istinat Duvarına Etkiyen Kuvvetler

İSTİNAT DUVARINA ETKİYEN KUVVETLER

İstinat duvarları inşa edileceği yer ve maksadına göre farklı yüklere maruz kalırlar. Projelendirme aşamasında bu yükleri iyi belirleyip hesaba dahil edilmesi gereklidir. Aksi takdirde dikkate alınmayan bir yük duvarımızda olumsuz bir durum yaratabileceği gibi yine gereksiz alınan bir yük ise mühendisi ekonomik çözümlerden uzaklaştırabilir. İstinat duvarına etkiyen bazı yükler aşağıdaki şekilde şematize edilmiştir (Şekil9).

İstinat duvarına etkiyen yükler.

a- Duvarın Kendi ağırlığı

İstinat duvarının ağırlığı yapı üzerinde yatay, düşey ve moment kuvvetlerinin doğmasına sebep olacaktır. İstinat duvarının kendi ağırlığından doğan düşey yük örneğin konsol istinat duvarlarında, duvarın ön alt köşesine göre bir moment oluşturacaktır. Duvar ağırlığının, temel ile zemin arasındaki sürtünme katsayısının çarpımı ile doğacak yatay kuvvet, istinat duvarını gelen yatay kuvvetlere karşı koyacaktır. Ayrıca deprem durumunda yapı ağırlığından doğan ek bir yatay yük oluşacaktır.

b- İstinat Duvarının Arkasındaki Yanal Toprak Basıncı

İstinat duvarının arkasındaki toprak, zemini özelliklerine bağlı olarak duvar üzerinde yatay bir yük oluşturacaktır. Bu yüklerin hesaplanması ile ilgili olarak bir çok teori (Rankine, Coulomb, Mononobe-Okobe, Richards-Elms vs.) geliştirilmiştir. İlerleyen bölümlerde bu konu ayrıca daha detaylı incelenecektir.

c- Duvarın Önündeki Toprak Basıncı

Duvarın önündeki toprak basıncının istinat duvarının hesabında olumlu bir etkisi vardır. Yine yukarıda geliştirilen yöntemlerin birisiyle bu kuvvetler hesaplanabilir. Duvar önündeki toprağın doğal sebeplerden ötürü zamanla yok olabileceği için genellikle analizde olumlu etkisi hesaba dahil edilmez.

d- Su ve Sızıntı Suyu Basınçları

İstinat duvarlarına, rıhtım yapılarında olduğu gibi direk bir hidrostatik ve hidrodinamik su basıncı etkiyebileceği gibi, istinat duvarının arkasında bulunana toprak içerisindeki yer altı suyundan kaynaklanan bir basınçta etkiyebilir. Eğer basınç zemin içerisindeki bir yer altı suyundan kaynaklanıyorsa suyun zemin daneciklerini yüzdürme kuvveti hesaba dahil edilmelidir. Ayrıca suyun duvara yaptığı kaldırma basıncıda göz önüne alınmalıdır.

e- Titreşimler

Yol, demiryolu gibi imlaları tutan istinat duvarlarında trafik tesiriyle zeminde meydana gelen titreşimler yatay toprak basıncını artırabilir.

f- Deprem Etkisi

Deprem etkisinden oluşan yatay ve düşey ivmelere bağlı olarak istinat yapısına yatay bir kuvvet etkir.

g- Don Tesiri

Temel altındaki zeminin cinsine bağlı olarak iklim değişikliğiyle zemin içerisindeki suyun donma ve çözülmesinden meydana gelecek hacim değişikliği istinat duvarını öne doğru itebilir. Bu durumun yıllarca devam etmesi neticesinde duvarın devrilmesine sebep olabilir. Burada en geçerli çözüm istinat yapısını don derinliğinin altına koymak ve zeminde gerekli drenajı yapmaktır.

h- Şişme Basıncı

Duvar arkası dolgusunun şişen bir malzemeden teşkili ilave yanal şişme basınçlarının doğmasına sebep olur. Bu basıncın miktarının hesabı da oldukça zordur. Bu durumu göz önüne alarak dolgu malzemesini tespit etmek gerekir.

ı- Üst Yükler (Sürşarj)

İstinat duvarının arkasındaki dolgu toprak üzerinde ilave yük bulunabilir. Bu yükler dolgu üzerindeki yerlerine göre yatay bir kuvvete dönüştürülerek hesaba dahil edilebilirler.

j- Silindir Yükü

İstinat duvarının arka dolgusunun sıkıştırılması için kullanılacak silindir istinat duvarına ek bir yatay itki getirecektir. Bu durum analiz safhasında göz önüne alınıp silindirden doğacak yatay itki hesaba dahil edilmeli ve silindir minimum Çalışma mesafesi belirlenmelidir.