Temelleri yaymak, izole veya ped temelleri olarak da bilinir, Kolonlardan veya sütunlardan gelen konsantre yükleri daha geniş bir toprak alanına dağıtmak için tasarlanmış sığ temel elemanlarıdır.. Bu, toprak taşıma arızasını önler ve konut binaları gibi küçük ve orta ölçekli yapılarda yaygın olarak kullanılır.. Yayılmış temeller takviyeli veya takviyesiz olabilir, yüke ve çevresel gereksinimlere bağlı olarak.

Yayılmış temel, yüklerin toprağa iletilmesinde açık ara en ekonomik çözümdür. Çünkü zemin genellikle desteklenen kolonlardan çok daha zayıftır., dayatılan gerilimlere dayanabildiği ve bunun sonucunda ortaya çıkan oturmaların yapı ve amacı için makul olduğu kanıtlanmalıdır.. Toprak yeterince sağlam değilse, daha sonra yükleri yaymak için daha geniş alana sahip radye temeller veya gerilmeleri daha derin ve daha dayanıklı zemin katmanlarına ileten kazıklar gibi diğer çözümler de incelenmelidir..

• Basit Temeller: En sık kullanılan; dikdörtgen veya kare.
• Kademeli Temeller: Daha yüksek yükler için kullanılır.
• Eğimli Temeller: Ayrıca daha yüksek yükler için.

Figür 1: Yayılmış Temel Türleri

Kademeli ve eğimli temeller çoğunlukla 3 ft veya 4 ft'den daha kalın olan daha yüksek yükler için kullanılır., ancak artan işçilik maliyetleri nedeniyle, kullanımları şu anda daha az sıklıkta.

Malzeme ile ilgili olarak, yayılma temelleri iki gruba ayrılabilir:

• Düz beton temeller, daha hafif yapılar ve stabil taşıyıcı topraklara sahip alçak binalar için ideal olarak kullanılır.
• Betonarme temeller, daha ağır yüklerin etki ettiği veya çevre şartlarından dolayı dayanıklılığın gerekli olduğu yerlerde kullanılır.. Zemin taşıma kapasitesinin oldukça düşük olduğu ağır yapılarda kullanılırlar..

Yayılmış temeller tipik olarak tek sütunların altındaki sıkıştırma konsantre yüklerini destekler. Temel, uygulanan tüm faktörlü yükleri ve indüklenen reaksiyonları taşıyacak şekilde orantılı olmalıdır., eksenel yükleri içeren, yatay kesme kuvvetleri, ve üssünde anlar. Zemin yatağı, mevcut saha verilerinden belirlenen izin verilen toprak basıncı ve faktörlenmemiş servis yükleri kullanılarak yapılan jeoteknik analiz kullanılarak kontrol edilir., ölü dahil, canlı, rüzgar, veya deprem yükleri, kritik kombinasyonlar göz önüne alındığında.

Eğilme donatısı normalde kolona eksenel basınç yükü uygulandığında toprağın reaksiyonundan dolayı çekme gerilmelerinin oluştuğu temelin alt kısmına yerleştirilir.. Tasarım basitleştirildi, Temelin rijit ve zemin davranışının elastik olduğu varsayılarak.

Ana yön her zaman temelin uzun kenarına paralel olarak tanımlanır.. İkincil yön normalde ana yöne dik ve temelin diğer tarafına paraleldir.. bunlara ek olarak, Donatı aynı zamanda minimum donatı alanı ile dikkate alınan büzülme ve sıcaklık değişimlerini de önlemelidir..

Yayılmış temel göçme modları, zemin göçmeleri olarak sınıflandırılabilir., kararlılık hataları, ve yapısal arızalar.

Zemin hasarları, zemin taşıma arızaları olarak gruplandırılır. (Şekilde gösterildiği gibi 2), ancak aynı zamanda bitişik temeller arasındaki aşırı farklı oturmalarla veya toplam oturmalarla ilgili hizmet verilebilirlik hatalarını da içerebilirler.. Yerleşimler iki aşamada gerçekleşir, birincisi hemen uzlaşma, ikincisi ise uzun vadeli uzlaşma, konsolidasyon olarak bilinir.

Yapı tarafından yönetilen sınır durumlar arasında tek yönlü kesme kırılması da bulunur, delme hatası, bükülme arızası, rulman arızası, ve yetersiz ankraj. Bunlardan bazıları Şekilde açıklanmıştır. 2.

En sonunda, stabilite hataları da kontrol edilmelidir, toprağın taşıma kapasitesinden bağımsız olan.

Figür 1: Yayılmış Temellerdeki Bazı Hasar Modları

Yayılmış temellerin tasarımı, son boyutları ve özellikleri etkileyen çeşitli parametreler ve değişkenler nedeniyle birkaç adım içerir..

Adım 1: Jeoteknik inceleme ve hususlar

Temellerin tasarımı genellikle temel altındaki zeminin davranışının ve strese bağlı deforme olabilirliğinin belirlenmesini gerektirir.. Bunun için, Toprağın geoteknik özellikleri belirlenmeli, tane büyüklüğü dağılımı gibi, toprak sınıflandırması, esneklik, sıkıştırılabilirlik, ve kesme mukavemeti. Bu araştırma, farklı temel tiplerinin uygunluğunu ve zeminlerin taşıma kapasitesini belirlemeyi amaçlamaktadır.. Bu normalde nihai taşıma kapasitesi hesaplaması ve izin verilen taşıma basıncını belirleyen bir oturma analizi yapılarak yapılır. (q_a) Her türlü toprak taşıma arızasını önlemek için. Yayılmış bir temelin uygunluğu doğrulanırsa, mühendis aşağıdaki adımla devam edebilir.

Toprağın taşıma kapasitesinin yanı sıra, temel sistemi devrilmeye karşı güvenli olmalıdır, sürgülü, ve her iki ana yöndeki eksantriklikler nedeniyle aşırı yükselmeyi önleyin.

Adım 2: Tanımlamak taban alanı.

ABD'de, bu, izin verilen gerilim ve servis yükü kombinasyonları kullanılarak belirlenir. Tahmini yük taşıma değerleri (IBC Tablosu 1806.2) izin verildiği takdirde de kullanılabilir. İzin verilen gerilim normalde jeoteknik rapora dahil edilir, taşıma kapasitesi ve olası oturmalar dikkate alınarak. Yayılmış bir temelde, eksenel yüklü bir temel için zemin gerilimi (P) ve anlar (Mx, Mz) tabanda Şekilde gösterildiği gibi hesaplanabilir 3. Gösterilen denklem yalnızca tabanın tamamı sıkıştırıldığında geçerlidir, bu her zaman böyle değildir, esas olarak uygulanan anların büyük olması durumunda. Bu durumda, analizi gerçekleştirmek için kullanılabilecek çeşitli modeller vardır. Bunlardan en basiti, rijit bir temel altında doğrusal toprak basınç dağılımıdır.. Birkaç yazar (yani, Bellos ve Bakas) Maksimum toprak basıncını belirlemek için bir çözüm geliştirdiler. Nihai amaç, maksimum gerilimin tanımlanan izin verilen gerilimden daha az olduğu bir temel alanı bulmaktır. (q_max<q_a).

Figür 3: Zemin Gerilmeleri

Adım 3: Taban kalınlığını ve bükme donatısının hesaplanmasını tanımlayın.

Taban kalınlığının tanımı ve eğilme donatısının hesaplanması. Bu normalde herhangi bir yapısal arızayı önlemek için deneme yanılma prosedürüyle yapılır.. Bu durumda, bir temel kalınlığı kabul edilir, Daha sonra eğilme ve kesme mukavemeti kontrol edilir.. Bu adımda, temel eğilme momentlerine göre tasarlanmalıdır, Faktörlü yüklerden dolayı toprak basıncının neden olduğu tek yönlü ve iki yönlü kesme. Minimum derinlik 6 dikkate alınmalıdır (ACI 318-19 c13.3.1.2), ve minimum beton paspayı şuna eşit: 3 zemine karşı ve kalıcı olarak temas halinde olan beton dökümü için (ACI 318-19 c20.5.1.3.2). Kolon yüzünden başlayan çubukların gelişimine bağlı olarak minimum temel kalınlığının dikkate alınması da önemlidir..

Figür 4: Ayak Basma Anlarını Yaymak

Eğilme momenti diyagramı analiz edilirse (Şekil'e bakın 4) merkezdeki bir sütunda yalnızca sıkıştırma eksenel yükünün bulunduğu kare bir temel için, şerit temeldeki maksimum momentin kolonun ortasının altında meydana geldiği görülmektedir., ancak testler kolonun sertliği nedeniyle bunun doğru olmadığını gösterdi. ACI kodu şunu önerir: (ACI 318-19, c13.2.7.1) betonarme kolonlar için kolonun ön yüzünde veya yığma veya kütle beton kolonlar için kolonun yüzünden ortasına kadar olan yarı mesafede hesaplanır.. Hesaplamalarda, yalnızca temele uygulanan dış yüklerin neden olduğu yukarı doğru basıncın dikkate alınması gerekir.. Zati ağırlık ve aşırı yüklü toprak ağırlığı ihmal edilmelidir.. Yapısal tasarım için yalnızca temel üzerindeki net basınçlar kullanılmalıdır..

Duvar temelinin kesme kuvveti bozuluncaya kadar yüklenmesi durumunda, Yenilme kolon yüzeyinde dikey bir düzlemde meydana gelmeyecek, bunun yerine kolon yüzü ile yaklaşık 45°'lik bir açıda meydana gelecektir., bu nedenle kesme için kritik kesit yüzeyden “d” uzaklıkta hesaplanır. (ACI 318-19c13.2.7.2), etkin derinliğin “d” olması, Şekil'e bakın 4. Etkili derinlik şu şekilde hesaplanır::

h temel levhası kalınlığı nerede, c kapak, ve db çubuğun çapıdır. İkincil yönde olduğunu unutmayın, etkin derinlik aynı zamanda ana donatının çubuk çapını da içermelidir.

Maksimum bükülme momenti bir kez (DM) kritik bölümde belirlendi, gerekli takviye alanı (Gibi) herhangi bir esnek elemanla aynı şekilde belirlenir. Her ne kadar bir temel kiriş olmasa da, esneme açısından sünek olması arzu edilir, ve bu, çekme takviyesindeki net çekme şekil değiştirmesinin sınırlandırılmasıyla yapılabilir. (εt) εty'den daha büyük bir değere + 0.003 (ACI 318-19 c21.2.2, εty eşittir f_Y/E_s).

Önceki varsayımla, gerekli donatı alanı aşağıdaki denklemlerle hesaplanabilir:

takviyenin gücü, ve Es çelik takviyenin elastiklik modülüdür. Bükülme kontrolü normalde her iki yönde de gerçekleştirilir.

Tek yönlü kesme dayanımı normalde yalnızca betonun katkısı dikkate alınarak hesaplanır.. Genel olarak, maliyet nedeniyle, kesme takviyesi kullanılması tavsiye edilmez. Bu nedenle, Kritik kesme bölümünde hesaplanan kesme kuvveti betonun karşıladığı dayanımdan büyük olmalıdır.. Tabloda verilen denklem kullanılarak hesaplanır. 22.5.5.1(c) (ACI 318-19 c22.5.51)

​ρw takviye oranı As/'ye eşit olduğunda(bxd,) λ hafif betonun azaltılmış mekanik özelliklerini yansıtan modifikasyon faktörüdür, ve ϕ kesme azaltma faktörüdür.

Adım 4: İki Yönlü Kesme Doğrulaması

Temelin kalınlığının eğilmeye ve tek yönlü kesmeye karşı dayanıklı olduğu doğrulandıktan sonra, ve benimsenen takviye gerekenden daha büyük, aşağıdaki adımla devam edebiliriz, kontrol etmek delme makası (iki yönlü kesme).

Doğrulama streslerle yapılır ve, tek yönlü kesmeye benzer, kriter, ekonomik nedenlerden dolayı herhangi bir kesme takviyesinden kaçınmaktır; bu nedenle, sadece betonun mukavemeti dikkate alınır. Mukavemet ACI'ye uygun olarak belirlenir 318-19 c22.6.5.

nerede v_sen kritik bölümdeki kayma gerilimidir, ϕ indirgeme faktörüdür ve v_c beton kesme dayanımıdır. Tabloya göre hesaplanır 22.6.5.2

nerede_s boyut faktörü, λ hafif betonun azaltılmış mekanik özelliklerini yansıtan modifikasyon faktörüdür, β kolonun veya konsantre yük alanının uzun kenarlarının kısa kenarlarına oranıdır ve f’c betonun belirtilen basınç dayanımıdır. bo normalde kolonun yüzlerinden d/2 uzaklıkta tanımlanan kritik bölümün çevresidir. Kayma stresinden bahsetmek önemlidir. (v_sen) ACI'ya göre kolonun temel döşemesine aktardığı moment de dikkate alınarak hesaplanmalıdır. 318-19 c8.4.4.2

Adım 5: Transfer kuvvetlerinin hesaplanması.

Betonun taşınması veya taşıyıcı ve ara yüzey donatısının kombinasyonu ile temele aktarılan düşey ve yatay kuvvetler kontrol edilmelidir.. Bu gereklilik Bölümde ayrıntılı olarak açıklanmıştır. 22.8 ACI 318-19:

Burada bir₁ yüklü alan, Bir₂ bir piramidin en büyük kesik kısmının alt tabanının alanıdır, koni. Piramidin kenarları, koni, veya konik kama eğimli olacaktır 1 dikey 2 yatay. Ve ϕ bir indirgeme faktörüdür.

Adım 6: Detaylandırma

Son adım ise minimum ve maksimum aralıklar olarak donatı detaylarına ayrılmıştır., Kritik bölümlere kadar geliştirme uzunluğu. Ayrıntılar Bölümde verilmiştir. 25 ACI 318-19.

Şerit temeller yayılı temellerle yakından ilişkilidir çünkü her ikisi de düşük maliyetlerinden dolayı küçük ve orta ölçekli yapılarda sıklıkla kullanılan sığ temellerdir.. Normalde, strip footings are long and rectangular in shape, ped temelleri kare iken, dikdörtgen, veya dairesel. Desteklenen yüke ilişkin olarak, şerit temeller doğrusal yüklerle normal şekilde çalışır, yastık temelleri konsantre yüklerle çalışırken.

Tasarımla ilgili olarak, Şerit temeller için yapılan tüm kontroller aynı zamanda yaylı veya dolgu temellerde de yapılmalıdır.. Yayılmış temeller ayrıca ek kontroller gerektirir, iki yönlü kesme kontrolü veya delme kontrolü gibi, that do not occur in strip footings.

• Yayılmış temeller ekonomiktir ve sığ temellerde yaygın olarak kullanılır..
• Uygun jeoteknik inceleme esastır.
• Tasarım toprak yatağını ele almalıdır, yerleşim, yapısal güç, ve istikrar.
• ACI'yi takip edin 318-19 tüm kontroller ve detaylar için.

• ACI 318-19: Yapısal Beton için Bina Kodu Gereklilikleri
• IBC Tablosu 1806.2: Varsayımsal Yük Taşıma Değerleri
• güzel, J., & İz, N. (2017). Rijit Dikdörtgen Yayılmış Temeller Altında Doğrusal Toprak Basıncı Dağılımı için Eksiksiz Analitik Çözüm. Uluslararası Jeomekanik Dergisi, 17(7), 04017005. doi:10.1061/(eksenler)gm.1943-5622.0000874.
• CRSI, ACI Tasarım Kılavuzu 318 Yapısal Beton için Bina Kodu Gereklilikleri, CRSI (2020).
• Betonarme: Mekanik ve Tasarım 6. Baskı, James K. ağırlık, James G. MacGregor.

Ped temellerine yönelik tasarım kontrollerini tamamlamak için çeşitli girdiler gereklidir. Girişler şunları içerir::

• Temel Boyutları ve Malzemesi
• Yükleniyor
• Beton Özellikleri
• Takviye Özellikleri
• Geoteknik Parametreler

Tüm girişler doldurulduktan sonra "Koşmak" Yayılmış temel tasarımını tamamlamak için sağ üstteki düğme.

Program, düşey yüke ve çift eksenli momentlere maruz kalan temel üzerindeki zemin taşımasının stabilite kontrollerini dikkate alır.. Ek olarak, ACI'ya uygun olarak Ultimate Strength Design Method'u baz alarak beton tasarımını gerçekleştirir. 318-19. Zemin basınçları Bellos ve Bakas çözümü kullanılarak hesaplanır ve temelin sabit kalınlıkta mükemmel rijit olduğu varsayılır.. Temelin yalnızca bir kısmı toprakla temas halinde olduğunda da basınçlar hesaplanabilir.. Bu özellikle küçük dikey yüklere ve büyük momentlere sahip temeller için kullanışlıdır., Binaların köşelerindeki temellerin yanal yükler altında kalması gibi.

Maksimum eksantriklik, devirme, ve kayma kontrolleri bu yayılmış temel yazılımı tarafından gerçekleştirilir. Son kontrol pasif basınç katkısını içermez. Zeminde gerilmelerin yoğunlaşmasını önlemek her zaman arzu edilir ve dolayısıyla sonuç temelin orta üçte birlik kısmının dışında olduğunda program bir uyarı durumuna sahiptir.. Yükün dışmerkezliliğinin maksimum gerilim ve gerilim oranları oluşturduğu ekstrem durumlarda. ortalama stresin daha büyük olması 6, Yayılmış temel programı, büyük gerilim konsantrasyonu ve temelin olası büyük dönüşü nedeniyle bir hatayı tetikler. Bu gibi durumlarda, Kayış temelleri bu aracın kapsamında değerlendirilmediğinden kullanıcıya, daha iyi bir gerilim dağılımı elde etmek için temelleri genişletmesi veya başka çözümler kullanması tavsiye edilir..

• • Rulman Kapasitesi Hesap Makinesi
  • Yanal kazık stabilitesi hesap makinesi
  • Beton sütun hesap makinesi
  • Beton Dayanıklılık Hesap Makinesi
  • Derece Tasarım Hesaplayıcıda Döşeme
  • Şerit Temel Hesaplayıcı
  • Zımbalama Kesme Hesaplayıcısı
  • Vida Kazık Tasarımı Hesaplayıcısı
  • GİBİ 2870 Derece Tasarım Hesaplayıcıda Döşeme