Arup-ucl Worshop Ec7 Ncci in Dk Rev 2

8/18/2019 Arup-ucl Worshop Ec7 Ncci in Dk Rev 2

1/13

w w w . a ar s l ef f . c om

N OM

M ar ch 2 0 1 5

1

3 r d W or k sh o p on

E C 7 , U C L | A R U P L on d on

N C C I

i nD enm ar k ( D K )

N i el s Ol eM øl l er

N OM @ a a

r s l ef f . c om

Ol eM

øl l er

‘ Ol i M ol l er ’ o

r ‘ Ol i Mi l l er ’


N OM

M ar ch 2 0 1 5

2

3 r d E C 7 W or k sh o

p: N C C I i nD e

nm ar k

A g en d a

T h e p ar t i al c o ef f i ci en

t pr i n ci pl e

T h e c om pl i an c ewi t h

E C 0

T h eD ani sh D e si gnA

p pr o a ch i nD K N A

N C C

I :

•

S pr e a d f o un d a t i on

•

P i l ef o un d a t i on s

•

P ar t i c ul ar c on d i t i on sf or g e o t e ch n

i c al i nv e s t i g a t i o

n s


2/13


N OM

M a

r ch 2 0 1 5

3

3 r d E C 7 W or k sh o p: N C C I i nD e

nm ar k

T h e p

ar t i al c o ef f i ci en t p

r i n ci pl e

S oi l p ar am et r e s

S af et y

C al c ul a

t i onm o d el

L o a d s ,A ct i on s

D e ci s i on ,D e s i gn

C o d e


N OM

M a

r ch 2 0 1 5

4


nm ar k

T h e p

ar t i al c o ef f i ci en t p

r i n ci pl e

U L S

E d or F d ≤ R d

E = ef f e c t of a c t i on ,F = a

c t i on

s u b d i v i d e d i n t o p er m an en t a c t i on s ( G ) ,v ar i a

b l e a c t i on s ( Q ) an d

a c c i d en t al a c t i on s

( A )

R = s t r u c t ur al ( S T R ) or g e o t e c h ni c al ( GE O )

r e s i s t an c e ( m a t er i a

l s an d / or el em en t s ) ,

m e a s ur e d ( m ) or c al c ul a t e d ( c al ) .

I n d ex

d f or d e s i gn ,i . e.i n c r e a s e d or r e d u c e d

γ

γ

ξ γ


3/13


N OM

M a

r ch 2 0 1 5

5


nm ar k

T h e c

om pl i an c ewi t h E C 0

L o a d s , d e si gnl o a d sf r o

m c om b i n a t i on s of a c t i on s , c.f .E N

1 9 9 0

6 . 6 . 3 .2 C om b i n a t i on s of a c t i on s f or p er s i s t en

t or t r an s i en t d e s i g

n s i t u a t i on s

( f un d a

m en t al c om b i n a t i on s )


N OM

M a

r ch 2 0 1 5

6


nm ar k

T h e c om pl i an c ewi t h E C

0

L o a d s

, d e s i gnl o a d s f r om

c om b i n a t i on s of a c t i on s , c .f .E N 1 9 9 0

, 6 .4 . 3 .2 , c on t .

6 .1 0 a

: wh en t h e d e a d l o a d ( G ) i s d omi n a t i n g

6 .1 0 b

: wh en t h ev ar i a b

l el o a d ( Q ) i s d om

i n a t i n g

B u t h ow t o c o p ewi t h d i f f er en t i a t i n gwi t h d i f f er en t c l a s s e s of c on

s e q u en c e ( or s af e t y

c l a s s e

s ) ?

A n d w

h a t a b o u t ,wh enw a t er pr e s s ur ei s d omi n a t i n g? ⇒

N ewL

C 5 ( onl y S T R )

W e d o ( d i d ) n o t w an t t o

f a c t or i s e d en si t y

of s oi l ( γ γ γ γ m

, γ γ γ γ s ) or w

a t er ( γ γ γ γ w ) !

ef f e c t i v e d en s i t y of s oi l un d er w a t er :

γ ’ = γ m

- γ w

ef f e c t i v e d en s i t y of s oi l un d er w a t er wi t h gr a

d i en t : γ ’ ’ = γ ’ –i γ w

i =∆ H / ∆ s

ef f e c t i v ew a t er d en s i t y ,w

h enf l owi n g:

γ w’ = ( 1 –i ) γ

w


4/13

w w w . a ar s l ef f

. c om

N OM

M a

r ch 2 0 1 5

7


nm ar k

T h eD

ani sh D e si gnA p p

r o a ch ,D K N A

D e s i g

nA p pr o a c h e s i nE N 1 9 9 7 -1 , U L S : S T R / GE O

•

D A

1 : 1 .1

A 1 “ +” M1

“ +” R 1

•

1 .2

A 2 “ +” M2

“ +” R 1

•

D A

2 :

A 1 “ +” M1

“ +” R 1 ∼

R e s i s t an c eF a c t or A p pr o a c h ( R F A )

•

D A

3 :

( A 1 * or A 2 T

) “ +” M2 “ +” R 3 ∼

M

a t er i al F a c t or A p pr o a c h ( MF A )

Wh y n

o t j u s t : A “ +” M“ +” R

A “ +” M“ +” R

R e s i s t an c eF a c t or A p pr o a c h ( R

F A )

A “ +” M“ +” R

M a t er i al F a c t or A p pr o a c h ( MF A

)

T h er el ev an t a p pr o a c h d e p en d on t h e g e o t e

c h ni c al s t r u c t ur e ( i nD enm ar k ) :

•

P i l e s an d an c h or s : R F

A

•

E v er y t h i n g el s e ( r e t ai n

i n g s t r u c t ur e s , s t a b

i l i t y , s pr e a d f o un d a

t i on s e t c . ) : MF A

•

N ewL o a d C a s e 5 ( MF

A ) t o c ov er d omi n a

t i n gw a t er pr e s s ur e , ON L Y f or S T R


. c om

N OM

M a

r ch 2 0 1 5

8


nm ar k

T h eD


r o a ch ,D K N A

D i f f er en t i a t i on of r el i a b i l i t y i s c on t r ol l e d b y u s e of C on s e q u en c e

s C l a s s e s

a γ 0 f a

c t or i s i n t r o d u c e d t o c on t r ol t h e a p pl i c a t i on of t h eK F I f a c t or

T h eK F

I f a c t or i s a p pl i e d on t h e p ar t i al c o ef f i c i en t s on:

t h e a c t i on s ( A )

OR

t h em a t er i al s ( s t r en g t h ) ( M ) an d r e s

i s t an c e s ( R )

H i gh C on s e q u en c e s C l a s s , C C 3 :

K F I =1

,1

M e d i u

m C on s e q u en c e s C l a s s , C C 2 : K F I =1

, 0

L ow C

on s e q u en c e s C l a s

s , C C 1 :

K F I = 0

, 9 ( 1 , 0 f or U P L an d

E Q U )

C C 1 n

o t u s e d / al l ow e d f or g e o t e c h ni c al s t r u c

t ur e s .H ow ev er , t em p or ar y s t r u c t ur e s

wi t h

l e s s s

er i o u s c on s e q u en c e of f ai l ur eh an d l e d

b y u s e of t h e“ al ph

a c on c e p t ” ( γ M ) α

α

t y pi c al l y s e t t o 0 , 5 i . e. u s i n g t h e s q u ar er o o t of γ M


5/13


. c om

N OM

M a

r ch 2 0 1 5

9

3 r d E

C 7 W or k sh o p: N C C I i nD e

nm ar k

T h eD


r o a ch ,D K N A


. c om

N OM

M a

r ch 2 0 1 5

1 0

3 r d E

C 7 W or k sh o p: N C C I i nD e

nm ar k

T h eD


r o a ch ,D K N A

E x t r a c t f r omE N 1 9 9 7 -1 : 2

0 0 4

A nn ex A

U L S


6/13


N OM

M a

r ch 2 0 1 5

1 1

3 r d E

C 7 W or k sh o p: N C C I i nD enm ar k

T h eD


r o a ch ,D K N A

J u s t i f i c a t i onf or L C 5

A c t i v e

: K γ ( ϕ d ) / K

γ ( ϕk )

P a s s i v e: K

γ ( ϕk ) / K

γ ( ϕ d )

1 , 0 0

1 ,1 0

1 ,2 0

1 , 3 0

1 ,4 0

1 , 5 0

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

4 5

5 0

Ch ar

a c t er i s t i c an gl e of f r i c t i on

T o t a l s a f e t y on

e a r t h pr e s s ur e , s m o

o t h w a l l

P a s s i v e pr e s s ur e

A c t i v e pr e s s ur e

ϕ

γ

s i n

1

s i n

1 − +

=

=

pK

K

⋅

=

ϕ γ

ϕ

ϕ

F I

k

d

K

A r c

t a n

t a n


N OM

M a

r ch 2 0 1 5

1 2

3 r d E


T h eD


r o a ch ,D K N A

J u s t i f i c a t i onf or L C 5

A c t i v e

: K γ ( ϕ d ) / K

γ ( ϕk )

P a s s i v e: K

γ ( ϕk ) / K

γ ( ϕ d )

P a s s i v ei s n onl i n e ar

⋅

=

ϕ γ

ϕ

ϕ

F I

k

d

K

A r c

t a n

t a n

1 , 0 0

1 ,1 0

1 ,2 0

1 , 3 0

1 ,4 0

1 , 5 0

1 , 6 0

1 , 7 0

1 , 8 0

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

4 5

5 0

Ch a

r a c t er i s t i c an gl e of f r i c t i on

T o t a l s a f e t y on e a r t h pr e s s ur e , r o u gh w a l l

( onl y γ - t er m )

P a s s i v e pr e s s ur e

A c i t v e pr e s s u

r e


7/13


N OM

M a

r ch 2 0 1 5

1 3

3 r d E


T h eD


r o a ch ,D K N A

A c t i on s

D e si gn a p pr o a ch

3

L i mi t s t a t e

S T R / GE O

S T R

L o a d c om

b i n a t i on

1

2

3

4

5

P ar t i al f a c t or s on a c t i on s

s e e e q u a t i on ( 2 . 6 a ) 8 )

γ γ γ γ F

A 1 * or A 2 †

Permanent action 6)

S el f -w ei gh t ,

g en er al 1 )

U nf av o

ur a b l e

γ G ; s u p

1 ,2 · K F I 4 )

1 , 0 · K F I

1 ,2 4 )

1 , 0

1 , 0

F av o ur a b l e

γ G ; i nf

1 , 0

0 , 9

1 , 0

0 , 9

1 , 0

S el f -w ei gh t of s oi l

an d ( gr o un d ) w a t er ,

g e o t e c h ni c al

s t r u c t ur e s 2 )

U nf av o

ur a b l e

γ G ; s u p

1 , 0

1 , 0

1 , 0

1 , 0

1 , 0

F av o ur a b l e

γ G ; i nf

1 , 0

1 , 0

1 , 0

1 , 0

1 , 0

Variableaction,

BuildingsBygninger

L e a d i n g

U nf av o

ur a b l e

γ Q ,1

0

1 , 5 · K F I

0

1 , 5

0

A c c om p an y i n g

U nf av o

ur a b l e

γ Q ,i

0

1 , 5 · ψ 0 · K F I

0

1 , 5 · ψ 0

0

Variableaction,

Bridges3)

L e a d i n g

U nf av o

ur a b l e

γ Q ,1

0

1 ,4 · K F I 5 )

0

1 ,4 5 )

0

A c c om p an y i n g

U nf av o

ur a b l e

γ Q ,i

0

1 , 5 · ψ 0 · K F I

0

1 , 5 · ψ 0

0 w w w . a ar s l ef f . c om

N OM

M a

r ch 2 0 1 5

1 4

3 r d E


T h eD


r o a ch ,D K N A

A c t i on s: p er m an en t s t r u c t ur al or g e o t e ch

ni c al a c t i on?

N o t e s

1 ) S t r u

c t ur a l a c t i on s , wh i c h

i n c l ud e a l l t y p e s of p

er m a n en t a c t i on s : c f . c l a u s e2 .1 i nD S / E N

1 9 9 1 -1 -1

2 ) G e o

t e c h ni c a l a c t i on s , wh

i c h c om pr i s e t h e s el f - w ei g h t of s oi l a nd ( g

r o und ) w a t er i n t er a c t i n g

wi t h

t h e g e o t e c h ni c a l s t r

u c t ur e : c f . c l a u s e1 . 5 .2 .1 i nD S / E N 1 9 9 7 -1

a nd c l a u s eA . 3 .1 ( 2 ) P

,

N OT E , i nD S / E N 1 9 9 7 -1

DK NA : 2 0 1 3


8/13


N OM

M a

r ch 2 0 1 5

1 5

3 r d E


T h eD


r o a ch ,D K N A

A c t i on s:

T h e s el f w ei gh t of s oi l an d / or w a t er u p on a

t unn el r o of i s a s t r u

c t ur al a c t i on an d t h

u s

f a c t or e d a s t h e d e a d l o a d

of t h e c on c r e t e or

s t e el wi t h e q. 6 .1 0 ai nL C 1 an d 3 ,

i . e. af a c t or of 1 ,2 i nL C 1

an d 1 ,2 K F I i nL C 3


N OM

M a

r ch 2 0 1 5

1 6

3 r d E


T h eD


r o a ch ,D K N A

P i l e s an d an ch or s


3

L i mi t s t a t e

S T R / GE O

S T R

L o a d c om

b i n a t i on

1

2

3

4

5

P ar t i al f a c t or sf or r e si s t an c e

s e e e q u a t i on ( 2 .7 b )

γ γ γ γ R 9 )

R 3

B a s er e s i s t an c e of c om pr e s s i on pi l e s

γ b

1 , 3

1 , 3 K

F I

S h af t r e s i s t an c e of c om pr e s s i on pi l e s

γ s

1 , 3

1 , 3 K

F I

T o t al / c om

b i n e d r e s i s t an c e of c om pr e s s i o

n pi l e s

γ t

1 , 3

1 , 3 K

F I

F a c e of c om pr e s s i on pi l e s

γ s ; t

1 , 3

1 , 3 K

F I

A n c h or a g

er e s i s t an c e

γ a

1 , 3

1 , 3 K

F I

F a c t or t o

p ar t i al f a c t or t o s t r en g t h p ar am e t er s

an d b e ar i n g c a p a ci t yf or s t r u c t ur al m a

t er i al s ,

cf .D S / E N

1 9 9 2 –D S / E N 1 9 9 6 an d D S / E

N 1 9 9 9

γ 0

1 , 0

1 , 0

K F I

K F I

1 ,2 · K F I 4 )


9/13


N OM

M a

r ch 2 0 1 5

1 7

3 r d E


T h eD


r o a ch ,D K N A

S pr e a

d f o un d a t i on , e ar t h pr e s s ur e an d s t

a b i l i t y


3

L i mi t s t a t e

S T R / GE O

S T R

L o a d c om

b i n a t i on

1

2

3

4

5

P ar t i al f a c t or sf or s oi l p ar am e t er s

s e e e q u a t i on ( 2 .7 a )

γ γ γ γ M 9 )

M2

A n gl e of s

h e ar i n gr e s i s t an c e7 )

γ φ

1 ,2

1 ,2 K

F I

1 , 0

E f f e c t i v e c oh e s i on

γ c ’

1 ,2

1 ,2 K

F I

1 , 0

U n d r ai n e d

s h e ar s t r en g t h

γ c u

1 , 8

1 , 8 K

F I

1 , 0

U n c onf i n e

d s t r en g t h

γ q

1 , 8

1 , 8 K

F I

1 , 0

W ei gh t d e

n s i t y

γ γ

1 , 0

1 , 0

1 , 0

F a c t or t o

p ar t i al f a c t or t o s t r en g t h p ar am e t er s

an d b e ar i n g c a p a ci t yf or s t r u c t ur al m a

t er i al s ,

cf .D S / E N

1 9 9 2 –D S / E N 1 9 9 6 o gD S / E N

1 9 9 9

γ 0

1 , 0

1 , 0

K F I

K F I

1 ,2 · K F I 4 )


N OM

M a

r ch 2 0 1 5

1 8

3 r d E


T h eD


r o a ch ,D K N A

L o a d c a s e 5 ( L C 5 ) i s b y s om emi s i n t er pr e t e d a s an

” E f f e c t of a c t i onf a c t or m e t h o d ”

I t i s n o

t .

Onl y i f onl y on em a t er i al ( e. g. s t e el ) i s c on s i d er e d –wi t h el a s t i c

an al y s i s , t h er e s ul t i s

t h e s a

m e a s b y f a c t or i n g

t h e ef f e c t of a c t i on s ( M ,V an d N )

B y d i f f er en t m a t er i al s wi t h d i f f er en t p ar t i al c o

ef f i c i en t s on s t r en g

t h p ar am e t er s – an

d i n

c a s e o

f pl a s t i c an al y s i s ,L

C 5 i s ( m u c h ) d i f f er

en t f r om an ef f e c t o

f a c t i onf a c t or m e t h

o d .

B y f a c

t or i n g t h e ef f e c t of a c t i on s ,i . e. t h e s e c

t i onf or c e s ( b en d i n gm om en t s , s h e ar an d

ax i al f or c e s ) , t h e s ewi l l n o t ( n ev er ! ) b ei n e q ui l i b r i umwi t h t h er e s i s t an c e of t h e s u p p or t

f r om t h e s oi l .T h er e a c t i on s wi l l h av e t o b ef a

c t or e d , t o o–wh i c h

i s i l l o gi c an d wr on

g

( i m p o s s i b l e ) .


10/13


N OM

M a

r ch 2 0 1 5

1 9

3 r d E


T h eD


r o a ch ,D K N A

C om pl em en t ar y ( n on

- c on t r a d i c t or y ) i nf or m a t i on

Ann e x

S u b j e c t

Ch o

i c e

D

S pr e a d f o un d a t i on s An a l y t i c a l

m e t h o d f or b e a r i n gr e s i s t a n c e

c a l c ul a t i on

B e a

r i n gr e s i s t a n c e e q u a t i on

s i n

c om

b i n a t i on wi t h t h e p a r t i a

l f a c t or s f or

s pr e

a d f o un d a t i on s s e c ur i n g

t h e s a f e t y

r e q u

i r e d i nD e nm a r k , a r e gi v e ni n

Ann

e xD of t h i s N a t i on a l A

nn e x . .

H

L i mi t i n g v a l u e s

of s t r u c t ur a l

d e f or m a t i on a n d

f o un d a t i on

m o v e m e n t

C om

pl e m e n t a r yi nf or m a t i onr e g a r d i n g

c on v e n t i on a l b ui l d i n g s t r u c

t ur e s i s

gi v e ni n t h e A p p e n d i x t oAnn e xH .

K

S p e c i a l c on d i t i on s f or

g e o t e c h ni c a l i n v

e s t i g a t i on s a n d

p a r a m e t e r s

P a r t i c ul a r D a ni s h c on d i t i on

s f or

g e o t e c h ni c a l i n v e s t i g a t i on s

a r e gi v e n

i nA

nn e xK of t h i s N a t i on a l Ann e x .

L

P i l e f o un d a t i on s .An a l y t i c a l

m e t h o d f or b e a r i n gr e s i s t a n c e

c a l c ul a t i on .

An a n a l y t i c a l m e t h o d f or d e t e r mi ni n g

t h e b e a r i n gr e s i s t a n c e of pi l e s i s gi v e n

i nA

nn e xL of t h i s N a t i on a l

Ann e x .


N OM

M a

r ch 2 0 1 5

2 0

3 r d E


S pr e a

d F o un d a t i on s ,B e ar i n gr e si s t an c e

D .4 D

r ai n e d c on d i t i on s

E C 7 A

nn exD :

J B H :

A A S H

T O :

J B H=

J ør g enB r i n c h H a n

s en

A A S H

T O =A m er i c a nA s s o c i a t i on of S t a t eHi g h w a y a nd T r a n s

p or t a t i on Of f i c i a l s

γ

γ

γ

γ

i s

b

NB

i s b N

q

i s b

N

c

A

R

q

q

q

q

c

c

c

c

d

d

'

'

5 , 0

'

' '

/

+

+

=

) 2 /

'

4 5 (

t a n

2

t a n

d

q

d

e

N

ϕ

ϕ

π

+

=

(

)

(

)

2 / 3

'

c o s

1

4 1

d

q

N

N

ϕ

γ

−

=

d

q

N

N

'

t a n

1

2

γ

−

=

)

d

q

c

N

N

'

c o t

1 −

=

(

)

d

q N

N

'

t a n

1

5 ,1

γ

−

=

(

)

d

q

N

N

'

t a n

1

2

γ

+

=


11/13


N OM

M a

r ch 2 0 1 5

2 1

3 r d E


S pr e a d F o un d a t i on s ,B e

ar i n gr e si s t an c e

P l an ev s. t r i axi al an gl e of f r i c t i on

B ol t on:

ϕ’ t r , s e c

= ϕ’ c r i t + 3 { I D ( Qmi n–l n ( p’ ) ) –1 }

ϕ’ pl , s e c

= ϕ’ c r i t + 5 { I D ( Qmi n–l n ( p’ ) ) –1 }

Qmi n=

1 0 f or q u ar t z an d

f el d s p ar

B y t r i ax i al t e s t s ,D ani s h t r a d i t i on / a p pr o

x i m a t i on:

ϕ’ pl =mi n { 1 ,1 ϕ’ t r ; ( 1 + 0 ,1 6 3 ⋅ I D ) ϕ’ t r }

D K N

A : 2 0 1 3 :

ϕ’ pl = ( 1 + 0 ,1 ⋅ I D ) ϕ’ t r

mi n

m a x

m a x

e

e

e

e

I D

− −

=


N OM

M a

r ch 2 0 1 5

2 2

3 r d E


S pr e a d F o un d a t i on s ,B e

ar i n gr e si s t an c e

γ γ γ γ

γ γ γ γ


12/13


N OM

M ar ch 2 0 1 5

2 3

3 r d E


P i l eF o un d a t i on s ,A nn exL

G e o s t

a t i c al c al c ul a t i on s f

or d r i v en pi l e s wi t h

t o ei nf i n e gr ai n e d ( c oh e s i v e ) s oi l

i n” v e r yf i r m” ( h i gh s t r e n g t h ) gl a c i a l

t i l l

N m

=

0 , 6 f or c om pr e s s i on pi l e s

N m

=

0 ,2 f or t e n s i on pi l

e s

r =

r e g e n e r a t i onf a c t or = 0 ,4

( 1 , 0 wh e n c on s i d e

r i n g d o wn d r a g )

m

=

m a t e r i a l f a c t or

ξ

c a l

s

c a l

b

k c

R

R

R

;

;

;

+

=

b

u

c a l

b

A

c

R

9

;

=

b

u

c a l

b

A

c

R

1 8

;

=

s i

n i

u

c a l

s

A

cr m

R

∑ =

=

1

;

s i

m

n i

m

c a l

s

A

q

N

R

'

1

;

∑ =

=

=

s t e e

l

f or

7 , 0

c on c r e t e

f or

0 ,1

f or w o o

d

0 ,1

m


N OM

M ar ch 2 0 1 5

2 4

3 r d E



F or pi l e s wi t h t o ei n c o ar s e gr ai n e d ( n om- c oh e s i v e ) s oi l

T h eD

ani s h P i l eD r i v i n gF

or m ul a c an b e u s e

d


13/13


N OM

M ar ch 2 0 1 5

2 5

3 r d E



B or ed

pi l e s

( 6 ) F or

b or ed c a s t i n s i t u

pi l e s , t h er e s i s t a n c

em a y b e c on s i d er a b l y l o w er t h a nf or

c or r e s p ond i n g d r i v en pi l e

s .A s h a f t r e s i s t a n c

e g r e a t er t h a n 3 0 %

of t h e s h a f t

r e s i s t a n c e of t h e c or r e s p ond i n g d r i v en pi l e or a d e s i g n b a s er e s i s t a n c e g r e a t er t h a n

1 0 0 0 k

N / m2

s h o ul d n o t b

e a s s um ed , unl e s s r e c o g ni s ed d o c um en t a t i on a l l o wi n g a

l a r g er b e a r i n g r e s i s t a n c ei s a v a i l a b l e .


N OM

M ar ch 2 0 1 5

2 6

3 r d W

or k sh o p onE C 7 , U C L | A R U P L on d on

N C C I i nD enm ar k ( D K )

T h ank y o uf or y o ur a t t en t i on!

Documents

Arup-ucl Worshop Ec7 Ncci in Dk Rev 2