Geoteknik Tasarımda Kullanılmak Üzere Konut Türü Betonarme Binalarda Temel Taban Basıncının Tahmin Edilmesi

Öz

Geoteknik temel tasarımında, taşıma gücü ve oturma analizlerinin gerçekleştirilebilmesi için binanın temelinden zemine aktarılan taban basıncının bilinmesi önem arz etmektedir. Benzer biçimde, şev stabilitesi analizleri ile istinat duvarlarının geoteknik tasarımında da şev veya istinat duvarının tepesinde bulunan binalardan zemine aktarılan temel taban basıncının (sürşarj yükünün) doğru şekilde tanımlanması büyük önem taşımaktadır. Bu tür durumlarda, binalardan zemine aktarılan temel taban basıncının binaların yapısal analiz raporlarından alınan yükler kullanılarak hesaplanması en doğru yaklaşımdır. Ancak uygulamada, bazı durumlarda binaların yapısal analiz raporlarına erişilememektedir. Bu gibi hallerde, temel taban basıncının belirlenebilmesi için yaklaşık yöntemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, yapısal analiz raporlarına ulaşılamadığı durumlarda kullanılmak üzere, konut türü betonarme binalarda her bir kattan temele aktarılan taban basıncının yaklaşık olarak belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, Türkiye’nin farklı bölgelerinde inşa edilmek üzere 2018 yılından sonra farklı mühendislik firmaları tarafından projelendirilmiş toplam 41 adet konut türü betonarme bina projesi incelenmiştir. Yapılan değerlendirmeler sonucunda, her bir kattan temele aktarılan taban basıncının G+Q yük birleşimi için 11.4–21.8 kPa (ortalama 16.2 kPa), 1.4G+1.6Q yük birleşimi için ise 16.4–31.3 kPa (ortalama 23.2 kPa) aralığında değiştiği belirlenmiştir. Elde edilen veriler için oluşturulan histogramlar, her bir kattan temele aktarılan taban basıncı değerlerinin G+Q yük birleşimi için yaklaşık 15–18 kPa, 1.4G+1.6Q yük birleşimi için ise yaklaşık 21–26 kPa aralıklarında yoğunlaştığını göstermiştir. Sonuç olarak, geoteknik tasarım hesaplarında binanın yapısal analiz raporlarına ulaşılamadığı durumlarda, her bir kat için G+Q yük birleşimi esas alındığında 15–18 kPa, 1.4G+1.6Q yük birleşimi esas alındığında ise 21–26 kPa aralığında bir değer alınabileceği ve bu değere temelin kendi öz ağırlığının eklenmesi suretiyle temel taban basıncının yaklaşık olarak tahmin edilebileceği değerlendirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Geoteknik temel tasarımı
• temel taban basıncı
• yüzeysel temel
• radye temel
• her bir kat için taban basıncı

Estimation of Foundation Base Pressure in Residential Reinforced Concrete Buildings for Use in Geotechnical Design

Öz

In geotechnical foundation design, knowledge of the base pressure transmitted from the foundation of a building to the supporting soil is essential for bearing capacity and settlement analyses. Similarly, in slope stability analyses and the geotechnical design of retaining walls, accurate definition of the foundation base pressure (i.e. surcharge load) transferred to the ground from buildings located at the crest of slopes or retaining walls is of critical importance. In such cases, the most reliable approach is to calculate the foundation base pressure using the loads obtained from the structural analysis reports of the buildings. However, in practice, structural analysis reports may not always be available. Under these circumstances, approximate methods are required to estimate the foundation base pressure. In this study, an approximate estimation of the base pressure transferred from each storey to the foundation in residential reinforced-concrete buildings is proposed for use when structural analysis reports are unavailable. For this purpose, a total of 41 residential reinforced-concrete building projects, designed by different engineering firms after 2018 and intended for construction in various regions of Türkiye, were examined. The results indicate that the base pressure transmitted from each storey to the foundation ranges between 11.4 and 21.8 kPa (mean value of 16.2 kPa) for the G+Q load combination, and between 16.4 and 31.3 kPa (mean value of 23.2 kPa) for the 1.4G+1.6Q load combination. Histogram analyses of the obtained data show that the base pressure values are predominantly concentrated in the range of approximately 15–18 kPa for the G+Q load combination and 21–26 kPa for the 1.4G+1.6Q load combination. Consequently, it is concluded that, in geotechnical design calculations where structural analysis reports are not available, the foundation base pressure may be approximately estimated by adopting values in the range of 15–18 kPa per storey for the G+Q load combination and 21–26 kPa per storey for the 1.4G+1.6Q load combination, with the self-weight of the foundation subsequently added to these values.

Anahtar Kelimeler

• Geotechnical foundation design
• bearing pressure
• shallow foundation
• raft foundation
• base pressure for each storey

Kaynakça

1. [1] Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY), T.C. İçişleri Bakanlığı, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Deprem Dairesi Başkanlığı, Ankara, Türkiye, (2018).
2. [2] Paul D.K. and Kumar S., “Stability Analysis of Slope with Building Loads”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 16: 395-405, (1997).
3. [3] Brahim H.B., Farid B. and Messeud S., “Investigation of Building Loads Effect on the Stability of Slope”, World Academy of Science, Engineering and Technology, International Journal of Civil and Environmental Engineering, 11(2): 140-144, (2017).
4. [4] Wang L., Li N. and Wang P., “Study on dynamic safety distance of multi-storey buildings on the top of loess slope”, Scientific Reports, 12: 8183, (2022).
5. [5] Didit M., Zhang X.W. and Zhu W.D., “Slope Stability Considering the Top Building Load”, Open Journal of Civil Engineering, 12: 292-300, (2022).
6. [6] Xu C., Xue L., Cui Y. and Zhai M., “Numerical Analysis of Surcharge Effect on Stability and Interaction Mechanism of Slope-Pile-Footing System”, Journal of Earth Science, 35(3): 955-969, (2024).
7. [7] Medjitna L., Kahlerras A., and Amar B.D., “Stability Analysis of Slopes under Surcharge Loading Using FE Stress Deviator Increasing Method-proposal of Stability Charts”, Periodica Polytechnica Civil Engineering, 69(2): 621–632, (2025).
8. [8] Öser C., and Sayin B., “Geotechnical assessment and rehabilitation of retaining structures collapsed partially due to environmental effects”, Engineering Failure Analysis, 119: 1-19, (2021).

9. [9] Öztürk M.T., “Eski deprem yönetmeliklerine göre boyutlandırılan betonarme binaların güncel yönetmeliğe göre deprem performansının belirlenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, (2009).
10. [10] Cansız S., “Türkiye’de kullanılan deprem yönetmeliklerinin özellikleri ve deprem hesabının değişimi”, International Journal of Engineering Research and Development, 14(1): 58-71, (2022).
11. [11] Köseoğlu S., “Farklı oturmalar nedeniyle eğik konuma gelmiş binanın jet-grout yöntemiyle doğrultulup desteklenmesi”, Turkish Journal of Civil Engineering, 35(2): 157-170, (2024).
12. [12] Look B.G., “Handbook of Geotechnical Investigation and Design Tables”, Taylor & Francis Group, London, UK, (2007).
13. [13] Bektaş F. ve Özer M., “Betonarme bir kamu hizmet binasından kat başına düşen temel taban basıncının bulunması”, 2. Uluslararası Ankara Bilimsel Araştırmalar ve İnovasyon Kongresi, Ankara/Türkiye, 179-185, (2025).
14. [14] Alver O. ve Özden G., “Tabakalı zeminlerde kazıklı radye temellerin optimum tasarımı”, Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 17 (1): 13-26, (2015).
15. [15] Çimen Ö. ve Osmanoğlu U., “Suya doygun killi zeminde tasarlanan kazıklı radye temel sistemlerinin deformasyona dayalı optimizasyonu: Kıbrıs adası örneği”, Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 9(2): 641 – 654, (2021).
16. [16] Kutlu Z.N., Kılıç İ.E. ve Tolon M., “Radye plak rijitliğinin düşey eksenel yüklü kazık grubu davranışına etkisi”, Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, 13(1):118-130, (2023).
17. [17] Doğan O. ve Genç Y., “Türk Bina Deprem Yönetmeliği’ne Göre Düşey Deprem Kuvvetinin İkinci Mertebeden Taban Momentlerine Etkisi”, Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 5(3): 244-249, (2019).
18. [18] Türkiye Deprem Tehlike Haritası-2018, Erişim adresi: https://tdth.afad.gov.tr/, T.C. İçişleri Bakanlığı Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı Deprem Dairesi Başkanlığı (AFAD), Ankara, Türkiye, (2018).
19. [19] Bowles J.E., “Foundation Analysis and Design”, Fifth Edition, The McGraw-Hill Companies, Inc, USA., (1996).
20. [20] Budhu M., “Soil Mechanics and Foundations”, 3rd ed., John Wiley & Sons, Inc. USA., (2011).
21. [21] Das B.M., “Principles of Foundation Engineering”, Seventh Edition, Cengage Learning, Inc., Stamford, USA. (2011).
22. [22] Coduto D.P., William A.K. ve Man-chu R.Y., “Foundation Design: Principles and Practices”, Third edition, Pearson Education, Inc. USA, (2016).
23. [23] TS EN 1991-1-1, Eurocode 1 – Actions on structures - Part 1-1: Specific weight of materials, self-weight of construction works and imposed loads for buildings, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, Türkiye, (2025).