Radye Temel Tasarımında Farklı Wınkler Metodlarının Değerlendirilmesi

Winkler yay metodunda zemin bir yay olarak modellenir. Yayın sertliği ya da yumuşaklığı zeminin sertliği ya da yumuşaklığı anlamına gelir. Temel de bu yaylar üzerine oturmuş kabul edilir. Anlaşılacağı üzere burada yayların sertliğini belirleyen yay katsayısının doğru tespiti/tayini önemlidir. Zemin yatak katsayısı aslında bir yay katsayısıdır. Zemin yatak katsayısı (k), gerilmenin çökmeye oranını ifade eder. Yani k = (GERİLME) / (OTURMA). Eğer ilgili gerilmede oturma çok ise (k) değeri küçülür ki bu yumuşak zeminleri tanımlar. Tam tersi oturma küçük ise bu durumda (k) değeri nispeten büyür ve sert zemine tekabül eder. Formülasyondan da anlaşılacağı üzere yatak katsayısı ile oradaki çökme (oturma) çarpıldığında o noktadaki zemin gerilmesi bulunabilir. Burada dikkat edilmesi gerekli husus (k) yatak katsayısının zemin yatak katsayısı olarak tanımlanmasına rağmen radye temel tasarımında gerekli olan katsayının “temel yatak katsayısı” olması gerektiğidir. Dolayısıyla temel yatak katsayısı ile zemin yatak katsayısı birbirleriyle ilintili olmalarına rağmen aynı şey değillerdir. Ancak temel yatak katsayısından faydalanılarak temel yatak katsayısına ulaşılabilir. Farklı Winkler modelleriyle temel tasarımı yapılabilir. Aşağıda bu modeller irdelenmiştir.

TEK PARAMETRELİ WİNKLER METODU

Bu metotta temel altındaki yayların hepsi aynı sertliktedir. Temelin ortasındaki yay katsayısı da aynı, temel kenarındaki yay katsayısı da aynıdır. Oysa gerçek durum bundan farklıdır. Radye temelde orta bölümde nispeten oturma fazla iken kenarlarda ise daha azdır (çanak şekli). Bu durum orta bölgedeki yay katsayılarının (temel yatak katsayısı) daha az, kenara gittikçe ise daha büyük olması gerektiğini gösterir. Tek parametreli Winkler metodunda ise bu durum göz ardı edilir ve temelin her noktasında yay katsayısı, zemin yatak katsayısına eşit kabul edilerek analiz yapılır (k=ks). Bu durum çok emniyetli sonuçlara sebep olur ve gerilmeler olduğundan daha büyük çıkar, kurtarması gereken zemin gerilmesi kurtarmaz/yetersiz gibi görünebilir ama bu gerçek davranış değildir. Tek parametreli Winkler metodunda ortaya çıkan gerilmelerin olması gerektiğinden büyük çıktığı unutulmamalıdır. Sırf bu yüzden de temel gereksiz yere büyütülme yoluna ya da zemin yetersiz görülerek iyileştirmeye yönelinebilir.

İKİ PARAMETRELİ WİNKLER METODU:

Bu metotta temelin orta bölümü ile kenar bölümleri farklı yay katsayıları ile tanımlanır. Örneğin orta bölümde (k=ks) iken temel kenarlarında (ks=1,5ko) olarak daha sert yay olarak tanımlanır. Gerçek davranışa biraz daha yakındır.

ÜÇ PARAMETRELİ WİNKLER METODU:

Bu metotta temel orta bölümünde (k=ks), ortayı saran dış kısımda (ks=1,5ko) ve temelin en dış kenarlarında da (ks=2ko) alınarak, dışa gittikçe daha sert yaylarla zemin/temel modellenir. Üstteki iki yönteme göre daha gerçekçidir.

4) PASTERNAK YÖNTEMİ

Yukarıdaki 3 yöntemle yayların birbiri ile ilgisi yoktur ve bağımsız çalışırlar. Oysa gerçek zemin davranışında zemin/temel meshlerinin birbiriyle ilgisi vardır ve etkileşimlidirler. Pasternak yönteminde ise bu etkileşimi modele yansıtmak için düşey yaylara ek olarak komşu yayları birbirine bağlayan çapraz yaylar da tanımlanır ve böylece etkileşim hesaba katılır. En gerçekçi davranışa en uygun model bu modeldir.