Egyedi cölöp függőleges teherbírásának számítása

Átírás

1 13. számú mérnöki kézikönyv Frissítve: árilis Egyedi cölö függőleges teherbírásának számítása Program: Fájl: Cölö Demo_manual_13.gi Ennek a mérnöki kézikönyvnek a célja, egy egyedi cölö függőleges teherbírására vonatkozó gyakorlati élda GEO5 - Cölö rogrammal való megoldásának bemutatása. Feladat leírása A feladat általános bemutatását megtalálhatjuk az előző fejezetben (12. Cölöalaozások - bemutató). Minden függőleges teherbírásra vonatkozó számításnak meg kell felelnie az EN (2. tervezési módszer) követelményeinek. A terhek eredői N 1, M y,1, H x, 1 a cölö felső síkján hatnak. Feladat ábrája - egyedi cölö Megoldás A robléma megoldásához GEO5 Cölö rogramot fogunk használni. A következő leírásban bemutatjuk a feladat megoldását léésről léésre. Ebben a számításban több az egyedi cölöre vonatkozó analitikus számításmódot is használni fogunk (NAVFAC DM 7.2, Hatékony feszültség és CSN ), figyelemmel kísérve az eredményt befolyásoló a bemenő adatokat. 1

2 Kikötések megadása A Beállítások menüben a Beállítások kiválasztása gombra kattintunk (kéernyő bal alsó sarka) és kiválasztjuk a Szabvány EN 1997 DA2 beállítást. Továbbá a függőleges teherbírás-számítás módszerére beállítjuk az analitikus megoldási módot. A mi esetünkben drénezett körülményekre számítjuk a cölööt. Beállítások listája árbeszédablak A cölö számítására a NAVFAC DM 7.2 módszert fogjuk használni, ami az alaértelmezett számítási beállítás (lásd ábra). Számítási beállítások menü A következő léésben megadjuk a talajkörnyezetet. Hagyjuk ki a k h tényezőt, mivel ebben a feladatban nem számolunk keresztirányú erővel. Esetünkben nem számít a Szóródási szög értéke, mivel ez a araméter nem befolyásolja a cölö függőleges teherbírását. Továbbá megadjuk a számításhoz szükséges egyéb talajjellemzőket, és hozzáadjuk azokat a szelvényhez. A NAVFAC DM 7.2 módszerhez először a talajtíust kell megadni, olyan szemontból, 2

3 hogy kohéziós vagy kohéziómentes talajunk van. Az összes lejjebb felsorolt talajjellemző befolyásolja a köenysúrlódás R s kn mértékét. Talaj (Talajosztályozás) Térfogatsúly 3 kn m Belső súrlódási szög ef c Talaj kohéziója ef / c u kpa Adhéziós tényező Teherbírási együttható CS Homokos agyag, merev konzisztencia S-F Finomrész tartalmú homok, közeesen tömör / / Talajjellemzők táblázata Függőleges teherbírás számításhoz (analitikus megoldás) Az első réteget drénezetlen kohéziós talajként (F4 osztály, merev konzisztencia) vesszük figyelembe, a talaj teljes kohéziójával kell számolnunk (drénezetlen nyírószilárdság) c u kpa, emellett meg kell adnunk egy úgynevezett adhéziós tényezőt. Ezt a tényezőt a konzisztenciához, a cölö anyagához és a talaj teljes kohéziójához viszonyítva adjuk meg (további részletek a Súgóban - F1). A második réteget kohéziómentes talajként vesszük figyelembe (S3 osztály, közees tömörség), emellett meg kell adnunk a felületi súrlódási szöget, ami függ a cölö anyagától. Továbbá meg kell adnunk a keresztirányú feszültségi tényezőt K, melynek értéke függ a terhelési iránytól (nyomott vagy húzott cölö), és a cölö kivitelezési módjától (további részletek a Súgóban - F1). A feladat leegyszerűsítése céljából a számítás beállítást választjuk ki mindkét tényezőre. 3

4 Új talaj hozzáadása árbeszédablak Az Anyag menüben megadjuk a cölö anyagjellemzőit a szerkezet térfogatsúlya kn m. Rákövetkezően megadjuk a cölöre ható terheket. A teherbírás számításnál a tervezési- (számítási-), míg süllyedésszámításhoz az üzemi terhet vesszük figyelembe. Új teher árbeszédablak 4

5 A Geometria menüben kör keresztmetszetű cölööt adunk meg, annak alavető méreteivel, mint átmérő és hossz. Ezután megadjuk a cölö kivitelezési módját. Geometria menü A TVSZ+altalaj menüt kihagyjuk. A Fázis beállításokban meghagyjuk az állandó tervezési állaotot, ezután átléünk a cölö ellenőrzésére a Függőleges teherbírás menüben. Egyedi cölö függőleges teherbírásának számítása NAVFAC DM 7.2 számítási módszer Először a Függőleges teherbírás menüben meg kell adnunk számítási tényezőket, amik k befolyásolják a cölötal ellenállásának mértékét kn R b. Megadjuk a kritikus mélység számítási tényezőjét, amely függ a talaj tömörségétől, és amiből a kritikus mélységet származtatjuk. (további részletek a Súgóban F1). Erre a tényezőre k 1, 0 értéket veszünk most figyelembe. ef Egy másik fontos araméter a teherbírási tényező dc N q, melyet a talaj belső súrlódási szöge, és a kivitelezés módja szerint veszünk figyelembe (további részletek a Súgóban ü F1). A mi esetünkben N értékkel számolunk. q dc 5

6 Függőleges teherbírás menü megoldás NAVFAC DM 7.2 szerint A közontosan terhelt cölö teherbírása R c kn a köenysúrlódási ellenállás R s és a talellenállás R b összegéből adódik. A megbízhatóság igazolásához ennek az erőnek nagyobbnak kell lenni a cölöre ható tervezési teher V d kn értékénél. NAVFAC DM 7.2: R kn V kn MEGFELEL c d 0 Egyedi cölö függőleges teherbírásának számítása Hatékony feszültség számítási módszer Most visszamegyünk a bemenő adatok beállításához, és lefuttatjuk az egyedi cölöre vonatkozó függőleges teherbírás számítást más számítási módszerekkel (Hatékony feszültség és CSN ). A Beállítások menüben a Szerkesztés gombra kattintunk. A Cölö fülön a számítás drénezett körülmények között sorban válasszuk ki a hatékony feszültség lehetőséget. A többi aramétert hagyjuk változatlanul. 6

7 Beállítások szerkesztése árbeszédablak Ezután léjünk be a Talaj menübe, ahol meg kell adnunk a teherbírási együtthatót, melynek értéke befolyásolja a köenysárlódás nagyságát R s kn. Ennek a araméternek értéke függ a talaj belső súrlódási szögétől és a talajtíustól (további részletek a Súgóban F1). ef Talajaraméterek szerkesztése árbeszédablak 7

8 A többi menü változatlan marad. Most léjünk be a Függőleges teherbírás menübe. A Hatékony feszültség módszerhez meg kell adnunk N teherbírási tényezőt, mely jelentősen befolyásolja a talellenállást. Ezt a aramétert a talaj belső súrlódási szöge (további részletek a Súgóban - F1). ef, és a talaj tíusa határozza meg A araméter eredményekre gyakorolt hatását a következő táblázat mutatja be : N 10 értékkel (cölö agyagos talajon): R b kn, N 30 értékkel (cölö homokos talajon): R b kn, N 60 értékkel (cölö kavicsos talajon): R b kn. A mi feladatunkban N 30 teherbírási tényezőt vehetünk figyelembe (a cölötal alatt homokos talaj van). Az N értékének felvételére útmutatást találhat a Súgóban további részletekért nyomja meg az F1 gombot. Függőleges teherbírás menü számítás Hatékony feszültség módszere szerint 8

9 Hatékony feszültség: R kn V kn MEGFELEL c d 0 Egyedi cölö függőleges teherbírásának számítása CSN számítási módszer Visszatérünk a Beállítások menübe, ahol a jelenlegi beállítások szerkesztése árbeszédablakban a drénezett körülmények között alkalmazott számításra CSN módszert állítunk be. Az összes többi araméter változatlan marad. Jelenlegi beállítások szerkesztése árbeszédablak Megjegyzés: a számítási módszert bemutatja a Cölöalaozások Megjegyzések a CSN höz (3. fejezet: Tervezés, B rész Általános megoldás a határállaot elmélet 1. csoortja szerint, 15. oldal) ublikáció. Minden rogramművelet ennek a ublikációnak az összefüggéseire éül, kivéve a számítási együtthatókat, melyek a kiértékelési módszertanból adódnak (további részletek a Súgóban F1). Ezután újra visszatérünk a Függőleges teherbírás menübe. Hagyjuk a technológiai hatást befolyásoló tényezőt 1.0 értékkel egyenlőnek (a cölö függőleges teherbírása számításakor nem veszünk figyelembe a kivitelezési módszerből adódó csökkentő tényezőt). 9

10 Függőleges teherbírás CSN szerinti számítás menü CSN : R kn V kn MEGFELEL c d 0 Egyedi cölö függőleges teherbírás számításának eredményei A különböző számítási módszerekkel vizsgált egyedi cölö függőleges teherbírása R eltér az egyes számítási módszerek szerint, valamint a különböző számítási módszereknél a szükséges bemenő araméterek is eltérőek. c NAVFAC DM 7.2: adhéziós tényező, cölö köenysúrlódási szög, keresztirányú feszültségi tényező K, kritikus mélység tényezője dc k, teherbírási tényező q N. EFFECTIVE STRESS: cölö teherbírási tényező, 10

11 teherbírási tényező N. CSN : talaj kohéziója c ef kpa, talaj belső súrlódási szöge. Az egyedi cölö drénezett körülmények közötti függőleges teherbírásának számítása a különböző módszerek szerint a következő táblázatban olvasható: ef EN , DA2 (drénezett körülmények) Számítási módszer Köenysúrlódási ellenállás R s kn Cölö talellenállása R b kn Függőleges teherbírás R c kn NAVFAC DM EFECTIVE STRESS CSN Eredmények összegzése Cölö függőleges teherbírása drénezett körülmények között értékénél A közontosan terhelt egyedi cölö teherbírása kialakítás megfelelő. R c nagyobb a rá ható tervezési teher V d. Az alavető megbízhatóság teherbírási határállaotban biztosított, így a cölö Következtetés Az eredményekből látszik, hogy a különböző számítások esetében a függőleges teherbírás különböző. Ezt az eltérő bemenő araméterek, és a számítási módszerek együttesen okozzák. A cölö értékelése egyrészt függ a választott számítási módszertől, másrészt a megadott talajjellemzőktől. A mérnöknek mindig annak tudatában kell módszert választani, hogy milyen talajjellemzők állnak rendelkezésére, éldául mely adatokat találja meg a geológiai felmérésben, és melyik módszer felel meg a helyi gyakorlatnak. Helytelen a cölö olyan módon való vizsgálata, hogy az összes számítási módszerrel kiszámítjuk, és abból kiválasztjuk a legjobb, illetve legrosszabb esetet. A Cseh Köztársaságban és Szlovákiában a GEO 5 szoftver készítői a következő két módszert ajánlják egyedi cölö függőleges teherbírás számítására: 11

12 számítást a megengedett maximális süllyedésre való korlátozással s lim 25 mm (számítás Masoust szerint, amely diagram egyenletek regressziójára alaszik). Számítás CSN szerint. A cölöszámítás módszere megfelel a CSN-ben foglaltaknak, viszont a terhek, a talajjellemzők, és cölöellenállás csökkentő tényezői EN szerintiek. Ez a számítás tökéletesen megfelel az EN előírásainak. 12