Wyznaczanie nośności zgodnie z EN 1997-1

Artykuł o tematyce technicznej

Artykuł został przetłumaczony przez Google Translator

Podgląd oryginalnego tekstu

Oprócz konstrukcji żelbetowej zgodnie z EN 1992-1-1, RF- / FOUNDATION Pro umożliwia wykonywanie projektów geotechnicznych zgodnie z EN 1997-1.

W RF- / FOUNDATION Pro obliczenia dopuszczalnego nacisku gruntu dokonuje się jako obliczenia wytrzymałości na uszkodzenie w przypadku zaniku gruntu. W przypadku wybrania CEN jako załącznika krajowego dostępne są dwie opcje definiowania rezystancji uszkodzenia gruntu. Najpierw można bezpośrednio określić dopuszczalną wartość ciśnienia gruntu σ Rk . Po drugie, istnieje również możliwość analitycznego określenia nośności zgodnie z [1] , załącznik D.

Rysunek 01 - Dane do obliczania dopuszczalnego ciśnienia gruntu

To określenie pokazuje poniższy przykład. W oknie 1.1 Dane ogólne wybieramy opcję 'Nośność zgodnie z normą EN 1997-1 załącznik D'. Opisana tu metoda analityczna obejmuje „Metodę 2”, która jest domyślnie ustawiona po wybraniu „CEN” jako NA normy obliczeniowej.

Warstwy gruntu i właściwości gruntu

Podczas określania nośności podłoża należy najpierw określić profil gruntu, który należy uwzględnić podczas obliczeń. Następnie uwzględniany jest profil gruntu w stanie końcowym; na tej podstawie opiera się obliczenie analityczne nośności.

W naszym przykładzie warstwy gruntu przylegające do podłoża (grunt 1 ') i do 0,75 m poniżej podłoża fundamentowego (grunt 2') posiadają następujące właściwości:
Ciężar objętościowy: γ = 20,00 kN/m³
Kąt tarcia wewnętrznego: φk = 28,0 °
Spójność: c 'k = 15,00 kN/m²

Rysunek 02 - Profilowanie gruntu w stanie końcowym

Warstwa gruntu pod zamiennikiem (Grunt 3, z pierwotnego profilu) posiada następujące parametry:
Ciężar objętościowy: γ = 20,00 kN/m³
Kąt tarcia wewnętrznego: φk = 32,0 °
Brak spójności: c 'k = 0,00 kN/m²

Wymiary płyty fundamentowej

W tym przykładzie obliczenia dopuszczalnego nacisku na grunt odnoszą się do prostokątnej płyty fundamentowej o wymiarach 1,50 mx 1,50 mx 0,35 m. W niniejszym modelu analizowana jest nośność płyty fundamentowej hali stalowej. W środku płyty podstawy znajduje się kolumna zawiasach sali nierdzewnej, a tym samym płyta fundamentowa jest ładowany przez obciążenia pionowegoVd = 489.08 kN. Rysunek 3 przedstawia stalową kolumnę hali wraz z decydującą reakcją podporową PZ.

Rysunek 03 - Uwzględniona kolumna Hali Stalowej

Określenie nośności łożyska

Wartość charakterystyczną nośności łożyska można określić dla warunków odwodnienia zgodnie z [1] załącznik D, wyrażenie (D.2):
$$\frac{{\mathrm R}_\mathrm k}{\mathrm A'}\;=\;(\mathrm c'\;\cdot\;{\mathrm N}_\mathrm c\;\cdot\;{\mathrm b}_\mathrm c\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm c\;\cdot\;{\mathrm i}_\mathrm c)\;+\;(\mathrm q'\;\cdot\;{\mathrm N}_\mathrm q\;\cdot\;{\mathrm b}_\mathrm q\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm q\;\cdot\;{\mathrm i}_\mathrm q)\;+\;(0,5\;\cdot\;\mathrm\gamma'\;\cdot\;\mathrm B'\;\cdot\;{\mathrm N}_\mathrm\gamma\;\cdot\;{\mathrm b}_\mathrm\gamma\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm\gamma\;\cdot\;{\mathrm i}_\mathrm\gamma)$$

W pierwszym kroku określane są początkowo efektywne właściwości gruntu, ponieważ pod stopą fundamentową znajdują się dwie różne warstwy o różnych właściwościach gruntu. W tym przykładzie wynikowa głębokość stożka zniszczenia gruntu wynosi zs = 2,443 m. Zatem grunt 3 znajduje się pod podstawą fundamentu na głębokości 2,443 m - 0,75 m = 1,693 m.

Efektywne właściwości gruntu:
$$\mathrm c'\;=\;\frac{0,75\;\mathrm m}{2,443\;\mathrm m}\;\cdot\;15\;\mathrm{kN}/\mathrm m²\;+\;\frac{1,693\;\mathrm m}{2,443\;\mathrm m}\;\cdot\;0,00\;\mathrm{kN}/\mathrm m²\;=\;4,606\;\mathrm{kN}/\mathrm m²$$
γ '= 20 kN/m³

Efektywne ciśnienie przeciążenia na poziomie podstawy fundamentu:
q '= 0,35 m · 20 kN/m³ = 7,0 kN/m²

W kolejnym kroku określane są bezwymiarowe współczynniki nośności, nachylenia podstawy fundamentu, kształtu fundamentu oraz nachylenia obciążenia wywołanego obciążeniem poziomym.

Współczynniki bezwymiarowe nośności na łożysko:
Nq = e π · tanφ ' · tan² (45 + φ'/2) = 20.096
Nc = (Nq - 1) · cos φ '= 32,069
Nγ = 2 · (Nq - 1) · tan φ '= 22,741

W tym przykładzie analizowana jest płyta fundamentowa w kształcie kwadratu. Z tego względu dla kształtu rzutu poziomego wynikają następujące współczynniki:
sq = 1 + sin φ '= 1.512
sγ = 0,70
sc = (sq · Nq - 1)/(Nq - 1) = 1.538

W tym kontekście należy zauważyć, że do wymiarów fundamentu należy zastosować efektywną długość fundamentu L 'i efektywną szerokość fundamentu B'. W tym przypadku sprawdzane jest tylko obciążenie pionowe, a mimośród obciążenia jest równy zero, a zatem wynikiem jest L '= B' = 1,50 m, a kształt jest „kwadratowym fundamentem”. W przypadku przyłożenia obciążenia poziomego do fundamentu wynikałby prostokątny efektywny kształt fundamentu z różnych efektywnych długości L 'i szerokości B'.

Wynikowe bezwymiarowe współczynniki nachylenia podstawy fundamentu bc , bq i bγ wynoszą 1,00, ponieważ obliczanie nośności w RF-/FOUNDATION Pro odbywa się w zasadzie dla poziomych płyt fundamentowych (α = 0 °). Wynikowe bezwymiarowe współczynniki nachylenia obciążenia spowodowanego obciążeniem poziomym H również wynoszą w tym przypadku 1,00, ponieważ nie są stosowane obciążenia poziome.

Korzystając z tych parametrów wejściowych, możemy teraz określić odporność na uszkodzenia ziemne zgodnie z (D.2):
$$\frac{{\mathrm R}_\mathrm k}{\mathrm A'}\;=\;(4,606\;\cdot\;32,069\;\cdot\;1,538)\;+\;(7,00\;\cdot\;20,096\;\cdot\;1,512)\;+\;(0,5\;\cdot\;20\;\cdot\;1,50\;\cdot\;22,741\;\cdot\;0,70)\;=\;678,66\;\mathrm{kN}/\mathrm m²$$

Kryterium obliczeniowe dotyczące odporności na uszkodzenia ziemne

Jak wspomniano powyżej, w tym przykładzie wyjaśniono obliczenia według CEN z zastosowaniem metody 2. Na podstawie parametrów załącznika krajowego (w tym przypadku w tabeli [1] , [1] ) podany jest współczynnik częściowy dla uszkodzenia ziemnego γR, v = 1.4.

Tym samym wartość obliczeniowa wytrzymałości na uszkodzenia ziemne powoduje:
$$\frac{{\mathrm R}_\mathrm d}{\mathrm A'}\;=\;\frac{678,66\;\mathrm{kN}/\mathrm m²}{1,400}\;=\;484,76\;\mathrm{kN}/\mathrm m²$$

Istniejące ciśnienie gruntu V 'd/A' wynika z sumy naprężeń wywołanych siłą osiową w słupie oraz ciężarem własnym płyty fundamentowej:
$$\frac{\mathrm V'_\mathrm d}{\mathrm A'}\;=\;\frac{({\mathrm P}_{\mathrm Z,\mathrm d}\;+\;{\mathrm G}_{\mathrm p,\mathrm k}\;\cdot\;{\mathrm\gamma}_{\mathrm G,\sup})}{\mathrm A'}\;=\;\frac{(489,09\;\mathrm{kN}\;+\;0,35\;\mathrm m\;\cdot\;1,50\;\mathrm m\;\cdot\;1,50\;\mathrm m\;\cdot\;25\;\mathrm{kN}/\mathrm m³\;\cdot\;1,35)}{2,25\;\mathrm m²}\;=\;229,18\;\mathrm{kN}/\mathrm m²$$

Kryterium obliczeniowe:
$$\frac{\displaystyle\frac{\mathrm V'_\mathrm d}{\mathrm A'}}{\displaystyle\frac{{\mathrm R}_\mathrm d}{\mathrm A'}}\;=\;\frac{229,18\;\mathrm{kN}/\mathrm m²}{484,76\;\mathrm{kN}/\mathrm m²}\;=\;0,473$$

Rysunek 04 - Kryterium wymiarowania w oknie 2.2 RF- / FOUNDATION Pro

Więcej informacji na temat obliczania odporności na uszkodzenia ziemne w RF-/FOUNDATION Pro można znaleźć w odpowiedniej instrukcji. W rozdziale 8.4 instrukcji opisano również określanie odporności na uszkodzenia ziemne. Ponadto wyjaśniono w tym rozdziale różnice między metodami analizy 2 i 2 *.

Odniesienie

[1] Eurokod 7 - Projektowanie, inżynieria i projektowanie w geotechnice - Część 1: Ogólne zasady; EN 1997-1: 2004 + AC: 2009 + A1: 2013

Do pobrania

Linki

Kontakt

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady?
Zapraszamy do bezpłatnego kontaktu z nami drogą mailową, poprzez czat lub forum lub odwiedzenia naszej strony z FAQ z użytecznymi wskazówkami i rozwiązaniami.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

info@dlubal.pl

RFEM Program główny
RFEM 5.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczeń płaskich i przestrzennych układów konstrukcyjnych, obejmujących płyty, ściany, powłoki, pręty (belki), bryły i elementy kontaktowe, z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES)

Cena pierwszej licencji
3 540,00 USD
RSTAB Program główny
RSTAB 8.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczania konstrukcji ramowych, belkowych i szkieletowych, wykonujące obliczenia liniowe i nieliniowe sił wewnętrznych, odkształceń i reakcji podporowych

Cena pierwszej licencji
2 550,00 USD
RFEM Konstrukcje stalowe i aluminiowe
RF-STEEL EC3 5.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie prętów stalowych wg EC 3

Cena pierwszej licencji
1 480,00 USD
RSTAB Konstrukcje stalowe i aluminiowe
STEEL EC3 8.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie prętów stalowych wg EC 3

Cena pierwszej licencji
1 480,00 USD