu Dolgu, Tebeşir, Dere ve Özgün Zeminler Toprak Basıncı Katsayıları Tabaka Tabaka Yapabilirleri (Devam 4): Toprak Basınçları Taban Stabilitesi, Deformasyonlar ve Durabilite Hesaplanır Kazık Vaka Çalışmaları İçerir v1. x JOB Dosyalar Alınıp Gönderilebilir (Import/Export) Toprak basınçlarını hesaplamak için ReWaRD zemini belli sayıda ayrık horizonlara böler. Her horizon; Bir zemin tabakası Su seviyesinin maksimumu Bir destek veya ankraj Sınırsız sayıda dış (ölü) yük- surcharge Sınırsız sayıda hareketli yük- imposed loads Yrd.Doç.Dr. Aşkın ÖZOCAK 2

3 Toprak basıncı durumları Zeminde gerilmeler Durum Duvar uzunluğu * Güv. Katsayısı Dengede? İnşa L FS Hayır Min gömme der. < L FS Evet Max güv. katsayısı L > FS Evet Yenilmede < < L 1. 0 Evet İnşada toprak basınçları Limit toprak basıncı katsayısı kullanarak tanımlanmış duvar uzunluğu ve güvenlik katsayısı için inşada toprak basıncı hesaplar. İnşada toprak basınçları normalde dengededir: Minimum güvenli gömme derinliğinde toprak basınçları Limit t.b.k.larını kullanarak, tanımlanmış güvenlik katsayıları için toprak basınçları dengelenene kadar duvar uzunluğunu azaltarak minimum güvenli gömme derinliğinde toprak basınçlarını hesaplar. Maximum güvenlik katsayısı ile toprak basınçları Limit t.b.k.larını kullanarak, tanımlanmış duvar uzunluğu için toprak basınçları dengelenene kadar güvenlik katsayılarını artırarak max güvenlik katsayıları ile toprak basınçlarını hesaplar. Yenilmede toprak basınçları Limit toprak basıncı katsayılarını kullanarak bir sabitlenen güvenlik katsayıları ile toprak basınçları dengelenene kadar duvar uzunluğunu azaltarak yenilmede toprak basınçlarını hesaplar. ReWaRD ın zemin ve su ağırlığının etkisiyle hesapladığı zeminde etkin olan gerilmeler Düşey toplam gerilme (σ v ) Boşluk su basıncı (u) Düşey efektif gerilme (σ ı v ) Yatay efektif gerilme (σ ı h ) Yatay toplam gerilme (σ h ) Yapım Safhası Tabaka Tipi Drenajlı Drenajsız Kısa Dönem Efektif Gerilme Toplam Gerilme Uzun Dönem Efektif Gerilme Efektif Gerilme Düşey efektif gerilme Drenajlı horizon Terzaghi denklemiyle σ ı v =σ v - u Yatay toplam gerilme Yatay efektif gerilme» Drenajlı horizon Drenajlı tabakada yatay efektif gerilme (σ ı h ) düşey efektif gerilmeden hesaplanır: K, K c : drenajlı toprak basıncı katsayıları c ı : efektif kohezyon δ: duvar sürtünmesi β: tabaka eğimi» Drenajlı horizon Terzaghi denklemiyle σ h =σ ı h +u» Drenajsız horizon K u, K uc : drenajsız t. b. katsayıları C u : zeminin drenajsız kayma direnci K u her durumda 1, oysa K uc zeminin drenajsız direncine, drenajsız duvar adhezyonuna ve yenilme moduna bağlı (aktif/pasif) +: aktif durum - : pasif durum a: adhezyon +: aktif - : pasif Yrd.Doç.Dr. Aşkın ÖZOCAK 3

4 Dış yükten gelen gerilmeler Uniform yükler Uniform yükten (q) gelen düşey gerilme; σ vq =q 1 Kohezyonsuz için tavsiye edilir Dış yük tipi B HE W K T Uniform özel yöntem gereksiz Alan Paralel şerit Düşey şerit Paralel çizgi Düşey çizgi Nokta Palplanş ve yüksek destekli duvarlar için yatay gerilme σ hq =K a. q Duvar düşük destekli olduğunda, destek seviyesinin üzerinde (veya denk tekli destek) derinlikler için σ hq =K a. q ve destek seviyesinin altındaki derinliklerde σ hq =K i. q Dizayn basınçları Dizayn basınçları Dizayn basınçları seçilen dizayn standardına bağlı olarak uygun güvenlik katsayıları içerir. Zemin basınçları (E s ) E s =σ ı h» Drenajlı horizonlar σ ı h : zemindeki yatay efektif gerilme Dizayn zemin basınçları, E sd =E s /f Es f Es : seçilen dizayn st. için uygun güvenlik katsayısı» Drenajsız horizonlar E s =σ h σ h : yatay toplam gerilme Dizayn zemin basınçları aynı yolla bulunur. Dış yük basınçları(e q ) E q =σ hq σ hq : dış yükten oluşan yatay basınç E qd =E q /f Eq Birleştirilmiş toprak basınçları Zemin ağırlığı (E s ) ve dış yük (E q ) varlığından birleşen toprak basınçları; E=E s +E q Yrd.Doç.Dr. Aşkın ÖZOCAK 4

5 Dizayn basınçları Dizayn basınçları Yeraltı su basınçları (W s )» Drenajlı horizon W sd =W s =u u: zemindeki boşluk basıncı» Drenajsız horizon W sd =W s =0 Çekme çatlakları Birleşik toprak basıncı E negatif ve horizon çekme gerilmesi almıyorsa duvarın destekli tarafında çekme çatlakları oluşabilir. Kuru çekme çatlakları W tc =0 Islak çekme çatlakları W tc =ρ w. (z- z wps )» z wps : yas yüzeyi derinliği z: zemin yüzeyi altındaki derinlik Akışta çekme çatlakları W tc =ρ w. z eğer en üst su tablası zemin yüzeyi üstünde ise; W tc =ρ w (z- z wps ) z wps (- ) değer Akışta çekme çatlakları en kötümser çatlak basıncı tahminini verir. Dizayn basınçları Toprak basıncı katsayıları Birleşmiş su basınçları W d =W=W s ve W tc nin maksimumu Toplam basınçlar P d =E d +W d Minimum aktif basınçlar Minimum aktif basınç (P min ), duvarın dayanma tarafına etkiyen toplam basıncın (P d ) dizaynına bir alt limit koyar: ReWaRD t. b. k. larını seçilen dizayn standardında tanımlanan teoriye göre hesaplar. Coulomb (1 776) Kritik, ayrık, düzeysel kayma yüzeyinde yenilen rijit(sıkışmaz) zemin. Mayniel (1 808) ve Müller- Breslau (1 906) tarafından geliştirilmiş. ReWaRD Coulomb t. b. katsayılarını kayan yüzey ve bir sürtünmeli duvar ile bir sürtünmeli kohezyonsuz zemin için Müller- Breslau (1 906) ca verilen formül kullanarak hesaplar: P d < P min Minimum aktif basınç formüle göre derinlikle (z) artar: P min =M. z M: seçilen dizayn standardınca tanımlanan bir sabit φ: zemin sürtünme açısı δ: duvar sürtünme açısı β: zemin yüzeyi eğimi (yukarı doğru + ) Yrd.Doç.Dr. Aşkın ÖZOCAK 5

6 Toprak basıncı katsayıları Toprak basıncı katsayıları Rankine (1 857) Yenilme durumunda bir komple zemin kütlesi için çözüm türeterek t. b. teorisini genişletmiş. Caquot&Kerisel (1 948) Log spiral yenilme düzlemleri kullanarak aktif ve pasif t. b. k. larını türetmişler. ReWaRD Caquot&Kerisel t. b. katsayılarını Clayton&Milititsky (1 986) veri tabanından alır. Rankine teorisi bir düşey düzlemde meydana gelen kuvvetin zemin yüzeyine paralel etkidiğini ve sadece duvar sürtünme açısı (δ) zemin eğimine (β) eşit olduğunda kullanılabileceğini kabul eder. Bu formüllerde cosδ teriminin yerin cosβ alır Toprak basıncı katsayıları Gerekli Gömme Derinliği Packshaw (1 946) T. b. k. larını Code of Practice CP2 (1 951 ) veri tabanından alır. Zemin yüzey eğimi, yatay üzerinde her 1 eğim için K a değeri 1 % artırılarak alınır (British Steel Handbook da tavsiye edildiği gibi, 1 997). K ac K a nın kareköküyle orantılı olduğundan, her 1 eğim için 0. 5% artar. Kerisel&Absi (1 990) Caquot ve Kerisel (1 948) i geliştirmiş, ReWaRD veri tabanından alır. Denge dışı moment (out- of balance moment) ReWaRD dayanma duvarının gerekli gömme derinliğini t. b. etkisinden deviren ve direnen momentlerin hesabıyla belirler. Denge- dışı moment M=M R - M 0 M> 0 ise duvar stable M=0 ise duvar moment dengesinde M< 0 duvar dengesiz (unstable) Duvar dengesiz olduğunda yapısal kuvvetler hesaplanmaz. Yrd.Doç.Dr. Aşkın ÖZOCAK 6

7 Gerekli Gömme Derinliği Gerekli Gömme Derinliği» Konsol duvarlar ReWaRD konsol duvarların gerekli gömme derinliğini sabit- toprak durumlarında belirler. Sabit- toprak durumları Dayanma duvarının kazı seviyesi altında (d 0 ) bir nokta etrafında döndüğü kabulü yapılır. Analizi basitleştirmek için, dönme noktası altında etkiyen toprak basıncının yerini bir basit tepki kuvveti (R ) alır. Kazı seviyesi altındaki dönme noktası derinliği (d 0 ); Tek- destekli duvarlar ReWaRD tek destekli duvar gömme derinliğini serbest toprak durumları altında belirler. Serbest- toprak durumları Dayanma duvarı destek seviyesi civarında döndüğü kabul edilir. Duvara etkiyen toprak basınçları bu durumda; d0=d/(1 +Cd) d: duvarın toplam gömülü derinliği C d : konsol topuğu(cantilever toe- in) CIRIA 1 04 e göre Cd değeri %20. Gömme derinliği, dönme noktası etrafında moment alımıyla belirlenir. R değeri yatay dengeden bulunur. Gömme derinliği, dönme noktası etrafında moment alımıyla belirlenir. Destek kuvveti (P) yatay dengeden bulunur. Gerekli Gömme Derinliği Çok- destekli duvarlar ReWaRD birden fazla destekli duvarları British Steel Piling Handbook (1 997) ve BS 8002 de tanımlanan hinge (menteşe, dayanak noktası) yöntemini kullanarak analiz eder. Bu yöntemde pin (iğne) birleşimleri tüm destek noktalarında tanıtılır ve duvarın farklı kesitleri ayrı analiz edilir: Destekler arasındaki kesitler basit destekli kirişler gibi davranır En alt kesit bir tek- destekli konsol gibi davranır. Yapısal Kuvvetler Konsol ve tek- destekli duvarlar Bir konsol veya tek- destekli duvara etkiyen yapısal kuvvetleri hesaplamadan önce, kuvvet ve moment dengesinde bir toprak basınçları ve uygulanan yük setini bulmak gerekir. ReWaRD bunun için 3 yol sunar: Minimum güvenli gömme derinliğinde Bu yöntemde, toprak basıncı etkisi moment dengede olana dek gömme derinliği azaltılarak dengeye ulaşılır. Güvenlik katsayıları, hesaplarda uygun noktalarda ortaya konur. Bu yöntemle hesaplanan yapısal kuvvetler katsayılanmış değerler (dizayn) olarak alınır. Yrd.Doç.Dr. Aşkın ÖZOCAK 7

8 Yapısal Kuvvetler Konsol ve tek- destekli duvarlar Yapısal Kuvvetler Konsol ve tek- destekli duvarlar Maksimum güvenlik katsayıları ile Bu yöntemde, duvara etkiyen toprak basınçları moment dengede olana dek hesaplarda ortaya konan güvenlik katsayıları artırılarak dengeye ulaşılır. Duvar gömme derinliği azaltılmaz. ReWaRD dizayn standardında tanımlanan normal değerleri üzerinde seçilen güvenlik katsayılarını artırmak için aşağıdaki denklemi kullanır: f: orijinal güvenlik katsayısı f ε =arttırılan güvenlik katsayısı ε: bir artırma faktörü f=1 iken f ε =1, ε=1 iken f ε =1 Bu yöntemle hesaplanan yapısal kuvvetler katsayılanmış değerler (dizayn) olarak alınır. Yenilmede Bu yöntemde, toprak basıncı etkisi moment dengelenene dek duvarın gömme derinliği artırılarak dengeye ulaşılır. Hesapların herhangi bir kısmına güvenlik katsayısı uygulanmaz. Bu yöntemle hesaplanan yapısal kuvvetler katsayılanmamış değerler olarak alınır ve dizayn değerlerini bulmak için bir uygun güvenlik katsayısı ile çarpılmalıdır. CIA Report 1 04 (1 984) den önerilen yöntem (Method 1 ). Yapısal Kuvvetler Çok- destekli duvarlar Bir çok- destekli duvara etkiyen yapısal kuvvetler British Steel Piling Handbook (1 997) ve BS 8002 de tanımlanan hinge method ile hesaplanır. Bu yöntemde pin (iğne) birleşimleri tüm destek noktalarında ortaya konur ve duvarın farklı kesitleri ayrı analiz edilir: Destekler arasındaki kesitler basit- destekli kirişler gibi davranır. En alttaki kesit bir tek destekli konsol gibi davranır. ReWaRD destekli- konsol kesitteki yapısal kuvvetler için konsol ve tekdestekli duvarlar için yukarıda tanımlanan yöntemlerin birini kullanır. Bu yöntemin nasıl kullanılacağı CIRIA Special Publication 95 (1 993) de bir çalışılmış örnek ile gösterilmekte. Dizayn yapısal kuvvetler Eğilme momentleri M d =f M. M M: katsayılanmamış eğilme momenti f M : uygun güvenlik katsayısı Kesme kuvvetleri S d =f S. S S: katsayılanmamış kesme kuvveti f S : uygun güvenlik katsayısı Destek kuvvetleri P d =f P. P P: katsayılanmamış destek kuvveti f P : uygun güvenlik katsayısı f P nin farklı değerleri bazen farklı destekler için kullanılır (çift- destekli duvarlar için, CIRIA 1 04 üstteki destek için alttaki destekten daha büyük bir f P tavsiye eder). Yrd.Doç.Dr. Aşkın ÖZOCAK 8

9 Peck Zarfları (1 968) Peck Zarfları Dağıtılmış destek yükleri Peck zarfları çok- destekli duvarlar için maksimum destek yüklerini tahmin için amprik bir yol sunar. Zarflar gerçek kazılarda ölçülen destek yüklerinden türetilir ve duvarın dayanma yüksekliği üzerine etkiyen görünür basıncı verir (Peck, 1 968). Peck zarflarından destek yüklerinin bulunması Peck zarflarından destek yükleri, dağıtılmış destek yükleri (DPL) diyagramlarını destekler arasındaki orta noktalardan parçalara bölerek bulunur. Herhangi bir destek yükü DPL' üzerindeki birleştirilmiş parçaya ekleyerek hesaplanır. : 4. parçayla temsil edilen yükün kazı seviyesi üzerindeki zemince taşındığı kabul edilir. Taban Stabilitesi Taban kabarmasına karşı güvenlik katsayısı Bjerrum&Eide (1 956) N c : stabilite sayısı C u : kazı seviyesinin 0. 7H altındaki derinlikle drenajsız tabakaların ort. d. sız kayma mukavemeti H: duvarın dayanma yüksekliği σ ret vqh : duvarın dayanma tarafında kazı seviyesindeki düşey toplam gerilme σ exc vgh : duvarın kazılı tarafında kazı seviyesindeki düşey toplam gerilme σ vh : aynı noktadaki düşey dış yük Stabilite sayısı Rijit tabaka düzeltmesi: Button (1 953) un verdiği taşıma gücünden türetilir; H: istinat yüksekliği, B: kazı genişliği L: kazı uzunluğu, β: rijit tabaka düzeltmesi d: kazı seviyesinden ilk rijit tabaka seviyesine olan derinlik B: kazı genişliği ReWaRD, yapıdan meydana gelen (kısa dönem) dayanma duvarı hareketini- arkasındaki zemin yüzeyinin oturmasını vaka analizlerine dayanan veri tabanından tahmin eder. Genellikle zemindeki boşluk suyu basıncındaki değişimler ile birleşen uzun- dönem hareketler veri tabanında yer almaz ama çoğunlukla dayanma yapısına zarar vermez (yumuşak killerde b. s. b. ndaki uzun- dönem değişimler hariç). Yer değiştirmeler birçok faktöre bağlıdır, en önemlileri kazı yüksekliği ve hakim zemin tipi. ReWaRD, veri tabanındaki üst sınır, ortalama ve alt sınır yer değiştirme görünümüne izin verir. Yer değiştirmeler düzlem zorlanma durumları altında deforme olan duvar kesitleri için verilir. Kazı köşelerine veya desteklere yakın kesitler genellikle en az yer değiştirir. Yrd.Doç.Dr. Aşkın ÖZOCAK 9

10 Dış yük yükleme faktörü Aşağıdaki denklemlerde beliren dış yük yükleme faktörü (f q ) duvarın dayanma tarafındaki herhangi dış yük etkisi varlığından sonuçlanan düşey gerilmelerdeki artış miktarını alır. Kum profiller için; σ ı vh : zemin ve su ağırlığından ötürü kazı seviyesindeki düşey efektif gerilme σ vqh : aynı noktada herhangi dış yükten dolayı meydana gelen düşey gerilme Kumlar için veri tabanı Kumlar için veri tabanı Clough & O Rourke (1 992) den alınmış ve 24 m ye varan kazılar için 7 vaka analizini içerir. Konsol ve destekli duvarlar Duvar arkasındaki max oturma (δ vm ); Yumuşak ve sert killerde; Duvarın maksimum yatay hareketi (δ hm ) σ vh : zemin ve su ağırlığından ötürü kazı seviyesindeki düşey toplam gerilme Yer değiştirme profilleri (Kum) (H)nin iki katına eşit bir aralık için genişleyen bir oturma zarfı (δ v /δ vm ) (Sert Kil) Sert killer için veri tabanı (Konsol duvarlar) Sert kilde bir konsol duvar için max yatay hareket (δ hm ); X=H deki oturma (δ vh ); Duvar arkasındaki max oturma (δ vm ); Yer değiştirme profilleri H nın 3 katı etkin z=h deki yatay yer değiştirme (δ hh ); Konsol ve destekli duvarlar için aynı profil kullanılır. Yrd.Doç.Dr. Aşkın ÖZOCAK 10

11 (Sert Kil) (Destekli duvarlar) Sert kilde bir destekli duvar için max yatay hareket (δ hm ); Duvarın arkasındaki max oturma (δ hm ); Yer değiştirme profilleri (H nin 3 katı etkin) Konsol ve destekli duvarlar (Yumuşak Kil) Clough et al (1 989) a göre yumuşak killerde dayanma duvarlarının yatay hareketleri 3 ana faktörce kontrol edilir. Kazı yüksekliği (H) Taban kabarmasına karşı güvenlik katsayısı (F bh, Ch. 7) Sistemin rijitliği (EI/ρ w s p 4 ) s p :destekler arası ort.mesafe Clough et al. H, F bh ve EI/ρ w s p 4 ten tahmin edilen, duvarın max yatay hareketine (δ hm ) izin veren dizayn eğrilerini sunar; (Yumuşak Kil) Yumuşak killerde bir dayanma duvarı arkasındaki max oturma (δ vm ), max yatay hareket (δ hm )büyüklüğüne eşittir; δ hm Clough :Clough et al. ın kartından bulunan max yatay kuvvet Yer değiştirme profili Durabilite Değişik ortamlarda çelik kazığın korozyonu [British Steel s Piling Handbook (1 997)] ORTAM TANIMLAMA Ort. korozyon (mm/yıl) Atmosferik Su sıçrama bölgesi üstünde Su sıçrama bölgesi Gel- git bölgesi m üstü Gel- git bölgesi Yüksek su kaynağı ile alçak su gel- giti arası Alçak su bölgesi Alçak su gel- giti ile en alçak astronomik gel- git seviyesi arası Batma bölgesi En alçak astronomik gel- git ile yatak seviyesi arası Zemin Yatak seviyesi altı ReWaRD, bir palplanş kazık duvar boyunca toplam korozyon oranını, duvarın her bir tarafındaki ortalama korozyon oranını yukarıdaki tablodan alarak hesaplar. Örneğin, bir tarafında zemin ile diğer tarafında su sıçratma zonu ile temastaki duvar kesiti =0. 09 mm/yıl toplam korozyon oranına sahiptir. Yrd.Doç.Dr. Aşkın ÖZOCAK 11

12 Güvenlik Katsayıları ReWaRD ın toprak basınçları ve yapısal kuvvetler hesabında kullandığı güvenlik katsayıları: Dizayn yaklaşımları CIRIA Report 1 04 (1 984), gömülü dayanma duvarı dizaynı için 2 farklı yaklaşımı karşılaştırır: A. Kısmen muhafazakar zemin parametreleri, yükler ve geometri B. En kötü güvenilir zemin parametreleri, yükler ve geometri B yaklaşımı kabul edildiğinde düşük güvenlik katsayıları uygundur. Toprak basıncı hesabında güvenlik katsayıları Gross pressure method Gross pressure yönteminde (Civil Engineering Code- of- Practice CP2, de tanımlanan) bir yığılmış (lumped) güvenlik katsayısı (F p ) gross pasif toprak basıncına uygulanır: F p nin literatürden alınan tavsiye edilen değerleri aşağıda verilmekte: Düzeltilmiş (veya Burland- Potts) yöntemi Dayanım faktörü yöntemi Düzeltilmiş (veya Burland- Potts) yönteminde (Burland et al ce tanımlanan) bir yığıntı güvenlik katsayısı (F r ) formasyon seviyesi altında düzeltilmiş pasif toprak basınçlarına uygulanır: (CIRIA Report 1 04) bir güvenlik katsayısı (F s ) zeminin sürtünme katsayısı (tan φ) ve efektif kohezyonuna (c ı ) ve bir farklı güvenlik katsayısı drenajsız kayma direncine (C u ) uygulanır: F r nin literatürden alınan tavsiye edilen değerleri: Zemindeki dizayn toprak basınçları dizayn zemin parametrelerinden hesaplanır: F s in literatürden alınan tavsiye edilen değerleri aşağıda verilmekte; Yrd.Doç.Dr. Aşkın ÖZOCAK 12

13 Limit durum yöntemleri Limit durum yöntemleri Geoguide 1, BS 8002 ve Eurocode 7 gibi limit durum yöntemlerini kullanan dizayn standartlarında kısmi katsayılar (γ) toprak basıncı hesaplarında farklı aşamalarda uygulanır. Kısmi katsayılar tipik olarak şunlara uygulanır: Yüklerin kısmi katsayıları Dizayn etkileri (F d ), uygun kısmi katsayının karakteristik etkiler ile (F k ) çarpılmasıyla bulunur: γ F in literatürden alınan tavsiye edilen değerleri aşağıda: Yükler Malzeme özellikleri Geometrik özellikler Limit durum yöntemleri» Malzeme özelliklerinde kısmi katsayılar Dizayn malzeme özellikleri(x d ), karakteristik malzeme özelliklerini (X k ) uygun kısmi katsayıya (γ m ) bölerek elde edilir. Her malzeme özelliğine γ m nin farklı değeri Limit durum yöntemleri» Geometrik özelliklerde kısmi katsayılar Dizayn duvar dayanma yüksekliği (H a ) bir uygun güvenlik sınırı eklenerek ( H ) gerçek dayanma yüksekliğinden (H k vaya H nom ) bulunur: H ın literatürden alınan tavsiye edilen değerleri; γ φ, γ c ve γ su seçilen dizayn standardına bağlı. γ m in literatürden tavsiye edilen değerleri aşağıda: *Destekli duvarlar için, temiz yükseklik=alt destek altındaki yükseklik Konsol duvarlar için, temiz yükseklik=kazı yüksekliği Yrd.Doç.Dr. Aşkın ÖZOCAK 13

14 Yapısal kuvvetler için güvenlik katsayıları Mühendislik Nesneleri Minimum güvenli gömme derinliğinde ve Max güvenlik katsayıları ile hesaplanan yapısal kuvvetler katsayılanmış (dizayn) değerler olarak göz önüne alınır. Yenilmede hesaplanan yapısal kuvvetler katsayılanmamış değerler olarak göz önüne alınır ve dizayn değerlerini elde etmek için uygun bir güvenlik katsayısı ile çarpılması gerekir: Yapım aşamaları Yapım aşamaları kısa veya uzun dönem olarak dizayn edilebilir. Bu terim ReWaRD ın toprak basıncı hesabında toplam veya efektif gerilmelerden hangisini kullanacağını belirlemeye yardım eder. Zemin profilleri» Eğimli zemin yüzeyi Duvarın dayanma tarafındaki horizonlar için toprak basıncı katsayılarını hesaplarken, ReWaRD K a ve K p denklemlerinde görünen β parametresini belirler: β ground =zemin kesidinin eğimi i layer =t. b. k. hesaplanan tabakanın eğimi *kohezyonlu zeminler kohezyonsuz zeminler 1 desteklerin üst seviyesi 2 desteklerin ikinci seviyesi (sadece tek ve çift destekli durumlarda) Kazılar Eğimli kazılar Mühendislik Nesneleri Duvarın dayanma tarafındaki horizonlar için t. b. k. ları hesaplanırken ReWaRD K a ve K p denklemlerinde görünen β parametresini belirler. β excavation : kazının eğimi i layer : hesaplanan t. b. k. için tabaka eğimi Zemin özellikleri veri tabanı ReWaRD, zeminin girilen parametrelerinin zeminin mühendislik özelliği ile tutarlılığını kontrol için bir veri tabanı kullanır. ReWaRD kontrol sistemi, her zemin parametresi için normal ve uç aralık kavramına dayanır. Bir zemin parametresi için uç aralığın dışında bir değer girdiğinde ReWaRD bir hata mesajı verir ve yanlış değeri değiştirene dek işlemi engeller. Eğer normal aralığın dışında bir değer girerseniz ReWaRD bir uyarı mesajı verir ve sadece girilen değerin doğruluğunu onaylarsanız işleme devam etmenize izin verir. Default parametreler sadece ilk dizayn çalışmalarında yardımcı olmak için sağlanır ve ölçülen parametreler için ikame olarak kullanılmamalıdır. Geoteknik dizaynın tüm formlarında parametreler kullanışlı lab ve arazi ölçümlerini içeren uygun alan araştırması temelinde seçilmelidir. Yrd.Doç.Dr. Aşkın ÖZOCAK 14

15 ReWaRD 2.5 ÖRNEK 1. Kumda Konsol Duvar Kritik durum parametreleri Toprak basınçlarını hesaplarken, ReWaRD kritik durum parametrelerine sahip zeminin sürtünme katsayısına ve efektif kohezyonuna bir kısmi katsayı uygular. Fisürlü zeminler Fisürlü zeminlerde herhangi efektif kohezyona izin verilmez. Rijit tabakalar Kazı seviyesi altındaki rijit tabakalar taban kabarmasına karşı güvenlik katsayısını artırmak için yardım eder. Eğer drenajsız dayanımın (C u ) üst tabakanınkine (C u over ) oranı aşağıdaki tabloda verilen eşik değerden büyükse tabaka rijit olarak göz önüne alınabilir. d: üstteki rijit tabaka derinliği B: kazı genişliği 15 m sıkı kum tabakası 4 m kazı ρ=17 kn/m 3 φ=35, c ı =0 YASS kazı seviyesinin 15 m altında Kum KURU! 0.6 m kalınlığında diyafram duvar Minimum gömme derinliği? Maximum eğilme momenti? Maximum kayma kuvveti? Uzun süreli / Destek yok ÖRNEK 2. Sert Kilde Destekli Duvar ÖRNEK 3. Karışık zemin profilinde palplanş dizaynı CIRIA Report 1 04 aduvar etrafında sızıntı olmaksızın sert kilde destekli duvar a8 m kazı aρ=ρ s =20 kn/m 3 φ=25 c ı =0 OCR=3 ayass=1 m aduvar kesişen kazık, geçici, 2m de destek İstenenler aminimum gömme derinliği aduvardaki max eğilme momenti adestek kuvveti 4m Kum- Çakıl ρ=1 8 ρ d =20. 3 φ=35 c ı =0 2. 5m Sert Kil ρ d =21 C u =60 kpa φ=30 3m Siltli Kum ρ d =20. 3 φ=30 c ı =0 2m Yumuşak/Sert Kil ρ d =20 C u =40 φ=30 5m Orta kum ρ d =20. 3 φ=35 c ı =0 3 aydan az açık kalacak ve kazı 2 haftadan önce bitecek toplam gerilme analizi uygun. YASS=2. 5 m Orta kum üst yüzeyinde 80 kpa artezyen ama pompa çalışacak Kalıcı çalışma 8m de, taban yüzeyine 0. 5m kalın drenaj toplam derinlik 8. 5m, palplanşlar 0. 5m yukarıda kalacak İlk kiriş zemin seviyesinden 0. 5m aşağıya yerleştirilecek ve ikinci kirişten önce 5m kazı yapılacak. İkinci kiriş 4m ye ve 3. den önce 7. 5m ye kadar kazılacak. 3. kiriş 6. 5m de. Plan boyutları 17*12m. Yrd.Doç.Dr. Aşkın ÖZOCAK 15