Radye Temellerde Zemin Gerilmesi Ve Kesit Tesirleri Kontrolü

Radye temel yaygın bir yüzeysel temel türüdür. Zemin taşıma gücünün bina yüküne göre nispeten düşük olduğu yerlerde, oturma/farklı oturma problemi olan yerlerde tercih edilir. Bir binanın/yapının altında farklı temel sistemleri kullanılmaz. Binanın temeli ya tamamen tekil temel, ya tamamen sürekli temel ya da radye temel olarak tasarlanmalıdır, çünkü temel tasarımında kullanılan zemin taşıma gücü sadece zemin özellikleriyle ilgili değil temel tipiyle de ilgilidir. Ayni zeminde, aynı derinlikte, aynı bina/yapı için zemin taşıma gücü tekil temel için farklı, sürekli temel için farklı, radye temel için farklıdır. Daha net bir ifadeyle bir binanın temelinin bir kısmı sürekli temel bir kısmı radye temel yapılamaz

Radye temel sisteminde binanın/yapının oturduğu bölgenin tümü temel olarak kullanılır. Radye temel sisteminde zemin taşıma gücünden maksimum olarak yararlanılabilir. Radye temelin zemin tasıma gücü anlamında yetersiz kaldığı durumlarda ya zemin iyileştirmesine gidilir ya da derin temel sistemleri tercih edilir.
Radye temel sistemle tüm oturma alanını kullanıp maksimum zemin taşıma kapasitesini kullanmaya imkan vermesinin yanı sıra değişik radye temel tasarımlarıyla kesit tesirleri ve zemin gerilmeleri de rahatlıkla kontrol edilebilir. Aşağıda değişik radye temel tasarımlarından bahsedilmiş, temel kesit tesirlerinin(eğilme momenti, kesme kuvveti) ve zemin gerilmesinin nasıl kontrol altında tutulabileceği anlatılmıştır.

1. RADYE TEMELDE KESIT TESIRLERİNİN KONTROLÜ

Radye temellerde parseller, vaziyet planı yani bina oturumları müsaade ettiği surece en az bina her kenarından, bina oturum izdüşümüne ilave olarak 150cm konsol çıkmalar yapılmalıdır. Örneğin 20m x 20m taban alanına sahip bir bina için tüm kenarlardan 1,50m çıkma yapıldığında bina temel alanı 20 + (1,50+1,50) x 20 + (1,50+1,50) olmak üzere 23m x 23m olur. Temeldeki bu 1,50 metrelik konsollar bağlı oldukları mesnette altta mesnet momenti oluşturur, oluşan bu mesnet momenti radye iç açıklığındaki moment diyagramını(kolon şeridi ve orta şeritler) aşağı doğru çeker ve maksimum momentin açıklıkta azalmasına sebep olur, bu durum aynı zamanda radye iç açıklığındaki deplasmanında azalmasına sebep olur, daha küçük tesir daha ince betonarme temel, daha az donatı, daha az isçilik anlamına gelir. Ayrıca bina oturum alanına ek olarak çıkılan bu 1,50 metrelik konsollar temel alanını büyüttüğünden doğal olarak zemin gerilmesini de azaltacaktır. 20m x 20m oturum alanına sahip 10 katli bir binanın ağırlığının yaklaşık 4000 ton civarında olduğu düşünüldüğünde(G+Q) binanın zeminde oluşturacağı ortalama gerilme 400 / (20×20)=10t/m2 iken(moment etkisi hariç), tüm kenarlardan 1,50 metre konsol çıkıldığında zeminde oluşacak ortalama gerilme 4000 / (23×23)=7,56t/m2’dir.
Yapılaşma koşulları sebebiyle(bitişik nizam, yola sıfır yapılaşmalar gibi) temelde her kenardan konsol çıkma yapılamasa bile, konsol çıkmanın yapılabildiği kenarlar değerlendirilmeli ve sadece bu kenarlardan çıkma yapılmalıdır/yapılabilir. Temelde yapılacak bu konsol uzunluklarıyla ilgili önemli bir hususta konsol uzunluğunun 2 metreyi aştıktan sonra yararının olmamasıdır, hem kesit tesirleri hem zemin gerilmesi kontrolü anlamında 2 metreyi gecen temel konsolları yarar saylamamaktadır(sadece 2 metrelik kisim yarar sağlar, geri kalan uzunluk beton ve donatı sarfiyatına sebep olur).

2. RADYE TEMELDE ZEMİN GERİLMESİNİN KONTROLÜ

Bina oturumuna ek olarak yapılacak temel konsollarının zemin gerilmesine etkisi yukarıda anlatıldı. Buna ilave olarak radye temel kalınlığını değiştirerek temel ebatlar ayni kalmak suretiyle oluşacak zemin gerilmesini kontrol etmek mümkündür. Yani 20mx20m ebata sahip 60cm kalınlığındaki bir temelin zeminde oluşturacağı gerilme yine ayni ebata sahip 90cm kalınlığındaki bir temelin zeminde oluşturacağı gerilme aynı değildir(burada 60cm yüksekliğindeki temel ağırlığı ile 90 cm ağırlığındaki temel ağırlığındaki farktan bahsedilmiyor). 20mx20m ve h=60 cm olan bir temelin zeminde oluşturacağı gerilme, 20mx20m ve h=90cm olan bir temelin zeminde oluşturacağı gerilmeden daha büyüktür(temel ağırlıkları dahil olmak üzere). Yani radye temel kalınlığı arttıkça zeminde oluşan gerilme azalır. Bu durum derine inildikçe gerilme yayılışı ile ilintilidir. Gerilme etki alanı derine inildikçe (#2 birim derinliğe, 1 birim genişlik artışı) artar buda zeminde oluşan gerilmenin düşmesi anlamına gelir. Şöyle ki tam kolonların oturduğu yerdeki zemin gerilmesi ile 5 metre derinlikteki zemin gerilmesi bir değildir, 5 metre derinlikte zemin gerilmesi daha düşüktür. 20mx20m ve 4000 ton ağırlığındaki örnek binada ( G+Q) yüklemesinde tam kolonların birleştiği yerdeki gerilme 4000/(20×20)=10tm2 idi. 5 metre derinlikte ise 2/1 gerilme etki alanı varsayımıyla ve temelin dört kenarından (2/1=5/2,5) metrelik alan büyümesi göz önüne alındığında bina yükünün 20+(2,5+2,5) ×20+(2,5+2,5)=25mx25m lık alana yayıldığı bulunabilir. Bu durumda 5 metre derinlikte zeminde oluşacak gerilme 4000/(25×25)=6,4t/m2 civarındadır. Radye temel kalınlığı içinde bu durum geçerlidir. Örnek 4000 tonluk binanın tam temel ile birleştiği yerdeki temeldeki gerilme 4000/(20+20)=10t/m2’dir. 60 cm temel kalınlığı dikkate alındığında tam temelin toprağa oturduğu yerdeki gerilme 4000(20,60×20,60)=9,43 t/m2 bulunur.(sadece G+Q). Eğer 4000 tonluk bu örnek binada temel 90 cm düşünülürse bu durumda tam temelin toprağa birleştiği yerdeki gerilme 4000/(20,90+20,90)=9,16 t/m2 civarında bulunur. Temel ağırlığı bina ağırlığı yanında oldukça küçüktür.

Sonuç olarak radye kalınlığı arttıkça  zeminde oluşan gerilme azalır. Çünkü aşağı inildikçe gerilmenin yayılacağı akan büyür. Radye kalınlığı artırılarak zemin gerilmesi azaltılabilir ve dolayısıyla kontrol edilebilir.

Ahmet CELIKKOLLU

İnşaat Mühendisi

05454019515