Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Současné postupy
při navrhování
geotechnických konstrukcí
Návrhové normy : Eurokódy (TC 250)
Materiálové normy (ocel,
beton …) a Výrobkové
normy (nosníky, okna, dveře…)
Europská technická
povolení
Technologické normy (např. předpisy pro provádění ocelových
nebo betonových konstrukcí, pro speciální geotechnické práce – TC
341)
Normy pro zkoušení (např. geotechnické zkoušky, odběry
vzorků apod. – TC 341)
EN 1990
EN 1991
EN 1992 EN 1993 EN 1994
EN 1995 EN 1996 EN 1999
Bezpečnost,
použitelnost a
trvanlivost
Zatížení na
konstrukce
Navrhování
ko+pr
EN 1997 EN 1998
EUROCODES - VAZBY
Geotechnické k.
Seismicita
G. B . Sällfors, Dept. of Geoengineering, Chalmers University of Technology
Zásady navrhování GK
Pro každou G návrhovou situaci ověřit relevantní
MEZNÍ STAV
Faktory pro definici MS:
• podmínky staveniště
• druh, velikost konstrukce,…trvanlivost
• podmínky okolí (doprava, sítě, vegetace, chemikálie)
• základové poměry
• podzemní voda
• seismicita
• vliv okolního prostředí (poklesy, hydrologie, klima…)
MS – v konstrukci (K)
v základové půdě (ZP)
kombinované porušení K a ZP
OVĚŘENÍ MS … NÁVRHOVÉ POSTUPY
• výpočtem
• přijetím předepsaných opatření
• experimentálními modely a zatěž.zkouškami
• observační metodou
GEOTECHNICKÉ KATEGORIE
1. – 3.
Návrh základu: geotechnické poměry staveniště a vlastnosti zákl. půdy
proti
tvar, charakter zakládané konstrukce a zatížení
Obecně je návrh spjat s RIZIKEM:
složitost geolog. a geotech. podmínek podloží
náročnost konstrukce v daném prostředí (interakce…)
možné následky selhání konstrukce na osoby či díla
Třída 1…slabé následky, malé vlivy
Třída 2…střední následky, mírné vlivy na osoby a/nebo
významné vlivy na díla
Třída 3…možné následky značné, významné vlivy na osoby
a/nebo velmi významné vlivy na budované nebo sousední dílo
Orientační doporučení
1.GK plošné z. nenáročná stavba v jednoduchých z. p.
piloty – ne
kotvení – ne
zemní konstrukce DS cca do 3 m
opěrné konstrukce – do výšky 1,5 m
tunely – ne
2.GK plošné z. nenáročné ve složitých z. p. resp. náročné stavby v jedn.
z. p.
piloty – rizika 1 a 2, ne v mimořádných podmínkách
kotvy – dočasné
zemní konstrukce 3-6 m
opěrné 1,5-6 m
tunely – jen v tvrdých neporušených horninách
3.GK všechno co nespadá pod 1. a 2. GK
NÁVRHOVÉ SITUACE (NS)
krátkodobé
dlouhodobé
Specifikace NS v GT návrhu má obsahovat:
zatížení, kombinace, zatěžovací případy
vhodnost ZP
dispozice a klasifikace zón zeminy, horniny a prvků
konstrukce vstupujících do výpočetního M
sklon vrstev
hornické práce – interakce se staršími díly etc.
citlivost konstrukce na deformace
vliv nové konstrukce na …
…
Způsoby ověřování MS
výpočtem
„Dobrá znalost vlastností podloží na základě kvalitního GT průzkumu a kontrola provedení stavby je běžně důležitější pro splnění základních podmínek než preciznost výpočetníhomodelu a dílčích součinitelů.“
VM: analytické, semi-empirické, numerickéVM: přesné, nepřesné, ale vždy na straně „bezpečnosti“
VSTUPNÍ DATA
pro zatížení-zatížení dle EC 1990 definice, hodnoty EC 1991hodnoty se mohou změnit během návrhumusí se uvažovat interakce K a ZPdoporučeno uvažovat 20 typů zatížení
pro vlastnosti ZPcharakteristické a návrhové hodnotyzdroj: výsledky zkoušek, přímo nebo korelací, teorií nebo
empiricky nebo z jiných relevantních údajů
pro geometrické údaje
Základní mezní stavy
I. Ultimate Limit State – mezní stav porušení (únosnosti)bezpečnost lidí/konstrukcí
II. Limit State of Serviceability – mezní stav použitelnostifunkčnost/komfort…
Ad I.EQU-ztráta rovnováhy GK nebo ZHP jako celku STR-vnitřní porušení prvků, deformace (pevnost mater.)GEO-nejčastější, porušení nebo deformace ZHPUPL-ztráta rovnováhy v důsledku vztlaku HYD-porušení hydraulickým gradientem (vnitřní eroze,
sufoze)
PODMÍNKY pro jednotlivé MS porušení
EQU
Edst,d ≤ Estb,d + Td
STR a GEO
Ed ≤ Rd
UPL
Vdst,d ≤ Gstb,d + Rd
HYD
udst,d ≤ σstb,d nebo Sdst,d ≤ G‘stb,d
d = design
Effect ≤ Resistance
rep h
char hdílčí součinitel N H
SOUBORY D.S.
A pro ZATÍŽENÍ nebo ÚČINEK zatížení
M pro parametry zeminy (materiálu)
R pro odpory (únosnosti)
charakteristická, reprezentativní
Fd = γf Frep Frep = ψ Fk
SPECIFIKACE pro STR a GEO
Ed ≤ Rd
Ed = E (γF Frep ; Xk / γm ; ad ) nebo
Ed = γE E (Frep ; Xk / γm ; ad )
Rd = R (γF Frep ; Xk / γm ; ad ) nebo
Rd = R (γF Frep ; Xk ; ad ) / γR nebo
Rd = R (γF Frep ; Xk / γm ; ad ) / γR
γR … dílčí součinitel pro odpor (únosnost)
EXISTUJÍ 3 NÁVRHOVÉ POSTUPY
1 MS porušení nebo nadměrné deformace
kombinace A1 + M1 + R1
A2 + M2 + R1
POUZE pro osově zatížené piloty a kotvy
A1 + M1 + R1
A2 + (M1 nebo M2) + R4 M2 pro nepřízn.zat.pil.
negat.tř./příč.zat.
Pro všechny případy zákl. k.
2 A1 + M1 + R2
Pro všechny případy zákl. k.
3 (A1 nebo A2) + M2 + R3 A1 pro zat.konstr.
A2 pro geot.zat.
NP 1:
KOMBINACE 1
PRO PLOŠNÉ ZÁKLADY, OPĚRNÉ STĚNY
A CELKOVOU STABILITUvšechny součinitele pro M1, R1 = 1
ale A1 : nepříznivé stálé zatížení γG = 1,35
nepříznivé proměnné γQ = 1,5 (příznivé=0)
KOMBINACE 2A2: nepříznivé proměnné γQ = 1,3
M2: ! nejpodobnější ČSN 73 1001 !
soil parameter M1 M2
pro tg φef 1,0 1,25
pro cef 1,0 1,25
pro cu 1,0 1,4
pro qu (pevnost v prost. tlaku) 1,0 1,4
pro g 1,0 1,0
NP 2: KOMBINACE A1 + M1 +R2
R2:
PLOŠNÉ ZÁKLADY 1,4 svislá únosnost
1,1 usmyknutí v Z.S. (vodor. ú.)
SVAHY a CELKOVÁ STABILITA … 1,1 (odpor)
OPĚRNÉ STĚNY …
1,4 (svislá), 1,1 (vodorovná), 1,4 (odpor)
D.S. se použijí na zatížení nebo na účinky zatížení a na
ODPOR
NP 3: KOMBINACE A1 nebo A2 + M1 +R3
A1 – na konstrukční zatížení
A2 – na geotechnická zatížení
pro R3 jsou doporučeny D.S. rovné 1 …
dtto NP1/KOMB 2
D.S. použijeme jen na zatížení nebo na účinky zatížení
a na parametry základové půdy
Podle Přílohy EN 1990 pro trvalé a dočasné návrhové situace
MS POUŽITELNOSTI
Ed ≤ Cd
návrhová hodnota účinku zatížení
limitní návrhová hodnota
Např. sedání x limitní deformace
absolutní
nerovnoměrné
nebo splnění požadavku mobilizace
dostatečně malé části pevnosti
(… nepřekročí se určité malé deformace…)
- viz 1 GK -
s = s0 + s1 + s2
Do výpočtů ve II. MS vstupují jenom
CHARAKTERISTICKÉ HODNOTY
Vlastnosti základových půd:
ODVOZENÉ HODNOTY Xo
CHARAKTERISTICKÉ HODNOTY Xk
NÁVRHOVÉ HODNOTY Xd = Xk / γm
Příloha H – limitní hodnoty
jen pro plošný základ
absolutní – do 50 mm akcept
nerovnoměrné (relat.pootočení)
do 1/500 akcept
(rozsah 1/300-1/2000)
! kolem 1/150 může být MS porušení!
Rozvoj a trendy
Nové materiály
Oblast konstitutivních modelů, zkoušení
a ověřování
Zjišťování vstupních parametrů, ověřování
Výpočetní metody
Riziková analýza
Změny klimatu, přírodní katastrofy…
PLOŠNÉ ZÁKLADY
Materiál - kámen, beton, žlb
Technologie - monolit, prefa
Typy - patka, pás, rošt, deska
terminologie: šířka, délka, výška, hloubka z.
stupeň, vyložení
zákl. spára, kontaktní napětí
tuhost