BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés. Dr. Móczár Balázs

Átírás

1 Dr. Móczár Balázs 1

2 Az előadás célja MSZ EN szabvány 6. fejezetében és egyes mellékleteiben leírt síkalapozással kapcsolatos előírások lényegesebb elemeinek, a szabvány elveinek bemutatása Az eddig alkalmazott MSZ as szabványsorozat (és azon belül az MSZ 15004) fontosabb eljárásainak összehasonlítása az új EC7 szerinti számítási módszerekkel hasonlóságok alapvető különbségek 2

3 Határállapotok: 1. MSZ EN szerinti határállapot koncepció az általános állékonyság elvesztése az alap alatti talajtörés, átfúródás, kipréselődés tönkremenetel elcsúszás miatt a tartószerkezet és az altalaj együttes tönkremenetele a tartószerkezet tönkremenetele az alap mozgása miatt túlzottan nagy süllyedések (és süllyedéskülönbségek) túlzottan nagy megemelkedés duzzadás, fagy vagy más okok miatt elfogadhatatlan mértékű rezgések 3

4 1. MSZ EN szerinti határállapot koncepció Teherbírási határállapotoknak a tartószerkezeten lévő emberek, a tartószerkezet, továbbá az ott tárolt anyagok, állatok biztonságával kapcsolatos határállapotokat nevezzük: Helyzeti állékonyság, amikor a tartószerkezet, vagy annak egy része, mint merev test egyensúlyát veszíti; Túlzott mértékű alakváltozás, a tartószerkezet, vagy egy tartószerkezeti rész folyási mechanizmussá való átalakulása, szilárdsági törés, a tartószerkezet vagy tartószerkezeti rész (ezen belül a támaszok, az alapozás) stabilitásának elvesztése, tönkremenetele. Használhatósági határállapotnak nevezzük: A tartószerkezetnek, vagy a tartószerkezeti elemen a szokásos használati körülmények (jelentős lehajlás és túlzott repedezettség) közötti használhatóságával; Az emberek komfortérzetével; Az építmény külső megjelenésével (burkolat, nem tartószerkezeti elemek károsodásával) kapcsolatos határállapotokat. 4

5 2. Tervezési eljárások Tervezési eljárások típusai Közvetlen tervezési eljárás Közvetett tervezési eljárás Szokáson alapuló tervezési eljárás 5

6 2. Tervezési eljárások Közvetlen tervezési eljárás: Más más számítási modellt alkalmazva vizsgáljuk az egyes határállapotokat: Teherbírási határállapotok számításakor a törési mechanizmus legpontosabb modellezése Használhatósági határállapotok ellenőrzése süllyedésszámítással 3. geotechnikai kategória esetében kötelező, 2. geotechnikai kategória esetében ajánlott eljárás törőfeszültség képlet MSZ illetve az MSZ EN ajánlott képletei FEM programokkal történő numerikus méretezés Törési állapotig terjedő terhelés süllyedés kapcsolat vizsgálata 6

7 2. Tervezési eljárások Közvetett tervezési eljárás: Összehasonlító tapasztalatok, valamint terepen vagy laboratóriumban végzett mérések, ill. észlelések eredményeit alkalmazzuk Terheket úgy választjuk meg, hogy az összes határállapot követelményei teljesüljenek Pl.: Szondázás, pressziométeres vizsgálat eredményei alapján, tapasztalati képletek segítségével becsüljük a talajtörési ellenállást Két típusa van: Süllyedésszámításon, a süllyedések szigorú korlátozásán alapuló méretezés Talajtörési ellenállás számításán, a talajtöréssel szemben viszonylag nagy globális biztonság előírásán alapuló méretezés Számítás terjedelme csökken (1. geotechnikai kategóriánál) 7

8 2. Tervezési eljárások Szokáson alapuló tervezési eljárás: Valószínűsített talajtörési ellenállással számolunk Kőzeteken történő alapozás esetében alkalmazzuk, útmutatás a G mellékletben található MSZ szerinti Határfeszültség alapértéken történő méretezés csak az 1. geotechnikai kategóriában lehetséges 2. és 3. kategóriában az alkalmazása nem elfogadható, kizárt!!! külön süllyedésszámítás szükséges új egyszerűsített eljárás kidolgozása lenne indokolt 8

9 3. Tervezés teherbírási határállapotokra Teherbírási határállapotok: EQU a helyzeti állékonyság elvesztése (merev testként gyors és lényeges helyzetváltozás az ellenállást a szerkezeti anyagok és a talaj szilárdsága jelentősen nem befolyásolja) STR a tartószerkezeti elemek belső törése vagy túlzott alakváltozása (az ellenállást a szerkezeti anyagok szilárdsága jelentősen befolyásolja) GEO a talaj törése vagy túlzott mértékű alakváltozása (az ellenállást a talaj vagy szilárd kőzet szilárdsága jelentősen befolyásolja) UPL a tartószerkezet vagy a talaj felúszás folytán bekövetkező egyensúlyvesztése HYD hidraulikus talajtörés Geotechnikai szerkezetek esetében leggyakrabban a GEO és az STR határállapotokat kell vizsgálni. 9

10 3.1 Általános állékonyság Általános állékonyság (EQU): A terhelt alaptestet is magában foglaló földtömeg állékonyságvesztésének elfogadhatóan kicsi a valószínűsége 3. tervezési módszert alkalmazzuk Alkalmazásának esetei, szükségessége: Természetes vagy mesterséges rézsűkbe vagy azok közelében Földkiemelés vagy támfal közelében Folyópart, csatorna, tó, tározó vagy tengerpart közelében Alábányászott területre vagy föld alatti szerkezetek közelében 10

11 3.2 Talajtörési ellenállás vizsgálata számításos eljárással 2. tervezési módszer bemutatása síkalapok esetén 11

12 3.2 Talajellenállások számításának összehasonlítása Talaj határereje / Talajtörési ellenállás tervezési értéke MSZ MSZ EN

13 3.2 Talajellenállások számításának összehasonlítása 13

14 3.2 Talajellenállások számításának összehasonlítása Drénezetlen terhelés jelentése: Ha gyorsan növekszik a terhelés (a pórusvíznyomások nem tudnak kiegyenlítődni) kötött talajok esetében Ekkor a nyírószilárdság állandó (c u drénezetlen nyírószilárdság), Φ = 0 A víz felhajtóerejével nem szabad számolni (teljes feszültségek figyelembevétele) 14

15 3.2 Talajellenállások számításának összehasonlítása Teherbírási tényezők: MSZ MSZ EN

16 3.2 Talajellenállások számításának összehasonlítása Alapfelület hajlásának tényezői: MSZ MSZ EN

17 3.2 Talajellenállások számításának összehasonlítása Alap alakjának tényezői: MSZ MSZ EN Drénezett: Drénezetlen: 17

18 3.2 Talajellenállások számításának összehasonlítása Teher ferdeségének tényezői: MSZ MSZ EN Drénezett: Drénezettlen: 18

19 3.2 Talajellenállások számításának összehasonlítása Lejtős terephatást figyelembevevő tényező MSZ MSZ EN

20 3.2 Talajellenállások számításának összehasonlítása MSZ MSZ EN

21 3.2 Talajellenállások számításának összehasonlítása Az ellenállások tervezési értékének számítása: 21

22 3.2 Terhek (hatások) számításának összehasonlítása Teher oldal tervezési értékeinek számítása: 22

23 3.2 Határállapot igazolásának kritériuma Szerkezettel szemben támasztott követelmények: MSZ MSZ EN

24 3.2 Tervezési ellenállás és hatás hányadosaként számított biztonságok összehasonlítása 24

25 3.2 Központosan terhelt pilléralap érzékenységvizsgálata Talajjellemzők alapértékei: γ n = 18 kn/ m 3 Φ = 30 c = 0 kpa γ b = 25 kn/ m 3 Érzékenységvizsgálat paraméterei: Φ = c = 0, 10, 20, 30, 50, 100 kpa B = 100 cm L = 100 cm G V,k Q V,k h t = 120 cm h a = 120 cm 25

26 3.2 Központosan terhelt pilléralap érzékenységvizsgálata 26

27 3.2 Központosan terhelt pilléralap érzékenységvizsgálata 27

28 3.2 Központosan terhelt sávalap érzékenységvizsgálata 28

29 3.2 Ferde teherrel terhelt pilléralap érzékenységvizsgálata Talajjellemzők alapértékei: γ n = 18 kn/ m 3 Φ = 10 c = 40 kpa γ b = 25 kn/ m 3 Érzékenységvizsgálat paraméterei: Φ = c = 20, 40, 60, 80, 100, 120 kpa H k = 5, kn f = 0, ,22 Q H,k = 50kN B = 100 cm L = 100 cm G V,k = 300 kn Q V,k = 100 kn h t = 120 cm h a = 120 cm 29

30 3.2 Ferde teherrel terhelt pilléralap érzékenységvizsgálata 30

31 3.2 Ferde teherrel terhelt pilléralap érzékenységvizsgálata 31

32 3.2 Ferde teherrel terhelt pilléralap érzékenységvizsgálata 32

33 3.2 Ferde teherrel terhelt pilléralap érzékenységvizsgálata 33

34 Mintapélda: Talajjellemzők alapértékei: γ n = 18 kn/ m 3 Φ = 10 c = 40 kpa γ b = 25 kn/ m 3 Talajvízszint: Mélyen az alapsík alatt. MSZ esetében: α = Mintafeladat Q V,k = 100 kn Q H,k = 50kN G V,k = 300 kn h t = 120 cm h a = 80 cm L = 200 cm e B,Q = 40 cm B = 200 cm 34

35 4. Mintafeladat MSZ MSZ EN ,4 kn = V R V k = 566,4 kn 50,0 kn = H R H k = 50,0 kn 1,72 m = B = 1,72 m 3,44 m 2 = A = 3,44 m 2 2,47 = N t N q = 2,47 0,61 = N B N γ = 0,52 8,34 = N c = 8,34 b q = b γ = b c = 1,0 0,71 = a B s q = 1,15 1,43 = a s γ = 0,74 s c = 1,25 35

36 4. Mintafeladat MSZ MSZ EN ,76 = i t i q = 0,94 0,92 = i B i γ = 0,91 0,54 = i c i c = 0,90 m = 1,53 1,0 = j t = j B = j c 36 kpa = t γ 2 q = 36 kpa 493,7 kpa = q R k / A = 476,8 kpa 848,0 kn = Q v R d = 1171,6 kn 653,0 kn = V m V d = 1031,6 kn 77,0 % Kihasználtság = hatás/ellenállás 88,0 % 36

37 5. Síkalap magassági méretezésének egyszerűsített szabályai 37

38 5. Eltérések és hasonlóságok az MSZ EN és az MSZ Különbségek: Új terminusok pl.: karakterisztikus érték, tervezési érték, stb. A számítások karakterisztikus értekkel történnek (geotechnikai tervezési beszámoló alapján) Az eddigiektől eltérő jelölésrendszer Biztonsági (parciális) tényezők alkalmazási helyeinek és értékeinek változása Drénezett és drénezetlen viselkedés megkülönböztetett kezelése Hasonlóságok: Az alapozási sík mélységének megválasztásával szembeni kritériumok Határállapot és teherkombináció koncepció 38