Vasalt talajtámfal tervezése Eurocode szerint Földművek gyakorlat #3 Vasalt talajtámfal tervezése Eurocode szerint

Támfalak típusai

Vasalt talajtámfal Vasalt talajtámfal tervezése

Vasalt talajtámfal alkalmazási területei Úttöltések, vasúti töltések, hídtöltések, gátak, védművek, ipari épületek, közterek, repülőterek… Vasalt talajtámfal tervezése

Vasalt talajtámfal Vasalt talajtámfal tervezése Port of Seattle

Szerkezeti kialakítás Vasalt talajtámfal tervezése 1 - Támfal 2 - Rátöltés 3 - Háttöltés 4 - Homloklap 5 - Altalaj

Homlokpanel elem geometriája Vasalt talajtámfal tervezése 1 – Beemelő kampó 2 – Betétrögzítő fül 3 – Bebetonozott műanyagcső 4 – Elem rögzítő acéltüske 5 – Csavarlyuk a betétrögzítéshez

Homlokpanel elem geometriája Vasalt talajtámfal tervezése 1 – Beemelő kampó 2 – Betétrögzítő fül 3 – Bebetonozott műanyagcső 4 – Elem rögzítő acéltüske 5 – Csavarlyuk a betétrögzítéshez

Alternatív lehetőség Vasalt talajtámfal tervezése

Kiindulási adatok Geometriai adatok Vasalt talajtámfal tervezése h - a támfal teljes magassága l - szalagok hossza (l=0,8h) ht - a befogás mélysége h’ - a támfal szabad magassága r - a rátöltés magassága t - a betétek (acélszalagok) vízszintes távolsága f - a betétek (acélszalagok) függőleges távolsága

Kiindulási adatok Talajadatok Vasalt talajtámfal tervezése Talajadatok γ - a szemcsés háttöltés térfogatsúlya (kN/m3) φk - a szemcsés háttöltés belső súrlódási szöge (º) c’k=0 kPa - a szemcsés háttöltés kohéziója μ - a betétek és a szemcsés háttöltés közötti súrlódási tényező c’k,A - a vasalt talajtámfal alatti puha agyag kohéziója

Kiindulási adatok Terhek, egyéb adatok Vasalt talajtámfal tervezése gk és gd - a rátöltés súlyának kar. és tervezési értékei (gd =γG·gk ) qk és qd - a járműteher karakterisztikus és tervezési értéke (qd =γQ·qk ) fy – az acélszalag folyási feszültségének karakterisztikus értéke (N/mm2) K1, K2 és n - az acélszalagok korróziós tényezői τ - tervezési élettartam

Vasalt talajtámfal méretezése Külső stabilitási vizsgálatok Vasalt talajtámfal tervezése Súlytámfal: homlokfelület: vasbeton elemek hátlap: betétek szabad végén átmenő fiktív függőleges sík alapfelület: homloklap alsó élén átfektetett vízszintes sík Vizsgálni kell: Elcsúszás vizsgálat (helyettesítő súlytámfal) - GEO Kiborulás vizsgálat (támfal külső, alsó sarokpontjára) – EQU (csak a támfal alatti kőzet esetén) Alaptest méretezése (homloklapok súlyával terhelt sávalap) -GEO Alaptörés vizsgálat (talajtörés a fal teljes tömbje alatt) - GEO Általános állékonyság vizsgálata (GEO, DA-3)

Vasalt talajtámfal méretezése Belső stabilitási vizsgálatok (STR és GEO) Vasalt talajtámfal tervezése Csúszólap helyzetének megállapítása Betéterők számítása a vízszintes földnyomásból Betétszélesség meghatározása Teljes betétrendszer kihúzódási vizsgálata Erőtanilag szükséges betétvastagság számítása Alkalmazott betétvastagság (Betét és fül kapcsolatának számítása)

Csúszólap helyzetének meghatározása A csúszólap adatai a belső súrlódási szög függvényében Belső súrlódási szög A csúszólap adatai A max. húzóerőhöz tartozó A felszíni terheléshez tartozó földnyomási tényező [ϕ] [ω] [D/h] [Kc] [Kq] 25° 43,5° 0,43 0,26 0,70 30° 38° 0,37 0,21 0,60 35° 32,5° 0,31 0,18 0,50 40° 27° 0,15 0,41 Vasalt talajtámfal tervezése ϕ, h - ω, Kc, Kq (lineáris interpolációval) - D (D/h arányból)

Csúszólap helyzetének meghatározása Vasalt talajtámfal tervezése 1 – aktív zóna 2 – passzív zóna 3 – csúszólap Szerkesztés: A3 Logaritmikus spirál csúszólap szerkesztése

Csúszólap helyzetének meghatározása A szerkesztés menete: Vasalt talajtámfal tervezése 1. A támfal felszínén (az A-A síkon) felmérjük a D távolságot, a végpontjában (felszíni csúszólap metszékből) felmérjük a φ szöget. 2. A támfal alsó síkjából felmérjük a zárósugár irányszögét (ε). 3. A két egyenes metszéspontja megadja az O pontot. 4. A szerkesztésből lemérhetőek az RA és RB távolságok. 5. A logaritmikus csúszólap felrajzolásához szükséges pontok az alábbi összefüggésből határozhatók meg: (ω szög radiánban!) 6. A logaritmikus spirális csúszólap megszerkeszthető a 0°-tól a belső súrlódási szögig 5°-onként felvett ω szögekhez meghatározott Ri értékek alapján.

Földnyomások meghatározása A vízszintes földnyomás (σh,B) terheletlen térszín esetén H0 határmélységig lineárisan növekszik, innen a támfal alsó síkjáig állandó. A felszíni terhelés (σh,A) ugyanezen H0 mélységig lineárisan csökkenő tendenciával növeli a vízszintes földnyomás értékét. Vasalt talajtámfal tervezése f/2 f A σh,A és a σh,B feszültségeket az összes betétsor magasságában ki kell számítani és ezt követően meg kell szerkeszteni a maximálábrát is (σh).

Földnyomások meghatározása Vasalt talajtámfal tervezése

Acélszalagok méretezése Vasalt talajtámfal tervezése - A betéterő (Ni) meghatározása: - A meghatározott betéterők alapján a betétek szélessége: ahol: γR - a kihúzódáshoz tartozó parciális tényező (értéke 1,1) l - a betétek hossza (l-Di a betétek csúszólapon kívül eső hossza) μ - a súrlódási tényező σvi - a betétek szintjén a függőleges feszültség: (A betétek szélessége: 4-6-8-10-12-15-20 cm lehet)

Acélszalagok méretezése Teljes betétrendszer kihúzódási vizsgálata Vasalt talajtámfal tervezése Az egyes betétek méretezésén túl vizsgálni kell a teljes betétrendszer kihúzódását is. A feltételezett tönkremenetel: ellenőrizni kell, hogy a felső acélszalag-sor kihúzódhat-e. Ezt el kell végezni a felső két sor, a felső három sor, stb… az összes sor esetére is. A felső sor kihúzódási vizsgálata: - A kihúzódással szembeni biztonsági tényező: - Az 1. sor vonalában a hatékony függőleges feszültség tervezési értéke: Megfelel, ha k1 ≥ 1,1·1,35≈1,5

Acélszalagok méretezése Az összes sor kihúzódási vizsgálata: Vasalt talajtámfal tervezése - Az összes szalag szélességének összege: - A számításba veendő összes hossz: - Az összes szalag kihúzódással szembeni biztonsági tényezője: - Az n. (legalsó) sor acélszalag vonalában a hatékony függőleges feszültség tervezési értéke: Megfelel, ha kn ≥ 1,1·1,35≈1,5

Acélszalagok méretezése - Betétvastagság meghatározása: Vasalt talajtámfal tervezése ahol: Npl,Rd - a teljes acél keresztmetszet folyási ellenállása si,alk - az i-edik sorban alkalmazott betétek szélessége vi - az i-edik betétsor betéteinek vastagsága γM0 - az anyagjellemzőhöz tartozó parciális tényező (értéke 1,0) fy - az acél folyáshatárának karakterisztikus értéke

Acélszalagok méretezése Vasalt talajtámfal tervezése - Korróziós többletvastagság (vk) figyelembe vétele: ahol: vk – korróziós többletvastagság (mm) τ – tervezési élettartam K1, K2, n – betét anyagától és a talajvíz agresszivitásától függő korróziós tényezők Az alkalmazott betétvastagság: Valamennyi betétsorra meg kell határozni az erőtanilag szükséges betétvastagságot és a korróziós többletvastagság figyelembe vételével az alkalmazott betétvastagságot (mm-re felfelé kerekítve).

Elcsúszásvizsgálat Az egész vasalt talajtámfalat egyetlen tömbként kezelve kell vizsgálni az elcsúszás lehetőségét. Vasalt talajtámfal tervezése

Elcsúszásvizsgálat - Az aktív földnyomási tényező: Vasalt talajtámfal tervezése (β=0º; δ=φ és α=0°) - A földnyomás karakterisztikus értéke az önsúlyból: - A földnyomás karakterisztikus értéke az egyenletesen megoszló felszíni teherből: - Az igénybevétel tervezési értéke: - Az ellenállás tervezési értéke: a szemcsés talajban feltételezve: tgδb=tgφ és c’k,A =0 az elcsúszást az agyagban feltételezve: tgδb=0 és c’k,A - Ellenőrzés: megfelel, ha Ed≤Rd

Alap alatti talajtörés vizsgálata - Puha agyagra épített vasalt talajtámfal Vasalt talajtámfal tervezése - Az ellenállás karakterisztikus értéke: - Az ellenállás tervezési értéke: - A támfal alapsíkjára jutó terhelés tervezési értéke (igénybevétel): ahol: h - a támfal teljes magassága γ - a háttöltés térfogatsúlya γG - a állandó teherhez tartozó parciális tényező (értéke 1,35)

Alap alatti talajtörés vizsgálata - A megfelelőség feltétele: Vasalt talajtámfal tervezése - Ha nem felel meg, a támfal maximális magassága:

Eredmények összefoglalása Táblázatos formában - az összefoglaló táblázat fejléce: Vasalt talajtámfal tervezése Betét szintek Vízszintes földnyomás Betéterők Tapadási hossz Szükséges betét szélesség Alk. betét szélesség - σH [kPa] Ni [kN] la.i [m] si [cm] si.alk [cm] Alk. vízszintes távolság Erőtanilag szükséges. vastagság Korróziós többlet vastagság Alk. teljes vastagság Betét hossz. Alkalmazott függőleges távolság ti [m] vi [mm] vk [mm] vi.alk [mm] li [m] fi [m]

DA-2* tervezési módszer DA-2*=A1 ”+” M1 „+” R2 A parciális tényezőket a hatások és az ellenállások oldalán alkalmazzuk. Az anyagjellemzőket a karakterisztikus értékükkel vesszük figyelembe

Formai követelmények Rajzok: Műszaki leírás: Számítási melléklet: Arányos, vonalvastagság Keret Anyagminőségek (acél, beton, talaj) Kóták (építős jelölés) Műszaki leírás: Kiindulási adatok Tervezési módszer Számítás lépései, képletei, (1 minta számítás) Számítási melléklet: A számítási eredmények táblázatos összefoglalása