YAZILIMLARDA TEMEL DİZAYNI KONTROLÜ’NÜN PÜF NOKTALARI

İnşaat mühendisliği disiplininde yazılim artık vazgecilmezdir. Kusa zaman da birçok alternatif denenebilsiği gibi, hesap hamallığını da  ortadan kaldırmaktadır. Ancak yazilım siz ne verirseniz o bazda sonuçlar ortaya çikarır. Dolayısıyle yazılıma girilmesi gereken veriler de doğru olmalıdır ki, sonuçlar dogru olsun.

Yazilimlarda özellikle zemin degerlerinin dogru girilmesi, temel dizaynı’nın dogru yapilmasi açısindan önemlidir. Yazilimda ilk kontrol edilmesi gereken kısım zemin gurubunun oldugu kısımdir. Zeminin, A,B,C yada D gurubu taniminin jeoteknik etüd’e uygun yapilmasi gerekir.Deprem kuvveti devamli bir kuvvet olmadığından , cok bozuk zeminler hariç, deprem aninda zemin tasima gücü %50 artirilabilir. Bozuk zeminden kasıt D gurubu zeminler olup, bu guruptaki zeminlerde deprem aninda zemin taşıma gücü artirılamaz

Yazilımlarda radye temel(alan temeller) hesabi sonlu elemanlar yontemine gore, genelde winkler metoduna göre yapılmaktadır. Sonlu elemanlar dedigimiz metod, büyük alanın kare kare daha küçuk alanlara bölünerek yapilmasidir.Burada karşimıza sonlu elemanin boyutlarinin ne olacagı sorusu karsimıza çıkar.20mx20m ebatlarinda, 400metrekarelik  bir temeli, 10mx10m lik dört adet sonlu elemana bölerekte yapabilirsiniz, 1metrekarelik 400 adet sonlu elemana bolerekte yapabilirsiniz.  Esas olan sonlu eleman buyuklugunu küçük tutmak degildir.Ne gerekiyorsa sonlu eleman genisliginj o deger de tayin etmek gerekir. Mesela 20mx20m lik, kare yada dikdortgen seklindeki bir temelde sonlu eleman genisligi oldukca buyük tutulabilir. Bu tür temellerde sonlu eleman genisligi 2mx2m, 3mx3m yada 4mx4m düsünülebilir. Ancak temel karısık bir geometriye sahipse, çap varsa, ücgen seklinde girintiler çikintilar mevcutsa, o takdirde dogru bir hesap için, olusturdugunuz sonlu model parçasının, bu girinti çıkıntinın uç noktalarina kadar girmesi gerekir.Dolayisiyle boyle bir temelde 2mx2m yada 4mx4m gibi buyuk sonlu eleman kullanmak dogru degildir.Bu buyuklukteki sonlu elemanlar girinti uclarina ulasamaz.Bu tur temellerde sonlu eleman genislikleri mümkün mertebe 50cmx50cm, 40cmx40cm gibi kücük secilebilir. Sonlu eleman genisligini gereginden kucuk tutarsaniz, hem zeminin gercek davranisindan uzaklasirsiniz, hemde binlerce onbinlerce gereksiz eleman ciktilari ile ugrasirsiniz, hemde bilgisayarinizin dakikalarca analiz  yapmasini beklersiniz.Sonlu eleman genisligini yukarida verdigim bilgiler dogrultusunda tayin etmek ve incelemek gerekir.

Yazilimlar genelde temel dizayninda winkler yay metodunu kullanmaktadir. Nedir bu metod? Zemin adeta binlerce yay dan olusan bir malzeme kabul edilir, temeliniz gelir bu yaylarin uzerine oturtulur, yaylardaki cokme miktarlarina gore de dizayn yapilir. Winkler yonteminde bu yay sabitlerini muhendis yazilima girer.Sonuclarda dogal olarak bu yay sabitlerine gore cikar. Siz yay sabitlerini kurcalayarak olmasi herekenden daha buyuk bir tasima gücü varmıs gibi bile gosterebirsiniz.Bu baglam da projeyi kontrol eden muhendislerin sonlu eleman genisligi gibi bu yay katsayilarina da dikkat etmesi gerekir.

Yazilimlarin kullandigi bu yay katsayisi aslinda, yatak katsayisi dedigimiz “k” katsayisidir. Bu ( k) katsayisininne girildigi, hesaplarda nasil kullanildıgi cok onemlidir. Yatak katsayisi dedigimiz katsayı, yuk altinda zeminin birim alani nin , birim deplasmana karsi olan direncidir. Daha anlasilir yazarsam, zemin’e uyguladigimiz bir gerilmenin, o noktada olusturdugu cökme miktarına oranı , yatak katsayisidir.

Yatak katsayisi=gerilme / çökme

Dusundugumuzde temel altindaki her noktada ayni yatak katsayisinin mumkun olmayacagı görülür.Radye temelde tam ortadaki gerilmenin olusturacacagi çökme ile, tam radye kösesindeki ayni gerilmenin olusturacagi cökme ayni degildir. O halde temel altinda farkli yatak katsayilsri tanimlanabilir. Bu farkli katsayi (1xko) ile (1.5xko) arasinda dusunulebilir. Bazi muhendisler zemin tasima gucu kurtarmadigindan isin hilesine kacmakta  ve (ko) degerini 3 kat, 4 kat artirmaktadir. Zemin tasima gucu yatak katsayisi ile cokme’nin carpimi oldugundan sanki zemin tasiyormus gibi  ciktilar idareye sunulmaktadir.Kontrol mekanizmasi buna dikkat etmelidir.Evet degisik yonlerde, degisik  bolgelerde yatak katsayisi farklidir ama  bu deger hic bir zaman (4 x ko)  yada ( 5 x ko) olamaz.

Bir deger hususta sonlu elemanlarin her birinde cikan zemin tasima gucu degerleridir. G+Q yuklemelerinde kesinlikle tüm sonlu elemanlarda cikan degerler zemin tasima gucunden kucük olmalidir.Ancak isin icine deprem yuklemeleri girdiginde ozellikle temelin koselerinde, ne yaparsaniz yapin tasima gucu degerinin 3-5 elemanda asildigi gorulebilir. Siz 1000 tane sonlu eleman olusturmussunuz, 30-40 tanesinde, deprem yuklemesinde sinır deger aşılmış, bu durumu temel koseleri icin kabul edilebilir gormek gerekir.Cunku temel sonlu elemani gercekte komsu elemanlardanda yardim gorur, sonlu eleman tek basina calismaz. Bu baglamda toplam sonlu eleman sayisinin %5’i, %10′ u kadarinin, temel koselerine gelmesi kaydi ile, deprem yuklemelerinde zemin tasima gucunu asmasina izin verilebilir. Bu kontrolun insiyatifinde ve tasarrufundadir.

Temel tipi ne olursa olsun, parsel izin verdigi olcude temelde her yonde,  1 metrelik konsollar yapilmasina ozen gosterilmelidir. Bu konsollar zemin gerilmesini azalttigi gibi, temel ic kismindaki kesit tesirlerininde azalnasini saglar. Eger binada ust katlarda  bir cikma varsa, temelde de o cikma kadar mutlaka konsol yapilmalidir.üstteki konsol izdüşümü temel icerisinde kalmalidır…

Ahmet CELIKKOLLU

Insaat Muhendisi

ESKISEHIR

0541 973015 1