Embed Size (px)
Citation preview
Manual Fundatii si teren
Fundatii si teren
iii
Fundatii si teren de fundare .........................................................................................................1
Fundatii izolate si continue .................................................................................................... 1
Bloc de fundare .................................................................................................................... 1
Fundatie continua................................................................................................................. 2
Terenul de deasupra blocului de fundare / a fundatiei continue .......................................... 2
Definirea unui nou tip de bloc de fundare ............................................................................ 3
Introducerea blocului de fundare in model ........................................................................... 3
Definirea unei fundatii continue noi ...................................................................................... 3 Teren ......................................................................................................................................... 4
Introducere in modulul Soluri ............................................................................................... 4
Definirea unui nou tip de teren ............................................................................................. 4
Definirea parametrilor solului ............................................................................................... 4
Parametrii terenului sub un element liniar ........................................................................... 5
Parametrii terenului pentru o placa ...................................................................................... 6
Folosirea terenului de fundare ............................................................................................. 6 Foraj geotehnic ....................................................................................................................... 6
Gestiune foraje geologice .................................................................................................... 6
Definirea unui foraj geotehnic nou ....................................................................................... 7
Editarea profilului geotehnic ................................................................................................. 9 Foraje ........................................................................................................................................ 9
Introducere in functia de Profile foraje ................................................................................. 9
Introducerea unui foraj nou ................................................................................................ 10
Editarea forajului existent ................................................................................................... 11
Stergerea unui foraj existent .............................................................................................. 11
Afisarea sau ascunderea forajelor ..................................................................................... 11
Afisarea suprafetei terenului .............................................................................................. 11
Actualizarea suprafetei terenului ........................................................................................ 12 Interaction with subsoil (Soil-in).......................................................................................... 12
Introducere in soilin ............................................................................................................ 12
Geometrie soilin ................................................................................................................. 12
Definirea unui reazem in modulul Soilin ............................................................................ 13
Reazem de suprafata pentru placi ..................................................................................... 13
Parametrii de calcul Soilin .................................................................................................. 14
Parametri C calculati .......................................................................................................... 15
Bibliografie ......................................................................................................................... 16 Incarcari .......................................................................................................................................19
Presiunea solului si a apei ................................................................................................... 19 Eforturi pe suprafata ............................................................................................................. 22
Calcul ............................................................................................................................................23
Parametrii de calcul Soilin ................................................................................................... 23 Rezultate ......................................................................................................................................25
Rezultate pe elemente liniare ............................................................................................... 25
Afisare tabel fundatie ......................................................................................................... 25
Afisarea intensitatii ............................................................................................................. 27 Rezultate pe plansee ............................................................................................................. 28
Afisarea eforturile de interactiune pe placi ......................................................................... 28
Parametri C calculati .......................................................................................................... 29
Fundatii si teren
iv
Afisarea tasarilor ................................................................................................................ 30
Reprezentarea rezistentei structurii solului ........................................................................ 30
1
Fundatii si teren de fundare
Fundatii izolate si continue
Bloc de fundare
Utilizatorul poate alege intre doua variante de blocuri de fundare.
Acesti parametrii sunt:
Nume Numele este utilizat pentru identificarea blocurilor de fundare.
Tip Specifica forma blocului de fundare.
Dimensiuni Introducerea dimensiunilor poate fi efectuata intr-o fereastra de dialog cu desene interactive si explicatii referitoare la blocul de fundare. Aceasta inseamna ca utilizatorul poate apasa pe orice cota din desen si poate modifica valoarea implicita. In acest fel, se pot modifica toate dimensiunile blocului de fundare.
Excentricitate Blocul de fundare poate fi ori simetric ori cu o anumita excentricitate in una sau ambele directii specificate.
Tipul de turnare Se specifica tipul de fundatie: in situ sau prefabricata.
Material Aceste elemente definesc materialul blocului de fundare.
Fereastra de editare a blocului de fundare face posibila afisarea 2D sau 3D a acestuia. Modul 2D afiseaza o sectiune prin fundatie, un plan al acesteia si cotele pentru toate
valorile. Modul 3D ajuta utilizatorul sa observe schimbarile efectuate pe obiectul vazut izometric
Proprietatile definite mai sus se gasesc in fereastra de editare a Blocului de fundare. Un alt parametru important trebuie definit. Acesta este terenul de fundare de sub fundatie. Acest ultim parametru este definit in fereastra de proprietati a fundatiei, si trebuie definit pentru a se putea efectua calculul.
Fundatii si teren
2
Fundatie continua
Fundatia continua este folosita ca reazem liniar. Este definita prin proprietati si latime, precum si prin terenul de sub fundatie Toate proprietatile fundatiei continue sunt definite prin fereastra de proprietati ale reazemului, inainte ca reazemul sa fie introdus in model.
Terenul de deasupra blocului de fundare / a fundatiei continue
Reazemul unei structuri poate fi definit nu numai prin fundatia in sine, proprietatile ei si terenul de fundare, ci si prin stratul de pamant de peste fundatie. Parametrii acestuia sunt urmatorii:
Densitate Specifica densitatea terenului de deasupra fundatiei.
Inaltime Defineste grosimea stratului de pamant. Inaltimea
Fundatii si teren de fundare
3
este masurata de la suprafata superioara a blocului de fundare.
Mai puteti defini nivelul apei subterane, care influenteaza caracteristicile reazemului.
Nota: Parametrii terenului aflat deasupra fundatiei sunt luati in considerare la verificarea la stabilitate.
Definirea unui nou tip de bloc de fundare
Procedura de definire a unui nou bloc de fundare 1. Deschideti Bloc fundatie astfel:
a. folositi modulul Biblioteci > Blocuri fundatii, b. sau din modulul Biblioteca > Blocuri fundatii.
2. Apasati pe butonul [Nou]. 3. Se va crea un nou bloc de fundare si se va adauga listei de tipuri definite. 4. Apasati pe butonul [Editare]. 5. Va aparea pe ecran fereastra de editare a fundatiei. 6. Selectati tipul definit. 7. Introduceti dimensiunile blocului de fundare. 8. Alegeti sau definiti materialul folosit pentru fundare. 9. Confirmati cu butonul [OK]. 10. Inchideti functia.
Nota: Daca nici un bloc de fundare nu a fost definit, se va deschide automat Editorul de blocuri de fundare.
Introducerea blocului de fundare in model
Blocul de fundare este un tip de reazem care poate fi introdus intr-un punct. Astfel procedura pentru introducerea unui punct. Singura diferenta este ca parametrii introdusi de utilizator sunt unici pentru acest tip de reazem.
Nota: Daca nu a fost folosit nici un teren sau nu a fost folosita nici o definitie de catre utilizator, la pornirea functiei, programul genereaza automat niste date implicite despre cele doua entitati. Utilizatorul este singurul in masura sa schimbe aceste valori cu cele pe care le doreste.
Definirea unei fundatii continue noi
Deoarece fundatia continua este de tipul reazem liniar, atunci se poate introduce ca un reazem liniar. Astfel se poate aplica procedura de introducere a unui reazem liniar. Singura diferenta este ca utilizatorul poate specifica anumiti parametrii care sunt unici pentru aceste tipuri de reazeme.
Nota: daca nici un teren nu a fost definit si daca utilizatorul incearca sa introduca un reazem de tipul Fundatie continua, programul automat creeaza un teren cu proprietati implicite. Ramane la latitudinea utilizatorului sa introduca datele corecte sau sa creeze un nou tip de teren cu proprietati specifice.
Fundatii si teren
4
Teren
Introducere in modulul Soluri
Reazemele de tip "fundatie", ex: bloc de fundare si fundatie continua, sunt asezate pe teren si preiau toate incarcarile structurii. Pentru ca terenul sa se comporte in mod real, trebuie introdusi parametrii clari si corecti. In SCIA ENGINEER, terenul "de sub fundatie" il vom numi "teren de fundare" si poate fi accesat din: meniul Biblioteci > Soluri, modulul Biblioteca > Soluri.
In momentul in care cel putin un teren este definit, se poate incepe cu definirea blocului de fundare sau a fundatiilor continue.
Definirea unui nou tip de teren
Folosind functia Editare teren se poate folosi un nou tip de teren. Aceasta este una din functiile numeroase SCIA ENGINEER ce sunt implementate in baza de date .
Procedura de definire a unui nou tip de teren 1. Deschideti Editare teren:
a. ori din meniul Biblioteci > Sol, b. ori din modulul Biblioteci> Sol.
2. Apasati pe butonul [Nou] pentru crearea unui nou tip de sol. 3. Acest nou tip de sol va fi adaugat listei de soluri definite. 4. Apasati pe butonul [Editare]. 5. Se va deschide pe ecran editare fereastra. 6. Introduceti valorile cerute pentru parametrii. 7. Confirmati introducerile apasand pe butonul [OK]. 8. Repetati pasii de la 2 la 7 de cate ori considerati ca este necesar. 9. Inchideti Editare sol.
Definirea parametrilor solului
Definirea parametrilor solului poate fi efectuata in fereastra de editare a terenului. Aceasta fereastra este accesibila prin functia Editare subsol.
Parametrii teren
Constantele C1 si C2 pentru directiile X, Y, Z
Parametrii C, care reprezinta proprietatile fizice ale terenului.
(vezi Parametrii terenului situat sub o grinda de fundare).
Parametrii de verificare
Aici aveti parametrii necesari pentru verificarea terenului conform normativului.
Parametrii pentru verificare Aceste date sunt utilizate pentru verificarea stabilitatii blocului de fundare.
Densitate Densitate sol
Fic Valoarea unghiului rezistentei la forta taietoare fata de eforturile efective.
Cc Valoarea coeziunii fata de eforturile efective.
Ccu Valoarea rezistentei la forta taietoare in stadiul uscat.
Fundatii si teren de fundare
5
Sigma oc Eforturile admisibile in pamant (optional).
Tip Solul poate fi uscat sau sub influenta panzei freatice.
Parametrii terenului sub un element liniar
Parametrii terenului sub un element liniar sunt :
C1x rezistenta terenului fata de ux ( deformarea in directia x locala )
C1y rezistenta terenului fata de uy ( deformarea in directia y locala )
C1z rezistenta terenului fata de uz ( deformarea in directia z locala )
C2x rezistenta terenului fata de dux/dx
C2y rezistenta terenului fata de duy/dx
C2z rezistenta terenului fata de duz/dx
Nota: Din setul de 6 parametrii C, patru sunt majoritari si, daca este necesar, se pot
determina din parametrii C ai terenului introdus 2D in modulul Soilin precum si din rigiditatea de margine "k" ce simuleaza tasarea:
C*1x (MN/m2)
= b (m) C1x (MN/m3)
C*1y (MN/m2)
= b (m) C1y (MN/m3)
C*1z (MN/m2)
= b (m) C1z (MN/m3) + 2 k (MN/m2)
C*2z (MN) = b (m) C2x (MN/m) unde b este latimea elementului.
Nu este recomandat sa folositi cei doi parametrii ramasi. Nu exista date experimentale de incredere pentru C2x si C2y.
Fundatii si teren
6
Parametrii terenului pentru o placa
Parametrii terenului pentru subsolul definit sub o placa sunt:
C1z Rezistenta terenului la wP (mm) [C1z in MN/m3]
C2x Rezistenta terenului la wP/xP (mm/m) [C2x in MN/m]
C2y Rezistenta terenului la wP/yP (mm/m) [C2y in MN/m]
C1x Rezistenta terenului la uP (mm) [C1x in MN/m3]
C1y Rezistenta terenului la vP (mm) [C1y in MN/m3]
Nota: In general, C2x este considerat egal cu C2y si C1x egal cu C1y. Nota: Consulati capitolul Date model > Fundatii > Subsol.
Folosirea terenului de fundare
Terenul este folosit ca parametru pentru definirea "structurii fundatiilor ", adica ne referim la fundatiile tip izolate sau cele continue. Ambele structuri ale fundatiei sunt de tipul punctiform sau liniar. In acest fel, tipurile de teren folosite la blocurile de fundare sau la fundatiile continue se pot modifica din fereastra proprietati reazem.
Foraj geotehnic
Gestiune foraje geologice
Editorul de foraje geotehnice este o baza de date . Operatiile acesteia sunt destul de clare. Pot arata ca:
Fundatii si teren de fundare
7
Puteti efectua diferite operatii referitoare la functia de foraje: definirea unuia nou, editarea unuia existent, crearea unei copii a celui existent, stergerea unui existent (doar daca nu este folosit in model), imprimarea sau salvarea informatiilor despre acesta, citirea de pe disk (daca l-ati salvat alta data).
Gestiune de foraje geologice se poate deschide prin: structura Biblioteca > Profile geologice, meniu Biblioteca > Profile geologice, se deschide automat in momentul in care un element are legatura cu profilul geotehnic, iar
acesta nu este definit. Astfel, se poate defini pentru terenul de fundare.
Definirea unui foraj geotehnic nou
Un nou foraj geotehnic se poate introduce din Editorul de profile geotehnice. Apasati pe functia Nou si se va deschide fereastra Profil geologic.
Fundatii si teren
8
Parametrii generali ai profilului geotehnic
Nivelul panzei freatice
Defineste nivelul panzei freatice. Inaltimea panzei freatice influenteaza calculul terenului.
Nume Se specifica numele forajului.
Sol incompresibil sub ultimul strat introdus
Daca este ACTIV, programul introduce coeficientul de reducere a adancimii k2 in conformitate cu CSN 73 1001, art. 80.
Numeric vorbind, inseamna ca se amortizeaza eforturile pe componenta sz. Toate componentele tensorului din spatiul semi-elastic sunt calculate cu inaltimea redusa. Este doar un calcul aproximativ, nu o solutie exacta fata de elasticitatea fiecarui strat. Diferenta se considera a fi neglijabila fata de alte comportamente.
Parametrii referitori la teren
Nume Numele stratului
Grosime Grosimea stratului
E def Modul de deformare
Pentru categoriile geotehnice 1 si 2, se poate folosi valoarea din Normativul CSN 73 1001, iar pentru categoria 3, trebuiesc efectuate sondaje pe probe.
Coeficientul lui Coeficientul deformarii transversale
Fundatii si teren de fundare
9
Poisson Se va folosi valoarea din tabele.
(intre: 0 – 0.5)
Greutate in stare uscata
Greutatea specifica a terenului uscat
in general se afla intre valorile 18 - 23 kN/m3
Greutate in stare umeda
Greutatea specifica a terenului in stare umeda
m coeficientul de rezistenta structurala
Este o valoare adimensionala conform formulei tasarilor din CSN 73 1001.
Tabelul 10 din Normativ indica valorile diferitelor tipuri de teren de la 0.1 -0.5. pentru categoria 3, este bine sa consultati un inginer care a efectuat incercari pe probe prelevate din terenul de fundare.
Pentru alte normative (altele decat CSN) folositi valoarea 0.2.
Nota: Profilul geologic trebuie definit pana la o adancime pentru care efortul efectiv in teren este activ.
Editarea profilului geotehnic
Profilul geotehnic existent poate fi editat folosind Gestiune profile geotehnice. Functiunea Editare din mamgerul respectiv deschide Profilul geotehnic. Mai multe informatii gasiti in capitolul Definirea unui foraj geotehnic nou.
Foraje
Introducere in functia de Profile foraje
Forajele si profilele geologice asigura programului informatiile necesare pentru a putea defini straturile terenului. Un foraj este definit de (i) profilul geologic corespunzator, (ii) locatia si (iii) inaltimea fata de cota zero. In general, un set de foraje poate fi definit si acestea se pot folosi pentru a calcula si afisa forma si straturile terenului de fundare. Aceasta suprafata poate fi folosita si la prezentarea proiectului unui client. Suprafata randata nu este luata in calcul in timpul executarii matricilor. Urmatoarele imagini afiseaza exemple de foraje. Dreptunghiul reprezinta.
Fundatii si teren
10
Urmatoarea imagine afiseaza suprafata calculata.
Introducerea unui foraj nou
Procedura de definire a unui foraj nou 1. Deschideti serviciul Structura. 2. Porniti functia Profil foraj. 3. Introduceti parametrii. 4. Confirm cu [OK]. 5. Introduceti locatia profilului.
Parametrii foraj
Nume Introducere nume foraj.
Doar rezultate Cand este executat calculul, puteti obtine un tabel de tasari. Valorile tasarilor sunt calculate in locul unde au fost introduse forajele. Forajul este in acelasi timp utilizat si la calculul interactiunii intre structura si teren.
Totusi este posibil sa se excluda anumite foraje din
Fundatii si teren de fundare
11
datele de intrare si sa se foloseasca doar la calculul tasarilor.
Daca parametrul este ACTIVAT, profilul geotehnic este ignorat, si doar pozitia acestuia se va interpola prin pozitiile celorlalte foraje. dar tasarea finala este calculata si in acest punct.
Profil geologic Se specifica profilul geotehnic corespunzator localizarii forajului.
Editarea forajului existent
Procedura de editare a forajului existent 1. Selectati forajul dorit. 2. Fereastra proprietati afiseaza parametrii forajului. 3. Schimbati parametrii necesari. 4. Schimbarile sunt imediate.
Nota: Dupa modificare (mai ales dupa modificarea pozitiei) forajului, poate fi necesar sa reactualizati suprafata (presupunand ca a fost afisata inainte de a o modifica).
Stergerea unui foraj existent
Daca un foraj a fost definit din greseala sau trebuie sters, acesta se sterge ca orice element.
Procedura de stergere a forajului 1. Selectati forajul dorit. 2. Stergeti-l folosind:
a. Tasta [Del] a tastaturii, b. Folosind functia Stergere din meniu, c. Folosind Modificare > Stergere.
Afisarea sau ascunderea forajelor
Afisarea forajelor este controlata din Teren > Profile geologice.
Procedura de afisare / ascundere a forajelor 1. Deschideti fereastra Setari parametri vizualizare.
a. prin functia Setari parametri pentru vizualizare. b. prin butonul de fereastra grafica.
2. Setati Model > Teren > Foraj ACTIVAT (sau DEZACTIVAT pentru ascundere). 3. Apasati [OK].
Afisarea suprafetei terenului
Suprafata este calculata si afisata deasupra zonei, definite prin doua conditii: toate forajele definite se afla inauntrul suprafetei, distanta de la marginea exterioara a structurii pana la marginea suprafetei terenului este de
cel putin 10 metri in orice directie. Afisarea (sau vizibilitatea) suprafetei este controlata de parametrul Teren > Suprafata.
Procedura de afisare (ascundere) a suprafetei 1. Deschideti fereastra Setari parametri vizualizare.
Fundatii si teren
12
a. folosind functia Setari parametri pentru vizualizare. b. prin butoanele barei de afisare grafica.
2. Din tab-ul Model > Teren > Suprafata (sau DEZACTIVATI pentru ascundere). 3. Confirmati cu [OK].
Actualizarea suprafetei terenului
Dupa schimbarile efectuate asupra forajelor (sub dupa anumite modificari executate asupra forajelor) suprafata poate disparea. Motivul este ca schimbarea este manuala, deoarece una automata ar ingreuna foarte mult afisarea terenului in fiecare moment.
Procedura de reactualizare a suprafetei terenului 1. Daca terenul nu este afisat, afisati-l. 2. Selectati suprafata. 3. Fereastra proprietati afiseaza cateva informatii de baza si ofera 2 butoane. 4. Apasati [Actualizare linie] pentru a reactualiza linia. 5. Linia se poate schimba daca s-au adaugat noi foraje sau daca altele au fostu mutate pe
orizontala sau verticala. 6. Apasati [Actualizare suprafata] pentru a reactualiza suprafata.
Interaction with subsoil (Soil-in)
Introducere in soilin
Analiza fundatiilor consta in general in modelarea reala a fundatiei ce se afla in contact cu solul. Cea mai buna reprezentare gasita este folosirea modelului 2D al terenului de fundare, care sa afiseze in acelasi timp deformatiile reale ale solului. Proprietatile acestui model sunt in general exprimate de un parametru numit C. Parametrii sunt atribuiti direct elementelor structurii aflate in contact cu terenul si influenteaza matricea de rigiditate. Pentru a simplifica ideea, sa presupunem ca variabila C este caracteristica unui resort elastic, mai bine zis pseudoelastic, care se schimba in functie de stadiul de analiza a structurii. Aceasta idee se bazeaza pe generalizarea teoriei Winkler pe o zona vasco-elastica cu g = C1 (MNm-3) sau pentru o serie de resorturi vascoase, verticale. Generalizarea este foarte importanta si ia in calcul mai multe aspecte ale distribuirii fortei taietoare in straturile terenului, lucru pe care modelul Winkler il considera neglijabil. Parametrii de interactiune intre fundatie si teren depinde de distribuirea nivelului de incarcare sau de eforturile ce apar la interfata intre structura si teren, fata de geometria talpii de fundare sau fata de proprietatile terenului. Calculul modulului SOILIN tine cont de toate prevederile de mai sus. Deoarece parametrii C influenteaza eforturile de contact si vice-versa – distributia eforturilor de contact au un impact major asupra tasarilor fundatiei deci si asupra parametrilor C, de aceea calculul este unul iterativ.
Geometrie soilin
Daca terenul nu este orizontal, atunci trebuie sa existe atentie la urmatoarele : Calculul corect al parametrilor C presupune ca structura aflata in contact cu terenul este mai mult sau mai putin orizontala. Tehnic vorbind, inclinarile fundatiei pana la 5-8 grade pot fi acceptate. Programul este capabil sa faca calculul pe baza fiselor de forare ( vezi literatura de specialitate in limba Ceha ) : Kolář V.: Matematické modelování geomechanických úloh. Skriptum pro postgraduální
studium FAST VUT Brno, 1990, 60 str. Buček J., Kolář V., Obruča J: Manuál k programu SOILIN, FEM consulting Brno, 1993 Buček J., Kolář V.: Iterační výpočet NE-XX - SOILIN, FEM consulting Brno, 1995 Kolář V.: Statické výpočty základových konstrukcí. Knižnice Aktualit České matice
technické Praha, ed. plán 1994. Kolář V.: Teoretický manuál FEM-Z k programům DEFOR a NE-XX, seminář FEM
consulting s.r.o., 5. - 6.10.1993 v Brně.
Fundatii si teren de fundare
13
Definirea unui reazem in modulul Soilin
Interactiunea intre structura si teren este calculata doar daca reazemele sunt definite ca fiind de tip "Soilin".
Procedura de definire a unui nou reazem de tip Soilin 1. Creati structura a carei reazeme urmeaza a fi definite. 2. Deschideti modulul Structura. 3. Porniti functia Reazem > Radier (fundatie elastica). 4. Ajustati parametrii (vezi capitolul Radier). 5. Apasati pe [OK]. 6. Selectati rasierul sau radierele ce se afla pe teren.
Reazem de suprafata pentru placi
Parametri
Nume Specifica numele reazemului.
Tip Defineste tipul reazemului – vedeti mai jos.
Subsol Daca este necesar, acest parametru specifica parametrii subsolului.
Tip
Individual Un anumit tip de subsol este atribuit placii.
Subsolul este definit prin parametri C. Acesti parametri definiti de utilizator sunt folositi in calcul
Soilin Pentru un astfel de reazem, interactiunea dintre structura si solul fundatiei este realizata prin intermediul modulului SOILIN.
Parametrii C1z, C2x, C2y sunt calculati cu ajutorul modulului SOILIN.
Nota: Parametrii C1x si C1y sunt definiti in Setari > Calcul
Ambele Ambele tipuri mentionate mai sus sunt combinate pe
Fundatii si teren
14
aceeasi placa.
Utilizatorul stabileste parametrii C definiti de catre el si cei ce vor fi calculati de catre modulul SOILIN.
Parametrii pot fi definiti in Setari > Calcul. Parametrii C introdusi cu valoarea zero vor fi calculati in modulul SOILIN. Parametrii diferiti de zero vor fi considerati ca introdusi.
Nota: Parametrii C1x si C1y sunt INTOTDEAUNA definiti de utilizator. Nu pot fi calculati de catre modulul SOILIN.
SOILIN Modululul Soilin poate calcula parametrii C1z, C2x, C2y. Ceilalti parametri trebuie definiti de catre utilizator. Este posibila eliminarea calculului automat al unor parametri C si definirea lor manuala, printr-o definire speciala a parametrilor solului si alegerea tipului Ambele (!). Daca un parametru C este setat zero, acesta va fi calculat de catre program. Daca un parametru C are o valoare diferita de zero, acesta va fi considerat ca introdus. Tipul Ambele nu este foarte des intalnit, dar a fost introdus din doua motive: 1. Este utilizat tipul Soilin dar se doresc frecari diferite in diferite parti ale structurii. Prin urmare, fereastra de setari calcul nu este suficienta, deoarece doar o singura valoare poate fi introdusa pentru frecare. Astfel, se poate utiliza tipul Ambele, definindu-se mai multe straturi de sol cu mai multe constante C1x si C1y diferite de zero si ceilalti parametri zero. La rularea modulului Soilin, constantele C1x si C1y diferite de zero au o prioritate mai mare decat cele determinate de program, fiind astfel aplicate. Alte valori "zero" indica faptul ca alte valorile determinate de program sunt aplicate. 2. Uneori este necesara "eliminarea" valorilor mari pentru forfecare (C2x, C2y) calculate in modulul Soilin. Un exemplu ar fi modelarea unei placi noi peste una mai veche, aceasta din urma fiind definita ca un prim strat de sol. Este o solutie corecta si adecvata, dar modulele E fiind foarte diferite pentru sol si beton, modulul Soilin calculeaza parametri C2 foarte mari. Prin urmare, rigiditatea suprafetei de fundare va fi mai mare daca cele doua placi vor fi "unite" si introduse ca un element omogen. Astfel, parametrii C2 pot fi redusi artificial prin alegerea tipului Ambele. Subsolul va fi definit cu C1z egal cu zero (urmand sa fie determinat in modulul Soilin) si ceilalti parametri diferiti de zero. (C2 si frecarea). Astfel, modulul va calcula doar parametrul C1z.
Parametrii de calcul Soilin
Parametrii de calcul Soilin ce trebuiesc introdusi pentru calculul tasarilor structurii
Combinatiile petnru calculul terenului
Specifica combinatia folosita la calculul parametrilor C.
Chiar daca nu este o solutie exacta, din motive practice, parametrii C nu sunt calculati separat pentru fiecare caz de incarcare sau pentru fiecare combinatie de incarcare. Utilizatorul trebuie sa specifice o combinatie folosita pentru calculul parametrilor C. Parametrii C calculati sunt aplicati in toate cazurile de incarcari si combinatii.
Nota: Combinatia trebuie sa fie de tip liniar (nu infasuratoare).
Interactiunea maxima cu
Limiteaza marimea pasilor de iterare.
Fundatii si teren de fundare
15
terenul
Marimea suprafetei terenului
Defineste marimea elementului finit generat in contact cu terenul.
C1x Rezistenta terenului fata de wP (mm) [C1z in MN/m3]
C1y Rezistenta terenului fata de wP/xP (mm/m) [C2x in MN/m]
C1z Rezistenta terenului fata de wP/yP (mm/m) [C2y in MN/m]
C2x Rezistenta terenului fata de uP (mm) [C1x in MN/m3]
C2y Rezistenta terenului fata de vP (mm) [C1y in MN/m3]
Parametrii C Parametrii C din Editare analiza sunt folositi ca parametrii de inceput ai calculului iterativ. Aceste valori pot fi ignorate daca sunt introdusi de catre utilizator parametrii C. Vezi capitolul Radier.
Parametri C calculati
Parametrii C calculati pot fi vazuti in datele 2D sau in modulul Rezultate.
Procedura de afisare a parametrilor C 1. Executati calculul 2. Deschideti modulul Calcul, retea. 3. Porniti functia Afisare 2D. 4. Selectati functia Teren. 5. Selectati parametrul dorit. 6. Modificati alti parametrii de desenare. 7. Reactualizati structura (apasand pe butonul [Reactualizare] din fereastra Proprietati)
Fundatii si teren
16
Nota: Aceasta functie afiseaza toti cei cinci parametrii C. Cei doi care nu sunt calculati (C1x si C1y) sunt constanti de-a lungul radierului. Ceilalti pot avea o distributie arbitrara, depinzand de actiunile asupra structurii.
Procedura de afisare a parametrilor C din modulul Rezultate 1. Executati calculul 2. Deschideti modulul Calcul, retea. 3. Porniti functia Teren –parametrii C. 4. Selectati parametrul dorit. 5. Modificati parametrii desenului. 6. Reactualizati structura (apasand pe butonul [Reactualizare] din fereastra Proprietati)
Nota: Aceasta functie afiseaza doar parametrii C calculati. Cei doi care nu sunt calculati (C1x si C1y) si sunt constanti de-a lungul radierului nu se poat vizualiza aici..
Bibliografie
[1] Altes J.
The limit depth for settlement calculations (Die Grenztiefe bei Setzungsberechnungen, in German). Bauingenieur 51 (1976), No. 3, 93 – 96.
[2] Bažant Z.
Coefficients of Structural Strenght. In.: Proc. XI th Int. Conf. on Soil Mech. and Found. Eng., San Francisco 1985, paper 4/A/32, pp. 1469 – 1471.
[3] Buček J., Doležal J., Kolář V.
Program DEFOR S. Space Structures Composed of Beams and Founded on Foots. User Manual FEM consulting Brno, 1993.
[4] Cakmak A.S. (editor)
Soil – Structure Interaction. ELSEVIER, Amsterdam, Developments in geot. engng. No 43, 1987, 373 ppp.
[5] ČSN – P – ENV 1997 – 1/731001 – Czech Standard for EC7
Fundatii si teren de fundare
17
Application to the Spread (Shallow, Raft and Plate) Foundations, with the National Rules, Prague 1993, 200 pp. An alternative to the ČSN 731001 (from 1.10.1988) "The Subsoil Below Shallow Foundations" (75 pp. in Czech) holding together with EC7.
[6] Desai C.S.
Soil – Structure Interaction and Simulation Problems. In.: FEM in Geomechanics, Edit. G. Gudehus, Wiley, London, 1977, p. 209 – 250.
[7] DIN 4019 Teil 1 (1979), Teil (1981), BAUGRUND Setzungsberechnungen (Subsoil – Foundations – Settlement Calculations, in German), 80 pp. and various recommended text in German.
[8] Dungar R. – Studer J.
Numerical Models in Geomechanical Engineering Practice. A.A. Balkema, Rotterdam, 1986, 500 pp.
[9] EUROCODE 7 – Part 1, Geotechnical Design General Rules, Final Version, Editor: CEN/TC250, EC7 Com., Berlin, 1993, 116 pp.
[10] Kolař V. – Němec I.
Energy Definition and Algorithms of a New Foundation Model. Proc. 5th Danube Conf. SMFE, September 1977, Bratislava, App. p. 1 –10.
[11] Kolář V. – Němec I.
FEM Analysis of Structures (incl. Subsoil). UNO, EC Europe, CAD Techniques for Bridges, Vol. I., Prague – Geneva, June 1984, 284 p.
[12] Kolář V. – Němec I.
NE-XX Program System. In.: Structural Analysis Systems, ed. A. Niku - Lari, Vol.I., PERGAMON PRESS OXFORD 1985, pp. 97 – 102, 141 – 150.
[13] Kolář V. – Němec I.
NEXX Program Package. In.: Software Abstracts for Engineers, Editor M. Robinson, CITIS, Dublin, Ireland, Dez. 1988, pp. 1 – 4.
[14] Kolář V., Němec I.
Modelling of Soil-Structure Interaction, ELSEVIER, New York, Oxford, London, Amsterdam, Tokyo, 1989, 340 pp.
[15] Kolář V., Němec I.
Contact Stress and Settlement in the Structure - Soil Interface. Study of CSAV 16.91, Czecho slovak Academy of Sciencies, editor ACADEMIA, Prague, October 1991, 160 pp.
[16] Kolář V.
Interaction Between Structure and a Special Nonlinear Subsoil Model. In.: Numerical Methods in Geomechanics, Proc. of 2nd Czech. Conf. Int. Partic. (IACMAG meeting), Sept. 2 4, 1992, Prague, 37 40
[17] Kolář V., Němec I.
Analysis of Contact Stress in the Structure Soil Interface, In.: Numerical Methods in Geomecha nics, Proc. of 2nd Czech. Conf. Int. Partic. (IACMAG meeting), Sept. 2 4, 1992, Prague, 41 44
[18] Kolář V.
Fundatii si teren
18
Iterative Solutions of Nonlinear Layered Sub soil Structure Interaction. In.: Proc. of Int. Conf. GEOMECHANICS'91, September 24 26, 1991, Czecho slo vakia, edited by A.A.BALKEMA, Rotterdam, 1992, 197 206.
[19] Kolář V.
Interaction Between Motorway and Airport Pave ment Slabs and Their Subsoil. In.: 2nd Int. Conf. on Traffic Effects ..., High Tatras, Czechoslovakia, ed. by VTS Žilina, April 22 24, 1991, sect.F, ref No.3, 1 8
[20] Němec I.
NE XX Program Package. User Manuals to the Programs NE 10, NE 14, new editions, 1997-98.
[21] Němec I.
Dynamics of Foundation Plates. In.: Proc. 1st. Conf. on Mechanics, Geomech. Section, Academy of Sciences Prague, Vol. 6, 1987, p. 90 – 93.
[22] Pasternak P.L.
Principles of the New Foundation Calculation with Two Coefficients (in Russian). GOS. IZD. LIT. STROJ. ARCH., Moscow, UdSSR, 1954, 56 pp.
[23] Selvadurai A.P.S.
Elastic Analysis of Soil – Foundation Interaction. ELSEVIER, Amsterdam, Developments in Geotech. Engng. Vol. 17, 1979, 543 pp.
[24] Vlasov V.Z. – Leontjev N.N.
Beams, Plates and Shells on Elastic Foundations (in Russian). GOS. IZD. FIZ. MAT. LIT., Moscow, UdSSR, 1960, 491 pp.
19
Incarcari
Presiunea solului si a apei Mai multe tipuri de incarcare (forta concentrata, incarcare liniara si incarcare de suprafata) pot fi definite ca "presiune a solului" sau "presiune a apei". Cele doua tipuri de incarcare sunt dependente unul de altul si vor fi explicate impreuna. Ambele tipuri de incarcare apar doar pentru structurile subterane. In functie de solul care le inconjoara, nivelul apei subterane si adancime, programul calculeaza automat presiunea solului si a apei.
La adancimea h (punctul a), intensitatile incarcarilor generate sunt:
SigV,a Daca a este localizat peste nivelul apei
(h <= H’d), atunci (h * Gdry)
Daca a este localizat sub nivelul apei
(h > H’d), atunci (H’d * Gdry + H’w * Gwet)
Fuctioneaza doar in directia negativa a axei globale Z!
SigH,a SigH,a = SigV,a * k0
SigW,a Daca a este localizat peste nivelul apei
(h <= H’d), atunci ( 0)
Daca a este localizat sub nivelul apei
(h > H’d), atunci (H’w * Gwater)
Se obtine incarcarea distribuita din imaginea de mai jos:
Fundatii si teren
20
Incarcarile din apa si sol pot fi introduse pentru urmatoarele cazuri de incarcare: Tip actiune = "permanent" si tip incarcare = "standard", Tip actiune = "variabil" si tip incarcare = "static".
Procedura de introducere a presiunii apei/solului 1. Deschideti servciul Incarcari. 2. Initializati functia corespunzatoare tipului de incarcare dorit (concentrata, liniara, de
suprafata). 3. Setati parametrii-vedeti mai jos. 4. Confirmati prin tasta [OK]. 5. Aplicati incarcarile pe elemente.
Parametri In plus fata de parametrii comuni tuturor tipurilor de incarcare: concentrata, liniara si de suprafata , acest tip de incarcare necesita setarea urmatorilor parametri:
Tip Trebuie setat ca Presiune sol sau Presiune apa.
Distributie Doar pentru incarcarea liniara.
Incarcarea liniara poate fi liniara sau trapezoidala.
Aria de actiune
Doar pentru fortele concentrate.
Defineste zona de actiune a incarcarii.
Latime de actiune
Doar pentru incarcarea liniara.
Defineste latimea activa pentru incarcare.
Coeficient Doar pentru presiunea solului.
Acest coeficient trebuie definit pentru presiunea orizontala a solului. Specifica raportul dintre presiunea solului verticala si orizontala.
(pentru presiune verticala, este egal cu 1).
Profil geologic
Specifica profilul care va fi utilizat.
Presiunea apei/solului sunt afisate in imaginea de mai jos. Diagrama maro reprezinta incarcarile "definite". Au fost definite pentru tot stalpul. Diagrama verde reperezinta partea generata. Presiunea generata a solului ajunge doar pana la partea superioara a profilului. Calcul ia in considerare doar diagrama verde, adica incarcarea generata.
Incarcari
21
Nota: presiunea apei este generata doar sub nivelul apei subterane. Daca tot modelul se afla deasupra nivelului apei, presiunea apei generata va fi zero.
Nota: Presiunea este generata pe baza datelor introduse in caseta de dialog. Astfel, datele geologice sunt derivate doar din profilul geologic. Presiunea solului generata nu ia in considerare suprafata afisata a terenului. Chiar daca suprafata a fost calculata si afisata, programul nu ia in calcul intersectia dintre suprafata si elementul care etse supus presiunii. Partea subterana a elementului este determinata doar din profilul geologoc. Vedeti imaginea de mai jos.
Imaginea ilustreaza notele de mai sus. Au fost definiti trei stalpi si mai multe profile. Suprafata a calculata si afisata in imagine-linia inclinata. Presiunea solului a fost introduse pentru toti stalpii. Profilul din stanga a fost utilizat ca referinita pentru definirea tuturor celor trei presiuni. De aceea presiunea generata este identica pentru toti trei stalpii. Astfel, doi stalpi sunt supusi unei presiuni a solului chiar si pe portiunea situata deasupra solului. Suprafata calculata nu influenteaza calculul fortelor de presiune.
Fundatii si teren
22
Eforturi pe suprafata Parametri
Nume Este utilizat pentru identificarea incarcarii.
Tip Exterior
Conducta este expusa la presiunea externa.
Interior
Conducta este expusa la presiunea interioara.
Distribuire Uniform
Presiunea uniforma actioneaza pe conducta.
Trapez
Presiunea are o distributie trepezoidala.
Valoare – P (doar pentru distributia uniforma)
Specificati valoarea presiunii.
Valoare – P1, P2 (doar pentru distributia trapezoidala)
Specificati valoarea presiunii.
Inchidere inceput
Daca este bifata, conducta este inchisa la punctul de inceput. Aceasta optiune are un efect in algoritmul de calcul.
Inchidere sfarsit Daca este bifata, conducta este inchisa la punctul de sfarsit. Aceasta optiune are un efect in algoritmul de calcul.
23
Calcul
Parametrii de calcul Soilin Parametrii de calcul Soilin ce trebuiesc introdusi pentru calculul tasarilor structurii
Combinatiile petnru calculul terenului
Specifica combinatia folosita la calculul parametrilor C.
Chiar daca nu este o solutie exacta, din motive practice, parametrii C nu sunt calculati separat pentru fiecare caz de incarcare sau pentru fiecare combinatie de incarcare. Utilizatorul trebuie sa specifice o combinatie folosita pentru calculul parametrilor C. Parametrii C calculati sunt aplicati in toate cazurile de incarcari si combinatii.
Nota: Combinatia trebuie sa fie de tip liniar (nu infasuratoare).
Interactiunea maxima cu terenul
Limiteaza marimea pasilor de iterare.
Marimea suprafetei terenului
Defineste marimea elementului finit generat in contact cu terenul.
C1x Rezistenta terenului fata de wP (mm) [C1z in MN/m3]
C1y Rezistenta terenului fata de wP/xP (mm/m) [C2x in MN/m]
C1z Rezistenta terenului fata de wP/yP (mm/m) [C2y in MN/m]
C2x Rezistenta terenului fata de uP (mm) [C1x in MN/m3]
C2y Rezistenta terenului fata de vP (mm) [C1y in MN/m3]
Parametrii C Parametrii C din Editare analiza sunt folositi ca parametrii de inceput ai calculului iterativ. Aceste valori pot fi ignorate daca sunt introdusi de catre utilizator parametrii C. Vezi capitolul Radier.
25
Rezultate
Rezultate pe elemente liniare
Afisare tabel fundatie
Modulul Reactiuni contine printre altele posibilitatea de a genera un tabel cu reactiunile din fundatii.
Nota: Aceasta optiune este valabila doar pentru cazurile de incarcare.
Un coeficient poate fi introdus pentru fiecare caz de incarcare. Reactiunile din tabel sunt inmultite cu acest coeficient. Acesta poate fi folosit considerand factorii de siguranta in reactiuni. Tabelul generat in Fereastra afisare contine patru mari parti:
Incarcari permanente
Toate incarcarile permanente sunt considerate impreuna. Este data doar reactiunea totala (suma pentru toate incarcarile permanente).
Incarcari variabile
-ne-exclusive
Cazurile de incarcare variabile care nu sunt considerate intr-un grup exclusiv. Acestea pot actiona simultan cu alte incarcari variabile.
Incarcari variabile
- exclusive
Aceste incarcari nu pot actiona simultan cu alte cazuri de incarcare din acelasi grup exclusiv.
Extreme Acest paragraf contine valori extreme compuse pentru toate incarcarile permanente si variabile.
Procedura pentru generarea unui tabel de fundatii 1. Deschideti modulul rezultate. 2. Selectati functia Tabel fundatie (apasati doar odata pe butonul din stanga al mouselului,
nu de 2 ori). 3. Ajustati parametrii functiei (vezi mai jos). 4. Folositi functia Tiparire / Previzualizare tabel pentru a creea tabelul Afisare fereastra.
a. ori folositi din meniul Fisier > Tiparire date > Tiparire / Previzualizare tabel,
b. sau folositi functia Tiparire date > Tiparire / Previzualizare tabel din bara Proiect.
5. Afisare rezultate.
Parametrii tabelului de fundatii
Selectie Rezultatele pot fi aratate ori pentru Toate ori doar pentru cele Definite de utilizator.
Filtru Aici, poate face o selectie pe anumite criterii.
Coeficient Aceasta optiune ajuta utilizatorul sa selecteze si/sau sa defineasca un set de coeficienti pentru fiecare caz de incarcare individual. Reactiunile din fundatii vor fi inmultite cu acesti coeficienti.
Reazeme rotite Aceasta optiune este valabila doar cand exista reazeme rotite in proiect.
Daca aceasta optiune nu este bifata, vor fi desenate reactiunile din axele globale.
Daca optiunea este bifata, sunt desenate reactiunile
Fundatii si teren
26
in axele reazemelor.
Nota: mai multe informatii despre afisarea setarilor rezultatelor pot fi gasite in capitolul
Deschidere modul Rezultate si Afisare eforturi interne. Exemplu de tabel de fundatii
Rezultate
27
Afisarea intensitatii
Daca un element al unei structuri este asezat pe o fundatie, este posibil sa se afiseze intensitatea (eforturile) ce rezulta din reactiuni.
Procedura de afisare a intensitatii 1. Deschidere modul Rezultate. 2. Selectati functia Intensitate (doar apasati odata pe functie, nu cu dublu-click). 3. Ajustati parametrii functiei. 4. Daca este necesar, reactualizati imaginea apasand pe butonul Actualizare din fereastra
Proprietati. 5. Se vor afisa rezultatele.
Exemplu
Fundatii si teren
28
Procedura pentru afisarea intensitatii in fereastra de Afisare 1. Deschidere modul Rezultate. 2. Selectati functia Intensitate (doar apasati odata pe functie, nu cu dublu-click). 3. Ajustati parametrii functiei. 4. Folositi functia Tiparire / Previzualizare tabel pentru a creea un tabel in Fereastra afisare.
a. sau folositi functia Fisier > Tiparire date > Tiparire / Previzualizare tabel, b. sau Tiparire date > Tiparire / Previzualizare tabel din bara Proiect.
5. Afisare rezultate. Exemplu
Nota: Mai multe informatii despre afisarea setarilor se poate gasi in capitolul Deschidere serviciu Rezultate si Afisare eforturi.
Rezultate pe plansee
Afisarea eforturile de interactiune pe placi
Procedura de afisare a eforturilor de interactiune 1. Deschideti serviciul Rezultate. 2. Selectati functia Element 2D > Eforturi. 3. Selectati palcile pentru care vor fi afisate rezultatele.
Rezultate
29
4. Selectati tipul de incarcari. 5. Selectati valoarea care va fi afisata. 6. Selectati stilul desenului. 7. Daca este necesar, modificati Setarile desenului. 8. Setati toti parametrii. 9. Daca este necesar, reactualizati desenul.
Consultati capitolul Stil izolinii.
Parametri C calculati
Parametrii C calculati pot fi vazuti in datele 2D sau in modulul Rezultate.
Procedura de afisare a parametrilor C 1. Executati calculul 2. Deschideti modulul Calcul, retea. 3. Porniti functia Afisare 2D. 4. Selectati functia Teren. 5. Selectati parametrul dorit. 6. Modificati alti parametrii de desenare. 7. Reactualizati structura (apasand pe butonul [Reactualizare] din fereastra Proprietati)
Nota: Aceasta functie afiseaza toti cei cinci parametrii C. Cei doi care nu sunt calculati (C1x si C1y) sunt constanti de-a lungul radierului. Ceilalti pot avea o distributie arbitrara, depinzand de actiunile asupra structurii.
Procedura de afisare a parametrilor C din modulul Rezultate 1. Executati calculul 2. Deschideti modulul Calcul, retea. 3. Porniti functia Teren –parametrii C. 4. Selectati parametrul dorit. 5. Modificati parametrii desenului. 6. Reactualizati structura (apasand pe butonul [Reactualizare] din fereastra Proprietati)
Fundatii si teren
30
Nota: Aceasta functie afiseaza doar parametrii C calculati. Cei doi care nu sunt calculati (C1x si C1y) si sunt constanti de-a lungul radierului nu se poat vizualiza aici..
Afisarea tasarilor
Procedura de afisare a tasarilor terenului 1. Deschideti modulul Rezultate. 2. Selectati functia Teren- tasari. 3. Selectati tasarile pentru afisarea rezultatelor. 4. Selectati tipurile de incarcari dorite. 5. Modificati orice alt parametru. 6. Reactualizati diagrama de tasare.
Reprezentarea rezistentei structurii solului
Procedura pentru reprezentarea rezistentei structurii solului 1. Deschideti modulul Rezultate. 2. Selectati functia Sol - Alte date. 3. Selectati planseele pentru reprezentarea rezultatelor.
Rezultate
31
4. Dati click pe butonul [Diagrama Efort Sol]. 5. Programul genereaza puncte in centrele de greutate ale elementelor discretizate 2D.
Vertexurile sunt generate doar pentru elementele 2D ce au ca reazem (radier - fundatie elastica) definit pe Sol.
6. Selectati punctul necesar unde doriti ca programul sa va reprezinte diagrama. 7. Programul va afisa o fereastra de dialog cu diagrama. 8. Daca este necesar, utilizati butonul Anterior sau Urmator pentru selectarea altui punct. 9. Alternativ, selectati un foraj din lista derulanta pentru vizualizarea rezultatelor pentru acel
foraj.
Modulul Sol calculeaza doua eforturi: efortul unitar normal vertical Sigma,z si efortul original Sigma,or (efortul geologic Sigma,gz). Conform teoriei, tasarea va aparea daca Sigma,z > m * Sigma,or. Valoarea m este data in normativ: (i) pentru normativul CSN poate varia, pentru EC & DIN este fixa 0,2. Tasarea apare atunci cand efortul unitar normal vertical este mai mare decat 20% din efortul geologic calculat la cota z. Poza ne arata aceste doua linii: Sigma,z in albastru si m * Sigma,or in maro. Programul cauta intersectia dintre cele doua linii: in toate straturile deasupra Sigma,z > m * Sigma,or apar tasari si in toate straturile sub Sigma,z < m * Sigma,or, nu apar tasari. Adancimea la care liniile se intersecteaza este denumita "adancimea limita" In cazul in care utilizatorul nu a introdus un profil geologic suficient de adanc, punctul de intersectie nu poate fi determinat. Inseamna ca tasarea calculata va fi prea mica intrucat mai exista straturi de sol ce pot fi comprimate. Altfel, programul afiseaza un mesaj de atentionare cu geologie insuficienta.
