nośność podłoża - Uniwersytet Warmińsko

Katedra Geotechniki i Budownictwa Drogowego
WYDZIAŁ NAUK TECHNICZNYCH
Uniwersytet Warmińsko-Mazurski
„Projektowanie geotechniczne na podstawie obliczeń”
Temat ćwiczenia:
Opór graniczny podłoża
gruntowego
dr inż. Ireneusz Dyka – pok. 3.34 [ul. Heweliusza 4]
http://pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka
http
://pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka
e-mail: [email protected]
Transcosna Grain Elevator Canada
(Oct. 18, 1913)
West side of foundation sank 24-ft
Opór graniczny w gruntach
Opór graniczny w gruntach
Rozwój stref plastycznych pod fundamentem:
Teoria równowagi granicznej Terzaghiego:
Terzaghiego:
Na klin gruntu oznaczony na rysunku literami
ABC znajdujący się bezpośrednio pod
rozpatrywanym fundamentem w warunkach
równowagi granicznej działają następujące
siły:
- z góry: obciążenie z fundamentu oraz ciężar
samego klina ABC,
- od dołu : siły oporu biernego gruntu Ep w obrębie
brył ACDE i BCD’E’
BCD’E’ jak również opór spójności Tc w
płaszczyznach AC i BC.
Teoria równowagi granicznej Terzaghiego:
Terzaghiego:
wg Terzaghi’ego:
dla fundamentu ciągłego:
′ N q + 0.5γ ′BN γ
q ult = c ′N c + σ zD
dla fundamentu kwadratowego:
dla fundamentu kołowego:
′ Nq + 0.4γ ′BNγ
qult = 1.3c ′N c + σ zD
′ N q + 0.3γ ′BNγ
qult = 1.3c ′N c + σ zD
GEO – nośność podłoża pod stopą fundamentową
Vd ≤ Rd
wg ENEN-19971997-1, Annex D:
wg Vesica
(1973/75):
wg
Brinch-Brinch
Hansena
(1970)
 B  N q 
sc = 1 +  
 L  N c 
wg PNPN-81/B81/B-03020:
B
sq = 1 +   tan φ ′
L
B
sγ = 1 − 0.4 
L
Stany graniczne nośności w projektowaniu geotechnicznym
EQU – utrat
utrata
a równowagi budowli lub pod
podłłoża
traktowanych jako sztywna brył
bryła (w stanie tym
wytrzymałłość gruntu nie wpł
wytrzyma
wpływa na noś
nośno
ność
ść),
),
STR – wewn
wewnę
ętrzne zniszczenie
zniszczenie lub nadmierne
nadmierne
odkształce
odkształ
cenie
nie konstrukcji lub jej elementów (np.
fundamentów, ścian oporowych), na noś
nośno
ność
ść
znaczą
znacz
ąco wpł
wpływa wytrzymał
wytrzymałość materia
materiałłu
konstrukcji,
GEO – zniszczeni
zniszczenie
e lub nadmierne
nadmierne odkształ
odkształce
cenie
nie podł
podłoża
(na noś
nośno
ność
ść znacz
znaczą
ąco wpł
wpływa wytrzymał
wytrzymałość
gruntu lub skał
skały),
UPL – utrat
utrata
a równowagi budowli lub pod
podłłoża wskutek
działłania si
dzia
siłł wyporu wody,
HYD – wyparci
wyparcie
e hydrauliczne w podł
podłożu spowodowane
wpł
wpływem gradientów hydraulicznych (ciś
(ciśnienia
spł
spływowego).
Stany graniczne nośności w projektowaniu geotechnicznym
STR i GEO
Podejścia obliczeniowe (Design Approach – DA)
Wg EN 19971997-1
Cztery metody projektowania:
projektowania:
na podstawie
oblicze
obliczeń
ń analitycznych, pół
pół-empirycznych oraz
modeli numerycznych,
wymaga
wymagań
ń przepisów (prescriptive measures)
measures) –
np. tablice oporów pali w DIN 1054:2003,
1054:2003,
modeli doś
doświadczalnych lub próbnych obciąż
obciąże
eń
elementów konstrukcji (zwł
(zwłaszcza pali), modeli w
skali naturalnej albo zmniejszonej,
zmniejszonej,
post
postę
ępowania metod
metodą
ą obserwacyjn
obserwacyjną
ą, w której
projekt jest w sposób ciągł
ciągły
y weryfikowany podczas
budowy..
budowy
Stany graniczne nośności w projektowaniu geotechnicznym
STR i GEO
Ed ≤ Rd
Wartość obliczeniowa efektów oddziaływań:
oddziaływań:
Ed = E{γFFrep; Xk/γM; ad} lub Ed = γEE{Frep; Xk/γM; ad}
Wartość obliczeniowa oporu (nośności):
Rd = R{γFFrep; Xk/γM; ad} lub Rd = R{γFFrep; Xk; ad}/γR
lub Rd = R{γFFrep; Xk/γM; ad}/γR
Frep – wartość reprezentatywna oddziaływania;
γF – częściowy
częściowy współczynnik dla oddziaływania.
γE – częściowy współczynnik dla efektu oddziaływania.
Xk – wartość charakterystyczna właściwości materiału;
γM – częściowy współczynnik dla parametru geotechnicznego (współczynnik materiałowy).
ad – wartość obliczeniowa parametru geometrycznego.
geometrycznego.
Stany graniczne nośności: STR
i GEO
Ed ≤ Rd
Podejście obliczeniowe 1 (DA1)
DA1.1 Kombinacja 1: A1’’+”M1’’+’’R1
DA1.2 Kombinacja 2: A2’’+”M2’’+’’R1
Dla pali obciążonych osiowo oraz kotew gruntowych:
DA1.1 Kombinacja 1: A1’’+”M1’’+’’R1
DA1.2 Kombinacja 2: A2’’+”(M1 lub M2)’’+’’R4
Stany graniczne nośności: STR
i GEO
Ed ≤ Rd
Podejście obliczeniowe 2 (DA2)
Kombinacja: A1’’+”M1’’+’’R2
Podejście obliczeniowe 3 (DA3)
Kombinacja: (A1* lub A2†)’’+”M2’’+’’R3
* - oddziaływania konstrukcyjne (STR)
† - oddziaływania geotechniczne (GEO)
Stany graniczne nośności: STR
i GEO
Współczynniki częściowe – Załącznik A
Współczynniki częściowe – Załącznik A
Projektowanie fundamentów bezpośrednich
Współczynniki częściowe
Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i
Administracji z dnia 24 września 1998 r. na podstawie
art. 34 ust. 6 pkt 2 ustawy z 7 lipca 1994 r.
w sprawie ustalania geotechnicznych warunków
posadawiania obiektów budowlanych
(Dz. U. Nr 126/1998, poz. 839)
Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i
Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r.
w sprawie ustalania geotechnicznych warunków
posadawiania obiektów budowlanych
(Dz. U. RP z 27 kwietnia 2012 r., poz. 463)
GEO – nośność podłoża pod stopą fundamentową
wg PN-EN 1997-1:2008:
GEO – nośność podłoża pod stopą fundamentową
wg PN-EN 1997-1:2008 , wzór 6.1:
Vd ≤ Rd
wg PN-EN 1997-1:2008,, Załącznik D (warunki z odpływem):
q
EC 7
f
=
R
A'
= c'⋅N c ⋅ bc ⋅ sc ⋅ ic + q'⋅N q ⋅ bq ⋅ sq ⋅ iq + 0,5 ⋅ γ '⋅B'⋅N γ ⋅ bγ ⋅ sγ ⋅ iγ
V = G V + QV
H = QH
M