İSTİNAT DUVARLARI DOÇ.DR. MEHMET BERİLGEN
İstinat Duvarı Zemin kütlelerini desteklemek için kullanılır. Şevlerin stabilitesini artırmak için Köprü kenar ayağı olarak Deniz yapılarında Rıhtım duvarı Doklar
İstinat Duvarı Tipleri Ağırlık türü Taş, Beton Yarı ağırlık Taş+beton, beton+betonarme Konsol Betonarme Payandalı Betonarme
İstinat Duvarı Tipleri
İstinat Duvarı Tasarımı 1. Duvar boyutlarının belirlenmesi (ön boyutlandırma) 2. Duvara etkiyen kuvvetlerin ve etkime yerlerinin belirlenmesi 3. Stabilite tahkiklerinin yapılması 1. Devrilme (dönme) 2. Kayma 3. Taban basıncı 4. Toptan göçme
Ön boyutlandırma
Duvara etkiyen kuvvetler
Sürşarj yükü q(kn/m q=7 kn 2 ) Q(kN/m) W2 W1 Pa3 Pa1 Pa2 W3 q.ka.h.ka
Deprem Etkisi 1 2 P = γh (1- k) K 2 Δ P = P -P AE v AE AE AE A z = H P P (0.6 H) A +Δ AE 3 P AE
Devrilmeye Karşı Güvenlik W i ler duvar ölü ve topuk üzeri zemin ağırlıklarıdır. Duvarın arkasında aktif, önünde pasif gerilmelerin doğduğu varsayılmıştır. Duvar arka dolgusu granüler nitelikte olduğu düşünülüp aktif itki bileşeninin H /3 te etkidiği gösterilmiştir. Gösterilen kuvvetlerden aktif itkinin yatay bileşeni duvarı devirici, diğer tüm kuvvetler devrilmeyi önleyici momentler doğurmaktadır. Devrilmeye karşı koyan momentlerin devirmeye çalışan momentlere oranı devrilmeye karşı güvenlik sayısıdır. Devrilmeye karşı güvenlik için 2.0 gibi bir değer yeterlidir. Deprem yükleri altında güvenlik en az 1.3 olmalıdır. O
Devrilmeye Karşı Güvenlik Gs = M M OK OD M OK =Devrilmeye karşı koyan momentlerin toplamı M OK =Devirmeye zorlayan momentlerin toplamı Gs=Güvenlik sayısı Duvar önünde doğacağı varsayılan pasif itki erozyon ya da sonradan kazı olasılığı ile etkimeyebileceği düşünülürse güvenlik olarak göz önüne almamak daha doğru bir yaklaşımdır.
Kaymaya Karşı Güvenlik Duvarın OO' tabanında dışa doğru kaymasına(ötelenmesine) karşı güvenlik, kaymaya(ötelenmeye) karşı koyan kuvvetlerin kaymaya zorlayan kuvvetlere oranı olarak tanımlanır. Kaymaya karşı Güvenlik Sayısı nın en az (Gs) 1.5 olması beklenmelidir. Depremli durumda Gs=1.1 yeterlidir. Kaymaya karşı koyan kuvvetler OO' boyunca doğan kayma dayanımı direnci ile P p pasif itkisidir. Tabanda duvar-zemin sürtünme açısı φ 2, adezyon c a ile gösterilirse ötelenmeye karşı güvenlik
Kaymaya Karşı Güvenlik Gs = FR F R =Kaymaya karşı koyan kuvvetler toplamı F d =Kaymaya zorlayan kuvvetler toplamı Gs=Güvenlik sayısı F s = σ tanδ + c a s=tabanda kayma direnci, δ = duvarla temel zemini arasında sürtünme açısı c a = adhezyon d
Kaymaya Karşı Güvenlik α φ α δ α δ δ σ δ σ cos ) ) tan( ( cos ) tan ( cos ) tan ( ) tan ( tan 1) ( 2 2 1 a p a p a a d p a R a a P P c Bk k V Gs P P Bc V Gs P F P Bc V F Bc V R V B Bc B B s R + + Σ = + + Σ = = + + Σ = + Σ = = Σ + = =
Kaymaya Karşı Güvenlik Ötelenmeye karşı güvenlik yeterli değilse duvar altında bir diş oluşturulabilir. Dişin gövde donatısı uzatılarak elde edilmesi düşünülebilirse de arka topukta oluşturulması daha etkin olabilir. Diş oluşturmak yerine taban genişliğinin artırılması daha ekonomik olabilir.
Taşıma Gücü Yönünden Güvenlik Düşey bileşke ( v) nin etkime yeri O noktasına göre moment alarak bulunabilir. Bu bileşkenin taban orta 1/3 sınırları içerisinde olması halinde tabanda trapez biçimli ve her iki tarafta basınç gerilmeleri doğuracağı mukavemet biliminin temel bilgilerindendir.
e Taşıma Gücü Yönünden Güvenlik B = x' 2 e= B M M B R 0 2 V 6 Bu durumda simetri eksenine göre eksantirisite e ise taban gerilmeleri q max, min v 6e = (1 ± ) B B
Taşıma Gücü Yönünden Güvenlik Düşey kuvvet bileşeni (b) de gösterildiği gibi orta 1/3 çekirdeğinin dışında etkiyorsa en az gerilme, çekme gerilmesi olup tabanın zeminden ayrılması (negatif gerilmeler alınamayacağından) anlamına gelecektir. Bu tarafta gerilme sıfır olacağından (b ) de gösterildiği gibi yeni bir gerilme dağılımı olacaktır. Bu durumda V kuvvetinin çekirdek sınırına denk gelmesi anlamına geleceğinden gerilmenin etkidiği taban olacaktır. Düşey kuvvet dengesi yazılırsa B q v= 3( e). 2 2 max
Taşıma Gücü Yönünden Güvenlik q max q a veya q max q a q a = Temel zemininin güvenli taşıma gücü
Toptan (Genel) Göçme Tahkiki O Yatayla açı α O α<10 Zayıf Zemin
Duvar Güvenliğinde Diğer Konular Duvar arkasında topukta yatay drenaj borusu yerleştirmek ve duvarda barbakan delikleri oluşturmak drenaj için mutlak gereklidir. Dolgu malzemesinin delik veya boruya doğru yıkanması uygun bir filtre malzemesi veya geotekstil malzeme ile önlenmelidir. Filtre malzemenin filtre koşulları adı ile bilinen özelliklerde olması gerekmektedir.
Duvar Güvenliğinde Diğer Konular Duvarların boyuna doğrultuda her 8-12 m de düşey büzülme derzleriyle ayrılması genel bir uygulamadır. Dış kalıba düşey bir şerit yerleştirilerek sağlanacak bu derzler ısı veya priz nedeniyle olabilecek çatlakların görünümü bozmasını engellemektedir.