01_MT2 Predrag Kvasnička

Geotehničko projektiranje, parametri i geotehnički

istraživački radovi - Eurokod 7

Sadržaj

• Regulativa – eurokodovi

• Istraživački radovi

• Prikaz rezultata ispitivanja • Prikaz rezultata ispitivanja

Projekt

Proračunski model

Svojstva tla

Što sve treba poznavati u vezi s projektom?

Projekt

Djelovanja: opterećenja i pomaci

Granične vrijednostipomaka

Dimenzije

Norme (parcijalnikoeficijenti)

Veza EC7/1i EC7/2 s normama za:normama za:ispitivanje tla i grañenjegeotehničkih grañevina

Što kaže regulativa?Konstrukcijski Eurokodovi (Eurocodes) obuhvaćaju

skupinu normi za konstruktorsko i geotehničko projektiranje grañevina. One trebaju poslužiti kao sredstvo da se dokaže kako grañevine udovoljavaju osnovnim zahtjevima. U nadležnosti su Povjerenstva Europske unije (CEN).

Eurokod 7 (za geotehniku) se sastoji od dva dijela:

regulativa

Eurokod 7 (za geotehniku) se sastoji od dva dijela:• EN 1997-1: 2004, Geotehničko projektiranje – Dio 1.

Opća pravila (izašao i kao British standard 1997-1:2004)

• EN 1997-2 : 2007, Geotehničko projektiranje – Dio 2. Terenska i laboratorijska ispitivanja

Eurokod 7/1 – granična stanja

Po metodi graničnih stanja se konstrukcija ili njeni dijelovi moraju projektirati tako da zadovolje osnovne zahtjeve. U eurokodu se definiraju dvije vrste graničnih stanja:

• Granična stanja nosivosti - ULS su projektne situacije koje uključuju rušenje konstrukcije ili neku drugu vrstu sloma, npr. prekomjerne deformacije u tlu prije sloma, opasnost za ljude ili prekomjerni ekonomski gubitak.

• Granična stanja uporabivosti - SLS su projektne situacije koje uključuju stanja preko kojih traženi zahtjevi za konstrukcije više nisu zadovoljeni, npr. prevelika slijeganja, deformacije, vibracije i lokalno oštećenje konstrukcije pri normalnoj uporabi.

Projektne situacije• Opaska: uvodi se pojam “projektne situacije”. Projektna situacija je skup

djelovanja (sila, promjena temperature, deformacija) koje mogu djelovati istovremeno na grañevinu. Projektant treba razmotriti sve takve situacije. U praksi se odaberu samo najnepovoljnije. Situacije trebaju biti realne: recimo nema smisla razmatrati stabilnost grañevine kao da na nju istovremeno djeluju najjači potres i pritisak stogodišnje vode.

• Nizanjem projektnih situacija, projektant stvara “scenarij” nepovoljnih • Nizanjem projektnih situacija, projektant stvara “scenarij” nepovoljnih djelovanja u kojima grañevina uvijek mora izaći kao pobjednik.

Eurokod 7 – granična stanja

• GS-nosivosti, kod dobro projektiranih konstrukcija, je malo vjerojatna, dok je GS-uporabivosti više vjerojatna.

• Projektiranje prema GS zahtijeva da se provjere projektne situacije koje obuhvaćaju sve moguće mehanizme sloma.

• ULS i SLS su nezavisna stanja i treba ih odvojeno tretirati. Najčešće će samo jedno od njih biti bitno za dimenzioniranje.

• U geotehnici se tako klizišta uglavnom dimenzioniraju prema GS-• U geotehnici se tako klizišta uglavnom dimenzioniraju prema GS-nosivosti, a plitki temelji prema GS-uporabivosti.

EC7/1 – proj. vrij. opterećenja

Fd = γF ⋅ Fk ,

gdje je:

• Fd projektna vrijednost,

• γ parcijalni koeficijent opterećenja (>1,0), a

temelj

aktivne sile

�• γF parcijalni koeficijent opterećenja (>1,0), a

• Fk karakteristična vrijednost opterećenja (aktivne sile).klizna plohaha

�

EC 7/1 – proj. vrij. svojstava materijala

• Projektna vrijednost svojstva materijala se odreñuje prema izrazu:

Χd = Χk / γM.

τ

ϕ '

gdje je

• Χk … karakteristična vrijednost svojstva gradiva,

• γM … parcijalni koeficijent gradiva (> 1,0).

σ

ϕd' < ϕ '

c ' cd' < c '

EC7 – geotehničke kategorijePrva geotehnička kategorija

Samo male i jednostavne konstrukcije za koje je moguće osigurati zadovoljenje bitnih zahtjeva na osnovi iskustva i kvalitativnih geotehničkih istraživačkih radova sa zanemarivim rizikom za vlasništvo ili živote.

Druga geotehnička kategorijaUobičajeni tipove konstrukcija i temelja bez pretjeranog rizika ili izuzetno teških uvjeta u temeljnom tlu ili uvjeta opterećenja. Konstrukcije zahtijevaju brojčane geotehničke podatke i proračune kako bi se osiguralo da će bitni zahtjevi biti zadovoljeni, no mogu biti kako bi se osiguralo da će bitni zahtjevi biti zadovoljeni, no mogu biti upotrijebljeni rutinski postupci za terenske i laboratorijske pokuse, kao i za projektiranje i izvedbu.

Treća geotehnička kategorijaUključuje vrlo velike ili neuobičajene konstrukcije, za koje su rizici veći od uobičajenih; konstrukcije s posebno teškim opterećenjima i/ili lošim stanjem temeljnog tla, kao i konstrukcije u područjima visoke seizmičnosti.

EC7/1 - Geotehničke kategorijeGeot. k. Uključuje Projektni zahtjevi Projektni postupci

1. Prva Manje i relativno jednostavne grañevine

Samo za uvjete temeljnog tla za koje se iz usporedivog iskustva zna da zadovoljavaju

Rutinske metode projektiranja i gradnje

2. Druga Uobičajene grañevine, gdje nema posebnih zahtjeva u odnosu na tlo ili/i konstrukciju

Traže se brojčani geotehnički parametri. Bitni se zahtjevi dokazuju proračunima.

Rutinske metode projektiranja, terenskih i laboratorijskih ispitivanja, te gradnje.

3. Treća Konstrukcije ili dijelovi kons. koji nisu obuhvaćeni u 1. i 2.

Uključene nestandardne (složene) metode projektiranja i gradnje

Primjeri geotehničkihkategorija

Granična stanja nosivostiultimate limit state ULS

Treba provjeriti da ne može nastupiti granično stanje Treba provjeriti da ne može nastupiti granično stanje nosivosti (ako je primjenljivo) u slučajevima: ⇒ STR, GEO, EQU, HYD i UPL

- značenje pojedinih kratica definira se u nastavku =>

Granična stanja nosivostiultimate limit state - ULS

STR unutarnji slom ili velike deformacije konstrukcije ili dijelova konstrukcije, uključujući temelje, pilote, podrumske zidove i sl. u slučaju kad čvrstoća materijala konstrukcije jest bitna za otpornost,konstrukcije jest bitna za otpornost,

GEO slom ili velike deformacije temeljnog tla, kada je čvrstoća tla ili stijene jest bitna za otpornost,gubitka ravnoteže konstrukcije ili temeljnog tla,

Granično stanje nosivosti za STR/GEO

EQU - gubitak ravnoteže grañevine, promatrane kao kruto tijelo, u slučajevima kada čvrstoće materijala konstrukcije i temeljnog tla nisu bitne za otpornost,

UPL - gubitak ravnoteže konstrukcije i tla zbog uzgona ili drugih djelovanja u vertikalnom smjeru,

Granična stanja nosivosti ultimate limit states - ULS

drugih djelovanja u vertikalnom smjeru,

HYD – bujanje tla zbog utjecaja vode, interna erozija i iznošenje čestica (piping) u tlu, uzrokovane hidrauličkim gradijentima.

Granično stanje nosivosti za EQU,UPL i HYD

Granično stanje uporabe - SLS

Ekonomski opravdani vijek grañevine

• Novost koju ovdje nude eurokodovi odnosi se na prihvaćanje vremena kao kategorije u projektiranju. S grañevinom se postupa kao s industrijskim pogonom ili strojem koji ne traje vječno, već će prije ili kasnije biti zamijenjen nečim drugim.

• Ekonomski opravdani radni vijek ne odreñuje se samo temeljem troškova projektiranja, grañenja i uporabe, već i na temelju troškova nastalih zbog smetnji koje grañevina uzrokuje, te rizika i posljedica loma grañevine tijekom uporabe. Smisao je osnovnih zahtjeva da se grañevina projektira i izvede tako kako bi tijekom ekonomski opravdanoga radnog vijeka imala usklañen odnos izmeñu trajnosti i troškova održavanja.

Ekonomski opravdani vijek grañevine (nastavak)

troškova održavanja.

• Ekonomski opravdani radni vijek ne može se ni zamisliti bez prosudbe o izboru materijala. To se posebice odnosi na sintetične materijale, čija trajnost na dulji rok još nije dokazana.