HORGONYZOTT RÉSFALSZERKEZET

Esettanulmány Alapozások és földmegtámasztó szerkezetek

tervezése az MSZ EN 1997 szerint c. könyv, 4. fejezetalapján

1

2

F e l a d a t i s m e r t e t é s

Vasbeton vázas épület pince tömbjét körítő horgonyzott résfal szerkezet

3 pinceszint → 9-10 méter mélységű munkagödör kiemelés

Tervezett résfal szerkezet CSAK munkatér-határolás funkciót lát el (!)

Külső oldali föld- és víznyomás felvétele

Alsó agyagrétegbe bekötve kizárja a munkatérből a talajvizet

NEM függőleges teherhordó szerkezet

A megoldás CSAK egy keresztmetszetet vizsgálatának bemutatására szorítkozik

A valóságban MINDEN (különböző) keresztmetszet vizsgálni kell – a különböző talajrétegződés, befogási mélység, stb. ismeretében

A számítás alapú tervezés az EC7 szerinti parciális tényezők figyelembevételével készült

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■

F e l a d a t i s m e r t e t é s – k e r e s z t m e t s z e t v á z l a t o s s k i c c r a j z a

3□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■

F i g y e l e m b e v e e n d ő s z a b v á n y o k

MSZ EN 206-1 Betonok (és korrózióvédelem)

MSZ EN 10080 Betonacél (általános követelmények)

MSZ EN 1990 A tervezés alapjai

MSZ EN 1991-1 Terhek, hatások - általános hatások

MSZ EN 1991-2 Terhek, hatások - hidak terhei

MSZ EN 1992-1 Vasbetonszerkezetek tervezése, általános szabályok

MSZ EN 1997-1 Geotechnikai tervezés, általános szabályok

MSZ EN 1997-2 Geotechnikai tervezés, vizsgálatok

MSZ EN 1998-1 Tervezés földrengésre, általános szabályok

MSZ EN 1998-5 Tervezés földrengésre, alapozás és geotechnikai szempontok

MSZ EN 1538 Résfalépítési előírások (kivitelezés)

MSZ EN 1537 Talajhorgony épitési előírások (kivitelezés)

4□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■

S z e r k e z e t o s z t á l y b a s o r o l á s a

5

MSZ EN 1990 szerint: CC2 kárhányad osztály (közepes) RC2 megbízhatósági osztály. A tervellenőrzést az DL2 osztály szerint kell végrehajtani (tervezővel azonos képzettségű ellenőr, de lehet ugyanannak a cégnek az alkalmazottja), a helyszíni ellenőrzés az IL2 osztály előírásai szerint.

MSZ EN 1997-1 szerint: 2. geotechnikai kategória (közepes)

MSZ EN 1998-1 szerint: II. fontossági osztály (közönséges épület)

Fentieknek megfelelően a modelltényező KFI= 1,0, azaz a szabványokban megadott parciális tényezők alapértéke növelés vagy csökkentés nélkül használandó a számításban (törési kockázat P 10-4, megbízhatósági index 3,7 , ld. MSZ EN 1990). Földrengés szempontjából I= 1,0, azaz a referencia gyorsulást (agR) nem kell növelni.

A szerkezet tervezési élettartama TLR= 50 év.

A fentieken túl célszerű a résfalszerkezetet vízzárósági követelmény szerint is osztályba sorolni. Erre nincs EC előírás, de lényeges előre megfogalmazni az elvárásokat a későbbi viták megelőzésére ill. a megítélés szubjektivitásának kiküszöbölésére (pl. a vonatkozó osztrák ÖBV Richtlinie vagy más előírás szerint)

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■

Ta l a j fi z i k a i j e l l e m z ő k v i z s g . , t a l a j m e c h a n i k a i f e l t á r á s o k

Feltárások helyszínrajza

6□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■

Ta l a j fi z i k a i j e l l e m z ő k v i z s g . , t a l a j m e c h a n i k a i f e l t á r á s o k

3.F. fúrásszelvény

7□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■

Ta l a j fi z i k a i j e l l e m z ő k v i z s g . , t a l a j m e c h a n i k a i f e l t á r á s o k

Jellemző talajszelvény

8□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■

Ta l a j fi z i k a i j e l l e m z ő k v i z s g . , t a l a j m e c h a n i k a i f e l t á r á s o k

Talajfizikai jellemzők

9

1. Feltöltés 2. Agyagosiszap

3. Homokos kavics

4. Kavicsoshomok

5. Miocén agyag

Nedv. térfogatsúly n (kN/m3) 16,0-17,0 19,0-20,0 20,0* 20,0* 18,9-20,7

N.térf.súly– kar. nk (kN/m3) 16,9 20,0 20,5* 20,5* 20,3Tel.térf.súly–kar. sk (kN/m3) 20,0* 20,0* 21,0 21,0 22,0*Surlódási szög () 22-24 12-14 34-36 32-34 23,9-19,7Surl.szög – kar. k () 22 12 33 31 21Kohézió c (kPa) 0 40-50 0 0 62-85,5Kohézió – kar. ck (kPa) 0 36 0 0 59CPT - átlag qm (MPa) 2 5,6 18,5 24,8 13Összeny. modulus Es (MPa) 5 9 40 50 25Ágyazási tényező K (kN/m3) 15.000 15.000 35.000 30.000 25.000

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■

Ta l a j fi z i k a i j e l l e m z ő k v i z s g . , t a l a j m e c h a n i k a i f e l t á r á s o k

Talajvíz-viszonyok:

A talajvíz nyugalmi szintje 5,28 - 6,25 m közötti terepszint alatt mélységben, 94,74 – 93,75 Bm. szintek között jelentkezett; mindenütt az agyagos iszap (clSi) rétegben helyezkedik el

Becsült maximális talajvízszint: 97,5 Bm.; A mértékadó talajvízszint a fenti értékeknél 50 cm-rel magasabb szinten veendő figyelembe.

A talajvíz beton agresszivitása XA1 kitéti osztályú az MSZ EN 206-1 szerint. Ez alapján a tervezendő min. betonszil. C30/37 osztályú, min. cementadagolás 300 kg/m3 CEM II tipusú cement, maximális víz-cement tényező 0,55.

10

Fúrások jele TerepszintTalajvízszint

DátumRelatív (m) Abszolút (Bm)

1. F 100,40 - 5,63 94,77 2011.09.15.

2. F 100,00 - 5,10 94,90 2011.09.15.

3. F 100,00 - 5,25 94,75 2011.09.16.4. F 100,43 - 4,76 95,67 2011.09.16.

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■

F ö l d r e n g é s j e l l e m z ő k

A területre jellemző földrengési paraméterek az MSZ EN 1998-1 szerint: Maximális vízszintes referencia gyorsulás agR= 0,14g (Budapest területe),

figyelembeveendő átlagos értéke a MMK Tartószerkezeti Tagozat állásfoglalása szerint cs= 0,7-szeres.

Az épület fontossága II. osztályú, így I= 1,0. A figyelembe veendő vízszintes gyorsulás végeredményben ag= cs I agR

0,1g A környező felszín közel sík és az épület fontossági tényezője (I ) sem

nagyobb 1,0-nél, így topográfiai növelő tényezőt nem kell alkalmaznunk. A talajkategória besorolás „C” osztályú. Ez alapján a talajra jellemző tényező

S= 1,15. A részletek mellőzése mellett megállapíthatjuk, hogy a talajszelvény

adottságai olyanok, hogy talaj megfolyósodással számolnunk nem kell (lásd MSZ EN 1998-5).

A talajok közül a homokos kavics és a kavicsos homok rétegekben a vízáteresztőképesség k 10-4 m/sec. A talajok akkor tekinthetőek dinamikailag vízzárónak, azaz olyannak, amiben a földrengés nyomán nem keletkezik dinamikus víznyomás többlet, ha k 510-4 m/sec, azaz ezekben a rétegekben ezt is figyelembe kell vennünk. 11

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■

F i g y e l e m b e v e e n d ő t e h e r b í r á s i é s h a s z n á l h a t ó s á g i h a t . á l l .

TEHERBÍRÁSI HAT. ÁLL. HASZNÁLHATÓSÁGI HAT. ÁLL.Ideiglenes – építési állapotok Teherbírási határállapotok - ULS1. Földkiemelés horgonyzási munkaszintig STR - szerkezeti törési határállapotok2. Beépült horgony megfeszítése - Résfal törése (M, N, V ill. kombinációi)3. Teljes földkiemelés (horgony működik) - Résfal átszúródása horgonyfejnél4. Horgony levágás (födémtám működik) - Horgonyfej törése, torzulásaTartós - végállapot - Horgonyszár szakadása5. Résfalat födémek támasztják - Horgony kihúzódása a befogásbólRendkívüli állapotok GEO – talajtöréses határállapotok- Robbanás, ütközés, horgony túlfeszítés - Résfal befogási talajellenállás kimerülésSzeizmikus állapotok - földrengés - Horgony befogási talajellenáll. kimerülés- Földrengés építés közben - Belső stabilitás vesztés6. Földrengés megépült pincetömbnél - Külső stabilitás vesztés (ált. állékonyság) HYD – hidraulikus talajtörés EQU– merevtestszerű stabilitásvesztés UPL – felúszási tönkremenetel FAT – fáradási tönkremenetel Használhatósági határállapotok - SLS - Alakváltozás - Repedéstágasság

12□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■

F i g y e l e m b e v e e n d ő t e h e r b í r á s i é s h a s z n á l h a t ó s á g i h a t . á l l .

A listában áthúzással jelöltük azokat az állapotokat, amelyek vizsgálata a horgonyzott résfal esetén nem szükséges az alábbiak miatt:

Ennél a szerkezetnél rendkívüli állapotok vagy nem fordulnak elő, vagy azok nyilvánvalóan nem okozhatnak olyan terhelést, ami mértékadó lehetne a többi állapothoz képest.

Az építési állapotok élettartama néhány hónapban, maximum fél évben mérhető. Szeizmikus állapotban a szabványos figyelembeveendő referencia gyorsulás (agR) 50 éves épület tervezési élettartamhoz adott, rövidebb időtartam esetén redukálható a I tényezővel.

ag = I agR; I = (TLR / TL)-1/3 0,2 ; TLR = 50 év épület élettartam TL 0,5 év építési időtartam

Építéskor ag 0,2 0,1g 0,02g nyilvánvalóan elhanyagolhatóan kicsi. A horgonyfej minősített gyártmány, elegendő a megfelelő terméket

kiválasztani a horgonyerő függvényében. A szokásos horgony injektált befogási hosszak többszörösen megfelelnek a

feszítőkábel lehorgonyzására, így ezt ellenőrizni felesleges. Az EQU, UPL, FAT határállapotok a horgonyzott résfalszerkezet esetén nem

fordulnak elő.13

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■

F ö l d n y o m á s é s v í z n y o m á s fi g y e l e m b e v é t e l e

Az alkalmazott szoftverek (pl. Plaxis, Geo5, stb.) maguk számítják a föld- és víznyomást, amihez az alábbi megfontolásokat kell figyelembe vennünk: A földnyomás számításánál a résfal mindkét oldalán figyelembe kell venni a

földtömeg és a résfalfelület közötti súrlódást. Ennek értékét szokásosan a talaj súrlódási szögének 2/3-ára lehet felvenni (= 2/3k).

Az EC7 nem ír elő figyelembeveendő minimális földnyomás értéket, így az magas kohéziójú talajoknál aktív állapotban akár nulla is lehetne. Másfelől előírás az is, hogy kohéziós talajoknál gondolni kell arra, hogy a résfal és a hátoldali talaj között kialakulhat minimális hézag, amibe a víz felülről befolyik. Így a szerkezetre ható föld- és víznyomás együttes értékét legalább akkorának kell felvenni, mint a szerkezet magassága mentén kialakuló víznyomás nagysága.

Építési (ideiglenes) tervezési állapotokban a földnyomást figyelembe vehetjük a szoftver által számított, a résfal elmozdulásával arányos értékkel.

Végállapotban a szerkezet élettartamának megfelelő hosszú idő alatti után-tömörödés hatására a külső oldalon kialakulhat a nyugalmi földnyomás. A víznyomás nagyságát ekkor a mértékadó talajvízszintből kell számítani.

14□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■

F ö l d n y o m á s é s v í z n y o m á s fi g y e l e m b e v é t e l e

Szeizmikus tervezési állapotban a földnyomást nem a hagyományos elméletek szerint számítjuk. A dinamikus hatással is növelt földnyomást valamint a dinamikus víznyomás többletet az MSZ EN 1998-5 „E” mellékletében ismertetett Mononobe-Okabe módszer szerint vehetjük figyelembe. (pszeudo-statikus számításmód) Teljes földnyomás: ed(z) = h *(1kv) K, ahol

* – nedves vagy vízalatti térf.súly (hatékony vagy teljes fny.) K – földnyomás tényező Mononobe-Okabe képletekkel kh = (ag/g)S / r (r = 1 résfalnál), kv = 0,33kh

A víznyomást a rövid idejű terhelésnek megfelelően felvett talajvízszintből számíthatjuk, ez célszerűen az építési állapotokéval egyező építési vízszint lehet. Din. Víznyomás: q(z) = 7/8 kh v(hz)1/2

h = vízmagasság réstalptól, z = ordináta vízfelszíntől lefele

15□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■

I g é n y b e v é t e l e k é s a l a k v á l t o z á s o k – D A 2 é s D A 3

DA-2 igénybevétel: EEd = γE (anom, Xk , Frep) ERd ! SLS γE= 1,0

ULS γE= 1,35 ERd = ERk / R horgonyerő R= 1,1

földellenállás R = 1,4

A fentiek alól kivétel az általános állékonyság vesztés határállapota, azaz esetünkben a GEO külső stabilitásvesztés határállapot, amikor a DA-3 tervezési módszert kell alkalmazni.

DA-3 igénybevétel: EEd = (anom, Xd, Fd) ERd = (anom, Xd, Fd) ! (γE= γR= 1,0) Xd = Xk / X =c=1,35 cu= 1,5 = 1,0 Fd = Gd+Qd= G Gk + Q Qk G=1,0/1,35 (geotech./felszerk.) Q=1,3/1,5 (geotech/felszerk.)

16□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■

I g é n y b e v é t e l e k é s a l a k v á l t o z á s o k s z á m í t á s a

A számításokat a példa szerinti egy jellemző résfal keresztmetszetre végezzük el. Az igénybevételek és alakváltozások számításához az alábbi kiinduló adatokat vesszük figyelembe:

Felhasznált szoftver: GEO 5, Szádfal ellenőrzési modul, rúdszerkezeti modell. Talajjellemzők: A talajrétegek talajfizikai jellemzőit azok karakterisztikus

értékeivel vesszük figyelembe a 3. pont szerint, a falsúrlódás = 2/3k. Talajvízszintek: Figyelembevett talajvízszint építési és szeizmikus tervezési

állapotban az építési vízszint, végállapotban a mértékadó vízszint. Víznyomást a réstalpig figyelembe veszünk (a kvázi vízzáró agyagban is), azaz hatékony feszültségekkel és víznyomással számolunk.

Földnyomás: Ideiglenes állapotokban a szoftver az elmozdulás függvényében számítja, tekintettel az alsó és felső korlátokra (aktív és passzív földnyomás) és a talaj rugóállandójára. A végállapotban nyugalmi földnyomást kell figyelembe vennünk, ennek tényezőit rétegenként a Jáky-féle Ko= 1 - sink összefüggésből számíthatjuk. Mivel csak egy „K” érték adható meg a teljes résfalhossz mentén, esetünkben K= 0,85 értékkel számolunk. A „K” tényezőt becsléssel ill. próbálgatással kell megállapítani úgy, hogy az így számított minimális nyomásábra kb. legyen azonos a hatékony nyugalmi földnyomás és víznyomás ábra összegével.

17□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■

I g é n y b e v é t e l e k é s a l a k v á l t o z á s o k s z á m í t á s a

Hajlítási merevség: A biztonság javára a szoftver adataival számolunk, névleges 60 cm-es vastagsággal és a C20/25 beton Ecm értékével.

Talajhorgony merevsége, előfeszítő ereje: Elegendő pontosságú előzetes becslésként 10,0 cm2 feszítőkábel keresztmetszetet veszünk figyelembe horgonyonként, horgonykiosztás alaprajzilag 2,50 m-enkénti. A szoftver 1,0 m résfalsávot számít, így a horgonymerevségnél 10,0/2,50= 4,0 cm2/m kábel keresztmetszetet kell figyelembe venni. Az ellenőrző feszítések szerint a hasonló talajviszonyok közt épített kábeles horgonyok merevsége R 20.000 kN/m (darabonként), így azt 20.000/2,50 8.000 kN/m/m fajlagos értékkel vehetjük figyelembe. Az előfeszítő erőt célszerűen az előre becsült maximális horgonyerő karakterisztikus értékének 70-90%-ára lehet felvenni, ekkor biztosított elegendő résfal előremozdulás a földnyomás csökkenéséhez, de az nem túlzottan nagy mértékű, ami nagy felszínsüllyedéshez és károkhoz vezethetne.

Alaplemez ill. födém merevség: Építési állapotokban érdemes figyelembe venni a támasz rugalmas összenyomódását és időarányos zsugorodását. Ezek mértéke R 100.000 kN/m/m körüli értéket ad esetünkben. Végállapotban a nyugalmi földnyomás hosszú idő után, a már összenyomódott és lezsugorodott támaszra adódik át, ami így nem szenved további érdemi összenyomódást, így ekkor a támaszt célszerű végtelen merevnek tekinteni. 18

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■

I g é n y b e v é t e l e k é s a l a k v á l t o z á s o k s z á m í t á s a

Külső terhelések: Esetünkben épületteher nincs a szakadólapon belül. A résfal felső síkja feletti talaj súlyát és a felszínen levő hasznos terhet kell figyelembe vennünk, ez utóbbit 1,1-szeres növelő tényezővel. A hasznos felszíni terhet építési állapotban 10 kN/m2-re vesszük fel, végállapotban pedig az MSZ EN 1991-2 szerinti járda és jármű-terheléssel számolunk, III. terhelési osztályú közúttal (önkormányzati út) és LM1 terhelési modellel számolva. Szeizmikus állapotban nem kell felszíni hasznos teherrel számolnunk (2= 0 a járműteherre).

Földnyomás szeizmikus tervezési állapotban: Dinamikus hatással is növelt földnyomást a szoftver számítja a Mononobe-Okabe módszer szerint. A függőleges túlterhelést elhanyagoljuk, azaz kv=0 (az MSZ EN1998-5 ezt megengedi), a vízszintes túlterhelés kh= 0,1.

Dinamikus víznyomás többlet szeizmikus állapotban: A középső homokos kavics és kavicsos homok rétegekben olyan a vízáteresztőképesség, hogy kialakulhat a nyomástöbblet, az alatta és felette levő rétegekben nem. A biztonság javára azonban a teljes víz alatti hosszon figyelembe vesszük, értékét a szoftver számítja. (Mononobe-Okabe).

19□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

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

20□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

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

21□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

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

22□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

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

23□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

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

24□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

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

25□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

K a r. i g é n y b e v é t e l e k m a x i m á l á b r á j a ( 1 - 6 t e r v. á l l . )

26□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

I g é n y b e v é t e l e k t e r v e z é s i é r t é k é n e k s z á m í t á s a - U L S

27

Az igénybevétel tervezési értéke (DA-2): EE,d = 1,35 EEk

Résfal hajlítás belül:mEk = 459 kNm/m; mEd = 620 kNm/m kívül a maximális értéket (272 kNm/m) a közvetlen megtámasztás miatt levághatjuk, közelítően 90%-ot veszünk figy.-be mEk = 0,9 272 = 245 kNm/m; mEd = 331 kNm/m

Résfal nyomóerő:a horgonyerő lefele ható komponensét elhanyagoljuk (kis erő, ideiglenes állapot), végállapotban pedig nincs nyomóerő nEk 0; nEd 0

Résfal nyíróerő:a maximális értéket (304 kN/m) a közvetlen megtámasztás miatt levághatjuk, közelítően 80%-ot veszünk figyelembevEk = 0,8 304 = 243 kN/m; vEd = 328 kN/m

Horgonyerő:pEk = 303 kN/m; pEd = 409 kN/m (fajlagos) feltéve, hogy a horgonyok kiosztási távolsága kb. B= 2,50 mPEd = 2,50 409 = 1.022 kN (egy horgonyra)

□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

I g é n y b e v é t e l e k t e r v e z é s i é r t é k é n e k s z á m í t á s a - S L S

Az igénybevétel tervezési értéke: EE,ser = EEk

Résfal hajlítás:repedéstágasságot a stabilizálódó végállapotban (5.) ellenőrizzük, a biztonság javára az ottani igénybevételekre (a víznyomást még csökkenthetnénk átlagos vízszintre)

belül mEser = mEk = 221 kNm/m kívül mEser = mEk = 0,9 272 = 245 kNm/m

Résfal alakváltozás:

a maximális elmozdulás a maximálábráról leolvasható. Ennek értékét repedésmentes keresztmetszet feltételezésével számítottuk, de a tapasztalat szerint ez elég jól közelíti a valóságos értéket, korrekcióra nincs szükség.

Max. vízszintes elmozdulás exk= 26 mm (résfal tetején)

28□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – U L S ( S T R r é s f a l t ö r é s e l l . )

A résfalra ható igénybevételek hajlítás belül: mEd= 620 kNm/m

kívül: mEd= 331 kNm/mnyomóerő: nEd = 0nyíróerő: vEd = 328 kN/m

A résfal vasalásának felvétele:belül végigmenő 18,0 cm2/m (0,3%)erősítés +17,0 cm2/m, 35,0 cm2/m

kívül végigmenő 18,0 cm2/m (0,3%) erősítés +14,0 cm2/m, 32,0 cm2/m

kengyelezés 14/40 armatúrán végigmenő14/15 nyíróerő maximumnál

29□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – U L S ( S T R r é s f a l t ö r é s e l l . )

A vasalás részleteivel itt nem foglakozunk (armatúrák kialakítása stb.). A résfal ellenőrzése a fenti igénybevételekre, a részletszámítások mellőzésével az MSZ EN 1992-1 szerint: Beton C20/25 fcd = 13,3 N/mm2; betonacél: B500B fyd = 433 N/mm2;

Betonfedés 7,0 cm kengyelen, d= 60,0–(7,0+1,4+2,0/2+1,0) = 49,6 cm Hajlítási teherbírás:

Végigmenő alapvasalás 18,0 cm2/m mRd= 364 kNm/m Erősített rész belül 35,0 cm2/m mRd= 664 kNm/m 620 MegfelelErősített rész kívül 32,0 cm2/m mRd= 614 kNm/m 331 Megfelel

Nyírási teherbírás:Feltéve, hogy egy 2,00 m széles armatúrába kettőzött kengyeleket épí-tünk be, a nyírási kengyelek fajlagos kersztmetszeti területe (4 db 14 szár az armatúra kb. 2,50 m széles résfalmezőjében) asw= 4 1,5 / 2,50 = 2,4 cm2/mKengyelezés figyelembe vétele nélkül VRdc = 228 kN/m 14/15 kengyelezésnél (maximum) VRds = 395 kN/m 328 Megfelel

30□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – U L S ( S T R r é s f a l á t s z . e l l . )

Az átszúródásra mértékadó állapot az lesz, amikor a horgonyt túlfeszítéssel ellenőrizzük. Esetünkben a próbaerő Pp= 1.175 kN, a horgony hajlása =25, ennek résfalra merőleges komponense akarja átszúrni a résfalat. Az átszúródási teherbírás minimumát (vasalás figyelembevétele nélkül) az MSZ EN 1992-1 szerint számítjuk, a részletek közlése nélkül.

Alátét (ék) alaprajzi méretei:a/b = 30/40 cmRésfal adatai: v = 60 cm, d = 49,6 cm, beton C20/25, betonacél B500BÁtszúródási vonal kerülete :

U1 = 2(a+b)+4d = 2(30+40) + 449,6 = 763 cmÁtszúródó kúp talpfelülete:A1 ≈ (a/4+b/4+2d)2 = (0,075+0,10+0,99)2 = 4,3 m2Talpreakció kúpon (levonható): q ≈ 100 kN/m2 (biztonság javára)Átszúróerő tervezési értéke:VEd = (1,15 Pp cos ) – A1 q = (1,15 1175 cos25) – 4,3 100 = 795 kNFajl. átszúr. teherbír. minimum: vRdc,min = 0,03 kN/cm2 Átszúródási teherbírás:VRd= U1dvRdc,min = 76349,60,03 = 1.135 kN 795 Megfelel ! 31

□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – U L S ( S T R h o r. s z á r s z a k . e l l . )

A horgonyokra ható húzóerő tervezési értéke PEd = 1.022 kN. A horgony átvételi vizsgálatánál ennek 115%-ára lesz felfeszítve, így a horgony acéltestre ható

Maximális próbaerő: Pp= 1,15 1022 = 1.175 kN

Alkalmazott acéltest: 7 db Fp 139/1770 kábel (fpd= 137,0 kN/cm2, A = 1,39 cm2/db). Az acél kábelköteg teherbírását az MSZ EN 1992-1 szerint számítjuk.

Acéltest teherbírása:NRd = 7 1,39 137,0 = 1.330 kN 1.175 MegfelelBiztonság szakadásra: FS = (PEd /E) / NRm = (1022/1,35)/(71,39177,0) = 0,44 0,6 Megfelel

32□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – U L S ( G E O r é s f a l b e f o g . e l l . )

Ellenőriznünk kell, hogy a résfal belső oldalán mobilizált földellenállás megfelelő tartalékkal rendelkezik a talajtöréssel szemben. Elvileg az összes tervezési állapotra igazolni kellene, gyakorlatilag azonban csak a 3. tervezési állapot (teljes földkiemelés horgony megtámasztással) lesz a mértékadó. Ebben az állapotban legnagyobb a földmegtámasztás reakciója, és ekkor a modellünk kéttámaszú tartó (felül horgony, alul földtámasz), ahol az egyik támasz kiesése teljes tönkremenetelhez vezet. (A későbbi állapotokban többtámaszú tartóvá alakul, ez kedvezőbb.)

33□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – U L S ( G E O r é s f a l b e f o g . e l l . )

A vizsgálatnál ellenőrizni kell, hogy a mobilizálódott földellenállás és a földellenállás lehetséges maximuma, azaz a passzív földnyomás egymáshoz képest legalább γR= 1,4 biztonsággal rendelkezik. A korábbiakban az igénybevételszámítást a karakterisztikus értékekre végeztük el, így a számított földellenállásnak is a karakterisztikus értékei állnak rendelkezésünkre, amelyet azonban növelni kellene (DA-2 eset) γE= 1,35 tényezővel a tervezési értékhez. Ehelyett egyszerűbben úgy járhatunk el, hogy a számított karakterisztikus föld-ellenállást hasonlítjuk össze a passzív földnyomással, és a megkívánt teljes „eredő” biztonság értékét FS = γE γR = 1,35 1,4 = 1,89 értéknek tekintjük.

Víznyomás belső oldalon V= 80 kN/m Mobilizált hatékony földnyomás E’eff 580 kN/m A hatékony passzív földnyomás egyszerűen számítható a szokásos módon, kézi

módszerrel. A passzív földnyomás tényezőjét (Kp) az MSZ EN 1997-1 szabvány C.21 ábrájáról (115. oldal) olvashatjuk le a belső surlódási szög (k) és = 2/3k falsurlódás figyelembevételével.

Hatékony passz. Földnyomás ’p= Kp h ’k + 2 ck Kp1/2

Az ábra eredője E’p = 1.160 kN/m A teljes biztonság FS = E’p / E’eff = 1160 / 580 = 2,0 1,89 Megfelel

34□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – U L S ( G E O h o r g o n y b e f o g . e l l . , f e s z í t é s i a d a t o k )

A talajbefogás ellenőrzése két lépésben történik: A számítás során egyszerű tapasztalati diagrammokat szokás használni,

amelyek a talajtípus és a horgonyzási technológia, injektáló nyomás stb. alapján adják meg az ellenállás figyelembevehető értékét.

Másfelől az elkészített horgonyokat is ellenőrizni kell. Minden egyes horgony átvételi vizsgálaton esik át, ahol azt felfeszítik legalább 1,15PEd értékre (15% túlterhelés) és ellenőrzik a kúszási viselkedését is.

Esetünkben a befogási hossz 7,00 m, furatátmérő 15-18 cm, talaj kavicsos homok és homokos kavics, takarás befogás felett min. 5,0 m, az injektálás 2-3 alkalommal, összesen kb. 80-100 lit/fm anyaggal történik, a zárónyomás p 30 bar. Az ellenőrzéshez a régi MI 04-194-82 tapasztalati diagrammját használjuk fel.

35□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – U L S ( G E O h o r g o n y b e f o g . e l l . , f e s z í t é s i a d a t o k )

Meg kell határoznunk a horgony feszítésének főbb értékeit is, hogy az összhangban legyen a számításoknál figyelembevettekkel. Meg kell adnunk a szükséges maradó előfeszítő erőt, a feszítési veszteségeket, a blokkoló erőt ill. az átvételi vizsgálat próba-erejét.

Szükséges maradó előfeszitő erő:Esetünkben kb. a végleges horgonyerő karakterisztikus értékének 80%-át vettük figyelembe.Pf = 0,80 (PEd /1,35) = 0,80 (1022 /1,35) 605 kN

Relaxációs veszteség. A kábel R1 osztályú, kihasználtsága 75% alatti (tényleges feszültségre), élettartama max. 6 hónap, így a feszültségveszteség kb. 3%Pr = 0,03 (PEd /1,35) = 0,03 (1022/1,35) 23 kN

36□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – U L S ( G E O h o r g o n y b e f o g . e l l . , f e s z í t é s i a d a t o k )

Ékcsúszási veszteség:Ékcsúszás mértéke kb. É= 6 mm (tapasztalat), szabad szakasz kábelhossza Lsz = 9,00 m, előtét kábelhossz Le= 1,20 m (résfaltól a feszítő puskába való rögzítésig)

Pé= É Es As / (Lsz + Le) = 0,6 19500 (7 1,39) / (900 + 120) 112 kN

Blokkoló erő:A szükséges maradó előfeszítő erőt kell növelni a veszteségekkel.

PB = Pf + Pr + Pé = 605 + 23 + 112 = 740 kN

Próbaerő ellenőrző feszítéshez (átvételi vizsgálat):A próbaerő legalább a horgonyerő tervezési értékének 115%-a legyen (ideiglenes horgony, lásd MSZ EN 1537).

Pp = 1,15 PEd = 1,15 1022 = 1.175 kN

37□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – U L S ( G E O h o r g o n y z o tt r é s f a l b e l s ő s t a b i l i t á s e l l e n ő r z é s e )

Az ellenőrzés a horgonyzott földék egyensúlyát vizsgálja. A tönkremenetel itt az lehet, ha a földék előre borulva veszíti el a stabilitását. A számítás a Kranz – Ostermayer módszer szerint történik, grafoanalitikusan . A horgony befogási szakasz közepéhez a résfal talpától vagy a nyíróerő nullponttól szerkesztett földék egyensúlyát vizsgáljuk (lásd az ábrát), és az ottani erőkből szerkesztett vektorsokszögből kiadódó lehetséges fajlagos horgonyerőnek (F) kell nagyobbnak lenni az igénybevételszámítás szerinti szükségesnél. A megkívánt biztonság parciális tényezője horgonynál γR= 1,1.

38□□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – U L S ( G E O h o r g o n y z o tt r é s f a l b e l s ő s t a b i l i t á s e l l e n ő r z é s e )

A mértékadó a 3. tervezési állapot (teljes földkiemelés horgonymegtámasztással), ekkor a legnagyobb a horgonyerő. A grafoanalitikus számítást a Geo5 szoftver elvégzi, az ábrán látható eredményeket kapjuk.

Horgonyerő fajl. tervezési értéke:pEd = 409 kN/m

Horgonyerő lehetséges tervezési értéke:FRd = F / R = 527 / 1,1 = 479 kN/m

A fentiek szerint:

pEd FRd Megfelel

39□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – U L S ( G E O h o r g o n y z o tt r é s f a l k ü l s ő s t a b i l i t á s e l l e n ő r z é s e )

Ez az ellenőrzés a résfalnak és a környező földtömegnek egy lehetséges körcsúszólap mellett történő stabilitásvesztését vizsgálja.

40□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – U L S ( H Y D – h i d . t a l . t ö r. )

Ez az ellenőrzés annak biztonságát vizsgálja, hogy amennyiben a réstalp alatt szivárgás indulna meg (bár az agyagtalaj ott kvázi vízzáró), akkor sem fordulhat elő a gödörfenék talajánál hidraulikus talajtörés, ami az alsó földmegtámasztás megszűnésével járna.

Esetünkben igazolandó: G i∙ max ∙ v G ∙ ’ 1,35 Imax 10,0 ∙ 0,9 ’, azaz ’ 15 Imax

41□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – S L S

A számított elmozdulásokat kell figyelembe venni, melyek karakterisztikus értéke a maximálábrákon jelenik meg. A résfal láthatóan közel mereven mozdul ill. billen előre, behajlás lényegében nincs. Az alakváltozás itt nyilvánvalóan nem okoz problémát, azonban foglalkozni kellene a résfal mögött lazuló földtömeg miatt keletkező felszínsüllyedésekkel ill. annak a környezetre gyakorolt hatásaival (épületsüllyedés, közművezeték elmozdulás stb.), ez azonban meghaladja ennek a példának a kereteit.

Max. vízszintes elmozdulás:ex,k = 26 mm (résfal tetején)

Résfal teljes hossza:L = 13,00 m

Kéttámaszúnak tekinthető hossz:L’ ≈ 10,00 m (nyomatéki nullpontok közt)

Relatív elmozdulás:L’/ex,k = 1000/2,6 = 385 200 Megfelel!

A repedéstágasság számítását az MSZ EN 1992-1 szerint végezzük, ennek részleteit itt mellőzzük.

42□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

K i v i t e l e z é s i , ü z e m e l t e t ő i k é r d é s e k

A szerkezet kivitelezése, annak monitoringja, helyszíni ellenőrzése stb. olyan speciális terület következő órán!Néhány lényeges szempont:

A résfal kivitelezésével, annak technológiai, minőségi stb. követelményeivel kapcsolatban az MSZ EN 1538 előírásait kell követni.

A talajhorgonyzásra a fentiekhez hasonlóan az MSZ EN 1536 az irányadó. A fenti szabványok és a kivitelező cég vonatkozó technológiai utasításai

előírják a speciális mélyépítési munkák végrehajtásának és monitoringjának, dokumentálásának elemeit, részleteit. Lényeges elem, hogy a szerkezetek szokásos elmozdulásmérései mellett (résfal vízszintes elmozdulása kellően sűrű függélyekben) mérjük a külső környezet elmozdulásait is.

Az építés kihatási távolságát általában a gödörmélység kétszeresére becsülhetjük, ezen a területen belül mérni kell az épületek ill. a felszín elmozdulásait. Természetesen erre a területre előzetesen el kell végezni az épületek, közművek állapotfelmérését ill. statikai analízisét a várható hatásokra.

A résfalak általában fenntartási és üzemeltetési igényt nem támasztanak. (A talajhorgony esetünkben csak építési segédszerkezet, néhány hónapos élettartam után, a födémek beépültekor visszavágásra kerül.)

43■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■