V našem příspěvku se budeme zabývat hlavně výpočtem únosnosti základu podle [1], přílohy D a rozdílem mezi "odvodněným" a "neodvodněným" podložím.
Příklad: Kyvná stojka se základovou deskou
Rozdíly předvedeme na posouzení základové desky pro kyvnou stojku.
Stojka je namáhána vlastní tíhou, užitným zatížením, sněhem a větrem ve čtyřech zatěžovacích stavech. Hodnoty zatížení můžeme převzít z následujícího obrázku.
Kombinace zatížení pro posouzení mezního stavu únosnosti (STR/GEO) se v programu RFEM vytvoří automaticky podle EN 1990 a převedou se k posouzení do přídavného modulu RF-/FOUNDATION Pro.
Zadání v modulu RF-/FOUNDATION Pro
Únosnost základové desky se má stanovit podle [1], přílohy D, a proto v dialogu „1.1 Základní údaje“ označíme tuto možnost.
Dále zadáme rozměry základové desky. Délku i šířku nastavíme na 1,25 m a tloušťku t na 25 cm.
Další údaje jako třída betonu, rozměry sloupu, průměry výztuže, typ výztužné oceli a podobně nehrají při tomto posouzení žádnou roli, protože jsme v detailním nastavení aktivovali pouze posouzení únosnosti základu a posouzení na usmyknutí. Uvedené parametry se tak při posouzení neuvažují a můžeme ponechat standardní nastavení.
Pro stanovení únosnosti základu jsou rozhodující parametry podloží. Můžeme je nastavit v dialogu „Půdní profil“. V této souvislosti odkazujeme na dřívější příspěvek, v němž jsme se zabývali zadáním půdního profilu pro výpočet únosnosti plošného základu v případě několika vrstev zeminy v odvodněných podmínkách.
V našem případě budeme počítat s jediným konstantním parametrem zeminy pod základovou spárou. Uvažované parametry podloží:
- Štěrk s příměsí písku a jílu (GC)
- γ = 21,0 kN/³
- φk = 35,0°
- c'k = 0,007 MN/m²
- cuk = 0,040 MN/m²
Důležité přitom je, že modul RF-/FOUNDATION Pro standardně zobrazí pouze používané parametry, které závisí na nastavení „odvodněných“ nebo „neodvodněných“ podmínek v dialogu „1.1 Základní údaje“. Pokud zrušíme označení políčka „Zobrazit pouze použité parametry“, můžeme si prohlédnout u dané vrstvy podloží všechny parametry.
Rozhodující podporové síly a momenty
Pro posouzení únosnosti základu jsou v našem případě směrodatné podporové síly z vygenerované kombinace zatížení KZ4. Tato kombinace zatížení je definována následovně:
Výsledné podporové síly vidíme na následujícím obrázku.
Rozdíl mezi „odvodněnými“ a „neodvodněnými“ podmínkami
Pojmy „odvodněné“ a „neodvodněné“ podmínky odpovídají termínům "konsolidované“ a „nekonsolidované“ podloží. Požadovanou možnost musí uživatel vybrat před spuštěním výpočtu. Únosnost základu se tak bude počítat buď pomocí rovnice (D.1) anebo (D.2).
Obecně se vychází z toho, že v případě konsolidovaného podloží přechází přírůstek napětí do půdního skeletu, respektive je jím přenášen (odvodněný stav). V nekonsolidovaných podmínkách není přírůstek napětí v podloží přenášen půdním skeletem, nýbrž pórovou vodou pod zvýšeným tlakem (neodvodněný stav).
Únosnost základu v neodvodněných podmínkách
Únosnost základu v neodvodněných podmínkách se určí podle [1], přílohy D pomocí rovnice (D.1):
| A' | výpočtová základní plocha B' ⋅ L' |
| cuk | Celková soudržnost neodvodněné zeminy |
| bc | Součinitel pro sklon základny |
| sc | Součinitele tvaru základní plochy |
| ic | součinitel sklonu zatížení |
| q | přitížení v úrovni základu |
Pro výše uvedené nastavení dostaneme následující mezivýsledky:
- A' = 1,5404 m²
- bc = 1,00, protože v modulu RF-FOUNDATION Pro se vždy předpokládá vodorovná poloha základové spáry
- sc = 1,197
- ic = 0,963
- q = 0,005 kN/m²
Jestliže hodnoty dosadíme do rovnice (D.1), dostaneme následující charakteristickou únosnost základu Rk/A':
Návrhová hodnota únosnosti základu je tak:
Únosnost základu v odvodněných podmínkách
Stanovení únosnosti základu v odvodněných podmínkách jsme si ukázali již v dřívějším příspěvku, a proto nyní již výpočet podle rovnice (D.2) nebudeme podrobněji vysvětlovat.
Únosnost základu v odvodněných podmínkách je v našem příkladu:
Shrnutí
Tento příklad dokládá, jaký vliv má výběr „odvodněných“ a „neodvodněných“ podmínek v dialogu 1.1 na výpočet únosnosti základu podle EN 1997-1, přílohy D. V praxi se bezpochyby většinou vychází z odvodněného (konsolidovaného) podloží.
Přesto přídavný modul RF-/FOUNDATION Pro nabízí obě možnosti, a pokud nejsou základové poměry jednoznačné, můžeme ověřit vliv odvodněných a neodvodněných podmínek.
Nastavení „odvodněných“ nebo „neodvodněných“ podmínek neovlivňuje pouze výpočet únosnosti základu, nýbrž také posouzení na usmyknutí, respektive stanovení odolnosti proti usmyknutí. Podrobnější informace můžeme najít v manuálu k modulu RF-FOUNDATION Pro v kapitole 3 pod „Porušení smykem “.