EUROCODE 7 A tervezés alapjai

Az előadások a következő témára: "EUROCODE 7 A tervezés alapjai"— Előadás másolata:

1 EUROCODE 7 A tervezés alapjai
Dr. Móczár Balázs ghs

2 1. Tervezési követel-mények, a tervezési folyamat
Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai A tervezési állapotok és határállapotok meghatározása: Helyszíni adottságok Tartószerkezet jellege, mérete Környezet (pl. szomszédos építmények, közlekedés, stb.) Talaj-és talajvízviszonyok Regionális földrengésveszély Környezeti hatások (hidrogeológia, felszínsüllyedés, stb.) 1. Tervezési követel-mények, a tervezési folyamat ■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ ghs

3 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
3 db geotechnikai kategória  már a tervezés legelején el kell dönteni hova tartozik az adott építmény  ennek megfelelően kell a szükséges vizsgálatokat kijelölni. ■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ ghs

4 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
A szerkezetek igénybevételeinek tervezési értéke kisebb kell legyen az ellenállásuk tervezési értékénél. Tervezési érték: a karakterisztikus érték parciális tényezővel korrigált értéke Tervezési állapotok: tartós ideiglenes rendkívüli (pl. robbanás, ütközés)  Tervezési eljárások: számítások alkalmazása szokáson alapuló intézkedések, konstrukciók (összehasonlító tapasztalat) modellkísérletek és próbaterhelések megfigyeléses módszer (bonyolult feladat, ha összehasonlító tapasztalat sincsen) 2. Tervezési állapotok ■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ ghs

5 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
Tervezési eljárások típusai síkalapok esetén Közvetlen tervezési eljárás Közvetett tervezési eljárás Szokáson alapuló tervezési eljárás 5 ghs 5

6 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
Közvetlen tervezési eljárás: Más-más számítási modellt alkalmazva vizsgáljuk az egyes határ- állapotokat: Teherbírási határállapotok számításakor a törési mechanizmus legpontosabb modellezése Használhatósági határállapotok ellenőrzése süllyedésszámítással 3. geotechnikai kategória esetében kötelező, 2. geotechnikai kategória esetében ajánlott eljárás „törőfeszültség képlet” – MSZ – illetve az MSZ EN ajánlott képletei FEM-programokkal történő numerikus méretezés Törési állapotig terjedő terhelés-süllyedés kapcsolat vizsgálata 6 ghs 6

7 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
Közvetett tervezési eljárás: Összehasonlító tapasztalatok, valamint terepen vagy laboratóriumban végzett mérések, ill. észlelések eredményeit alkalmazzuk Pl.: Szondázás, pressziométeres vizsgálat eredményei alapján, tapasztalati képletek segítségével becsüljük a talajtörési ellenállást Két típusa van: Süllyedésszámításon, a süllyedések szigorú korlátozásán alapuló méretezés Talajtörési ellenállás számításán, a talajtöréssel szemben viszonylag nagy „globális biztonság” előírásán alapuló méretezés Mindkét esetben elég a használhatósági határállapotban figyelembe veendő hatásokkal (karakterisztikus értékekkel) számolni Számítás terjedelme csökken Jelentősége elsősorban az 1. geotechnikai kategóriánál van 7 ghs 7

8 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
Szokáson alapuló tervezési eljárás: Valószínűsített talajtörési ellenállással számolunk Elsősorban kőzeteken történő alapozás esetében alkalmazzuk, útmutatás a G mellékletben található A kőzettípusa, tagoltsága és egyirányú nyomószilárdsága alapján lehet egy megengedett talpfeszültséget felvenni. MSZ szerinti „Határfeszültség alapértéken” történő méretezés csak az 1. geotechnikai kategóriában lehetséges 2. és 3. kategóriában az alkalmazása nem elfogadható, kizárt!!! külön süllyedésszámítás szükséges új egyszerűsített eljárás kidolgozása van folyamatban 8 ghs 8

9 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
Teherbírási határállapotoknak a tartószerkezeten lévő emberek, a tartószerkezet, továbbá az ott tárolt anyagok, állatok biztonságával kapcsolatos határállapotokat nevezzük: Helyzeti állékonyság, amikor a tartószerkezet, vagy annak egy része, mint merev test egyensúlyát veszíti; Túlzott mértékű alakváltozás, a tartószerkezet, vagy egy tartószerkezeti rész folyási mechanizmussá való átalakulása, szilárdsági törés, a tartószerkezet vagy tartószerkezeti rész (ezen belül a támaszok, az alapozás) stabilitásának elvesztése, tönkremenetele. Használhatósági határállapotnak nevezzük: A tartószerkezetnek, vagy a tartószerkezeti elemen a szokásos használati körülmények (jelentős lehajlás és túlzott repedezettség) közötti használhatóságával; Az emberek komfortérzetével; Az építmény külső megjelenésével (burkolat, nem tartószerkezeti elemek károsodásával) kapcsolatos határállapotokat. 3. Határállapotok ■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ ghs

10 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
Teherbírási határállapotok: EQU – a helyzeti állékonyság elvesztése (merev testként gyors és lényeges helyzetváltozás  az ellenállást a szerkezeti anyagok és a talaj szilárdsága jelentősen nem befolyásolja)  STR – a tartószerkezeti elemek belső törése vagy túlzott alakváltozása (az ellenállást a szerkezeti anyagok szilárdsága jelentősen befolyásolja) GEO – a talaj törése vagy túlzott mértékű alakváltozása (az ellenállást a talaj vagy szilárd kőzet szilárdsága jelentősen befolyásolja)  UPL – a tartószerkezet vagy a talaj felúszás folytán bekövetkező egyensúlyvesztése  HYD – hidraulikus talajtörés Geotechnikai szerkezetek esetében leggyakrabban a GEO és az STR határállapotokat kell vizsgálni. 3. Határállapotok ■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ ghs

11 4. Számításon alapuló geotechnikai tervezés
Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai Hatások és kombinációik  Tartósságuk szerint: állandó hatás (G) esetleges hatás (Q) rendkívüli hatás (A) szeizmikus hatás (AE)  Hatások eredete: tartószerkezet súlya, hasznos terhek, meteorológiai terhek, földrengési hatások, stb.  Geotechnikai hatások: talaj-kőzet-víz súlya, földnyomások, szivárgási nyomás, földkiemelés, talajtömeg kúszása, negatív köpenysúrlódás stb. 4. Számításon alapuló geotechnikai tervezés ■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ ghs

12 4.1 A karakterisztikus és a tervezési érték meghatározása
Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai Karakterisztikus érték: Hatások: A hatások esetén a karakterisztikus érték a hatás jellegétől függően a tervezett élettartamra prognosztizált állandó- és esetleges tehermaximumok adott referencia időszakra vonatkoztatott alsó-, vagy felső küszöbértéke vagy várható értéke. Jelölése: Gk, Qk, stb. Ellenállások: Az ellenállás (teherbírás, szilárdság) esetében karakterisztikus érték az anyag- vagy termékjellemző statisztikai eloszlása alapján egy előírt (általában 5%-os) küszöbérték. Jelölése: c’k, φk Geometria: A geometriai adatoknál a karakterisztikus érték általában a terv szerinti névleges érték. 4.1 A karakterisztikus és a tervezési érték meghatározása ■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ ghs

13 4.1 A karakterisztikus és a tervezési érték meghatározása
Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai 4.1 A karakterisztikus és a tervezési érték meghatározása ■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ ghs

14 4.1 A karakterisztikus és a tervezési érték meghatározása
Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai Tervezési érték: Karakterisztikus érték, a parciális biztonsági tényező és az egyidejűségi tényező segítségével Tervezési módszer függvénye! 4.1 A karakterisztikus és a tervezési érték meghatározása ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□ ghs

15 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
A + M + R Action Hatás Hatások parciális tényezője: F Igénybevételek parciális tényezői: E Resistance Ellenállás Ellenállások parciális tényezői: R Material Anyag Anyagjellemzők parciális tényezői: M 4.2. Tervezési módszerek ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□ ghs

16 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
Tervezési módszerek (Design Approach = DA): 3 különböző módszer a határállapotok igazolására  különbség: F ; M és R parciális tényezőket milyen A(ction) „+” M(aterial) „+” R(esistance) kombinációban használjuk Magyarországon kétféle tervezési módszer használatos (az ún. 1.tervezési módszert nem használjuk): 2.tervezési módszer: síkalapok, cölöpök, támszerkezetek, talajhorgonyok és bármely más geotechnikai szerkezetre: A1 „+” M1 „+” R2  A hatások Fk karakterisztikus értékéből az igénybevételek Ek karakterisztikus értékeit meghatározni, majd azt a E-vel szorozva kell az igénybevételek Ed tervezési értékét számítani 3.tervezési módszer: rézsűk és bármely más geotechnikai szerkezet általános állékonyságának a vizsgálata: A2 „+” M2 „+” R3 4.2. Tervezési módszerek ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□ ghs

17 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
2. Tervezési módszer – A1 „+” M1 „+” R2 Anyagjellemzők Szilárdság Hatások térfogatsúly Geometriai paraméterek Alkalmazási alternatíva Számítási modell ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□ ghs

18 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
2. Tervezési módszer – A1 „+” M1 „+” R2 Hatások Hatás kombinációk Ellenőrzés Ellenállások tervezési értéke Talajjellemzők karakterisztikus értéke ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□ ghs

19 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
Függőleges teher karakterisztikus értéke: 𝑉 𝑘 = 𝐺 𝑉,𝑘 + 𝐺 𝑎 + 𝐺 𝑓 + 𝑄 𝑉,𝑘 Függőleges teher tervezési értéke 𝑉 𝑑 = 𝛾 𝐺 ∙(𝐺 𝑉,𝑘 + 𝐺 𝑎 + 𝐺 𝑓 )+ 𝛾 𝑄 ∙ 𝑄 𝑉,𝑘 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai Példa – Síkalap méretezése: Ellenállás karakterisztikus értéke: 𝑅 𝑘 = 𝐵 ′ ∙ 𝑐 𝑘 ′ ∙ 𝑁 𝑐 ∙ 𝑏 𝑐 ∙ 𝑠 𝑐 ∙ 𝑖 𝑐 + 𝑞 ′ ∙ 𝑁 𝑞 ∙ 𝑏 𝑞 ∙ 𝑠 𝑞 ∙ 𝑖 𝑞 +0,5∙ 𝛾 ′ ∙ 𝑁 𝛾 ∙𝐵′∙ 𝑏 𝛾 ∙ 𝑠 𝛾 ∙ 𝑖 𝛾 Ellenőrzés: 𝑉 𝑑 ≤ 𝑅 𝑑 = 𝑅 𝑘 𝛾 𝑅 Talajjellemzők karakterisztikus értéke pl.: 𝑐 𝑘 ′ ; 𝛾 𝑘 ′ ; 𝜑 𝑘 ′ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□ ghs

20 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
3. Tervezési módszer geotechnikai alkalamzás esetén – A2 „+” M2 „+” R3 Szilárdság Hatások Anyagjellemzők térfogatsúly Geometriai paraméterek Alkalmazási alternatíva Számítási modell ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□ ghs

21 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
3. Tervezési módszer – A2 „+” M2 „+” R3 Hatások Ellenőrzés Talajjellemzők karakterisztikus értéke ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□ ghs

22 Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai
Terhek tervezési értékének bevitele a modellbe Térfogatsúly karakterisztikus értéke  Önsúlyteher Hasznos terhek biztonsági tényezővel felszorzott értéke (!) Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai Példa – Rézsűállékonyság számítása: Rendszerint szoftverek segítségével a következő képpen Talajjellemzők karakterisztikus értékének beépítése a modellbe 𝛾 𝜙 = 𝛾 𝑐 feltétellel indul a számítás  Iteráció, míg nem teljesül a 𝑉 𝑑 = 𝑅 𝑑 feltétel Eredmény 𝛾 𝜙  Biztonsági tényező Ellenőrzés: 1,35 ≤ Biztonsági tényező ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□ ghs

23 5. Talajvizsgálati jelentés
Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai 5. Geotechnikai adatok – Talajvizsgálati jelentés: Az információk bemutatása: Az összes tanácsadó és alvállalkozó neve A geotechnikai vizsgálat célja és tárgya A terepi és laboratóriumi vizsgálatok kezdetének és befejezésének időpontja A tágabb építési terület bejárásakor szerzett ismeretek Az építési helyszín története A térségi geológiai adottságai, beleértve a vetődéseket A geodéziai adatok A meglévő légi fotogrammetriai adatok A területen szerzett korábbi tapasztalatok A terület szeizmicitási adatai 5. Talajvizsgálati jelentés ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□ ghs

24 5. Talajvizsgálati jelentés
Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai A mintavétel, a szállítás és tárolás módszerei A terepi vizsgálóberendezések típusai A terepi és a laboratóriumi munka táblázatos adatai, az ellenőrző észlelésekkel együtt A talajvízszint időbeli ingadozásának adatai A fúrásnaplók a magminták fényképeivel és a képződmények jellemzésével együtt Gázok előfordulása vagy ennek lehetősége A talajok fagyérzékenységére vonatkozó adatok Az irodai tanulmányok, a terepi és laboratóriumi vizsgálatok eredményinek bemutatása mellékletekben 5. Talajvizsgálati jelentés ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□ ghs

25 5. Talajvizsgálati jelentés
Eurocode 7 – A geotechnikai tervezés alapjai Információ értékelése: A terepi és laboratóriumi munka eredményinek célirányos táblázatos és grafikus ábrázolása A legfontosabb adatok értéktartományit és eloszlását bemutató hisztogramok A talajvízszint mélysége és szezonális ingadozásai A különféle képződmények elkülönítését bemutató talajszelvény(ek) Minden képződmény részletes leírása a fizikai, alakváltozási és szilárdsági jellemzőikkel együtt A szabálytalan képződmények, mint lencsék, üregek ismertetése Minden réteg származtatott geotechnikai adatainak értéktarománya és csoportosítása 5. Talajvizsgálati jelentés ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ghs