Dr. Móczár Balázs

1

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Alapkérdések:

• Hogyan vesszük figyelembe a talajösszletet?

• Ágyazási tényezős eljárások (mai gyakorlat : AXIS VM Winkler-ágyazás (ágyazási tényező)

• Végeselemes modellezés (jellemzően felkeményedő talajmodell) – 2D vagy 3D

• A vasbeton lemez merevségének szerepe

• Az épület merevségének a szerepe

• A lemez + épület merevségének a szerepe

• Az előterhelés hatása

• Az építési ütem, terhelési lépcsők hatása (konszolidáció)

2

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Talpfeszültséget befolyásoló tényezők:

• A terhelő alaptest tulajdonságai:

oaz alaptest merevségétől

oaz alapokra helyezett egész építmény merevségétől

oaz alapozás síkjának térszín alatti mélységétől

oaz alaptest nagyságától (szélességétől)

oaz alaptest alakjától.

(Folytatás…)

3

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Talpfeszültséget befolyásoló tényezők:

• A talaj tulajdonságaitól:

oa talaj szemcsés vagy kötött voltától (feszültségkoncentrációs tényezőjétől), összenyomhatóságától ésnyírószilárdságától

oaz összenyomhatóság és nyírószilárdság időleges változásaitól

oa talaj homogenitásától, rétegzettségétől és oldalkitérési lehetőségeitől

oa talajvíz állásától és ingadozási lehetőségeitől.

• A terhelés és előterheléstől

oa terhelés nagyságától

oa terhelés eloszlási módjától

oa terhelés támadási helyétől.

4

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Talpfeszültség-eloszlás végtelenül merev alaptestek alatt:

5

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Koncentrált erők hatása hajlékony lemeznél (a) és

végtelen hajlékony lemeznél (b)

6

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Alaplemez méretezési eljárások:

A talajsüllyedés-talpfeszültség kölcsönhatás figyelembevé-telére kidolgozott közelítő eljárások 4 csoportba sorolhatók:

végtelen merev gerenda alapján történő számítás

ágyazási tényezőn alapuló eljárás

rugalmas féltér alakváltozásán alapuló eljárás

kombinált módszer

7

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Ágyazási tényezőn alapuló eljárás:

Minél nagyobbak az oszlop, illetve faltávolságok, tehát minél rugalmasabb az alaplemez és minél szilárdabb az altalaj, annál egyenlőtlenebbek lesznek a talpnyomások,

és annál inkább gazdaságos

az alaplemez rugalmasságá-

nak figyelembevétele.

A módszerek kidolgozása:

Winkler, Zimmermann

elméletének kiterjesztésével

Hertz nevéhez fűződik.

8

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Ágyazási tényező :

Pontos, ill. pontosított süllyedésszámítással

Közelítő süllyedésszámítással

Közelítő képlettel

Tapasztalati képlettel

i

iis

qC

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Ágyazási tényező

Felszerkezet modell merev

alátámasztással

i

iis

qC

Talpfeszültség eloszlás

Süllyedés analízis(pontos)

Ágyazási tényező

Felszerkezet modell rugalmas

alátámasztással

Talpfeszültség eloszlás

Süllyedés analízis(pontos)

i

iis

qC

Ágyazási tényező

Felszerkezet modell rugalmas

alátámasztással

Talpfeszültség eloszlás

Süllyedés analízis(pontos)

i

iis

qC

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Átlagos talpfeszültség eloszlás

Közelítő süllyedésszámítás:

Átlagos ágyazási tényező

Javítás:

szélső negyedekben:

belső félben

FBE

ps

s

áá

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

FH/B

L/B = 1,0L/B = 1,6L/B = 2,0L/B = 3,0L/B = 5,0L/B = 10,0

A

Fpá

á

áá

s

pC

ááb CC 8,0

áák CC 6,1

F: süllyedési tényező

H: az összenyomódó réteg vastagságaBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

FBE

ps

s

áá

á

áá

s

pC

FB

E

s

pC s

s

áá

1

Négyzetes pontalap F ≈ 0,5

B

EC sá 2

Sávalap F ≈ 1,0

B

EC sá

Javítás:

szélső negyedekben:

belső félbenááb CC 8,0

áák CC 6,1

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Ágyazási tényező becslése

Javítás:

szélső negyedekben:

belső félbenááb CC 8,0

áák CC 6,1

Négyzetes pontalap

B

E

BBBEC ssá

3

111

Sávalap

0

111

mLBEC sá

B

E

BBEC ssá

5,1

2

111BME Szilárdságtani és T

artószerkezeti Tanszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

ModellméretSzerkezeti merevségAnyagmodellekEredmények értékelése

!?BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Plaxis 3D vizsgálatok:

A kutatás alapját egy 32x32 m-es befoglaló méretű, földszint+7 szintes szimmetrikus elrendezésű, felszínen fekvő alaplemezzel készülő vasbeton vázas épület adja.

Az épület főbb geometriai méretei:

Szintmag.: 3 m

pil.raszt. táv.: 8 m

pil. km. : 40x40 cm

föd. vast. : 25 cm

alaplem. vast.: 40 cm (vált. param.)

15

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Dobozmodell jellemzői:

Szimmetria viszonyok miatt csak a rendszer negyedét szükséges modellezni;

Vízszintes értelemben 16 m az épület széleitől;

A dobozmodell mélységi értelemben történő lehatárolása vizsgálati szempont (süllyedések!)

16

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Modellben alkalmazott szerkezeti elemek:

Pillér-alaplemez ill. pillér-födém kapcs: merev befogás (nem változtatható paraméter)

Tehermodell:

Önsúly és hasznos terhek (felületen megoszló terhek –

3,5 ill. 4,0 kN/m2)

17

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Talaj paraméterek:

Homogén talajtest vizsgálata

Az egyes talajjellemzők konstansok. A nyírószil. paraméterek ill. térf. súly változása (akár 30%) az eredmény szempontjából elhanyagolható változást okoz (< 5%).

18

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Anyagmodellek:

Mohr-Coulomb (elsőrendű közelítéssel írja le a talajtömeg viselkedését, azaz a feszültség-alakváltozás görbét lineáris összefüggés jellemzi, ami 5 paraméter együtteséből áll elő):

E: rugalmassági vagy Young-modulus

u: Poisson-tényező

c: kohézió

ϕ: belső súrlódási szög

ψ: dilatációs szög (Jáky ajánlása alapján: ψ=ϕ-30°)

Az adatok megadásánál lehetőség nyílik arra, hogy a könnyebben mérhető összenyomódási modulus és a Poisson-tényező megadásával, a program automatikusan számítsa az ismert, rugalmas izotróp anyagokra vonatkozó Hooke-törvényből a rugalmassági modulust.

19

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Anyagmodellek:

Mohr- Coulomb

20

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Anyagmodellek:

Felkeményedő (hiperbolikus modellek közé tartozik és másodrendű közelítést alkalmazva írja le a rugalmas-képlékeny viselkedést, így képes figyelembe venni, hogy a nagyobb átlagos normálfeszültséggel terhelt talajzónák kisebb alakváltozást szenvednek, azaz merevebben viselkednek): c: kohézió ϕ: belső súrlódási szög ψ: dilatációs szög (Jáky ajánlása alapján: ψ=ϕ-30°) E50

ref:a deviátor-feszültség 50%-ához tartozó húr modulus a drénezetttriaxiális vizsgálatnál

Eeodref: összenyomódási modulus (a referencia feszültség értékéhez

tartozó érintő modulus az ödométeres vizsgálatnál) Eur

ref: a tehermentesítés-újraterhelés folyamatához tartozó húr modulus

m: a kompressziós görbét leíró hatványfüggvény kitevője

21

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Felkeményedő talajmodell (HS) – PLAXIS – Kompressziós kísérletből

22

m

refref,oedoed

pEE

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Felkeményedő talajmodell (HS) – PLAXIS – Triaxiáliskísérletből

23

m

ref

3ref,5050

pctgc

ctgcEE

a

501

q

q1

q

E2

1

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Anyagmodellek:

Felkeményedő (HS)

24

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Modellel kapcsolatos egyéb jellemzők:

Talajvíz figyelembevétele nélküli számítás

Interface elemek:

Az interface-ek tömeg és vastagság nélküli modellelemek

Lehetővé teszik az egymással érintkező talaj és a szerkezeti részek ugyanazon feszültségek hatására bekövetkező (anyagtulajdonságaikból eredő) különböző elmozdulását egyazon helyen

Talaj nyírószilárdsági paramétereivel jellemzett interfaceelemek kerültek beállításra, így nincs lecsökkentve a falsúrlódás hatása a szerkezetek környezetében

25

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Végeselem háló:

Számítási lépések: Kezdeti állapot; (térfogatsúlyból számított kezdeti fesz.)

Szerk. felépítése; (kis elmozdulások, rugalmas-képlékeny szám. módszer, időtényező figyelembevétele nélkül; Szerkezet teljes tömegének figyelembevételével)

Terhek hozzáadása

26

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

27

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Modellmélység szerepe:

Az alapsíkon fellépő többletfeszültség értéke: 84,09 kPa.

A többletfeszültség és a kezdeti hatékony feszültség 20, 25 és 50%-ával egyenértékű feszültségek mélységbeli lefutása

28

11,3 m

0123456789

1011121314151617181920

0 50 100

Ala

psí

k al

atti

mél

ység

(m)

Feszültség (kPa)

Feszültségek a karakterisztikus pontban

süllyedést okozótöbbletfeszültség

hatékonyfeszültség 20%-a

hatékonyfeszültség 25 %-a

hatékonyfeszültség 50 %-a

határmélységBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Határmélységek különböző elméletek alkalmazásával

20% hat. fesz. lehatárolás süllyedésszámítás eredményei

29

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Különböző modellmélységek vizsgálata: 5, 10, 15, 20 m mély dobozmodell. (MC és HS talajmodellek)

Süllyedések átlagértéke (PLAXIS 3D)

30

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

!

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Különböző modellmélységek vizsgálata: 5, 10, 15, 20 m mély dobozmodell. (MC és HS talajmodellek)

Süllyedések átlagértéke (PLAXIS 3D)

31

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

!

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Különböző modellmélységek vizsgálata: 5, 10, 15, 20 m mély dobozmodell. (MC és HS talajmodellek)

Süllyedések átlagértéke (PLAXIS 3D)

32

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Különböző modellmélységek vizsgálata: 5, 10, 15, 20 m mély dobozmodell. (MC és HS talajmodellek)

Süllyedések átlagértéke (PLAXIS 3D)

33

-300

-250

-200

-150

-100

-50

05 10 15 20

Átl

agsü

llyed

és (m

m)

Modellmélység (m)

Átlagsüllyedés a modellmélység függvényében a négyféle altalaj esetén "Mohr-Coulomb" modellel

homokos kavics

homok

homokos iszap

közepes agyag

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

05 10 15 20

Modellmélység (m)

Átlagsüllyedés a modellmélység függvényében a négyféle altalaj esetén "felkeményedő" talajmodellel

homokos kavics

homok

homokos iszap

közepes agyag

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Alaplemez süllyedései:

34

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

35

-60

-40

-20

00 2 4 6 8 10 12 14 16

Sü

llyed

és (

mm

)

Távolság a lemez középpontjától (m)

Alaplemez süllyedése a lemezközépen "felkeményedő" modellel a határmélység függvényében homokos kavics altalaj esetén

hk_5m_hs

hk_10m_hs

hk_15m_hs

hk_20m_hs

-50

-40

-30

-20

-10

00 2 4 6 8 10 12 14 16

Sü

llyed

és (

mm

)

Távolság a lemez középpontjától (m)

Alaplemez süllyedése lemezsávban "felkeményedő" modellel a határmélység függvényében homokos kavics altalaj esetén

hk_5m_hs

hk_10m_hs

hk_15m_hs

hk_20m_hs

-50

-40

-30

-20

-10

00 2 4 6 8 10 12 14 16

Sü

llyed

és (

mm

)

Távolság a lemez középpontjától (m)

Alaplemez süllyedése a lemezszélen "felkeményedő" modellel a határmélység függvényében homokos kavics altalaj esetén

hk_5m_hs

hk_10m_hs

hk_15m_hs

hk_20m_hs

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

36

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Következtetések:

A határmélység hatása a relatív süllyedésekre elhanyagolható.

A határmélység az ABSZOLÚT süllyedésekre van hatással.

(További számítások: 15 m mélységű dobozmodell)

Talaj összenyomódási modulusának hatása:

kavics → agyag … teher szétosztása („szétkenése”)

fesz. csúcsok csökkenése

37

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Igénybevételek:

(Talajmodell hatása elhanyagolható)

38

-1000

-800

-600

-400

-200

0

200

400

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Ala

ple

mez

faj

lag

os

mx

nyo

mat

éka

(kN

m/m

)

Távolság a lemez középpontjától (m)

Alaplemez fajlagos nyomaték-eloszlása a lemezközépen a határmélység függvényében homokos kavics altalaj esetén

hk_5m_mc

hk_10m_mc

hk_15m_mc

hk_20m_mc

hk_5m_hs

hk_10m_hs

hk_15m_hs

hk_20m_hs

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

(Modellmélység hatása elhanyagolható)39

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

40

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Alakváltozások összehasonlítása:

41

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

AXIS VM modell

felvétele

Pillér-lemezek kapcsolata (beállítási lehetőség: félmerev kapcs. –összehasonlítás miatt merev) 42

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Tehermodell (teherkombinációk, 1.0 szorzóval)

(Plaxis modellel azonos)

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

43

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Ágyazás felvétele (Winkler):

Ágyazási tényező értékei különböző közelítő módszerek alapján

Axis feljesztők ajánlása: széleken 2×, sarkokban 4× ágyazási tényező; szélső sávban 1,6×, a belső részeken 0,8.

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

44

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Ágyazás felvétele (Winkler szerint):

Ágyazás felvétele a plaxis számítás alapján kalibrált modellel:

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

45

!

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Lemezvastagság hatásának vizsgálata (merevség):

PLAXIS modell

eredményei

(40 és 60 cm

vastag lemez)

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

46

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Lemezvastagság hatásának vizsgálata (merevség):

PLAXIS modell

eredményei

(80 és 100 cm

vastag lemez)

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

47

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Lemezvastagság hatásának vizsgálata (süllyedések változása):

PLAXIS modell

eredményei

(homokos kavics

és agyag esetén)

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

48

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Talpfeszültség-eloszlás:

PLAXIS modell

eredményei

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

49

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Ágyazási tényező eloszlása:

PLAXIS modell

eredményei

(származtatott értékek)

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

50

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Megállapítható, hogy

mivel a süllyedések és talpfeszültségek lefutása gyakorlatilag azonos, az ágyazási tényező eloszlása is megegyezik ezekkel

az eloszlás a négy különböző talajra azonosnak tekinthető, eltérés csak az értékek nagyságában jelentkezik.

az igen hajlékony 40 cm-es alaplemeztől eltekintve az ágyazási tényező értéke egy adott talaj esetén nem függ az alaplemez vastagságától

a javított Winkler-féle ágyazási eloszlással ellentétben az ágyazási tényező értéke alaplemez szélső szűk tartományát kivéve konstansnak tekinthető

a szemcséstől a kötött talajok felé haladva a szélső és belső tartomány közötti ágyazási tényező arány egyre nagyobb

a szélső és a belső tartományra vonatkozó konstans érték aránya a következőképpen alakul a kétféle talajmodell szerint

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

51

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Nyomatéki igénybevételek az alaplemezben lemezközépen (Plaxis)

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

52

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

53

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

Nyomatéki igénybevételek az alaplemezben lemezközépen (AXIS)

Közelítő (Winkler)

Ágyazással

-40 cm lemezzel

(homokos kavics)

Plaxis alapján

„pontos” ágyazással

-40 cm lemezzel

(homokos kavics)

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

A nyomatéki eloszlást tekintve a hajlékony (40 cm) és a merev (100 cm) alaplemez esetén ugyanazok figyelhetők meg a Plaxisés az AXIS eredmények összehasonlításával:

a negatív nyomatékok Axis VM modellből kapott értéke jelentősen nagyobb mindkét esetben, mint a PLAXIS modellből kapottak

a pontosabb ágyazattal kapott pozitív nyomatékok nagyon jól visszaadják a PLAXIS-eredményeket

a közelítő (javított Winkler-) ágyazat a szélső mezőben túlbecsli, a középső mezőben pedig jelentősen alulbecsli a pozitív nyomatékok értékét

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

54

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Talajmerevség hatásának eltérése a két modell esetén

Lemezvastagság hatása a födém igénybevételekre (Plaxis-homok):

(A lemezvastagság hatása mér az 1. szinten is minimális; a 7. emelet szintjén már teljesen eltűnik.)

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

55

-100

-50

0

50

100

150

200

0 5 10 15

Távolság a lemez középpontjától (m)

1. szinti födém nyomatéka a lemezközépen felkeményedő modellel a lemezvastagság függvényében

h_40cm_hs

h_60cm_hs

h_80cm_hs

h_100cm_hs-100

-50

0

50

100

150

200

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Faj

lag

os

mx

nyo

mat

ék (k

Nm

/m)

Távolság a lemez középpontjától (m)

7. szinti födém nyomatéka a lemezközépen felkeményedő modellel a lemezvastagság

függvényében

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Összefoglalás: a talaj és szerkezet együttes viselkedését a talaj oldaláról alapvetően az

alakváltozási paraméterek határozzák meg, a nyírószilárdsági paraméterekhatása nem jelentős;

a „Mohr-Coulomb” és a „felkeményedő” talajmodell eltérései az átmeneti éskötött, azaz kisebb összenyomódási modulussal rendelkező talajok eseténjelentkeznek: ezeknél a talajtípusoknál már jelentős szerepe van a mélyebbenfekvő talajtömeg merevebb viselkedése figyelembe vételének, azaz az irreálisannagy süllyedések elkerülése érdekében a „felkeményedő” talajmodellalkalmazása javasolt ;

a modellmélységnek a talajtípustól függetlenül nincs hatása a relatívsüllyedésekre, viszont az abszolút süllyedéseket jelentősen befolyásolja;

az alaplemezben ébredő fajlagos nyomatéki igénybevételek alakulásában nincsjelentős szerepe a választott talajmodell típusának;

a modellmélység szerepe az igénybevételek szempontjából talajtípustólfüggetlenül elhanyagolható mértékű, ugyanis az igénybevételt okozó relatívsüllyedések a modellmélység változtatásával is közel állandóak;

végeselemes módszerrel számított átlagsüllyedések minden esetbennagyobbak, mint a közelítő módszerrel kapottak;

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

56

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Összefoglalás: PLAXIS szoftverrel és a Winkler-féle javított ágyazási tényezős módszerrel kapott

átlagos ágyazási tényező jó egyezést mutat szemcsés és átmeneti talajokra,viszont a kötött talajok esetén a PLAXIS szoftverrel jelentősen kisebb ez az érték

kisebb összenyomódási modulussal rendelkező talajok esetén jelentősen kisebbeka relatív süllyedések, a talaj szétosztja a koncentrált terhekből adódótöbbletfeszültségeket

egyre merevebb alaplemez esetén egyre csökken a koncentrált terhelésbőlszármazó relatív süllyedések nagysága, a süllyedéseloszlás egyre jobbanmegközelíti a tisztán megoszló teherrel terhelt lemezekre jellemző alakot

a talpfeszültség a lemezszélen csak egy szűk tartományban növekszik meg, ajavított Winkler-ágyazatnál feltételezett ¼-től eltérően csak a lemez szélességének1/16-ában figyelhető meg fokozatos talpfeszültség-növekedés

az ágyazási tényező eloszlása független a talaj típusától, annak szerepe csak azágyazási tényező abszolút értékében van

az igen hajlékony alaplemeztől eltekintve az ágyazási tényező értéke egy adotttalaj esetén nem függ az alaplemez vastagságától

a javított Winkler-féle ágyazási eloszlással ellentétben az ágyazási tényező értékealaplemez szélső szűk tartományát kivéve konstansnak tekinthető

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

57

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Összefoglalás: hajlékony lemezek esetén az igénybevételek lefutása a talajtípustól függetlenül

alakul a lemez merevségének növelésével a szemcsés és kötött talajokon fellépő

igénybevételek nagysága egyre inkább eltér egymástól, a kötött talajokonnagyobb negatív, viszont kisebb pozitív igénybevételek keletkeznek, azaz anyomatéki ábra alakját megtartva tolódik a negatív nyomatékok irányába

a lemezvastagság növelésével az igénybevételek nagysága is növekszik a süllyedések eloszlása azonos a pontosított ágyazattal felépített Axis VM modellel

és a PLAXIS modellel a javított Winkler-ágyazat jelentősen alulbecsli a lemez széléhez közelebb eső

lemezsáv süllyedéseit PLAXIS szoftverrel minden esetben nagyobb elmozdulások adódnak, mint az Axis

VM szoftverrel a negatív nyomatékok Axis VM modellből kapott értéke jelentősen nagyobb, mint a

PLAXIS modellből kapott a közelítő (javított Winkler-) ágyazat a szélső mezőben túlbecsli, a középső

mezőben pedig jelentősen alulbecsli a pozitív nyomatékok értékét Axis szoftverben kisebb mértékben érvényesül a talaj alakváltozó-képességének

hatása az igénybevételekre a lemezvastagságnak nincs jelentős hatása a födémek igénybevételeire

R u g a l m a s a n á g y a z o t t v a s b e t o n l e m e z e k t e r v e z é s i k é r d é s e i

58

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés