Temel Tasarımı Nasıl Yapılır?

Mühendis ilk etapta binayı temelsiz düşünür.Yükler ve zemin taşıma gücü temel tipini belirler.Üst yapı dizaynından sonra temel dizaynına geçilebilir.Temel tip seçiminde önemli olan yükleme G+Q yüklemesidir.Sistem analizini yapan mühendis, çıktılardan aldığı G+Q yükleme sonucuna göre temel tipini belirler.Diyelim 10 katlı bir yapı, kat ağırlığı 150 ton olsun.Jeoteknik etüd raporunda da zemin taşıma gücü temel seviyesinde 10 t/m2 olsun.Yapının taban alanınıda 100 m2 kabul edelim.

G+Q=150X10=1500 TON

1500 /100 =15 ton/m2

Eğer yapı tabanının tamamını bile temel yapsanız zeminde 15 t/m2 lik bir gerilme oluşacaktır.Bu sonuçtan onu anlıyoruz.Bu değerde zemin taşıma gücünden buyuktür.15>10.Yani zemin bu yapıyı taşımaz.Bu aşamada zemin güçlendirem çözümlerini düşünmek yada temeli daha derinlere indirerek daha yüksek taşıma gücü olan bir yere temeli oturtmak gerekir.Bu şartlarda temeli kurtarmak için yazılımla ugraşmaya gerek yoktur.Dikkat ederseniz bu hesapları G+Q hesaplarını kullanarak yapıyoruz.Temel dizaynında 1.4 ve 1.6 katsayıları ile çarpılmış degerler kullanılmaz.Çünkü temeli yük katsayıları ile artırılmış değerlerin gelmesi mümkün değildir.Ancak kesit tesirleri aşamasında(mesela temel kirişi hesabı yapıyorsunuz) artırılmış degerler kullanılır.

Güvenlik anlamında mühendis için temel tipleri arasında fark olmamalıdır.gerekli kontroller saglandıktan sonra tekil temel, sürekli temel yada alan temel aynı güvenliği sağlayabilir.Zemin taşıma gücü uygun olduğu sürece her tür temel tipi kullanılabilir.1.DEPREM BÖLGESİ, burada tekil temel yapılmaz gibi saçma düşünceler mühendislikle bagdaşmaz.1.deprem bölgesindede tekil temel pekala yapılabilir.

Temel dizaynında mühendisi önünde iki seçenek vardır.Bunlardan birincisi üst yapıyı çözmek sonra gelen tesirleri alıp ayrı bir yerde temeli çözmek.Bu mümkündür.Yani üst yapı ayrı , temel ayrı çözülebilir.Bu tür ayrı çözümde  zeminin üst yapıda ayrıca bir ek tesir oluşturmaması gerekir.Eğer zemin sert ise üst yapıdan dolayı zeminde dönmeler oluşmaz dolayısıyle ek tesirler oluşmaz.İşte bu tip sert zeminlerde üst yapı ayrı temel ayrı çözülebilir.Temel de yüklerden dolayı dönmelerin olması demek, zeminin nispeten yumuşak olması anlamına gelir.Buda üst yapı kolonlarında ilave momentlerin oluşması anlamına gelir ki tesirler bir miktar artar.Kaya bir zemine oturan temelde dönmeler sıfırken, alüvyon yumuşak bir zeminde dönmeler oluşur ve temelde zemine göre şekil alır.Kısacası temelde bir dönme olursa bu dönmenin üst yapıya etkisi oluır.Eğer temel ayrı üst yapı ayrı çözecekseniz zemin sert olmalı demiştik.Demekki zeminler A yada B gurubuna giriyorsa üst yapı ayrı temel ayrı çözmemiz mümkündür.

Temeli dizayn ederken ikinci yolda üst yapı ve temeli beraber çözmektir.Birlikte çözümde tahmin deceginiz üzere temeldeki dönmelerden dolayı oluşacak her tür ek tesir üst yapı kolonlarına iletilir.Zemin nispeten yumuşak ise beraber çözüm tercih edilmelidir.Yumuşak zeminler ise C ve D gurubuna giren zeminlerdir.Eğer zemininiz C yada D gurubunda ise temel yapı bir çözüm secenegini uygulamalısınız.

Yazının ilk başında G+Q yüklemesinin öneminden bahsettik.Ama biliyoruz ki deprem anında zeminin bir tarafında gerilme artarken diğer tarafında azalır(deprem geliş yönüne göre).Hesaplarda bunuda dikkate almak gerekir.Ancak deprem kısa sürelidir.Bu yüzden deprem geldiğinde güvenlik katsayısı biraz düşürülebilir.Deprem anında zemin taşıma gücü 1.5 kat artırılabilir.Eğer zeminiz çok yumuşak değilse bu artırım problem teşkil etmez.Ama zemin yumuşak ise bu artırımı zemin pek tolere etmeyebilir.O bakımdan sert sayılabilecek zeminlerde A,B ve C gurubu zeminlerde %50 artırım deprem anında uygulanabilir.Ama en kötü zemin gurubu olan D gurubu zeminde taşıma gücü deprem anında artırılmamalıdır.

Sonuç olarak :G+Q yüklemesinden dolayı zeminde oluşan gerilmeler taşıma gücünden küçük olmalıdır

G+Q <=ZEMİN TAŞIMA GÜCÜ

DEPREM yükleri işin içine girdiğinde, G+Q+E yüklemesinden çıkan sonuç, zemin taşıma gücünün 1.5 ile çarpılmasından çıkan degerden küçük olmalıdır(D GURUBU ZEMİN HARİÇ)

G+Q+E<=1.5 X ZEMİN TAŞIMA GÜCÜ

D gurubu zeminler en sorunlu zeminlerdir.D gurubu zeminler temelde aşagıdaki iki şartı aynı anda sağlamalıdır.

G+Q<=ZEMİN TAŞIMA GÜCÜ

G+Q+E<=ZEMİN TAŞIMA GÜCÜ

Yazılımlarda da temel üst yapı birlikte çözüm seçimlerinde bu anlatılanlara dikkat edilmelidir.Sert zeminlerde temel üst yapı ayrı çözüm opsiyonları kullanılabilir.Ancak C ve D gurubu zeminlerde çalışıyorsanız yazılımda birlikte çözüm aktif olmalıdır.

Bir diğer hususta negatif gerilme hususudur.Zeminde negatif gerilme olmaz. Eğer zeminde negatig gerilme oluşmuşsa ilgili bölge havaya kalkacak anlamına gelir ki bu uygun olmaz.Negatig gerilme anında temel sistemi değiştirilmeli ve her yerde pozitif gerilme oluşması saglanmalıdır.En azından gerilme degeri sıfır olacak şekilde ayarlanmalıdır.

Ahmet ÇELİKKOLLU

İnşaat Mühendisi

ESKİŞEHİR