Online manuály RFEM 6 / RSTAB 9 | Betonové základy

Zpět k online manuálům

574x

005731

Ann-Kathrin Dannwerth, B.Sc.

11.7.2024

Vybrat manuál

Přehled

Addon Betonový základ

Základy teorie

Zadání pro posouzení

Vlastnosti posouzení pro základové patky

Dimenzování,

Výsledky

Dokumentace

Únosnost podloží

Ověření únosnosti podloží lze v závislosti na normě provést různými způsoby. V Eurokódu se posouzení provádí porovnáním návrhových hodnot účinků a odporů (posouzení základové únosnosti), zatímco v severoamerických normách se často pracuje s dovolenými tlaky podloží. Oba přístupy popisují stejné chování podloží, liší se však z hlediska koncepce bezpečnosti a formátu návrhu.

EN 1997-1: Posouzení základové únosnosti

Při posouzení základové únosnosti podle EN 1997-1 lze odpor stanovit buď pomocí předepsaných dovolených tlaků podloží, nebo výpočtem únosnosti základu s uvážením vrstev a parametrů zeminy.

Posouzení s předepsaným dovoleným tlakem podloží

Při tomto typu posouzení se porovnává existující tlak podloží s udaným dovoleným tlakem podloží. Hodnota dovolené únosnosti zeminy σ_a je definována v geotechnických konfiguracích návrhu addonu „Betonové základy“ v části „Dovolený tlak podloží“.

Stanovení namáhání v základové spáře a excentricity zatížení

Návrhová posouvající síla s přídavnými zatíženími základu V_z,+add a také výsledné návrhové ohybové momenty M_y,+add a M_x,+add ve středu základové spáry jsou zapotřebí ke stanovení excentricity účinných svislých zatížení:

e_{x} = - \frac{M_{y, + add}}{V_{z, + add}}

e_{y} = \frac{M_{x, + add}}{V_{z, + add}}

Excentricita výsledných účinků včetně přídavných zatížení na základ ve směru x a y

Stanovení účinné plochy základu

Při posouzení základové únosnosti se uvažuje pouze část skutečné plochy základové spáry – ta část, ve které výsledná osová síla působí ve středu.

L^{'} = m a x (w_{x} - 2 \cdot |e_{x}|; w_{y} - 2 \cdot |e_{y}|)

B^{'} = m i n (w_{x} - 2 \cdot |e_{x}|; w_{y} - 2 \cdot |e_{y}|)

A^{'} = B^{'} \cdot L^{'}

Účinná délka základu L', šířka základu L' a základna A'

Existující tlak podloží

Tak lze stanovit existující tlak podloží:

σ_{v o r h} = \frac{{V^{'}}_{d}}{A^{'}}

Návrhová hodnota pro účinek porušení únosnosti zeminy

Posouzení

Existující tlak podloží se porovná s udaným tlakem podloží:

η = \frac{{V^{'}}_{d} / A^{'}}{{R^{'}}_{d} / A^{'}} \leq 1.0

Návrhové kritérium porušení základové půdy

Posouzení s vypočtenou únosností základu (Příloha D)

Při posouzení základové únosnosti podle EN 1997-1 [1] dochází k porovnání účinků kolmých k základové spáře a návrhových hodnot odporů. Používá se výpočetní metoda podle [1] 6.5.2.2. V příloze D normy je uveden informativní příklad analytického stanovení únosnosti základu.

Stanovení únosnosti základu pro konsolidované podmínky

Charakteristickou hodnotu únosnosti základu lze podle [1] Příloha D, Rovnice (D.2) pro konsolidované podmínky stanovit jako:

R_{k} / A^{'} = \underset{σ_{c}}{\underset{⏟}{c^{'} \cdot N_{c} \cdot b_{c} \cdot s_{c} \cdot i_{c}}} + \underset{σ_{q}}{\underset{⏟}{q^{'} \cdot N_{q} \cdot b_{q} \cdot s_{q} \cdot i_{q}}} + \underset{σ_{γ}}{\underset{⏟}{0.5 \cdot γ^{'} \cdot B^{'} \cdot N_{γ} \cdot b_{γ} \cdot s_{γ} \cdot i_{γ}}}

σ_c	Napětí od soudržnosti
σ_q	Napětí od výšky základu
σ_γ	Napětí od šířky základu

Charakteristická hodnota únosnosti základu podle EN 1997-1, příloha D (konsolidovaná)

Součinitele únosnosti (N_c, N_q, N_γ): Tyto součinitele se vypočítají s uvážením základových podmínek a úhlu vnitřního tření.

N_{q} = e^{π \cdot \tan (φ_{d}^{'})} \cdot \tan^{2} (45 ° + φ_{d}^{'} / 2)

N_{c} = (N_{q} - 1) \cdot \cot (φ_{d}^{'})

N_{γ} = 2 \cdot (N_{q} - 1) \cdot \tan (φ_{d}^{'}) sofern φ^{'} / 2 (raue Sohlfläche)

Součinitele únosnosti

Součinitele tvaru (s_c, s_q, s_γ): Ty zohledňují geometrii základu, jako jsou obdélníkové nebo čtvercové půdorysy.

s_{q} = 1 + B^{'} / L^{'} \cdot \sin (φ_{d}^{'})

s_{c} = (s_{q} \cdot N_{q} - 1) / (N_{q} - 1)

s_{γ} = 1 - 0, 3 \cdot B^{'} / L^{'}

Tvarový součinitel pro obdélníkový nebo kvadratický půdorys

Součinitele sklonu základové spáry (b_c, b_q, b_γ): Součinitele sklonu základové spáry zohledňují sklon základové spáry α a jsou obecně vypočítány pro posouzení základové únosnosti.

b_{q} = (1 - α \cdot \tan (φ_{d}^{'}))^{2}

b_{c} = b_{q} - (1 - b_{q}) / (N_{c} \cdot \tan (φ_{d}^{'}))

b_{γ} = b_{q}

Součinitele základní plochy

Součinitele sklonu (i_c, i_q, i_γ): Ty zohledňují vlivy šikmých zatížení.

m_{B} = (2 + B^{'} / L^{'}) / (1 + B^{'} / L^{'})

m_{L} = (2 + L^{'} / B^{'}) / (1 + L^{'} / B^{'})

m = m_{L} \cdot \cos^{2} (ω) + m_{B} \cdot \sin^{2} (ω)

i_{q} = (1 - H_{d} / (V_{d} + A^{'} \cdot c_{d}^{'} \cdot \cot (φ_{d}^{'})))^{m}

i_{c} = i_{q} - (1 - i_{q}) / (N_{c} \cdot \tan (φ_{d}^{'}))

i_{γ} = (1 - H_{d} / (V_{d} + A^{'} \cdot c_{d}^{'} \cdot \cot (φ_{d}^{'})))^{m + 1})

Součinitele sklonu

Úhel sklonu síly a geometrické vztahy pro stanovení součinitelů sklonu

Stanovení únosnosti základu pro nekonsolidované podmínky

V případě nekonsolidovaných podmínek se použije následující vzorec:

R_{k} / A^{'} = (π + 2) \cdot c_{u} \cdot b_{c} \cdot s_{c} \cdot i_{c} + q

Charakteristická hodnota únosnosti otlačení podle EN 1997-1, přílohy D (neodvodněné)

Posouzení

Návrhová hodnota účinku základové únosnosti se porovná s návrhovou hodnotou únosnosti základu:

η = \frac{{V^{'}}_{d} / A^{'}}{{R^{'}}_{d} / A^{'}} \leq 1.0

Návrhové kritérium porušení základové půdy

Informace

Účinky (Actions A), parametry zeminy (Material M) a odpory (Resistance R) je nutno redukovat dílčími součiniteli spolehlivosti 𝛾 podle [1] A.3.

IBC 2021 / ACI 318-19 (ASD): Tlak podloží

Účel posouzení

Posouzení tlaku podloží ověřuje, zda kontaktní napětí přenášená základem na podloží nepřekračují dovolený tlak podloží. Průběh napětí pod základem se při kombinovaném namáhání od osové síly a ohybového momentu předpokládá jako lineární.

Průběh napětí

Kontaktní napětí podloží se stanoví z osové síly a ohybového momentu v základové spáře:

q_{u} = \frac{P_{z}}{A} \pm \frac{M}{S}

P_z	celková vertikální zatížení na základ [kip]
A	Základová plocha [ft²]
M	ohybowý moment v základové spáře [kipft]
S	průřezový modul plochy základu [ft³]

Tlak podloží

Posouzení

Výsledná kontaktní napětí podloží nesmí překročit dovolený tlak podloží. Dovolený tlak podloží σ_a lze definovat v geotechnické konfiguraci návrhu addonu Concrete-Foundations.

Stupeň využití

η = \frac{q_{u}}{σ_{a}}

Míra využití – Tlak podloží

Konfigurace softwaru

Dovolený tlak podloží σ_a je definován v geotechnické konfiguraci návrhu addonu Concrete-Foundations. Všechna svislá zatížení působící na základ se převezmou z definovaných zatěžovacích stavů.

Nadřazená kapitola

Vnější stabilita konstrukce - Posouzení geotechnických konstrukcí