Geostatisk pæleberegning

Transkript

1 Geostatisk pæleberegning

2 Anvendelsesområde Programmet beregner træk- og trykbelastede pæle i henholdsvis brudgrænse- og ækvivalent brudgrænsetilstand i vilkårlig lagdelt jord. Derved kan hensyn tages til eventuel asfaltering af pælens overflade i ikke sætningsgivende jordlag og vilkårlig beliggenhed af grundvandspejl. Indtastes både en pælelængde og pælelaster beregnes: 1. Nødvendig pælelængde I brudtilstanden for at kravet F cd < bd + sd skal opfyldes. G + P * γ + 1.5* F 1.4 * skal 2. Nødvendig pælelængde I ækvivalent brudtilstand for at kravet f neg cd opfyldes. (S sætningsgivende last) Indtastes en pælelængde og ingen pælelaster, beregnes bd+sd for indtastet pælelængde. Programmet kan altså også bruges til beregning af trækpæle. Forudsætninger Beregning af positivt overflademodstand i brudtilstanden udføres kun for ikke asfalterede flader. I sætningsgivende lag (bløde lag) beregnes overflademodstanden kun om dette markeres eksplicit af brugeren. Ved beregning af negativ overflademodstand for ikke asfalterede flader vælges den mindste af følgende to værdier: 50 kn/mý og beregnet overflademodstand. Ved beregning af negativt overflademodstand for asfalterede flader, vælges den mindste af følgende to værdier: 10 kn/m² eller 25% af beregnet overflademodstand. Man kan maximalt indtastes 16 jordlag. Pælens egenvægt skal beregnes af brugeren og summeres til pælelasten. Niveauet for terræn er identisk med niveauet for det øverste jordlag, der indtastes i rutinen 'Jordlag'. Et jordlag, der betegnes som fyldlag, indgår ikke i beregningen af q m. Derimod beregnes negativ overflademodstand for den del af jordlaget, der ligger under niveauet for pælehovedet. 1

3 Beregning Beregningsresultaterne vises på skærmen. Først vises bæreevneberegningen i brudtilstanden. Er den indtastede pælelængde for kort, forlænges denne til bæreevnen er opfyldt. Derefter udføres bæreevneberegningen i ækvivalent brudgrænsetilstand. Programmet udgår fra nødvendig pælelængde i hht. brudgrænsetilstanden. Pælelængden kan altså aldrig blive kortere end den pælelængde, der kræves for at opfylde kraven i brudgrænsetilstanden. Er pælelængden for kort, forlænger programmet pælen, til bæreevnen er opfyldt. For hver af de to beregninger vises udnyttelsesgraden. Selv om programmet forsøger at opnå 100% udnyttelse af pælens bæreevne, er dette ikke altid muligt. Krydser pælen en laggrænse, vil der ofte ske et spring i spidsmodstanden. Bæreevne i brudgrænsetilstanden Sikkerhed mod bæreevnebrud opnås ved at nedenstående ulighed er opfyldt: Fcd cd hvor F cd regningsmæssig aksial tryklast i brudgrænsetilstanden cd summen af regningsmæssige bæreevnekomponenter ved aksiallast i brudgrænsetilstanden. Den regningsmæssige bæreevne bestemmes for trykpæle: + cd = bd sd hvor bd = regningsmæssig spidsmodstand og sd = regningsmæssig overflademodstand bd og sd bestemmes som: bd bk = og γ b sd sk =, hvor γ b * bk = qbk Ab (karakteristisk værdi af spidsmodstand) og sk = n i= 1 q sik * Asi (karakteristisk værdi af overflademodstand) A b = tværsnitsareal og A si = overfladeareal i jordlag i q bk karakteristisk værdi af spidsmodstanden pr. arealenhed q sik karakteristisk værdi af overflademodstanden pr. arealenhed i lag nr. i Beregningsreglerne er udformet så brudbæreevnen ved brug af de karakteristiske værdier overstiger den målte bæreevne divideret med 1,5. q bk og q sik i gennemsnit ikke For en prismatisk eller cylindrisk enkeltpæl med spidsen i finkornet jord kan den karakteristiske bæreevne bestemmes ud fra: 1 q * 1.5 bk = *9 c u i finkornet jord 2

4 1 q * 1.5 sik = * m * r c u i finkornet jord 1 ' q sik = * N m * qm i grovkornet jord 1.5 N = 0.6 for trykpæle m m = 1.0 for træ og betonpæle og 0.7 for stålpæle. For rammede pæle med spidsen i meget fast moræneler ( 1 q = *18* 1.5 bk c u c u 300kPa > ) kan der erfaringsmæssigt regnes med Foretages der ikke en nærmere bestemmelse, kan regenerationsfaktoren for finkornet jord sættes til r = 0.4, når der ikke regnes med større styrker end cu = 500 kpa. Ved beregning av negativ overflademodstand bør der regnes med r = 1.0 Anvendelsesgrænsetilstand, negativ overflademodstand Overflademodstanden kan blive negativ i det bløde ler og i opfyldningen. Pælens regningsmæssige negative overflademodstand ved geostatisk beregning bliver F neg = n i= 1 q sik 1.0 * A si Hvis 1.5* F neg < den sætningsgivende last skal den geostatisk beregnede negative overflademodstand anvendes, det vil sige: G + P * γ + 1.5* F 1.4 * f neg cd 3

5 Hovedmenu Alle inddata og beregningsrutiner aktiveres fra programmets hovedmenu. 4

6 Arkiv og værktøjsliste Arkiv Klikker man på Arkiv åbnes nedenstående rullegardinsmenu. Disse underrutiner beskrives i de efterfølgende afsnit: Ny Man åbner et nyt projekt ved at klikke på Ny, vælge mappe og indtaste et projektnavn. Åbne Man åbner et eksisterende projekt ved at klikke på Åbne og vælge den mappe, hvor det søgte projektet ligger. Sagsinformation Ved at klikke på Sagsinformation åbnes et vindue, hvor man beskriver det aktuelle projekt. Denne information kan printes ud i forbindelse med resultatudskrifterne. Gemme Man gemmer et eksisterende projekt ved at klikke på Gemme og vælge den mappe, hvor det aktuelle projektet skal gemmes. Husk at gemme løbende eftersom programmet ikke automatisk gemmer inddata. Gemme som Man gemmer et eksisterende projekt under et andet navn ved at klikke på Gemme som, vælge mappen, hvor det aktuelle projektet skal gemmes og indtaste et nyt navn. Skriverindstilling I denne rutine kan man ændre valget af printer. Udskrift Klikker man på Udskrift, åbnes et vindue, hvor man markerer hvilke resultatgrupper, som skal udskrives. Seneste projekt Klikker man på denne rubrik, vises de seneste beregningerne. Afslutte Klikker man på Afslutte, lukkes programmet. Har man ændret i inddata, spørger programmet om man vil gemme inden programmet lukkes. 5

7 Værktøjsliste Ikon Nr. 1: Ved at klikke på ikon Nr. 1 åbnes en ny sag Ikon Nr. 2: Ved at klikke på ikon Nr. 2 hentes en eksisterende sag. Ikon nr. 3: Ved at klikke på ikon Nr. 3 gemmes den aktuelle sag. Ikon nr. 4: Ved at klikke på ikon Nr. 4 sendes inddata og beregning til printer. Ikon nr. 5: Håndbog. I 6 og 7 vises x- respektive y-koordinaterne for musepilen. 6

8 Systemdata/Laster Partialkoefficienter Gamma_b for normal Funderingsklasse, default = 1.3 ( bd = bk / γ b og sd = sk / γ b ) Gamma_f partialkoefficient for laster default = 1.50 Gamma_fi (friktion overflademodstand default = 1.5) Gamma_c2 (kohæsion overflademodstand default = 1.5) Gamma_ms (materialekoefficient friktion spidsmodstand default = 1.5) Gamma_ms (materialekoefficient kohæsion spidsmodstand default = 1.5) Npk indtastes kun ved beregning iht. svensk Bronorm ellers = 1.0 Fm : maks negativt overflademodstand for alle bløde lag. (Lag med J i første position). Er denne værdi < den beregnede, erstattes den beregnede negative overflademodstand med den indtastede fm-værdi. Beregning iht. til svensk Bronorm (Ja,Nej) Skal overflademodstand medregnes i sætningsgivende lag i brudgrænsetilstanden. (Ja, Nej). 7

9 Pælegeometri/niveauer Man vælger mellem kvadratiske og cirkulære tværsnit. Man skal ikke indføre teoretiske laggrænser for at beskrive beliggenhederne for pælehovedet, GVS og skønnet pælelængde. Bemærk følgende restriktioner: Koten for pælehovedet må ikke ligge over første laggrænse. Beregningen af overflademodstanden starter altid fra pælehovedet. Koten for grundvandsspejlet GVS er uafhængig af laggrænserne. Over GVS beregnes qm med gamma og under GVS med gamma' (gamma_effektiv). Startniveauet for pælespidsen er uden betydning. Ønsker man at optimere pælelængden, bør den altså skønnes klart mindre end nødvendig længde. Kote pælespids kan også ligge under det sidst indtastede jordlag. Programmet forudsætter, at det sidste jordlag har ubegrænset udstrækning nedad. 8

10 Sætningsgivende laster Programmet accepterer to typer af sætningsgivende laster: 1. En sætningsgivende regningsmæssig terrænlast kpa, der altid indgår i beregningen af Fneg. Altså Fneg = terrænlast + overflademodstand i sætningsgivende jordlag. 2. Den største sætningsgivende regningsmæssige last i kn, der påvirker det første ikke sætningsgivende jordlag, må beregnes af brugeren. Den benyttes kun i beregningen, hvis denne er mindre end 1.5*Fneg. Er begge disse laster = 0, forekommer ingen sætning og Fneg beregnes ikke. Ønsker man alligevel at beregne Qneg, kan man tvinge programmet til dette, ved at indtaste en sætningsgivende terrænlast = 1.0 kn/m2. Alternativt kan man indtaste en 'stor' sætningsgivende last (større end forventet Fneg) og opnår dermed samme resultat. Da denne last imidlertid optræder i inddataprotokollen og måske skal forklares, er dette dog ikke den bedste måde at løse problemet på. Pælelaster Den permanente pælelast skal indeholde pælens egenvægt. NB! Både den permanente pælelast og pælens nyttelast angives med karakteristiske værdier. Programmet forlænger automatisk den indtastede pælelængde indtil alle normens krav i brud- og anvendelsestilstanden er opfyldte. Indtastes ingen pælelaster, beregner programmet kun bæreevnen for den indtastede pælelængde. 9

11 Jordlag Beskrivelsen af jordforholdene sker i denne inddatarutine. Første laggrænse forudsættes at falde sammen med kote terræn. For at beregningen skal have mening, skal der findes mindst et 'fast' lag (ikke sætningsgivende jordlag). Dette skal selvfølgelig ligge nederst. Kote: Jordlagets øvre grænse. Brug altid tegningens værdier. Så slipper man at omregne koterne og undgår en ofte forekommende fejlkilde. Gam: Gam': Jordens egenvægt over grundvandspejlet. Jordens egenvægt under grundvandspejlet (gamma-effektiv). Cu: Jordlagets forskydningsstyrke kn/m². Indtastes en værdi i dette inddatafelt, skal også regenerationsfaktorerne (reb og rea) indtastes både for brud- og anvendelsestilstanden. Spf: I dette inddatafelt indtastes: for lerlag en faktor mellem 8 og 18 afhængig af lerart. For friktionsjord indtastes friktionsvinkelen phi_pl, der benyttes ved beregning af spidsmodstanden. Overflade: I dette inddatafelt indtastes: 'm'-værdi for lerjorden respektive faktoren 'Nm' for friktionsjord. Faktoren 'm' for lerjord antager normalt værdien 1.0 og faktoren 'Nm' for friktionsjordværdien 0.6. reb: er regenerationsfaktoren i brudtilstanden. Foretages der ikke en nærmere bestemmelse kan regenerationsfaktoren sættes til 0.4, når der ikke regnes med større styrker end cu = 500 kpa. rea: er regenerationsfaktoren i anvendelsestilstanden. Ved beregning af negativt overflademodstand bør der regnes med rea = 1.0. Jordlag: I dette inddatafelt indtastes 3 bogstaver (en kombination af J og N) med hvilke man beskriver følgende: Position 1: 10

12 (J/N). 'J' beskriver, at jordlaget er sætningsgivende (blødt). Bogstaven 'N' markerer altså at det aktuelle lag ikke er sætningsgivende. Det skal altid findes mindst et ikke sætningsgivende lag. Videre gælder, at ikke sætningsgivende jordlag, ikke kan efterfølges af sætningsgivende jordlag. Position 2: (J/N). 'J' beskriver, at pælen i det aktuelle jordlag er asfalteret. Bogstaven 'N' beskriver således, at pælens overflade ikke er asfalteret i det aktuelle jordlag. Position 3: (J/N). 'J' beskriver, at det aktuelle jordlag er et fyldlag. Dette medfører, at jordlagets vægt ikke indgår i den lagvise beregning af qm i brudgrænsetilstanden. Et fyldlag kan kun forekomme som lag nummer 1. Fneg beregnes kun for jordlag med betegnelsen 'J' i første position. sd beregnes kun for jordlag med betegnelsen 'N' i første position. 11

13 esultat Vælges beregning fås følgende skærmbillede, hvor alle nødvendige delresultater præsenteres. Skærmresultater Udskriftvalg I menuen 'esultatudskrifter' markeres de afsnit som skal printes. 12