Eurokod wprowadzenie

Eurokod 7

Jak to ugryźć?

Wprowadzenie do normy PN-EN 1997:2008

Zawartość:

Geneza, Status i Zakres Stosowania Eurokodów

Zasady ogólne, oznaczenia, Z (P) i R-S (0)

Podstawy projektowania geotechnicznego: Wymagania projektowe

Kategorie geotechniczne

Sytuacje obliczeniowe

Projektowanie geotechniczne na podstawie obliczeń –wprowadzenie (zasady i reguły)

Posadowienie bezpośrednie, SGN.

POPRAWKA do POLSKIEJ NORMY: PN-EN 1997-1:2008/Ap2 – Załącznik krajowy

mgr inż. Michał K. Skrzycki, Zakład Współdziałania Budowli z Podłożem, Politechnika Krakowska 2

Eurokod 7

geneza, status,

zakres stosowania


1975 – program działań w zakresie budownictwa,

cel programu: usunięcie przeszkód technicznych w

handlu i harmonizacja specyfikacji technicznych,

Inicjatywa utworzenia zbioru zharmonizowanych

reguł technicznych dotyczących projektowania

konstrukcji,

początkowo miałyby one stanowić alternatywę dla

reguł krajowych, a następnie te reguły zastąpić,

1997 Eurocode: Geotechnical design


Status Eurokodów

Stanowią dokument odniesienia do wykazania, że obiekt inżynierski, budynek jest zgodny z wymaganiami podstawowymi dyrektywy, tj.: Wymaganie 1: Nośność i Stateczność

Wymaganie 2: Bezpieczeństwo pożarowe

Podstawa do zawierania umów dotyczących obiektów budowlanych i powiązanych z nimi usług inżynierskich,

dokument ramowy do pracy nad zharmonizowanymi specyfikacjami technicznymi dot. wyrobów budowlanych.


Norma krajowa

Załącznik Krajowy

Zawiera pełny tekst eurokodu (łącznie z

załącznikami), przetłumaczony na

odpowiedzialność członka CEN,

Może być poprzedzony krajową stroną tytułową i

przedmową krajową

Na końcu może zawierać załącznik krajowy


Załącznik krajowy

Zawiera informacje tylko dotyczące tych parametrów, które w EC pozostawiono do ustalenia krajowego („parametry ustalane krajowo”)

Przewidziano je (parametry) do stosowania przy projektowaniu obiektów w określonym kraju: Wartości/klasy, jeśli Eurokod podaje tylko warianty,

Wartości, którymi należy się posługiwać, jeśli w EC występuje tylko symbol,

Specyficznych danych krajowych (geograficznych, klimatycznych), np. mapa obciążenia śniegiem,

Może zawierać decyzje dot. stosowania załączników informacyjnych, oraz informacje pomocne w interpretacji Eurokodu

Ukazał się we wrześniu 2010


ZASADY OGÓLNE

Założenia, zasady i reguły

8

9

do projektowania z normą EN 1990 (zasady i wymagania bezpieczeństwa oraz użytkowalności, opisano zasady projektowania i weryfikacji oraz podano zalecenia dotyczące związanych zagadnień niezawodności konstrukcji)

do stosowania w zagadnieniach geotechnicznych dot. projektowania obiektów budowlanych – 12 części,

Zawiera wymagania dotyczące:

Zawiera wymagania dotyczące

... Konstrukcji

EC-7 pomija wymagania:

wytrzymałość odnośnie wykonawstwa i jakości

wykonania *

stateczność dot. projektowania z

uwzględnieniem wpływów

dynamicznychużytkowalności

trwałość dot. izolacji termicznej,

akustycznej

mgr inż. Michał K. Skrzycki, Zakład Współdziałania Budowli z Podłożem, Politechnika Krakowska

Zasady i reguły (pkt. 1.4)

ZASADY

(P)rinciples

Reguły Stosowania

(0)

Ogólne ustalenia i definicje od których

nie ma odstępstw,

Przykłady ogólnie uznanych reguł

wynikających z Zasad i spełniających ich

wymagania

Wymagania i modele analityczne, od

których odstępstwa nie są dopuszczone

Dozwolone jest stosowanie

alternatywnych reguł różniących się od

Reguł Stosowania (R-S)


PODSTAWY

PROJEKTOWANIA

GEOTECHNICZNEGO

Wymagania projektowe, sytuacje obliczeniowe,

kategorie geotechniczne


Wymagania projektowe

* (P) należy sprawdzić, czy żaden stan graniczny nie zostanie przekroczony, dla

każdej geotechnicznej sytuacji obliczeniowej,

* Zaleca się sprawdzenie stanów granicznych jedną z metod:

obliczeniową (pkt. 2.4)

wg przepisów (pkt. 2.5)

modeli doświadczalnych i próbnych obciążeń (pkt. 2.6)

metody obserwacyjnej (pkt. 2.7)

* (P) Aby ustalić minimalne wymagania dot. zakresu i rodzaju badań

geotechnicznych, obliczeń i kontroli konstrukcji, należy ocenić złożoność

każdego projektu geotechnicznego oraz występujących zagrożeń


Kategorie Geotechniczne

Kategoria 1: małe i względnie proste konstrukcje

Podstawowe wymagania będą spełnione na podstawie doświadczenia i

jakościowych badań geotechnicznych,

Stosowana przy prostych warunkach gruntowych/obciążeniowych,

Przyjmuje się wtedy, gdy zwierciadło wody gruntowej jest niżej niż dno wykopu,

Kategoria 2: konstrukcje typowe

obejmuje typowe rodzaje konstrukcji i fundamentów, np. fundamenty

bezpośrednie, palowe, ściany oporowe, kotwy gruntowe,

nie występują trudne warunki gruntowe

Kategoria 3: obejmuje konstrukcje nie zaliczane do wcześniejszych,

obejmuje przypadki:

Bardzo duże, nietypowe konstrukcje,

Konstrukcje narażone na nadzwyczajne ryzyko,

występowania niestateczności terenu, ruchy podłoża,

Konstrukcje na obszarach o wysokiej sejsmice.


1. Wartości charakterystyczne i

obliczeniowe

2. Wartości współczynników

częściowych (SGN-GEO)

14mgr inż. Michał K. Skrzycki, Zakład Współdziałania Budowli z Podłożem, Politechnika Krakowska

Wartości charakterystyczne

Wartości charakterystyczne wyprowadza się zgodnie z Eurokodem 0,

(P) Parametry geotechniczne: wybór wartości charakterystycznych – na podst. badań laboratoryjnych i terenowych, uzupełnionych ogólnym doświadczeniem, Przyjmuje się wartości bardziej niekorzystne,

(P) jako wartość charakterystyczną p.geot. Należy wybrać ostrożne oszacowanie wartości decydującej o wystąpieniu stanu granicznego.

Dane geometryczne – przyjmuje się wartości pomierzone, nominalne lub oszacowane poziomy górne lub dolne,

Oddziaływania – mogą ulec zmianie w trakcie obliczeń, przyjmuje się wartość początkową,


Wartości obliczeniowe:

Parametry geotechniczne:

γm dla sytuacji trwałych i przejściowych stosuje się

współczynnik zdefiniowany w Załączniku A.

Parametry geometryczne:

Wartości przyrostu a podane są w pkt. 6.5.4

(Posadowienie bezpośrednie)

Oddziaływania

dla sytuacji trwałych i przejściowych stosuje się

współczynnik γF zdefiniowany w Załączniku A.


Stany graniczne nośności – podejście 2 stateczność ogólna – podejście 3

A1 M1 R2 A2 M2 R3d

o o

dd

zia

ływ

ań

stałeniekorzystne 1,35 1,0

korzystne 1,01,0

zmienne niekorzystne 1,5 1,3

Do

wła

ściw

ości g

runtu tan φ 1,0 1,25

efektywna spójność 1,0 1,25

wytrzymałość bez odpływu 1,0 1,4

wytrzymałość na jednoosiowe

ściskanie1,41,0

ciężar objętościowy 1,0 1,0

do

op

oru

gru

ntu

Fundamenty

bezpośrednie

wyparcie 1,4

poślizg 1,1

Pale

podstawa 1,1

pobocznica 1,1

całkowity opór 1,1

wyciąganie 1,15

Kotwytymczasowe 1,1

trwałe 1,1

Ściany

oporowe

wyparcie 1,4

opór ze względu na

poślizg1,1

odpór graniczny 1,4

skarpy opór graniczny 1,0


POSADOWIENIE

BEZPOŚREDNIE

Rozdział 6

SGN, zagadnienia projektowe, podejścia

obliczeniowe, Załącznik Krajowy


Metody projektowania

Fundamentów Bezpośrednich

Metoda bezpośrednia – polega na oddzielnych analizach dla każdego stanu granicznego, Przy sprawdzeniu SGN, obliczenie powinno modelować

najbardziej prawdopodobny mechanizm zniszczenia

Przy sprawdzeniu SGU – należy wykonać obliczenie osiadań

Metoda pośrednia – wykorzystuje porównywalne doświadczenie i wyniki badań polowych lub laboratoryjnych (ew. obserwacji), tak aby zostały spełnione wymagania wszystkich istotnych stanów granicznych,

Metoda wymagań przepisów - pkt. 2.5


Stany Graniczne (pkt. 6.2; 2.4.7)

Należy sprawdzić, czy nie zostaną przekroczone:

(**) EQU, utrata równowagi konstrukcji lub podłoża, rozpatrywanych jako ciało

sztywne, gdy wytrzymałość materiałów konstrukcyjnych i gruntu ma znaczenie

nieistotne dla zapewnienia nośności,

STR, wewnętrzne zniszczenie, albo nadmierne odkształcenie konstrukcji lub

elementów konstrukcji, w tym fundamentów bezpośrednich, pali, ścian

podziemia, gdy wytrzymałość materiałów jest istotna w zapewnieniu nośności

(*)GEO, zniszczenie albo nadmierne odkształcenie podłoża, gdy wytrzymałość gruntu lub skały jest decydująca dla zapewnienia nośności,

UPL, utrata stateczności konstrukcji albo podłoża(utrata równowagi pionowej)

spowodowana ciśnieniem wody (wyporem) lub innymi oddziaływaniami

pionowymi,

HYD, hydrauliczne unoszenie cząstek gruntu, erozja wewnętrzna lub przebicie

hydrauliczne w podłożu spowodowane spadkiem hydraulicznym,

(*) – zazwyczaj miarodajny przy wymiarowaniu elementów konstrukcyjnych fundamentów lub konstrukcji oporowych

(**) – jest istotna głównie w przypadku projektu konstrukcyjnego, w projekcie geotechnicznym sprawdzenie EQU jest ograniczone do rzadkich przypadków


Stany graniczne nośności

konstrukcji i podłoża w sytuacjach trwałych i przejściowych

Przy SGN zniszczenia/nadmiernego odkształcenia elementu

konstrukcyjnego lub części podłoża – STR, GEO, należy wykazać:

Ed, obliczeniowe efekty oddziaływań – wg. 2.4.7.3, współczynniki

częściowe – ZAŁ. A, A.3.1.(1)P i A.3.2(1)P

W obliczaniu Oporów (nośności) obliczeniowych Rd, można stosować

współczynniki częściowe albo do parametrów gruntu (X) albo do

oporów (R) lub do obu tych wielkości


Zagadnienia projektowe

* (P) Przy ustalaniu głębokości posadowienia fundamentu:

Osiągnięcie odpowiednio nośnej warstwy podłoża,

Głębokość, powyżej której skurcz i pęcznienie gruntów spoistych, mogą spowodować znaczące przemieszczenia,

Głębokość, powyżej której mogą wystąpić szkody spowodowane przemarzaniem gruntu,

Poziom ZWG w pobliżu fundamentu

trudności, związane z wykonywaniem wykopu poniżej zwierciadła wody gruntowej,

Możliwości podmycia,

Wpływ wykopów na sąsiednie fundamenty i konstrukcje,

* Szerokość fundamentu należy zaprojektować tak, aby uwzględniała też

wymagania wykonawcze, takie jak koszt wykopu, tolerancje wytyczenia,

wymagana przestrzeń robocza itd.


Metoda analityczna (pkt. 6.5.2.2)

ZAŁĄCZNIK D.

Przy analitycznym określaniu Nośności Rd uwzględnia się sytuacje krótko i długotrwałe, zwłaszcza w gruntach drobnoziarnistych,

Należy uwzględniać strukturalną charakterystykę podłoża przy opracowywaniu mechanizmu zniszczenia oraz przy wyborze parametrów wytrzymałościowych,

W przypadku podłoża warstwowego wartości obliczeniowe parametrów podłoża należy określić dla każdej z warstw,

Gdy słaby grunt znajduje się pod mocnym, zaleca się sprawdzić możliwość zniszczenia przez przebicie mocnej warstwy,

Nośność na przesunięcie: powinna być spełniona nierówność:

W sile Hd uwzględnia się wartości obliczeniowe wszystkich aktywnych sił wywieranych przez grunt na fundament,

(P) Rd – obliczany zgodnie z 2.4

w warunkach z odpływem, obliczeniowy opór ścinania oblicza się ze wzoru:

w warunkach bez odpływu, obliczeniowy opór ścinania Rd oblicza się ze wzoru:


Metoda analityczna, ZAŁ. D

Uwzględnia się wpływ następujących czynników:

Wytrzymałość podłoża gruntowego ( ),

Mimośród i nachylenie obciążeń obliczeniowych,

Kształt, głębokość i nachylenie podstawy fundamentu,

Nachylenie powierzchni gruntu

Ciśnienia wody gruntowej i spadki hydrauliczne,

Zmienność podłoża gruntowego, uwarstwienie


Warunki pracy podłoża:

Z odpływem:

− zakłada się, że naprężenia w konstrukcji nie powodują istotnego wzrostu ciśnienia

porowego

− Dzieje się tak, przy dostatecznie powolnym wzroście naprężeń w gruncie

Bez odpływu:

− Przyrost naprężeń w gruncie od konstrukcji jest na tyle szybki, że powoduje wzrost

ciśnienia wody w porach,

− Następuje redukcja wytrzymałości gruntu,

− W tym przypadku zaleca się obliczać opór graniczny podłoża z zastosowaniem

wytrzymałości na ścinanie bez odpływu – cu, (3Ax, FVT/SLVT)


Mimośrody:

Eurokod nie określa dokładnie postępowania w przypadku mimośrodu.

Warunek: przy mimośrodzie większym niż 1/3 wymiaru fundamentu, należy:

* wykorzystywać obliczeniowe wartości obciążeń

** uwzględnić niekorzystne odchyłki w wymiarach fundamentu

ALE: przy działaniu na fundament sił od obciążeń stałych należy respektować tradycyjny warunek o nieodrywaniu fundamentu od gruntu.


Przykład obliczeniowy #1

Sprawdzić stan graniczny nośności podłoża pod kwadratową stopą fundamentową, obciążoną osiowo, posadowioną na gruncie niespoistym.

GRUNT: FSa

Ϫk=20kN/m3

φw,k=10kN/m3

φk’=30deg

ck=0,0kPa

ID=0,6

mgr inż. Michał K. Skrzycki, Zakład Współdziałania Budowli z Podłożem, Politechnika Krakowska

OBCIĄŻENIA:

NG=280kN – obciążenia stałe

NQ=80kN – obciążenia zmienne

27

Przykład obliczeniowy #2

Sprawdzić stan graniczny nośności podłoża pod kwadratową stopą fundamentową, obciążoną osiowo, posadowioną na gruncie niespoistym.

GRUNT: sisaCl

Ϫk=22kN/m3

φw,k=10kN/m3

φk’=20deg

ck’=20kPa; cu,k

’=80kPa

IC=0,8

NG=280kN – obciążenia stałe

NQ=80kN – obciążenia zmienne


PAMIĘTAJ! Wartości cu w zależności od stanu i rodzaju gruntów są bardzo

zróżnicowane. Dla słabych iłów wynoszą 30-40kPa, dla glin i iłów w

stanie półzwartym wynoszą 200-300kPa.

Wnioski

Warunki z odpływem:

Grunty niespoiste oraz niespoiste

Uwzględnia się efektywne ciężary

objętościowe gruntu

Naprężenia od konstrukcji nie powodują

istotnego wzrostu ciśnienia porowego

(powolny wzrost)

Warunki bez odpływu:

Grunty spoiste

Pomija się ciśnienie wody – uwzględniamy

całkowite ciężary gruntów,

Naprężenia od konstrukcji wywołują

gwałtowny wzrost ciśnienia porowego –

redukcję wytrzymałości gruntów


Decyzja o przyjętych modeli obliczeniowych podłoża, zależy od warunków gruntowych.

• W przypadku nieskomplikowanych obciążeń, prostego podłoża, posadowienia na gruntach niespoistych (i

prostych warunkach pod warstwą posadowienia), warunki z odpływem

• W przypadku bardziej skomplikowanym – sytuacji przejściowych, występowaniu pod fundamentem gruntów

spoistych warunki bez odpływu.

Dobra praktyka inżynierska:

Grunty spoiste: sprawdzamy warunki bez odpływu oraz warunki z odpływem,

Grunty niespoiste: sprawdzenie warunków z odpływem.

EUROKOD 7

wprowadzenie

…dziękuję za uwagę

Education

Eurokod wprowadzenie