Wymiarowanie Obrotu Fundamentu

Artykuł o tematyce technicznej

Artykuł został przetłumaczony przez Google Translator

Podgląd oryginalnego tekstu

Za pomocą RF- / FOUNDATION Pro można wykonać obliczenia geotechniczne zgodnie z EN 1997-1 [1] dla pojedynczych fundamentów. Poniższy artykuł objaśnia konstrukcję obciążenia wysoce mimośrodowego w rdzeniu fundamentowym zgodnie z DIN EN 1997-1, A 6.6.5 (patrz [3] ).

W tym celu została zaprojektowana płyta fundamentowa w RF-FOUNDATION Pro, na którą została nałożona podpora szczękowa. Analiza obrotu fundamentu (obliczenia w stanie granicznym użytkowalności) jest przeprowadzana dla 1. i 2. szerokości rdzenia. Następnie wyniki RF-FOUNDATION Pro zostaną porównane z modelem powierzchni w programie RFEM.

Dodatkowe konstrukcje geotechniczne oraz konstrukcje stalowych podpór pod kolumny wewnętrzne nie stanowią części tego artykułu.

Siły układu, obciążenia i podporowe

W tym przykładzie stalowy kołnierz (przekrój: HEA 160, stal S235) o długości 2,50 m i sztywno połączonej z płytą fundamentową.

Rysunek 01 - Układ konstrukcyjny z obciążeniami

W programie RFEM do tego celu służy modelowana belka o długości 2,50. U podstawy znajduje się sztywna podpora węzłowa. Słup kulisty jest poddawany działaniu sił pionowych i poziomych na słupie kolumny. Obciążenie jest wprowadzane w dwóch przypadkach obciążeń:
Przypadek obciążenia 1 = ciężar własny
Przypadek obciążenia 2 = wiatr + X

W przypadku obciążenia 1 obciążenie pionowe G k = 35 kN zostaje przyłożone do słupa słupa. Uwzględniając ciężar własny słupa, element 1 obciążenia działa jako siła podporowa P z = 35,76 kN.

W przypadku obciążenia 2 siła podłużna H k = 10 kN zostaje przyłożona do słupa kolumny. W ten sposób uzyskuje się siłę podporową P x = 10,0 kN.

Płyta fundamentowa ma następujące wymiary:
Długość L = 1,80 m
Szerokość B = 1,00 m
Grubość t = 0,25 m

Kombinatoria do obliczania ostatecznego stanu granicznego i użytkowalności

W programie RFEM dla obliczeń w stanie granicznym nośności oraz w stanie granicznym użytkowalności tworzone są następujące kombinacje:
Kombinacja 1 (ULS) = 1,35 · G
Kombinacja 2 (ULS) = 1,35 · G + 1,50 · Q
Kombinacja 3 (SLS) = 1,00 · G
Kombinacja 4 (SLS) = 1.00 * G + 1.00 * Q

Rysunek 02 - Przypadki obciążeń i kombinacje

Sprawdzenie fundamentów w SGN i ŚWS

RF-FOUNDATION Pro tworzy nowy przypadek dla konstrukcji płyty fundamentowej. W projektowaniu wszystkie wzory geotechniczne zostają dezaktywowane, za wyjątkiem analizy obrotu fundamentu.

Rysunek 03 - Ustawienia w szczegółach obliczeń

Te szczegółowe ustawienia (patrz Rysunek 03) w zakładce RF-FOUNDATION Pro udostępniają dwie zakładki do wprowadzania obciążeń w oknie "1.4 Ładowanie". W zakładce "Wymiarowanie statyczne (STR) i gleba (GEO)" dla projektu wybrano KO 1 i 2. KOs 3 i 4 są wybierane do obliczeń w zakładce "Wartości charakterystyczne". Wybór obciążenia w zakładce "Wartości charakterystyczne" definiuje obciążenia dla analizy obrotu fundamentu. Należy zwrócić uwagę na klasyfikację w polu "Stałe oddziaływanie G" lub "Stałe i zmienne oddziaływanie G + Q".

Rysunek 04 - Wybór obciążeń

Zgodnie z [2] , z powodu obciążenia statycznego wywołanego oddziaływaniami stałymi, nie może powstać przerwa w połączeniu. Oznacza to Wynikowe ciśnienie musi leżeć w 1. zakresie rdzenia. Ze względu na charakterystyczne obciążenie wynikające z oddziaływań stałych i zmiennych, otwarte spoiny można tworzyć tylko do środka fundamentu lub co najmniej połowę powierzchni podłogi poddać ściskaniu. Oznacza to Wynikowe ciśnienie musi leżeć w 2. szerokości rdzenia.

W RF-FOUNDATION Pro nie można pominąć konstrukcji blachowej, której nie można dezaktywować, i zawsze należy ją przeprowadzać. Uwzględniane są tylko wyniki analizy rotacji posadowienia.

W tym przykładzie kryterium 1. szerokości rdzenia jest zerowe, ponieważ w LC1 (obciążenie stałe) wprowadzono tylko jedno obciążenie pionowe.

Przy obliczaniu 2. szerokości rdzenia uzyskuje się kryterium obliczeniowe 0,989.

Najpierw obliczany jest wynikowy moment obliczeniowy w kierunku x. W tym celu w przypadku momentu podparcia względem osi Y w programie RFEM moment w połączeniu gruntowym zostaje dodany z wysokości płyty fundamentowej i od wysokości siły podporowej P x :
M Res, x = 25,55 kNm + 0,25 m · 10 kN = 28,05 kNm

Wartość charakterystyczna siły pionowej w przegubie gruntowym wynika z głównej siły osiowej i ciężaru własnego płyty fundamentowej.
V Res = 35,76 kN + 1,80 m · 1,00 m · 0,25 m · 25,0 kN / m³ = 47,01 kN

Mimośrodowość ex w kierunku x obliczana jest w następujący sposób:
${\mathrm e}_\mathrm x\;=\;\frac{28,05\;\mathrm{kN}/\mathrm m}{47,01\;\mathrm{kN}}\;=\;0,597\;\mathrm m$

Ponieważ w tym przykładzie obciążenie w kierunku y wynosi zero, mimośród w kierunku y również wynosi zero.

Wymiar szerokości drugiego rdzenia powoduje:
$\begin{array}{l}\left(\frac{{\mathrm e}_\mathrm x}{{\mathrm b}_\mathrm x}\right)^2\;+\;\left(\frac{{\mathrm e}_\mathrm y}{{\mathrm b}_\mathrm y}\right)^2\;\leq\;\frac19\;=\;0,111\\\left(\frac{0,597\;\mathrm m}{1,80\;\mathrm m}\right)^2\;+\;\left(\frac{0\;\mathrm m}{1,00\;\mathrm m}\right)^2\;=\;0,110\;\leq\;\frac19\;=\;0,111\end{array}$
Kryterium wyboru jest $ \ frac {0,110} {0,111} \; = \; 0,989 $.

Obliczone wartości wyników są udokumentowane w RF-FOUNDATION Pro w oknie wyników „2.2 Obowiązujące tytuły projektu”. Zobacz także poniższy rysunek.

Rysunek 05 - Wyniki obciążenia mimośrodowego w rdzeniu

Sprawdzanie naprężeń kontaktowych w programie RFEM

Wymiar płyty fundamentowej zweryfikowany w RF-FOUNDATION Pro można teraz opcjonalnie sprawdzić w RFEM. W tym celu można sprawdzić, zgodnie z opisem w [2] w sekcji "Inżynieria geotechniczna" w pkt 3.4, czy przerwa w łączeniu jest tworzona maksymalnie, aż do środka płyty fundamentowej.

Najpierw tworzony jest model programu RFEM, w którym sztywna podpora węzłowa zostaje zastąpiona przez płytę fundamentową. Płyta fundamentowa ma dokładnie takie same wymiary, jak pojedynczy fundament, z kryterium obliczeniowym 0,989, zweryfikowanym w RF-FOUNDATION Pro w odniesieniu do obrotu fundamentu.

Rysunek 06 - Wymiary płyty fundamentowej w RFEM

Wstawiona płyta fundamentowa musi mieć w programie RFEM podpórkę powierzchniową. Należy zauważyć, że ten podporę powierzchniową należy zdefiniować przy użyciu wartości rzeczywistych dla sprężyny w kierunku z. Ustawienie "sztywne" w kierunku z nie jest wskazane.

W RF-FOUNDATION Pro można opcjonalnie określić sztywność sprężystą podpory węzłowej poprzez podanie profilu gruntu. Ta sprężystość dla pojedynczego fundamentu może zostać następnie przekształcona i zastosowana przez użytkownika w celu uzyskania sztywności sprężystej dla podpory powierzchniowej.

Po zakończeniu obliczeń, w programie RFEM wyświetlane są "Naprężenia kontaktowe σ Z " dla COV istotne dla określenia obrotu fundamentu w wynikach. Co więcej, można dostosować zakres wartości dla wyświetlania wyników na panelu wyników, tak aby wyświetlane były tylko naprężenia kontaktowe> 0 kN / m². Za pomocą tego ustawienia można graficznie sprawdzić, do którego punktu w fundamencie powstaje spoina. Poniższy rysunek przedstawia naprężenia kontaktowe σ Z dla KO4.

Rysunek 07 - Wyświetlanie naprężeń kontaktowych w płycie fundamentowej

Widać tu, że otwarte spoiny powstają niemal w środku podstawy. Potwierdza to również wynik RF-FOUNDATION Pro i podane tam kryterium obliczeniowe dla określenia obrotu fundamentu.

Model utworzony dla tego artykułu został zredagowany w RFEM 5 w RF-FOUNDATION Pro. Obliczenia obrotu posadowienia zgodnie z DIN EN 1997-1 są oczywiście uwzględnione w programie FOUNDATION Pro dla RSTAB 8 w tej samej postaci. W programie RSTAB nie można odwzorować tylko modelu powierzchni płyty fundamentowej.

W RSTAB 8 sytuacja ta może być przedstawiona również dla obciążenia jednoosiowego (jak pokazano w tym przykładzie). W tym celu posadowienie można modelować za pomocą belki fundamentowej (pręta belki). Pręt ten może być wyposażony w "Utwierdzenie w przypadku napięć kontaktowych ujemnych" z podstawą pręta.

Literatura

[1] Eurokod 7 - Obliczenia, obliczenia i obliczenia inżynierii geotechnicznej - Część 1: Ogólne zasady; EN 1997-1: 2004 + AC: 2009 + A1: 2013
[2] Holschemacher, K.; Peters, K .; Peterson, L.; Purtak, F.; Schneider, K.-J.; Thiele, R .: Structural Engineering Structural Compact, 5. Edycja Berlin: Beuth, 2016
[3] DIN: Podręcznik Eurokod 7 - Projektowanie geotechniczne - Tom 1. Berlin: Beuth, 2015

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
3 950,00 EUR
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
2 850,00 EUR
RFEM Konstrukcje z betonu zbrojonego
RF-FOUNDATION Pro 5.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie fundamentów pojedynczych, kielichowych i blokowych

Cena pierwszej licencji
850,00 EUR
RSTAB Konstrukcje z betonu zbrojonego
FOUNDATION Pro 8.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie fundamentów pojedynczych, kielichowych i blokowych

Cena pierwszej licencji
850,00 EUR