síkalapozások – rekonstrukciós szakmérnöki...

Síkalapozások – Rekonstrukciós szakmérnöki képzés

Takács Attila – BME Geotechnikai Tanszék

Geotechnikai tervezésaz EuroCode7 szerintBME

Szilárd

ságtani

és Tar

tószerke

zeti Tan

szék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

2.

Tartószerkezeti Eurocode-ok

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

3.

Tervezési eljárások

Számításon alapuló geotechnikai tervezésSzokásokon alapuló intézkedések, konstrukciók: olyan egyszerűbb feladatokra, amelyekre nem érdemes, vagy olyan összetett feladatokra , amelyekre nem lehet más tervezési eljárást alkalmazni.Modellkísérletek és próbaterhelések: ha nincs megnyugtató elméleti megoldás, vagy ha ezzel gazdaságosabb megoldás lehet.Megfigyeléses módszer: bonyolult, elméleti számításokkal nehezen leírható feladatok esetén (pl. töltés süllyedésmérések)

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

4.

Általános elvek a számításon alapuló tervezéshez

Legyen összhangban az Eurocode 0 és az Eurocode 7 elveivel és ismertetendők a következők:hatások, melyek lehetnek terhek vagy kényszerelmozdulások, pl. önsúlyból vagy talajmozgásbóltalajok, szilárd kőzetek és egyéb anyagok jellemzőigeometriai adatokalakváltozások, repedéstágasságok, rezgések stb. határértékeia számítási modellek

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

5.

Számításon alapuló gotechnikai tervezés

2.4.1. Általános elvek (2) pontja:

„Figyelembe kell venni, hogy a talajviszonyok ismerete függ az elvégzett geotechnikai vizsgálatok mennyiségétől és minőségétől. Ezen ismeretek megszerzése és a kivitelezés szakszerű irányítása általában sokkal fontosabb az alapvető követelmények teljesítéséhez, mint a számítási modellek és a parciális tényezők pontossága.”

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

6.

Hatások tartósságuk szerintÁllandó hatás (G): egy adott referencia-időszakon belül nagy valószínűséggel mindig működik vagy monoton növekedéssel éri el a határértékét.Esetleges hatás (Q): időbeli változása nem hanyagolható el, és nem is monotonRendkívüli hatás (A): rövid ideig ható, de jelentős nagyságú hatás, mely a tervezési élettartam alatt esetleg felléphetSzeizmikus hatás (AE): földrengésből származóhatásszeizmikus hatások, hóterhek: esetleges és/vagy rendkívülivíz által előidézett hatások: állandó és/vagy esetleges

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

7.

A geotechnikai hatások I.a talaj, a kőzet és a víz súlya,az altalajban működő feszültségek, a földnyomások, a talajvíz nyomása, a szivárgási nyomás,nyílt felszínű vizek nyomása, beleértve a hullámzás hatását, a jégteher,térszíni terhek, forgalmi terhek, kikötési erőkpartfalak esetében,eltávolított térszíni terhek vagy földkiemelés,alábányászás vagy más üregfejtés, ill. alagútépítés miatt bekövetkező elmozdulások,növényzet, a klíma- vagy nedvességtartalom-változás miatti duzzadás vagy zsugorodás,

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

8.

A geotechnikai hatások II.talajtömegek kúszása vagy csúszása vagy süllyedése által okozott szerkezeti elmozdulások,lepusztulás, mállás, diszperzió, öntömörödés vagy kioldódás által okozott elmozdulások,földrengés, robbanás, rezgés vagy dinamikus terhelés okozta gyorsulások, elmozdulások,hőmérsékleti hatások, beleértve a fagyhatást, a horgonyok vagy megtámasztó elemek előfeszítéséből származó erők,a negatív köpenysúrlódás cölöpökön.BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

9.

Tervezési és reprezentatív értékHatások tervezési értéke: Fd=gF·FrepReprezentatív érték: Frep=ψ·FkKarakterisztikus érték: FkAgF parciális tényező lehet:

- gG az állandó jellegű hatásokra - gQ az esetleges jellegű hatásokra

A ψ egyidejűségi vagy kombinációs tényezők:- ψ0 : a karakterisztikus teherszint tényezője- ψ1 : a gyakori teherszint tényezője- ψ2 : a kvázi-állandó teherszint tényezője

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

10.

Parciális tényezők a hatásokhoz (γF) vagy az igénybevételekhez (γE)

A hatás JelÉrtékcsoport

A1 A2

Állandókedvezőtlen

γG1,35 1,0

kedvező 1,0 1,0

Esetlegeskedvezőtlen

γQ1,5 1,3

kedvező 0 0

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

11.

Hatások kombinációi teherbírási határállapotban

ξ – a kedvezőtlen értelmű G állandó hatás csökkentő tényezője„+” – kombinálandó a …-val, P – feszítőerő, Σ – „kombinált hatás” kifejezést jelöli

ik,i0,1>i

iQ,k,1Q,1Pjk,1j

jG, "+""+""+" QQPG ⋅⋅⋅≥

⋅⋅ ∑∑ ψγγγγ

⎪⎩

⎪⎨

⎧

⋅⋅+⋅+⋅+⋅⋅

⋅⋅+⋅⋅+⋅+⋅

∑∑

∑∑

>≥

>≥

1iik,i0,iQ,k,1Q,1P

1jjk,jG,j

1iik,i0,iQ,k,11,0Q,1Pjk,

1jjG,

""""""

""""""

QQPG

QQPG

ψγγγγξ

Ψγψγγγ?

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

12.

Hatások kombinációi használhatósági határállapotban

Karakterisztikus:

Általában irreverzibilis határállapotok esetén használják.

Gyakori:

Általában reverzibilis határállapotok esetén használják

Kvázi-állandó:Általában tartós hatások esetén, és a tartószerkezet megjelenésével (küllemével) kapcsolatban használják.

Parciális tényező: gF=1,0

ik,1i

i0,k,11i

jk, "+" "+" "+" QQPG ⋅∑∑>≥

Ψ

ik,1i

i2,k,11,11j

jk, "+" "+" "+" QQPG ⋅⋅ ∑∑>≥

ΨΨ

ik,1i

i2,1j

jk, "+" "+" QPG ⋅∑∑>≥

Ψ

„+” – kombinálandó a …-val, P – feszítőerő, Σ – „kombinált hatás” kifejezést jelöli

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

13.


Karakterisztikus:


Gyakori:




ik,1i

i0,k,11i

jk, "+" "+" "+" QQPG ⋅∑∑>≥

Ψ

ik,1i

i2,k,11,11j

jk, "+" "+" "+" QQPG ⋅⋅ ∑∑>≥

ΨΨ

ik,1i

i2,1j

jk, "+" "+" QPG ⋅∑∑>≥

Ψ


BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

14.


Karakterisztikus:


Gyakori:




ik,1i

i0,k,11i

jk, "+" "+" "+" QQPG ⋅∑∑>≥

Ψ

ik,1i

i2,k,11,11j

jk, "+" "+" "+" QQPG ⋅⋅ ∑∑>≥

ΨΨ

ik,1i

i2,1j

jk, "+" "+" QPG ⋅∑∑>≥

Ψ


BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

15.

TalajjellemzőkA talajjellemzők karakterisztikus értékének

meghatározása a geotechnikai tervezés egyik leglényegesebb része.

sok geotechnikai paraméter nem valódi állandó, hanem a feszültség és az alakváltozás függvénye,a talaj, ill. a kőzet szerkezete (pl. repedések) más szerepet játszhat a vizsgálatban és mást a geotechnikai szerkezetben, időhatások,a talaj vagy szilárd kőzet szilárdságának csökkenése a szivárgó víz hatására,a dinamikus hatások gyengítő következményei,a vizsgált talaj, ill. szilárd kőzet ridegsége vagy deformálhatósága,a geotechnikai szerkezet megvalósításának módszere,a kivitelezés szakszerűségi színvonalának kihatásai a kivitelezésnek a talajtulajdonságokra gyakorolt hatásai.

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

16.

Talajjellemzők statisztikai feldolgozása

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

17.

Karakterisztikus érték

eloszlás: általában normális vagy log-normális

Xk=Xm(1±kn·vx)

Xm a várható érték (átlag)vx a variációs tényező: vx=sx/Xmsx a szórás

paraméterek: statisztikailag „ismert” v. „ismeretlen”

értelmezhetjük: átlagértékre v. szélsőértékreóvatos becslés: 5 %-os küszöb

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

18.

kn tényező

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

1 10 100

a minták száma (n)

kn té

nyező

A-I

A-II.

B-I.

B-II.

ismert szórás

ismeretlen szórás

5%-os v alószínűségi szint (szélsőértékhez)

50%-os v alószínűségi szint (átlagértékhez)

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

19.

Közelítő-módszer

Xk=Xm(1-0,5·vx)(Schneider, 1997)

eredete: (- normális eloszlás)- stat. „ismert” paraméter- átlagérték- n=10 minta → kn=0,52BM

E Szilá

rdságtan

i és Tar

tószerke

zeti Tan

szék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

20.

Variációs tényezők

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

21.

Talajjellemzők tervezési értéke

A geotechnikai paraméterek tervezési értékeit (Xd) vagy a karakterisztikus értékekből kell meghatározni az alábbi képlettel:

vagy közvetlenül kell becsülni, ekkor a megkövetelt biztonsági szint szempontjából a parciális tényezők nemzeti mellékletben ajánlott értékeit célszerű irányadónak tekinteni.

Mkd XX γ/=

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

22.

Geometriai adatok

terepmagasságtérszín hajlásavízszintekréteghatárok magassági helyzeteföldkiemelési szintekgeotechnikai szerkezet méretei

ad=anom+ΔaΔa: az egyes konkrét szerkezetekre vonatkozó

ajánlások szerintpl. támfalak esetén Δa=min.(0,1h; 0,5m)

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

23.

Talajvíz

GWLk = Becs. max. (Émax)pl. Budapest Építéshidrológiai Atlasza: 1%-os valószínűségű, 100 évente egyszer előfordulóvízszintek

GWLd = mértékadó vízszint (TM)TM=Émax+abe(Émax-Émin) ≥ Émax+50 cm

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

24.

Határállapotok

Teherbírási határállapotok (ultimate limit states):Összeomlással vagy hasonló jellegű szerkezeti tönkremenetellel járó határállapotok (törés jellegű tönkremenetel).Használhatósági határállapotok (serviceability limit states):A tartószerkezet vagy egy tartószerkezeti elem olyan állapotai, melyeken túl a használattal kapcsolatos, előírt követelmények már nem teljesülnek.B

ME Szi

lárdság

tani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

25.

Teherbírási határállapotok

EQU (equlibrium) az egyetlen merev testnek tekintett tartószerkezet vagy talajtömb állékonyságvesztése, melynek bekövetkezésekor az ellenállást a szerkezeti anyagok és a talaj szilárdsága nem befolyásolja jelentősen.

STR (strength) tartószerkezet vagy a tartószerkezeti elemek, pl. a síkalapok, a cölöpök vagy az alapfalak belső törése vagy túlzott alakváltozása, melynek bekövetkezésekor az ellenállást a szerkezeti anyagok szilárdsága jelentősen befolyásolja.GEO (geotechnic) a talaj törése vagy túlzott alakváltozása, melynek következésekor az ellenállást a talaj vagy a szilárd kőzet szilárdsága jelentősen befolyásolja.UPL (uplift) a tartószerkezet vagy a talaj egyensúly-vesztése a víznyomás (felhajtóerő) vagy más függőleges hatás miatti felúszás folytán.HYD (hydraulic) hidraulikus gradiens által a talajban okozott hidraulikus felszakadás,belső erózió vagy buzgárosodás

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

26.

EQU határállapot vizsgálata

Csak a szilárd kőzeten álló szerkezetek (pl. alaptestek, támfalak) kiborulásának

vizsgálatakor használjuk!

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

27.

Példák GEO határállapotra támfalak esetén

Támfalak tönkremenetele az alapjuk alatti talajtörés miatt.BM

E Szilá

rdságtan

i és Tar

tószerke

zeti Tan

szék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

28.

Példák STR határállapotra támszerkezetek esetén

Támszerkezetek szerkezeti tönkremenetelének módjai.BM

E Szilá

rdságtan

i és Tar

tószerke

zeti Tan

szék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

29.

Példák UPL határállapotra

Beágyazott üres szerkezet1 – talajvíz tükör 2 – vízzáró felület

Könnyű töltés felúszása árvízkor1 – talajvíz tükör 2 – vízzáró felület 3 – könnyű töltésanyag

Földkiemelés aljának felúszása4 – eredeti térszín 5 – homok 6 – agyag 7 – kavics

Felúszás ellen lehorgonyzott szerkezet1 – talajvíz tükör 5 – homok 9 – horgonyok

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

30.

Alapkövetelmények

Valamennyi geotechnikai tervezési állapotravonatkozóan igazolni kell, hogy egyetlen, veszélyesnek vélelmezhető határállapot

túllépése sem következik be.

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

31.

Teherbírási határállapotok vizsgálata

alapelv: Ed ≤ Rd

Ed: az igénybevételek tervezési értékeRd: az ellenállások tervezési értéke

Kihasználtság:d

d

RE

=ΛBME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

32.

A tervezés elve

F= hatásX= szilárdságg= parciális tényezők= karakterisztikusE= igénybevételR= ellenállása= méretd= tervezési

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

33.

Tervezési módszerek (DA) design approach

A(ction) ”+” M(aterial) ”+” R(esistance)

A → hatás (nem teher!)M → anyagjellemzők

R → ellenállásNemzeti melléklet(ek)ben meghatározott!

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

34.

DA-1

a magyar nemzeti melléklet szerint

nem használjuk!

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

35.

DA-2*

Kombináció: A1 „+” M1 „+” R2síkalapok, cölöpök, támszerkezetek, horgonyok és bármely más geotechnikai szerkezet tervezéséhez.

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

36.

Parciális tényezők a DA-2* esethez I.


A1 A2


γG1,35 1,0

kedvező 1,0 1,0


γQ1,5 1,3

kedvező 0 0

M1 gM=1,0

Parciális tényezők az igénybevételekhez (γE)BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

37.

Parciális tényezők DA-2* esethez II.

Geotechnikai szerkezet

Az ellenállástípusa Jel

ÉrtékcsoportR2 R3

Síkalap

Talajtörésiellenállás γR;v 1,4 1,0

Elcsúszásiellenállás γR;h 1,1 1,0

Támszerkezetek

Talajtörésiellenállás γR;v 1,4 1,0

Elcsúszásiellenállás γR;h 1,1 1,0

Földellenállás γR;e 1,4 1,0

Az ellenállások (γR) parciális tényezőikülönböző geotechnikai szerkezetek esetében

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

38.

DA-3

Kombináció: A2 „+” M2 „+” R3Rézsűk és bármely geotechnikai szerkezet

általános állékonyságának vizsgálatára

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

39.

Parciális tényezők a DA-3 esethez I.


A1 A2


γG1,35 1,0

kedvező 1,0 1,0


γQ1,5 1,3

kedvező 0 0

R gR=1,0

Parciális tényezők a hatásokhoz (γF)BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

40.

Parciális tényezők a DA-3 esethez II.

Talajparaméter Jel Érték

Hatékony súrlódási szöga γϕ’ 1,35

Hatékony kohézió γc’ 1,35

Drénezetlen nyírószilárdság γcu 1,5

Egyirányú nyomószilárdság γqu 1,5

Térfogatsúly γγ 1,0a Ez a tényező a tanϕ’-re alkalmazandó.

Talajparaméterek parciális tényezői (γM) rézsűk és bármely szerkezet

általános állékonyságának vizsgálatához

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

41.

Parciális tényezők (UPL, EQU és HYD)

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

42.

Használhatósági határállapot (SLS)

alapelv: Ed ≤ Cd

Ed: a vizsgált mozgásjellemző, mint igénybevétel (számított) tervezési értékeCd: a vizsgált mozgásjellemző határértéke

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

43.

Alapmozgások

A B C D

αmax Θmax

smax δ smax

A B C D

Δmax

LAB

A B C D

βmax

ω

s = süllyedés ds = süllyedéskülönbség θ = elfordulás α = szögforgás

Δ = relatív lehajlás Δ /L = lehajlási viszonyszámω = dőlés β = relatív elfordulás

(szögtorzulás)

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

44.

Összefoglalás-változások

Az Eurocode 7 a biztonság kérdését újabb felfogás szerint értelmezi a parciális tényezők meghatározásakor a biztonsági szintet többé-kevésbé az eddig használt biztonsági szinthez igazították (globális biztonság)a számítási eljárásokra szigorúbb kötöttséget ír előmegengedi új, de kellően bizonyított módszerek használatátösztönöz a korszerű számítógépes programok használatára (pl. véges elemes módszer)a talajjellemzők karakterisztikus értékének meghatározására vonatkozóan új eljárásokat ír elő (a tervezői gyakorlatban már korábban is hasonlómegfontolásokat alkalmaztak)

BME S

zilárdsá

gtani és

Tartósz

erkezeti

Tanszék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

45.

Számításon alapuló geotechnikai tervezés

[email protected]

Köszönöm a figyelmet!BM

E Szilá

rdságtan

i és Tar

tószerke

zeti Tan

szék

Tartósz

erkezet-

rekonstr

ukciós

Szakmé

rnöki K

épzés

síkalapozások – rekonstrukciós szakmérnöki...

Documents