Wpływ poziomu wód gruntowych na obliczenia w RF-/FOUNDATION Pro

Artykuł o tematyce technicznej

Artykuł został przetłumaczony przez Google Translator

Podgląd oryginalnego tekstu

Przy użyciu RF-/FOUNDATION Pro, można przeprowadzić obliczenia geotechniczne dla pojedynczych fundamentów zgodnie z EN 1997-1 [1] . Następnie program wyświetla szczegółowe informacje na temat wpływu poziomu wody gruntowej na wybrane obliczenia zgodnie z EN 1997-1.

W tym miejscu należy również wspomnieć o poprzednim artykule technicznym o RF-/FOUNDATION Pro , w którym opisano sposób określania odporności na uszkodzenia ziemne zgodnie z EN 1997-1, Załącznik D. Poniższy artykuł koncentruje się na określaniu średnich parametrów gruntu podczas stosowania profilu gruntu przy użyciu różnych warstw gruntu.

Uwzględnienie poziomu wód gruntowych

Wprowadzając profil gruntu w RF-/FOUNDATION Pro, można uwzględnić poziom wody gruntowej.

Rysunek 01 - Aktywacja poziomu wody gruntowej dla profilu gruntu

Jak widać na rysunku 01, powyżej górnej krawędzi fundamentu został zdefiniowany poziom wody gruntowej 0,50 m.

Zasadniczo można stwierdzić, że wprowadzenie wody gruntowej - w zależności od wysokości - ma wpływ na wszystkie obliczenia. Wynika to z faktu, że wody gruntowe są uznawane za „obciążenie” (pływalność) po stronie oddziaływania oraz po stronie oporu w parametrach gruntu.

Poniżej przedstawiono przykładowo stan graniczny uniesienia, odporność na uszkodzenia ziemne oraz dane dotyczące oporu poślizgu w odniesieniu do wpływu poziomu wody gruntowej. W tym przypadku w oknie 1.1 są domyślnie ustawione „warunki odwodnienia podłoża”. Ma to wpływ na wzory do określania uszkodzenia podłoża i nośności poślizgu.

Obliczanie stanu granicznego nośności

Obliczanie bezpieczeństwa pływalnościowego jest przeprowadzane w RF-/FOUNDATION Pro pod nazwą „uplift“. Uniesienie fundamentu spowodowane przez hydrostatyczną siłę uniesienia wody jest w rzeczywistości statyczną analizą równowagi pod względem stanu granicznego podniesienia UPL. Zabezpieczenie przed podniesieniem konstrukcji niezakotwiczonej jest osiągane, jeżeli spełniony jest następujący warunek:
Gdst, k ∙ γG, dst + Qdst, rep ∙ γQ, dst ≤ Gstb, k ∙ γG, stb + Tk ∙ γG, stb

Podczas obliczania stateczności posadowienia, sprawdza się, czy pionowe obciążenia powstające w wyniku ciężaru własnego fundamentu nie są przejmowane czy kompensowane. W programie RF-/FOUNDATION Pro, pionowe obciążenia podnoszące składają się z hydrostatycznej pływalności fundamentu leżącego pod powierzchnią wody gruntowej, a także ze wszystkich istniejących obciążeń podnoszących.

SkładowaTk opisuje dodatkową charakterystyczną siłę tnącą Tk = ηz ∙ Eah, k ∙ tan δa , która jest stosowana jako efekt stabilizujący, jako siła tarcia bezpośrednio na ścianie konstrukcyjnej (powierzchnie boczne bloku fundamentowego) , Tk nie jest konserwatywnie stosowany w RF-/FOUNDATION Pro. Zgodnie ze specyfikacjami w [1][2] obliczenia konstrukcji stałych w BS-A należy przeprowadzać bez przyłożenia sił tnących.

Jeżeli dolna krawędź fundamentu znajduje się poniżej poziomu wód gruntowych, w celu weryfikacji pływalności należy określić hydrostatyczną siłę podnoszącą.

W programie RF-/FOUNDATION Pro wynikowa pionowa siła nośna wynika z hydrostatycznej siły podnoszącej, a także, w stosownych przypadkach, z istniejących obciążeń podnoszących do Vres, ujemnej , i można ją znaleźć w oknie 2.2 w szczegółach obliczeniowych podnoszenia. obliczanie stanu granicznego.

Rysunek 02 - Obliczeniowa wartość pionowej siły nacisku ciśnienia efektywnego

Uwaga na temat fundamentu kielicha: W przypadku fundamentów kielichowych, objętość rzeczywistego kielicha jest uwzględniana podczas określania siły podnoszącej. Oznacza to, że dodatnio działająca składowa ciśnienia wody na górnej krawędzi fundamentu zostaje odpowiednio zredukowana wokół powierzchni podstawy wymiarów kielicha.

Podczas określania wynikowej, działającej dodatnio siły pionowej w spoinie gruntowej, podczas nakładania przykrycia gruntowego uwzględniane jest teraz położenie poziomu wody gruntowej. Oznacza to, że warstwa gruntu nad górną krawędzią fundamentu musi zostać podzielona ze względu na podniesienie poziomu wody gruntowej, a dodatnie obciążenie pionowe zostanie określone na podstawie ciężaru pokrycia gruntu ciężarem efektywnym, z uwzględnieniem wyporu.

W przypadku przeciążenia płyty fundamentowej o wysokości 0,75 m i ustawienia poziomu wody gruntowej 0,50 m nad górną krawędzią fundamentu, pokrycie należy podzielić na dwie warstwy o różnych ciężarach. Warstwę całkowicie spoczywającą w wodzie gruntowej należy uwzględnić przy uwzględnieniu ciężaru gruntu nasyconego pomnożonego przez wypór. RF-/FOUNDATION Pro wyświetla w oknie wyników szczegółowe wartości dla każdej warstwy gruntu 2.2. W tym przypadku (patrz Rysunek 03) powyżej poziomu wód gruntowych stosuje się ciężar γ = 20,00 kN/m³. Dla warstwy gruntowej w wodach gruntowych uwzględnia się ciężar nasyconej gleby γsat = 20,5 kN/m² minus ciężar wody gruntowej 10,00 kN/m³, co powoduje gęstość masy pod windą γ '= 10,5 kN/m³. Aby określić wartość obliczeniową obciążenia z uwagi na przykrycie gruntu, stosuje się współczynnik częściowy γG, stb .

Rysunek 03 - Obliczeniowa wartość uziemienia

W takim przypadku należy ponownie uwzględnić wymiary słupów w słupach połączonych, podobnie jak w przypadku fundamentu kubła, w przypadku zastosowania dodatniego ciśnienia wody. Obliczenie stateczności przy podniesieniu jest spełnione, jeżeli Vres, ujem ≤ Vres, poz .

Obliczanie nośności przy uszkodzeniu ziemi

Zabezpieczenie przed uszkodzeniem ziemi (GEO-2) jest osiągane, jeżeli zostanie spełniony warunek Vd ≤ Rd . Wpływ wód gruntowych należy uwzględnić po stronie oddziaływań, a także po stronie oporu.

Podobnie jak w przypadku obliczeń stateczności przy podniesieniu, konieczne jest uwzględnienie również ciężaru gruntu pod wpływem podniesienia (ciężar zanurzony). W odróżnieniu od obliczeń statecznościowej dla podniesienia, wartość obliczeniowa obciążenia z powodu przykrycia ziemi jest określana z zastosowaniem częściowego współczynnika bezpieczeństwa γG, dla stałych, niekorzystnych oddziaływań. Wartość obliczeniowa z pływalności jest uwzględniana przy częściowym współczynniku bezpieczeństwa γG, inf .

Rysunek 04 - Obliczeniowa wartość oddziaływania uszkodzenia ziemi

Odporność na uszkodzenia ziemne jest określana w RF-/FOUNDATION Pro zgodnie z EN 1997-1, Załącznik D. Charakterystyczną wartość odporności na uszkodzenia ziemne można obliczyć zgodnie z równaniem (D.2) w [1] załącznik D:
$$\frac{{\mathrm R}_\mathrm k}{\mathrm A'}\;=\;(\mathrm c'\;\cdot\;{\mathrm N}_\mathrm c\;\cdot\;{\mathrm b}_\mathrm c\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm c\;\cdot\;{\mathrm i}_\mathrm c)\;+\;(\mathrm q'\;\cdot\;{\mathrm N}_\mathrm q\;\cdot\;{\mathrm b}_\mathrm q\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm q\;\cdot\;{\mathrm i}_\mathrm q)\;+\;(0,5\;\cdot\;\mathrm\gamma'\;\cdot\;\mathrm B'\;\cdot\;{\mathrm N}_\mathrm\gamma\;\cdot\;{\mathrm b}_\mathrm\gamma\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm\gamma\;\cdot\;{\mathrm i}_\mathrm\gamma)$$

Uwaga do równania (D.2) powyżej: Zgodnie z załącznikiem D do [1] parametr γ 'odpowiada' obliczeniowej efektywnej gęstości ciężaru gruntu poniżej poziomu fundamentu '.

Z jednej strony, przy określaniu efektywnego ciśnienia nadkładu na poziomie podstawy fundamentu uwzględnia się efektywną gęstość ciężaru γ '. Z drugiej strony efektywna gęstość ciężaru γ 'jest stosowana do gruntów poniżej poziomu podłoża, a tym samym bezpośrednio do określania wytrzymałości na zniszczenie gruntu. Ponadto niższa dopłata wynikająca z zastosowanej pływalności ma również niekorzystny wpływ na określenie mimośrodów ex iey . Mimośrody stają się większe, a tym samym mniejsze jest zniszczenie dla obliczeniowej podstawy fundamentu A '.

Obliczanie nośności poślizgowej

Zabezpieczenie przed poślizgiem (GEO-2) jest osiągane, jeżeli zostanie spełniony warunek Hd ≤ Rd + Rp, d .

W przypadku obliczeń oporu poślizgowego poziom wody gruntowej jest uwzględniany tylko po stronie oporu. Po stronie oddziaływania poziom wód gruntowych nie jest uwzględniany. Pozioma siłaHd, na którym opór ślizgania założenia ma być sprawdzana, składa się z siły nośne obliczonych RFEM lub RSTAB. OtrzymanyHd dotyczy wszystkich działań mających znaczenie w konstrukcji podstawy fundamentowej, w tym działających sił naziemnych. W tym miejscu należy zauważyć, że aktywny nacisk na grunt nie jest automatycznie uwzględniany w RF-/FOUNDATION Pro. Jeżeli w obliczeniach obliczeniowych należy uwzględnić składową poziomą czynnego nacisku na grunt, należy ją wprowadzić jako „dodatkowe obciążenie skupione” w Px lub Py w oknie 1.4 Obciążenie.

Podczas określania rezystancji poziom wody gruntowej jest uwzględniany przy użyciu efektywnej gęstości ciężaru γ 'oraz samego obciążenia podnoszącego. Efektywna gęstość ciężaru γ 'ma wpływ na wynikowe obciążenie pionowe Gcov, d pokrycia ziemnego. Pływalność wynikająca z poziomu wód gruntowych powyżej podstawy fundamentu jest również stosowana jako niekorzystne oddziaływanie przy częściowym współczynniku bezpieczeństwa γG, sup , w którym redukuje się wynikowe korzystne obciążenie pionowe V 'd dla obliczenia oporu poślizgowego.

Rysunek 05 - Odporność gruntu na przesunięcia

Jeżeli korzystne, pasywne ciśnienie gruntu Rp, d ma zostać uwzględnione w obliczeniach zgodnie z [1] załącznik C, konieczne jest aktywowanie tej opcji w oknie 1.1 w 'Ustawieniach dla przesuwu'. W takim przypadku do określenia rezystancji uziemienia ma zastosowanie efektywna gęstość ciężaru γ '.

Literatura

[1] Eurokod 7: Projektowanie, inżynieria i projektowanie w dziedzinie geotechniki - Część 1: Ogólne zasady; EN 1997-1: 2004
[2] Holschemacher, K .; Peters, K .; Peterson, L. A .; Purtak, F .; Schneider, K.-J .; Thiele, R .: Konstruktiver Ingenieurbau kompakt, 5 wydanie. Berlin: Beuth, 2016

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 z betonu zbrojonego
RF-FOUNDATION Pro 5.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie fundamentów pojedynczych, kielichowych i blokowych

Cena pierwszej licencji
760,00 USD
RSTAB Konstrukcje z betonu zbrojonego
FOUNDATION Pro 8.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie fundamentów pojedynczych, kielichowych i blokowych

Cena pierwszej licencji
760,00 USD