Síkalapozás II. rész

Síkalapok süllyedésének meghatározása

síkalapok süllyedésének jellege, okai a statikus terhelés okozta tömörödés és harántkontrakció miatti süllyedések számítással (elvileg, általában) meghatározhatók és megengedhetőségük mérlegelhető a nem várt okok miatt esetlegesen bekövetkező roskadás, zsugorodás, rezgés miatti süllyedések előzetesen általában nem számíthatók ki, megfelelő konstrukciókkal (intézkedésekkel) elkerülendők

Süllyedésszámítás EC 7-1 Tartószerkezet károsodása süllyedés miatt (teherbírási határállapot!) Építmény használhatóságának korlátozódása süllyedés miatt (használhatósági határállapot) Süllyedésszámítás merevség figyelembevétele ajánlott határmélység (20 %-os elv) süllyedéskülönbségek a teherváltozások és az altalaj heterogenitása miatt 50 %-nál nagyobb teherbírás-kihasználtság esetén nem-lineáris modellel

a süllyedészámítások megbízhatósága első lépésben becslés óvatos adatfelvétellel, közelítő módszerekkel ha így nem felel meg pontosítás adatban, módszerben ha a pontosabb eredmény elfogadható, de kétséges süllyedésmérés folyamatos értékeléssel

a felszerkezet és az alap merevségének süllyedés(különbség) csökkentő hatása előbb általában figyelmen kívül hagyva a merevséget egyedi alapokkal, ill. végtelen hajlékony, csak terhet adó épülettel (alappal) számolunk ha így nem felel meg a terv, akkor az építménymerevséget is figyelembe véve a szerkezeti tervezésnél ismertetendő számítások

a használhatósági határállapotokat ellenőrző süllyedésszámításnál figyelembe veendő terhek, talajadatok Első lépésben a süllyedések legvalószínűbb értékei számítandók a tartós terhek átlagos értékeivel és az átlagos talajjellemzőkkel Kritikus esetben a süllyedéskülönbségek szélső értékei is vizsgálandók a terhek és a talajviszonyok kedvezőtlen változásait is figyelembe véve

parciális tényezők a süllyedésszámításban használhatósági határállapot vizsgálatakor (korlátozott használat , esztétikai zavar) g = 1,0 teherbírási határállapot vizsgálatakor (STR) (felszerkezet károsodása) g G= 1,35 g Q= 1,50 Elvileg két süllyedésszámítást kellene végezni, de a parciális tényezők arányait figyelembe véve az első számításból a második eredménye becsülhető.

A tartószerkezet teherbírási határállapotát okozó süllyedés figyelembevétele A eset terhelő erő tervezési értékéhez tartozó süllyedéssel kell számolni B eset a terhelő erő karakterisztikus értékéhez tartozó süllyedés felszorzott értékével kell számolni

a süllyedés összetevőinek számítása azonnali süllyedés számítása a a Hooke-törvény szerint zárt rendszerű, drénezet-len terhelésre Eu-modulussal és =0,5 Poisson-tényezővel konszolidációs + másodlagos süllyedés számítása a Hooke- törvény szerint v. lineáris alakváltozási állapottal az időhatást is figyelembe vevő E vagy Es modulusokkal

süllyedésszámítási módszerek lépésenként 1. feszültségeloszlás meghatározása 2. alakváltozás számítása 3. határmélység 4. alakváltozások összegzése közvetlenül képlettel

Egy p=150 kPa egyenletes terhelésű, B=2,0 m széles sávalap süllyedésének

Kompressziós görbe matematikai közelítései Linearizálás a megfelelő tartományban Szemilogaritmikus közelítés Hatványfüggvény

a süllyedések időbeli alakulásának előrejelzése konszolidációs süllyedés Terzaghi-elmélettel, ill. továbbfejlesztéseivel a  - T konszolidációs görbék segítségével a talaj cv konszolidáci-ós tényezőjével másodlagos süllyedés szemilogaritmikus összefüggés szerint  > 98 % konszolidáció után a talaj C kúszási in-dexével

Az elméleti konszolidációs görbe

süllyedéskritériumok a felszerkezet tervezőjének kell(ene) megadnia szerkezeti - funkcionális - esztétikai szempontok mérlegelendők a szokásos mérőszámok és határértékeik a geotech- nikai szakirodalomban a legfontosabbak ajánlott értékei abszolút süllyedésre 50 mm megengedhető általában oszlopok süllyedéskülönbsége 20 mm mindig megengedhető relatív elfordulás 1/500 szerkezetileg megengedhető 1/150 tönkremenetelt okoz

süllyedésmegfigyelés és - értékelés kritikus mértékű várható süllyedés esetén védett pontok mérése 0,1 mm pontossággal az alap elkészülte után azonnal elkezdeni a teherfelvitel ütemében kell mérni és értékelni térbeli változás értékelése metszeteken süllyedéskülönbségek helyszínrajzon süllyedési izohipszák időbeli változások ajánlott közelítése az s=t/(a+b.t) képlet t/s=a+b.t linearizálásával

a süllyedéscsökkentés lehetőségei előzetes talajjavítás, talajcsere költséges, csak nagy épületeknél indokolt az alapméret növelése gyengébb felső talajrétegnél hatásos síkalap-típus megváltoztatása a leggyakrabban ez ad optimumot az épületsúly csökkentés kevés lehetőség van rá a tartószerkezetek helyes megválasztása merevítés vagy hajlékony kialakítás, dilatálás statikailag határozott szerkezet tervezése az építési sorrend helyes megválasztása a legolcsóbb, de önmagában ritkán elégséges áttérés mélyalapra gyakran ez a legegyszerűbb

Síkalapok tartószerkezeti méretezése

Az alapmerevség hatása

Terhelés hatása hajlékony alapok esetén

Merevségi mutató K>0,5 biztosan merevként viselkedik K>0,1 merevnek vehető K<0,01 célszerű hajlékonynak tekinteni K<0,001 biztosan hajlékony

A tartóinerciák értelmezése

Méretezési elvek, ajánlások EC 7-1 Tartószerkezeti méretezés merev alap: lineáris talpfeszültség-eloszlással hajlékony alap: rugalmas féltér- vagy rugómodell ágyazási tényező: süllyedésszámításból a tehereloszlás változására is ügyelve véges elemes analízis „pontos számításként” ajánlva

Merev sávalapok talpfeszültségeloszlása Boussinesque megoldása sávalapra rugalmas közeg (végtelen szilárdsággal) törőfeszültséggel való korlátozás a biztonságtól függően gyakorlati megoldás P/2 karja a tengelytől 0,3.B 0,25.B helyett (a fal és az alap közt is) közelítés egyenletes talpfeszültség növelő szorzó veendő figyelembe, mivel a biztonság kárára közelítettünk

Merev sávalap talpfeszültségei P B x c.Nc q’.Nt B.g’1.NB Eloszlások q(x) Boussinesque törőfeszültség tényleges n=1,5 biztonságnál lineáris közelítés P/2 P/2 0,3.B 0,25.B q(x)

Sávalap alatti lineáris talpfeszültségeloszlás

Pilléralap lineáris talpfeszültségei külpontosság esetén

Hajlékony alapok méretezésének alapelve az alaptest N db a hosszúságú részre osztása egy részen állandó talpfeszültség ismeretlen N db talpfeszültségérték

Hajlékony alapok méretezése N db egyenlet 2 db egyensúlyi egyenlet függőleges vetület nyomaték egy pontra N-2 db alakváltozási egyenlet tartó görbülete = talaj görbülete N-2 elem közepén N db ismeretlen qi talpfeszültségi érték

Hajlékony alapok méretezése Alakváltozási egyenlet Clapeyron tartó talajfelszín görbülete süllyedése

Talajmodellek Winkler-modell rugómodell si = qi / Ci AXIS Ohde-modell rugalmas féltér modell si=f [(q(x); E; B; m0] GEO4 Kombinált modell Winkler + Ohde FEM programok rugalmas – képlékeny nem-lineáris talaj- és tartómodellek PLAXIS

Ágyazási tényező meghatározása Ci = qi / si Pontos, ill. pontosított süllyedésszámítással Közelítő süllyedésszámítással Közelítő képlettel Tapasztalati képlettel

Ágyazási tényező meghatározása Ci = qi / si Pontos, illetve pontosított süllyedésszámítással talpfeszültség-eloszlás felvétele a terhek eloszlása alapján – q1(x,y) feszültségszámítás Steinbrenner szerint kellő számú pontra – szi1 határmélységek meghatározása – m0i1 fajlagos alakváltozások számítása és összegzése – si1 ágyazási tényezők számítása – Ci1 talpfeszültség-eloszlás számítása talaj-szerkezet kölcsön- hatásának analízise alapján az előbbi Ci1-értékekkel – q2 (x,y) az előbbiek ismétlése míg a kiindulási és az újraszámított talpfeszültség közel azonos nem lesz – qi+1(x,y)qi(x,y)

Ágyazási tényező meghatározása Ci = qi / si Közelítő süllyedésszámítással átlagos talpfeszültség számítása a terhekből pá=qá átlagos süllyedés számítása sá átlagos ágyazási tényező számítása (Cá) Cá = qá / si javítás: a szélső negyedekben 1,6 · Cá a belső félben 0,8 · Cá

Ágyazási tényező meghatározása Ci = qi / si C. Közelítő képlettel képletből javítás: a szélső negyedekben 1,6 · Cá a belső félben 0,8 · Cá

Ágyazási tényező meghatározása Ci = qi / si Tapasztalati összefüggéssel javítás: a szélső negyedekben 1,6 · Cá a belső félben 0,8 · Cá

Számpélda a Winkler-modell alkalmazására