LS 20112012 Mechanika zemin a zakldn staveb 9
LS 2011/2012 Mechanika zemin a zakládání staveb 9. přednáška Podpořeno projektem FRVŠ č. 2883/2011
Současné postupy při navrhování geotechnických konstrukcí
ENPC Paris
Návrhové normy : Eurokódy (TC 250) Materiálové normy (ocel, beton …) a Výrobkové normy (nosníky, okna, dveře…) Europská technická povolení Technologické normy (např. předpisy provádění ocelových nebo betonových konstrukcí, pro speciální geotechnické práce – TC 341) Normy pro zkoušení (např. geotechnické zkoušky, odběry vzorků apod. – TC 341)
EUROCODES - VAZBY EN 1990 Bezpečnost, použitelnost a trvanlivost EN 1991 Zatížení na konstrukce EN 1992 EN 1993 EN 1994 EN 1995 EN 1996 EN 1999 EN 1997 EN 1998 Navrhování ko+pr 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, … životnost • 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.
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 výpočetního modelu a dílčích součinitelů. “ VM: analytické, semi-empirické, numerické VM: přesné, nepřesné, ale vždy na straně „bezpečnosti“
VSTUPNÍ DATA pro zatížení -zatížení dle EC 1990 definice, hodnoty EC 1991 hodnoty se mohou změnit během návrhu musí se uvažovat interakce K a ZP doporučeno uvažovat 20 typů zatížení pro vlastnosti ZP charakteristické a návrhové hodnoty zdroj: 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 použitelnosti funkčnost/komfort… Ad I. EQU-ztráta rovnováhy GK nebo ZHP jako celku STR-vnitřní porušení prvků, deformace (pevnost mater. ) GEO-nejčastější, porušení nebo deformace ZHP UPL-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 ≤ R d UPL Vdst, d ≤ Gstb, d + Rd HYD udst, d ≤ σstb, d nebo Sdst, d ≤ G‘stb, d
CH H dílčí součinitel NH charakteristická, reprezentativní SOUBORY D. S. A pro ZATÍŽENÍ nebo ÚČINEK zatížení M pro parametry zeminy (materiálu) R pro odpory (únosnosti)
SPECIFIKACE pro STR a GEO Ed ≤ R d 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 A 1 + M 1 + R 1 A 2 + M 2 + R 1 neplatí pro osově zatížené piloty a kotvy A 1 + M 1 + R 1 A 2 + (M 1 nebo M 2) + R 4 2 A 1 + M 1 + R 2 3 (A 1 nebo A 2) + M 2 + R 3
NP 1: KOMBINACE 1 PRO PLOŠNÉ ZÁKLADY, OPĚRNÉ STĚNY A CELKOVOU STABILITU všechny součinitele pro M 1, R 1 = 1 ale A 1 : nepříznivé stálé zatížení γG = 1, 35 nepříznivé proměnné γQ = 1, 5 (příznivé=0) KOMBINACE 2 A 2: nepříznivé proměnné γQ = 1, 3 M 2: ! nejpodobnější ČSN 73 1001 ! soil parameter M 1 M 2 pro tg φef 1, 0 1, 25 pro cu 1, 0 1, 4 pro qu 1, 0 1, 4 pro g 1, 0
NP 2: KOMBINACE A 1 + M 1 +R 2 R 2: 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 A 1 nebo A 2 + M 1 +R 3 A 1 – na konstrukční zatížení A 2 – na geotechnická zatížení pro R 3 jsou doporučeny D. S. rovné 1 … dtto NP 1/KOMB 2 D. S. použijeme jen na zatížení nebo na účinky zatížení a na parametry základové půdy
Rozvoj a trendy Nové materiály Oblast konstitutivních modelů, zkoušení a ověřování Zjišťování vstupních parametrů, ověřování Výpočetní metody Riziková analýza Změny klimatu, přírodní katastrofy…
- Slides: 23