Inženýrský manuál č. 13 Aktualizace: 04/2016 Výočet svislé únosnosti osamělé iloty Program: Soubor: Pilota Demo_manual_13.gi Cílem tohoto inženýrského manuálu je vysvětlit oužití rogramu GEO 5 PILOTA ro výočet svislé únosnosti osamělé iloty ro zadanou raktickou úlohu. Secifikace zadání úlohy Obecné zadání úlohy je osáno v ředchozí kaitole (12. Pilotové základy úvod). Veškeré výočty ro svislou únosnost osamělé iloty roveďte odle EN 1997-1 (Návrhový řístu 2). Výslednice složek zatížení N 1, M y,1, H x, 1 ůsobí v úrovni hlavy iloty. Schéma zadání úlohy osamělá ilota Řešení K výočtu této úlohy oužijeme rogram GEO 5 PILOTA. V následujícím textu ostuně oíšeme řešení říkladu o jednotlivých krocích. 1
V tomto výočtu budeme osuzovat osamělou ilotu odle různých analytických metod výočtu (NAVFAC DM 7.2, EFEKTIVNÍ NAPĚTÍ a ČSN 73 1002) a zaměříme se na vstuní arametry, které ovlivňují celkové výsledky. Postu zadání V rámu Nastavení klikneme na tlačítko Vybrat nastavení (v levé sodní části obrazovky) a oté zvolíme nastavení výočtu Standardní EN 1997 DA2. Dále zde nastavíme zůsob výočtu svislé únosnosti iloty omocí analytického řešení. V našem říadě budeme osuzovat ilotu v odvodněných odmínkách. Dialogové okno Seznam nastavení výočtu Pro toto nastavení výočtu je defaultně zadaná metoda výočtu svislé únosnosti odle NAVFAC DM 7.2, odle které rovedeme úvodní osouzení iloty (viz obrázek). Rám Nastavení V dalším kroku zadáváme geologický rofil. Rám Modul k h řeskočíme, rotože v tomto výočtu nerovádíme rozbor říčného zatížení. V našem říadě tedy nezáleží, jakou hodnotu zadáme ro Úhel roznášení, rotože výsledky svislé únosnosti iloty tento arametr neovlivní. 2
Dále definujeme ostatní arametry zemin ro výočet a řiřadíme je do rofilu. Pro metodu NAVFAC DM 7.2 nejrve musíme definovat ty zeminy, tj. zda se jedná o soudržnou nebo nesoudržnou vrstvu zeminy. Všechny následně vyjmenované arametry ovlivňují velikost lášťového tření R s kn. Zemina (secifikace, zatřídění) Objemová tíha 3 kn m Úhel vnitřního tření ef c Soudržnost zeminy ef / c u kpa Součinitel adheze Součinitel únosnosti iloty F4, tuhá konzistence 18,5 - - / 50 0,60 0,30 S3, středně ulehlá 17,5 29,5 0 / - - 0,45 Tabulka s arametry zemin Svislá únosnost iloty (analytické řešení) Pro 1. vrstvu, kterou uvažujeme jako neodvodněnou soudržnou zeminu (třída F4, tuhá konzistence), musíme navíc zadat totální soudržnost zeminy c u kpa a dále tzv. součinitel adheze. Tento součinitel se určuje v závislosti na konzistenci zeminy, materiálu iloty a totální soudržnosti zeminy (více viz Hel F1). Pro 2. vrstvu, kterou uvažujeme jako nesoudržnou zeminu (třída S3, středně ulehlá), se dále zadává navíc třecí úhel na lášti iloty, který závisí na materiálu iloty. Dále musíme definovat součinitel bočního tlaku zeminy K, který je ovlivněn zůsobem namáhání (tah tlak) a technologií rovádění iloty (více viz Hel F1). Pro zjednodušení úlohy zvolíme u obou těchto veličin možnost doočítat. 3
Dialogové okno Přidání nových zemin V rámu Materiál zadáme materiálové charakteristiky iloty objemovou tíhu konstrukce 3 23,0 kn m. Následně definujeme zatížení iloty. Pro výočet svislé únosnosti iloty se uvažuje návrhové (výočtové) zatížení, ro výočet sedání ak užitné (rovozní). 4
Dialogové okno Nové zatížení V rámu Geometrie zadáme kruhový růřez iloty a dále určíme její základní rozměry, tj. růměr a délku. Následně definujeme ty technologie rovedení iloty. Rám Geometrie Rám HPV + odloží řeskočíme. V rámu Nastavení fáze onecháme trvalou návrhovou situaci a oté řejdeme k osouzení iloty omocí rámu Svislá únosnost. Výočet svislé únosnosti osamělé iloty metoda výočtu NAVFAC DM 7.2 V rámu Svislá únosnost nejrve musíme zadat arametry výočtu, které ovlivňují velikost únosnosti aty iloty kn hloubky k dc R b. Nejrve definujeme součinitel výočtu kritické, který se určí z tzv. kritické hloubky závisející na ulehlosti zeminy (více viz Hel F1). Tento součinitel budeme uvažovat k 1, 0. dc 5
Dalším důležitým údajem je součinitel únosnosti N q, který se určí odle velikosti úhlu vnitřního tření zeminy v závislosti na technologii rovádění iloty (více viz Hel F1). V tomto říadě budeme uvažovat N 10, 0. ef q Rám Svislá únosnost osouzení odle NAVFAC DM 7.2 Návrhová svislá únosnost centricky zatížené iloty R c kn se skládá ze součtu lášťového tření R s a odoru aty iloty velikost ůsobícího návrhového zatížení V d kn. R b. Pro slnění odmínky solehlivosti musí být její hodnota větší než NAVFAC DM 7.2: R 2219,06 kn V 1450, kn VYHOVUJE c d 0 Výočet svislé únosnosti osamělé iloty metoda výočtu EFEKTIVNÍ NAPĚTÍ Nyní se vrátíme zět k zadávání vstuních dat a rovedeme výočet svislé únosnosti iloty ro ostatní metody výočtu (Efektivní naětí a ČSN 73 1002). V rámu Nastavení klikneme na tlačítko Uravit. V záložce Piloty u výočtu ro odvodněné odmínky vybereme možnost Efektivní naětí. Ostatní arametry se nezmění. 6
Dialogové okno Úrava nastavení ro aktuální úlohu Poté řejdeme do rámu Zeminy, kde ro tuto metodu výočtu navíc definujeme součinitel únosnosti iloty, který ovlivňuje velikost lášťového tření R s kn. Tento arametr se určí odle velikosti úhlu vnitřního tření zeminy a odle tyu zeminy (více viz Hel F1). ef Dialogové okno Úrava vlastností zeminy 7
Ostatní rámy zůstávají beze změn. Nyní se vrátíme zět do rámu Svislá únosnost. Pro metodu Efektivních naětí musíme nejrve zadat hodnotu součinitele únosnosti ovlivňuje únosnost aty iloty R b kn zeminy a odle tyu zeminy (více viz Hel F1). ef N, který výrazně. Tento arametr se určí odle velikosti úhlu vnitřního tření Značný vliv tohoto arametru na výsledek demonstruje následující tabulka: ro N 10 (ata iloty v jílovité zemině): R b 1542, 24 kn, ro N 30 (ata iloty v ísčité zemině): R b 4626, 71 kn, ro N 60 (ata iloty ve štěrkovité zemině): R b 9253, 42 kn. Pro naše zadání uvažujeme součinitel únosnosti N 30 (ata iloty v ísčité zemině). Orientační hodnoty N lze nalézt v Helu více viz F1. Rám Svislá únosnost osouzení odle metody efektivních naětí EFEKTIVNÍ NAPĚTÍ: R 6172,8 kn V 1450, kn VYHOVUJE c d 0 8
Výočet svislé únosnosti osamělé iloty metoda výočtu ČSN 73 1002 Nyní se vrátíme zět do rámu v rámu Nastavení, kde v dialogovém okně Úrava nastavení ro aktuální úlohu změníme metodu výočtu ro odvodněné odmínky na ČSN 73 1002. Veškeré ostatní vstuní arametry zůstávají beze změn. Dialogové okno Úrava nastavení ro aktuální úlohu Poznámka: Postu výočtu uvádí ublikace Pilotové základy Komentář k ČSN 73 1002 (kaitola 3: Navrhování, oddíl B Obecné řešení odle teorie 1. skuiny mezních stavů, str. 15). Veškeré ostuy v rogramu vycházejí ze zde uvedených vztahů ale bez výočtových koeficientů ty se řídí zvolenou metodikou osouzení (více viz Hel F1). Následně ilotu znovu osoudíme v rámu Svislá únosnost. Součinitel vlivu technologie onecháme roven 1,0 (výočet svislé únosnosti iloty bez redukce vlivem technologie rovádění). 9
Rám Svislá únosnost osouzení odle ČSN 73 1002 ČSN 73 1002: R 5776,18 kn V 1450, kn VYHOVUJE c d 0 Výsledky výočtu svislé únosnosti osamělé iloty: Hodnoty celkové svislé únosnosti iloty výočetních metod a vstuních arametrů zemin, které metody uvažují: R c se liší na základě oužití různých NAVFAC DM 7.2: součinitel adheze, třecí úhel na lášti iloty, součinitel bočního tlaku zeminy K, součinitel výočtu kritické hloubky k, součinitel únosnosti q N. dc EFEKTIVNÍ NAPĚTÍ: součinitel únosnosti iloty součinitel únosnosti N., 10
ČSN 73 1002: soudržnost zeminy c ef kpa, úhel vnitřního tření zeminy. ef Výsledky výočtu svislé únosnosti osamělé iloty v odvodněných odmínkách v závislosti na oužité metodě výočtu jsou uvedeny v následující tabulce: EN 1997-1, DA2 (odvodněné odmínky) Metoda výočtu Únosnost láště iloty R s kn Únosnost aty iloty R b kn Celková svislá únosnost R c kn NAVFAC DM 7.2 676,82 1542,24 2219,06 EFEKTIVNÍ NAPĚTÍ 1546,09 4626,71 6172,80 ČSN 73 1002 1712,58 4063,60 5776,18 Souhrnný řehled výsledků Svislá únosnost iloty v odvodněných odmínkách Celková svislá únosnost centricky zatížené osamělé iloty ůsobícího návrhového zatížení slněna, návrh iloty vyhovuje. R c je větší, než hodnota V d. Základní odmínka solehlivosti ro mezní stav únosnosti je Závěr: Z výsledků výočtu vylývá, že celková svislá únosnost iloty se liší. Tento fakt je zůsoben jednak rozdílnými vstuními arametry a dále také zvolenou metodou výočtu. Posouzení ilot je závislé ředevším na zvolené metodě výočtu a vstuních arametrech oisujících zeminu. Projektant by měl oužívat vždy takové výočetní ostuy, ro které má k disozici otřebné arametry zemin z výsledků inženýrsko-geologického růzkumu a které odovídají místním zvyklostem. Určitě není srávné osuzovat ilotu na všechny metody výočtu obsažené v rogramu a vybírat nejleší, res. nejhorší výsledek. Pro Českou a Slovenskou reubliku autoři rogramu GEO 5 dooručují očítat svislou únosnost osamělé iloty dvěma zůsoby: 11
Výočtem s ohledem na hodnotu říustného sedání slim 25 mm (ostu odle doc. Masousta, který vychází z řešení rovnic regresních křivek). Výočtem odle ČSN 73 1002. Postu výočtu iloty zůstává stejný jako v ČSN, ale zatížení a výočtové součinitele redukující arametry zemin, res. odor iloty jsou stanoveny odle EN 1997-1. Tento výočet je tedy lně v souladu s EN 1997-1. 12