Sismik ve boyutsal parametrelerin istinat duvarlarının maliyetine etkisi

Abstract

Mühendislik yapılarının tasarımındaki temel amaç; yükler altında stabilite, yer değiştirme, , ekonomiklik vb. kriterlerin sağlanmasıdır. Uygulamada en çok tercih edilen dayanma yapısı olan betonarme konsol istinat duvarlarının statik ve dinamik toprak basınçları altındaki tasarımı karmaşık bir problemdir. Bu çalışmada Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018) dikkate alınarak 3 farklı yükseklikteki betonarme konsol istinat duvarının statik ve dinamik kuvvetler altında eşdeğer statik analizi gerçekleştirilmiştir. Sismik yükler hesaplanırken İzmir, Isparta ve Konya olmak üzere 3 farklı konumdaki sprektral ivmeler belirlenerek analizler yapılmıştır. Sap 2000 sonlu elemanlar analiziyle yapısal davranış incelenmiş ve Sta4cad programıyla betonarme tasarım gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda sismik parametrelerin konumsal değişimi ve yükseklik artışının; gerilme dağılımı, yer değiştirmedeki etkisine bağlı olarak betonarme tasarımda birim alana düşen yapısal maliyetin arttığı belirlenmiştir.

Keywords

• konsol istinat duvarı
• zemin-yapı etkileşimi
• sonlu elemanlar yöntemi

Effect of seismic and dimensional parameters on the cost of retaining walls

Abstract

The main purpose in the design of engineering structures; stability under loads, displacement, force capacity, economy, etc. meeting the criteria. The design of reinforced concrete cantilever retaining walls, which is the most preferred bearing structure in practice, under static and dynamic earth pressures is a complex problem. In this study, equivalent static analysis of reinforced concrete cantilever retaining walls of 3 different heights under static and dynamic forces was carried out, taking into account the Turkish Building Earthquake Code (TBDY 2018). While calculating seismic loads, spectral accelerations in 3 different locations, İzmir, Isparta and Konya, were determined and analyzes were made. Structural behavior was examined with Sap 2000 finite element analysis and reinforced concrete design was realized with Sta4cad program. As a result of the analyzes made, the spatial variation of the seismic parameters and the elevation increase; It has been determined that the structural cost per unit area increases in reinforced concrete design depending on the effect of stress distribution on displacement.

Keywords

• Cantilever retaining wall
• Soil-structure interaction
• Finite element method

References

1. [1] Genç, D., 2008. Zemin Mekaniği ve Temeller, TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası Yayını, Ankara
2. [2] Coduto, D.P. 2001. Temel Tasarımı: İlke ve Uygulamalar. 2. Baskı, Prentice Hall, Upper Saddle River.
3. [3] Gürsoy, S., 2006. Betonarme İstinat Duvarlarının, Zemin Etkileşimini de Dikkate Almak Suretiyle, Deprem Yüklerine Göre Doğrusal ve Doğrusal Olmayan Davranışlarının incelenmesi”, Doktora Tezi, KTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü.
4. [4] Arslan Ö., Keskin İ., Ateş A., 2018. Farklı Deprem Yüklerinin Betonarme Konsol Bir İstinat Duvarının Maliyetine Etkisinin Analizi, Eskişehir Teknik Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi BTeorik Bilimler 6, 28-35.
5. [5] Binici, E., Öztürk, Ş. 2019. Konsol İstinat Duvar Tasarımı Üzerine Parametrik Bir Çalışma. Journal of the Institute of Science and Technology , 9 (1) , 203-210 . DOI: 10.21597/jist.448933
6. [6] Yıldırım E., 2019. Betonarme konsol istinat duvarları ile geogrid donatılı istinat duvarlarının teknik ve ekonomik yönden araştırılması. Konya teknik üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 174 s
7. [7] Dağdeviren, U., Kaymak, B. 2018. Yapay Arı Koloni Algoritması Kullanılarak Betonarme Istinat Duvarlarının Optimum Maliyet Tasarımını Etkileyen Parametrelerin Incelenmesi . Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 33 (1) , 0-0 . DOI: 10.17341/gazimmfd.406796.
8. [8] Temür, R. & Bekdaş, G. 2018. Betonarme Konsol Istinat Duvarlarının Optimum Tasarımı . Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi,24(6), 1043-1050 . https://dergipark.org.tr/tr/pub/pajes/issue/40 976/498366

9. [9] Gürsoy, Ş. 2013. İstinat Duvarlarına Etkiyen Aktif Zemin İtkilerinin Eurocode–8 Ve Türkiye Deprem Yönetmeliğine Göre Karşılaştırılması. Gazi University Journal of Science Part C: Design and Technology, 1(4) , 153-160 .Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/gujsc/issue/74 61/98245
10. [10] Uzundurukan, S. & Saplıoğlu, K. 2020. Konsol İstinat Duvarlarında Yükseklik Maliyet İlişkisinin Parçacık Sürü Algoritması İle İncelenmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8 (4) , 2544-2554 . Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/dubited/issue/ 57598/752589
11. [11] Kayhan, A. H. & Demir, A. 2016. Betonarme konsol istinat duvarlarının parçacık sürü optimizasyonu ile optimum tasarımı. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi,22 (3), 129-135. Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/pajes/issue/24 687/261049?publisher=pamukkale
12. [12] Kamiloğlu H.A., Şadoğlu E., Yilmaz F.,2019. Numerical Analysis of Active Earth Pressures on Various Types of Retaining Walls. Erzincan University Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Journal of Science and Technology 2019, 12(3), 1666- 1677 2019, 12(3), 1666-1677 ISSN: 1307-9085, e-ISSN: 2149-4584.DOI: 10.18185/erzifbed.649503
13. [13] Köktan, U. , Demir, G. & Ertek, M. 2019. Bir Konsol İstinat Duvarının Sismik Davranışına Yeraltı Su Seviyesindeki Değişimlerin Etkisinin İncelenmesi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 9(2), 307-317. DOI: 10.17714/gumusfenbil.398875
14. [14] Kayabekir, A. E., Bekdaş, G., Nigdeli, S. M.,Temür, R., 2017. Statik ve Dinamik Yükler Altındaki İstinat Duvarlarının Optimum Tasarımı. Engineering Sciences, 12(1), 46-56
15. [15] Yavan O. 2015. Suya Doygun Kil Zeminlere İnşa Edilen İstinat Duvarlarının Dinamik Yükler Altında Davranışı. Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 116s
16. [16] Öztürk K.F. 2015. Zemin-Yapı Etkileşimi Ve Farklı Duvar Geometrileri Dikkate Alınarak Konsol İstinat Duvarlarının Sismik Davranışının İncelenmesi. Gümüşhane Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstisüsü, Yüksek Lisans Tezi, 85 s
17. [17] TBDY, 2018. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Ankara. Erişim adresi: http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/0 3/20180318M1.pdf
18. [18] Hool, A.G., Kinne B.S., 1944. Reinforced Concrete An Mosonry Structure, McGraw-Hill inc.,USA [19] Özbey k. 2003. İsitinat Duvar Analizleri. Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 129s
19. [20] Gülden N. 2014. İstinat Duvarlarının Farklı Yükleme Ve Koşullar Altında Analizi. İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 131s
20. [21] Celep, Z., 2017. Deprem Mühendisliğine Giriş, Beta Basım Yayım Dağıtım A.Ş., İstanbul,739 s [22] Dalyan, İ. , Akın, M. S., Akbay Arama, Z. 2020.
21. Betonarme İstinat Duvarlarının Geoteknik Tasarımında Etkili Parametrelerin 2018 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’ne Göre Değerlendirilmesi. Türk Deprem Araştırma Dergisi, 2 (2) , 176-192. DOI: 10.46464/tdad.804289.
22. [23] Prakash, S., ve Saran S., 1996. Static and dynamic earth pressures behind retaining walls. Proceedings of the Third Symposium on Earthquake Engineering, University of Roorkee, India, Vol. 1.
23. [24] Prakash, S., Basavanna, B. M., 1969. Effect of Size and Shape of Foundations on Elastic Coefficients of Layered Soil Mass.", Proceedings of the Fourth World Conference on Earthquake Engineering
24. [25] Whitman, R. V., 1990.Seismic design and behavior of gravity retaining walls. Proc. of ASCE Specialty Conference on Design and Performance of Earth Retaining Structures
25. [26] Mononobe, N., ve Matsuo. H., 1929. On the determination of earth pressure during earthquakes: Proceedings of the World Engineering Congress., 177-185,
26. [27] Okabe, S., 1926. General theory of earth pressure", Journal of Japanese Society of Civil Engineering, 12(1)
27. [28] TDTH, 2018. Türkiye Deprem Tehlike Haritaları İnteraktif Web Uygulaması, Ankara. Erişim adresi: https://tdth.afad.gov.tr/TDTH/main.xhtml
28. [29] Yenidoğan H.C. 2006. İstinat Duvarlarının Deprem Sırasında Davranışı. Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 127s
29. [30] Tuğrul A.T. 2019. İstinat Yapılarının Depreme Dayanıklı Tasarımı. Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 184s.
30. [31] AFAD (Afet ve Acil Durum Yönetim Başkanlığı https://www.afad.gov.tr/kurumlar/afad.gov.tr/ 24212/pics/image-52f6087989850.png?c=7596 (Erişim Tarihi: 30.08.2023