Ana Sayfa / ETABS & SAP2000 / Temel Tasarımı
Temel Tasarımı — Tekil Temel
TS 500 §8.3ACI 318-19 §22.6 — zemin gerilmesi/kern koşulu ve zımbalama (punching) kesmesi kontrolü, iki yönetmelikle karşılaştırmalı. Kolon → taban plakası → temel zincirinin son halkası.
aciPunchingShear) ilk yazıldığında, ACI 318-19'da yeni eklenen boyut etkisi faktörünü (λs, §22.5.5.1.3 — 318-14'te yoktu) içermiyordu. Dış çapa olarak kullandığım bir RFEM teknik makalesindeki sayısal örnekle (φVc=563.27 kip) karşılaştırdığımda motorumun **746.06 kip** verdiğini gördüm — kapasiteyi %32 fazla gösteren ciddi bir hata. λs eklendikten sonra sonuç 562.96 kip'e düştü (%0.05 fark). Bu, dış sayısal çapa kullanmanın neden vazgeçilmez olduğunun bir kanıtı daha — formül yapısı "doğru görünse" bile, güncel kod revizyonlarındaki yeni katsayılar gözden kaçabilir.
İçindekiler
1. Teori — Zemin Gerilmesi, Kern, Zımbalama 2. ETABS'ta Temel Tasarımı 3. Örnek 1 (Kolay) — Merkezi Yüklü Temel, Kern İçinde 4. Örnek 2 (Orta) — Dışmerkez Yük + TS 500 Zımbalama 5. Örnek 3 (Zor) — ACI 318, Zımbalama (λs Dahil) 6. Örnek 4 (Çok Zor) — Kern Aşımı + Kaldırma Riski1. Teori — Zemin Gerilmesi, Kern, Zımbalama
Elastik Zemin Gerilmesi ve Kern Koşulu
Eğer dışmerkezlik (e) kern sınırını (L/6) aşarsa, zemin gerilmesi bir kenarda negatif (çekme) çıkar — ama zemin çekmeye çalışamaz, bu yüzden temelin bir kısmı zeminle temasını kaybeder ("kaldırma", uplift). Bu durumda basit σ=N/A±M/W formülü artık geçerli değildir; kısmi temas analizi gerekir.
TS 500 §8.3 — Zımbalama Kesmesi
Fa: zımbalama çevresi içinde kalan net kuvvet (temelde: kolon yükünden, kritik çevre içindeki zemin tepkisinin çıkarılmasıyla elde edilir). Bu basitleştirilmiş gerilme kontrolü, dışmerkez yüklerde ek bir eğilme katsayısı (γ) gerektirir — bu oturumda yalnızca merkezi yük durumu motora eklendi.
ACI 318-19 §22.6 — İki Yönlü (Zımbalama) Kesme
λs = min[√(2/(1+d/10)), 1] αs = 40 (iç) · 30 (kenar) · 20 (köşe) ACI 318-19 Tablo 22.6.5.2 + §22.5.5.1.3 (λs — 318-19'da yeni) — ASDIP Software ve Dlubal RFEM ile çapraz doğrulandı
ACI'nin formülü üç ayrı denklemin en küçüğünü alır — her biri farklı bir göçme modunu temsil eder: (a) kolon en-boy oranı çok büyükse kesme dayanımı düşer, (b) kritik çevre/derinlik oranı düşükse (ince, geniş temel) dayanım azalır, (c) genel üst sınır. λs boyut etkisi faktörü, derin (kalın) elemanlarda beton kesme dayanımının beklenenden düşük çıktığı deneysel gözleme dayanır — ACI 318-19'da yeni eklendi.
2. ETABS'ta Temel Tasarımı
ETABS'ın kendi başına detaylı bir tekil temel tasarım modülü sınırlıdır — çoğu ofis pratiği, taban reaksiyonlarını ETABS'tan alıp özel bir temel tasarım yazılımına (SAFE — aynı CSI ailesinden, veya üçüncü parti araçlar) aktarmaktır.
Kolon tabanındaki eksenel yük ve momentler (Fz, Mx, My) buradan okunur — temel tasarımının girdisidir.
ETABS modeli ve reaksiyonlar SAFE'e aktarılıp orada zemin yayı (soil spring) veya sabit katsayılı zemin modeliyle detaylı temel/radye analizi yapılır.
SAFE, seçilen kod paketine (TS 500, ACI 318, Eurocode 2) göre zımbalama çevresini otomatik oluşturup kontrolü yapar ve DCR'yi renkli harita olarak gösterir.
3. Örnek 1 — Merkezi Yüklü Temel, Kern İçinde
Sistem: 2.5m×2.5m kare tekil temel, N=800 kN merkezi yük (moment yok), izin verilen zemin gerilmesi 200 kPa.
| Büyüklük | Değer |
|---|---|
| Alan | 6.25 m² |
| σ (düzgün, e=0) | 128.0 kPa |
| DCR = σ/σizin | 0.640 — güvenli ✓ |
4. Örnek 2 — Dışmerkez Yük + TS 500 Zımbalama
Sistem: Aynı temel, ML=150 kN·m eklendi. Kolon 400×400mm, d=350mm, fck=25 MPa.
| Büyüklük | Değer |
|---|---|
| e = M/N | 0.1875 m (kern=0.4167m, içinde ✓) |
| σmax / σmin | 185.6 / 70.4 kPa (her ikisi de pozitif — tam temas) |
| τpd (zımbalama) | 0.7238 MPa |
| fctd | 1.1667 MPa |
| DCR (zımbalama) | 0.620 — güvenli ✓ |
5. Örnek 3 — ACI 318, Zımbalama (λs Dahil)
Sistem: İç kolon 16"×16", d=18", f'c=3000 psi. Kritik çevre bo=4×(16+18)=136 in.
| Büyüklük | Değer |
|---|---|
| λs (boyut etkisi) | 0.8452 |
| Hakim terim | Eq.(c): sabit sınır 4 |
| φVc | 339.96 kip |
Talep: Pu=250 kip.
6. Örnek 4 — Kern Aşımı + Kaldırma Riski
Amaç: Aşırı dışmerkez bir yükün, basit σ=N/A±M/W formülünün artık geçerli olmadığı bir duruma yol açtığını göstermek.
Sistem: 2.0m×2.0m temel, N=600 kN, ML=250 kN·m (büyük moment — örn. rüzgâr/deprem etkisiyle artmış), izin verilen gerilme 180 kPa.
| Büyüklük | Değer |
|---|---|
| e = M/N | 0.4167 m |
| Kern sınırı (L/6) | 0.3333 m |
| Kern içinde mi? | HAYIR (e > L/6) |
| σmax (formülün "ham" sonucu) | 337.5 kPa |
| σmin (formülün "ham" sonucu) | −37.5 kPa (NEGATİF) |
Mühendislik çözümü: (1) Temel boyutunu büyütmek (özellikle moment doğrultusunda — L'yi artırmak kern sınırını da büyütür), (2) momenti azaltacak önlemler (örn. kolon tabanını kaydırmak — eksantrik temel), (3) temeli zemine ankre etmek (çekme direnci sağlayan kazık/ankraj sistemi), (4) kısmi temas analiziyle gerçek maksimum gerilmeyi hesaplayıp zeminin bunu taşıyıp taşıyamadığını doğrulamak.