Historik DS415 (DS409) NSK CC ,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2. 1,75 1,8 1,8 cu 1,8 1,8 1,8 1,3 1,3 1,5 Q 1,5 1,4* 1,4* Side 4

Transkript

1

2 Side 2

3 Side 3 Agenda Historik - partialkoefficienter på jords styrke og på variabel last Definition af karakteristisk parameter Baggrund for reduktion af partialkoefficient for variabel last (trafiklast) på baner og broer indført med Nationalt Anneks, 2010 Konklusion / Opsamling

4 Side 4 Historik DS415 (DS409) DK NA NSK CC ,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 c1 1,5 1,5 1,5 c 1,2 1,2 1,2 c2 1,75 1,8 1,8 cu 1,8 1,8 1,8 Q 1,3 1,3 1,5 Q 1,5 1,4* 1,4* c1 : Stabilitet og jordtryk (c og c u ) c2 : Bæreevne af fundamenter (c og c u ) * : Broer og dæmninger (fortsat 1,5 for bygninger)

5 Side 5 Definition af karakteristisk parameter Før 1998 skulle den karakteristiske parameter udledes som et forsigtig skøn af de relevante måledata. Med DS415:1998 og senere i DS/EN fra 2008 blev dette ændret til, at den karakteristiske parameter skulle fastlægges ud fra et forsigtigt skøn af værdien, som styrer forekomsten af den betragtede grænsetilstand.

6 Side 6 Før 2008 blev anvendt partialkoefficient c = 1,8 på kohæsion ved bæreevneberegninger og c = 1,5 på kohæsion ved jordtryks- og stabilitetsberegninger Brinch-Hansen, Geoteknisk Institut Bulletin 1 (1956): Brudzoner for fundamenter og pæle er af betydelig mindre udstrækning end dem, der optræder i stabilitets- og jordtryksproblemer. Tilfældige variationer spiller derfor en større rolle ved fundamenter og pæle, hvilket bør give sig udtryk i en større sikkerhedsgrad. JBH ligger altså her op til, at for at få samme sikkerhed i bæreevne-, jordtryks-, og stabilitetsberegninger, måtte der anvendes 2 forskellige partialkoefficienter, når den karakteristiske parameter alene blev fastlagt som et forsigtigt skøn ud fra de relevante måledata altså èn og samme karakteristiske parameter uden hensyn til den grænsetilstand man undersøgte.

7 Side 7 I DS415:1998 var denne nye definition på en karakteristisk parameter indført, men partialkoefficienterne stod på det tidspunkt uændret i forhold til tidligere. Ved indførelsen af det Nationale Anneks til Eurocode 7 i 2008, blev partialkoefficienterne knyttet til parametrene (, c og c u ) og ikke længere til grænsestiltanden. Til gengæld skulle den karakteristiske parameter nuanceres i forhold til hvilken grænsetilstand der undersøges.

8 Dette betyder, at der ofte skal udledes én værdi til beregning af fundamenters bæreevne, hvor der tages hensyn til, at fundamenter er (kan være) små i udstrækning og derfor følsomme over for tilfældige variationer i styrken, og at den karakteristiske parameter derfor ofte her må udledes som en forsigtig nedre værdi. Tilsvarende er den karakteristiske parameter til brug for fx store fundamenter og stabilitetsberegninger i højere grad en forsigtig middelværdi af styrken i det store jordvolumen eller i de jordzoner, som styrer denne grænsetilstand. Side 8

9 Side 9 Opsummering Efter indførelsen af den nye definition på en karakteristisk værdi skulle ændringen i partialkoefficienter på jordens styrke sikre, at der blev opnået samme sikkerhed på fx bæreevneberegninger og stabilitetsberegninger som tidligere. Hvor dette tidligere blev opnået ved nuancering af partialkoefficienten, opnås dette nu ved nuancering af den karakteristiske parameter: Før 2008: c u (forsigtig nedre værdi), =1,5 og 1,8 => M sf = 1,0 Efter 2008: c u (små fundamenter) < c u (stabilitet), = 1,8 => M sf = 1,0 Med fastholdt c = 1,5 risikerede den nye definition på en karakteristisk værdi at lede til en reduktion i sikkerhedsniveau for stabilitets- og jordtryksberegninger.

10 Designers Guide to EN Side 10

11 Side 11 Designers Guide to EN Jo flere forsøg jo bedre bestemmelse af den karakteristiske værdi Hvis kun få forsøg til rådighed, vil afstand mellem middelværdi og karakteristisk værdi blive større Jo større variation i forsøgsresultater, jo større usikkerhed på den karakteristiske værdi og dermed større margin mellem middelværdi og karakteristisk værdi Pas på med middelværdi betragtninger da eventuelle helt afgørende svage zoner sløres og dermed undervurderes!

12 Side 12 Brospecifikke NA I 2009 iværksatte Banedanmark og Vejdirektoratet et arbejde med henblik på at kalibrere partialkoefficienten på trafiklast (variable last) med det krævede sikkerhedsindexniveau ( = 5,2 i CC3) som target (for at undersøge om Q kunne reduceres fra 1,5 til?) Arbejdsgruppe: COWI, Geo samt Aalborg Universitet Rapporterne ligger tilgængelige på DGF s hjemmeside

13 Side 13

14 Side 14

15 Side 15 Brospecifikke NA Der blev opstillet analytiske udtryk for bæreevnen af et fundament ud til en skråning (øvreværdiløsning / kinematisk tilladelig løsning), som blev sammenlignet med JBH bæreevne og bæreevner bestemt efter PLAXIS og Slope (optimeret brudfigur) Den analytiske model blev anvendt som input til den probabilistiske analyse Der blev opstillet repræsentative svigtfunktioner og sikkerhedsindeks,, blev beregnet med bla. følgende variationskoefficienter: Udrænet / effektiv kohæsion, c u /c : V m = 0,20 Effektiv friktion, tan(φ ): V m = 0,05 Model usikkerhed, X m : V 2 = 0,05

16 Side 16

17 Side 17

18 Resultat - Dæmninger Side 18

19 Side 19 Eksempel: Analytisk udtryk med = 38, = 1,32 samt Q = 1,4 giver under de anvendte forudsætninger lige netop tilstrækkelig bæreevne og beregnes til 5,8 Analytisk udtryk med c u = 60 kpa, cu = 1,98 samt Q = 1,4 giver under de anvendte forudsætninger lige netop tilstrækkelig bæreevne og beregnes til 5,1 (<5,2)

20 Side 20 Konklusion Ændring i definition af hvorledes en karakteristisk parameter udledes, nødvendiggjorde en revision af partialkoefficienter på jords styrke for at opretholde uændret sikkerhedsniveau. Arbejdet med de Brospeciffike NA ledte til, at Q for broer og dæmninger kunne reduceres fra 1,5 til 1,4 givet de partialkoefficienter som var (og er) gældende herunder cu = 1,8 (1,98 i CC3) med andre ord, så viser det arbejde som blev udført i 2009 i forbindelse med de Brospecifikke NA, at de nuværende partialkoefficienter for variabel last og jords styrke leder til de af Banedanmark og Vejdirektoratet krævede sikkerhedsindeksværdier ( -værdier), og at der under de her anvendte forudsætninger ikke er belæg for at postulere, at cu = 1,8 (1,98 i CC3) er urimelig høj og leder til voldsom overdimensionering af fx Banedanmarks dæmningskonstruktioner

21 Tak for opmærksomheden Side 21