Σχεδιασμός Γεωτεχνικών Έργων με τον Ευρωκώδικα 7 (EN(

Transcript

1 ΗΜΕΡΙΔΑ ΣΠΜΕ Ρέθυμνο,, 27 Απριλίου 2009 Σχεδιασμός Γεωτεχνικών Έργων με τον Ευρωκώδικα 7 (N( ) 1) urocode 7 (ΕΝ ) 1) : Geotechnical Design Part 1 : General ules Μ. Καββαδάς, Αναπλ. Καθηγητής ΕΜΠ

2 Σχεδιασμός Γεωτεχνικών Έργων με τον Ευρωκώδικα 7 (N( ) 1) ΣΚΟΠΟΣ Τί αλλάζει (και τί δεν αλλάζει) με την εισαγωγή του ΕΝ Γιατί απαιτήθηκαν οι αλλαγές ποιές οι συνέπειές τους ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ Αρχές του ΕΝ Εφαρμογή του ΕΝ στην Ελλάδα Παράδειγμα εφαρμογής : Επιφανειακές θεμελιώσεις

3 Σχεδιασμός Γεωτεχνικών Έργων με τον Ευρωκώδικα 7 (N( ) 1) 1. Αρχές του ΕΝ

4 Δομικοί Ευρωκώδικες (Structural urocodes) N 1990 urocode 0 : Basis of structural design N 1991 urocode 1 : Actions on structures N 1992 urocode 2 : Design of concrete structures N 1993 urocode 3 : Design of steel structures N 1994 urocode 4 : Design of composite steel and concrete structures N 1995 urocode 5 : Design of timber structures N 1996 urocode 6 : Design of masonry structures N 1997 urocode 7 : Geotechnical design N 1998 urocode 8 : Design of structures for earthquae resistance N 1999 urocode 9 : Design of aluminium structures Μέρη του Ευρωκώδικα 7(C-7) N 1997 urocode 7 : Geotechnical design Part 1 (ΕΝ ) : General rules Part 2 (ΕΝ ) : Ground investigation and testing

5 Ευρωκώδικας 7 (C-7) Μέρος 1(ΕΝ ) : Γενικοί Κανόνες 24/11/2004 : Ψήφιση από CN και δημοσίευση του επίσημου κειμένου : Διετής Περίοδος Εθνικής Βαθμονόμησης Δοκιμαστική εφαρμογή για Μετάφραση, Βαθμονόμηση Εθνικών Συντελεστών και Συγγραφή Εθνικών Προσαρτημάτων : ΤριετήςΠερίοδοςΣυνύπαρξης Εναλλακτική εφαρμογή (επιλογή) με Εθνικούς Κανονισμούς (ΕΚ) 31/3/2010 : Υποχρεωτική εφαρμογή του C 7-1 & απόσυρση ΕΚ Μέρος 2 (ΕΝ ) : Γεωτεχνικές έρευνες και δοκιμές 12 Ιουνίου 2006 : Ψήφιση από CN : Διετής Περίοδος Εθνικής Βαθμονόμησης Δοκιμαστική εφαρμογή για Μετάφραση, Βαθμονόμηση Εθνικών Συντελεστών και Συγγραφή Εθνικών Προσαρτημάτων

6 ΤΙ ΔΕΝ ΑΛΛΑΞΕ ΜΕ ΤΟΝ C 7-1 : Οι μέθοδοι ανάλυσης (αφού αποτελούν αντικείμενο εθνικής επιλογής) π.χ. μέθοδος Bishop για ανάλυση ευστάθειας πρανών, μέθοδοι ανάλυσης της φέρουσας ικανότητας θεμελίων, κλπ ΓΙΑΤΙ ΑΠΑΙΤΗΘΗΚΑΝ ΟΙ ΑΛΛΑΓΕΣ : 1. Ενιαίος τρόπος σχεδιασμού δομικών-γεωτεχνικών έργων 2. Ενιαίος τρόπος σχεδιασμού των έργων στην Ευρωπαϊκή Ένωση 3. Επαγγελματική «κάλυψη» των Μηχανικών (σχεδιασμός κατά τον C 7-1) 4. Πιό ορθολογική αντιμετώπιση θεμάτων συντελεστών ασφαλείας, π.χ. γιατί στα πέδιλα FS=3, ενώ στα φράγματα FS=1.5 ; ΠΟΙΕΣ ΟΙ ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ ΤΩΝ ΑΛΛΑΓΩΝ : 1. Ανάγκη επιμόρφωσης στις νέες έννοιες και τρόπους επιβολής των συντελεστών ασφαλείας 2. Κάποια τροποποίηση των αποτελεσμάτων λόγω αλλαγής των συντελεστών ασφαλείας

7 Τί άλλαξε με την εισαγωγή του Ευρωκώδικα 7 ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΠΡΙΝ ΤΗΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΟΥ C-7 1. Συνήθως γίνεται μόνον έλεγχος έναντι αστοχίας με χρήση ενός συνολικού συντελεστή ασφαλείας (FS) : π.χ. στα πέδιλα : P/A = σ < σ επ, όπου σ επ = σ u / FS Συνήθως δεν γίνεται έλεγχος αποδεκτών παραμορφώσεων, αλλά επιδιώκεται ο περιορισμός των παραμορφώσεων μέσω αυξημένου συντελεστή ασφαλείας : π.χ. FS=3 σε πέδιλα (FS=1.5 σε φράγματα) 2. Οι δράσεις (F ) και οι εδαφικές παράμετροι ( X ) υπεισέρχονται στους υπολογισμούς με κάποιες «συντηρητικές» εκτιμήσεις «της επιλογής του μελετητή», συνήθως χωρίς επαρκή τεκμηρίωση, π.χ. γωνία τριβής (φ) και συνοχή του εδάφους (c)

8 Παράδειγμα εφαρμογής της παλαιάς μεθόδου Επιφανειακή θεμελίωση σε αποσαθρωμένο Αθηναϊκό σχιστόλιθο F B=2.5m, d=1.5m, N c, N, N f γ=20 N/m 3, c=10 Pa, φ=25 ο N q c =21, N q =11, N γ = pu c Nc q N q B N 2 p u = 10* *20*2.5* *1.5*11= = Pa σ επ = p u / FS σ επ = / 3 = = 259 Pa = 2.6 g/cm 2 Παρατήρηση : Ητιμήαυτή συνήθως αποβλέπει και στον περιορισμό της υποχώρησης του πεδίλου σε αποδεκτά όρια (ποιά??)

9 Τί άλλαξε με την εισαγωγή του Ευρωκώδικα 7 1. Απαιτούνται πλέον δύο έλεγχοι (χωριστά) : F Σε οριακή κατάσταση αστοχίας (ULS) «Δράσεις» μικρότερες από τις «αντοχές» ( F d < d ) Σε οριακή κατάσταση λειτουργίας (SLS) Υπολογισμός των παραμορφώσεων υπό τα φορτία λειτουργίας Παραμορφώσειςμικρότερεςαπότιςαποδεκτέςτιμές( δ < δ max ) 2. Στους ελέγχους υπεισέρχονται οι «χαρακτηριστικές τιμές» δράσεων (F ) και εδαφικών παραμέτρων ( X ) που προσδιορίζονται με αντικειμενικότερο τρόπο Οι χαρακτηριστικές τιμές αποτελούν «συντηρητικές εκτιμήσεις» που συνήθως δεν διαφέρουν από τις «εύλογες» εκτιμήσεις που γινόταν μέχρι σήμερα 3. Ο έλεγχος έναντι αστοχίας (ULS) γίνεται μέσω των "επιμέρους συντελεστών" δράσεων, εδαφικών ιδιοτήτων και αντιστάσεων (γ F, γ M, γ ) αντί του συνολικού "συντελεστή ασφαλείας" (FS )

10 Τί άλλαξε με την εισαγωγή του Ευρωκώδικα 7 4. Τρείς εναλλακτικοί Τρόποι Ανάλυσης (Design Approaches) της οριακής κατάστασης αστοχίας : DA-1, DA-2, DA-3 λόγω των διαφορετικών ορισμών των d και d DA-1 : π.χ. Έλεγχος έναντι Φ.Ι. : 1 F F, X M d d F F, X Συνδ. 1 : γ F = 1.35 ή 1.50, γ M = 1.00, γ = 1.0 Συνδ. 2 : γ F = 1.00 ή 1.30, γ M = 1.25 ή 1.40, γ = 1.0, πάσσαλοι γ =1.3 1 F DA-2 :, X F, X DA-3 : X M M γ = 1.10 ή 1.40 γ = 1.35 ή F F, F F, γ = 1.0 εφελ. πάσσαλοι: γ =1.1 γ F = 1.35 ή 1.50 (δομ) γ F = 1.0 ή 1.3 (γεωτ), γ M = 1.25 ή 1.40 X M (τύπος ΙΙ ) (τύπος Ι )

11 Τί άλλαξε με την εισαγωγή του Ευρωκώδικα 7 Έλεγχος μέσω των "επιμέρους συντελεστών" (γ Ε, γ ) αντί του συνολικού "συντελεστή ασφαλείας" (FS ) Έως τώρα : F, F, X X FS F, X FS F, X F=δράση, Χ=εδαφ. ιδιότητα, =αντοχή, =εντατικό μέγεθος (π.χ. τάση) Κατά C-7: d d 1 F, X F, X ( F, X ) ( F, X ) γ = 1.10 ή 1.40 γ = 1.35 ή 1.50

12 Οριακές καταστάσεις Κατά τον C-7.1 απαιτείται έλεγχος δύο οριακών καταστάσεων : 1. Οριακές καταστάσεις αστοχίας (ULS) έλεγχος έναντι αστοχίας 2. Οριακές καταστάσεις λειτουργίας (SLS) έλεγχος παραμορφώσεων 1. Οριακές καταστάσεις λειτουργίας (SLS) : δ < δ max Έλεγχος υπέρβασης λειτουργικών απαιτήσεων παραμόρφωσης, εισροής υδάτων, αισθητικής (άνοιγμα ρωγμών, κλπ) Η ανάλυση γίνεται με τα πραγματικά φορτία και εδαφικές ιδιότητες (χαρακτηριστικές τιμές), οπότε υπολογίζονται οι αναμενόμενες (χαρακτηριστικές) παραμορφώσεις, και συγκρίνονται με τις μέγιστες αποδεκτές Μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιαδήποτε μέθοδος υπολογισμού των παραμορφώσεων (π.χ. πεπερασμένα στοιχεία, αναλυτικές λύσεις κλπ).

13 Οριακές καταστάσεις 2. Οριακές καταστάσεις αστοχίας (ULS) : d > d ST - Υπέρβαση της αντοχής δομικών στοιχείων (πχ τοίχοι αντιστηρίξεως) GO - Υπέρβαση της αντοχής του εδάφους (πρανή, Φ.Ι. θεμελιώσεων) QU - Απώλεια στατικής ισορροπίας (π.χ. ανατροπή) UPL - Απώλεια ισορροπίας λόγω άνωσης HYD Αστοχία του εδάφους λόγω υδραυλικής κλίσης (π.χ. διάβρωση) HYD ST GO GO ST GO άνωση UPL

14 Χαρακτηριστικές τιμές δράσεων και εδαφικών παραμέτρων Σκοπός : Πλέον αντικειμενικός προσδιορισμός σε σύγκριση με την κλασσική μέθοδο επιλογής παραμέτρων (... εκτίμηση του μηχανικού ) Χαρακτηριστική τιμή μιας παραμέτρου : Συντηρητική εκτίμηση της τιμής της παραμέτρου που επηρεάζει τη συμπεριφορά του έργου Εάν χρησιμοποιείται στατιστική μέθοδος, θα λαμβάνεται τιμή με πιθανότητα υπέρβασης 5% επί το δυσμενέστερον Αλλως, θα λαμβάνεται τιμή με αξιοπιστία της τάξεως του 95%

15 Χαρακτηριστικές τιμές δράσεων και εδαφικών παραμέτρων Παράδειγμα: μετρηθείσες τιμές της αντοχής (q u ) σε ομοιογενές έδαφος 138, 140, 170, 171, 179, 179, 182, 232, 258, 272 (σε Pa) Μέση τιμή: 191 Pa Τυπική απόκλιση: 47 Pa q u -αιχμής = 144 Pa q u -τριβής = 167 Pa Τι θα διαλέγατε ως χαρακτηριστική τιμή : 1. Για μεγάλο όγκο εδάφους 2. Για μικρό όγκο εδάφους 3. Για «τοπική» εκτίμηση X X 0.50 s 167 X X 1.00 s 144 X 1.64 s 114 X

16 Επιμέρους συντελεστές δράσεων (γ F ), εντάσεων (γ Ε ), εδαφικών παραμέτρων (γ Μ ), και αντιστάσεων (γ ) Χρησιμεύουν στον υπολογισμό των «τιμών σχεδιασμού d»από τις «χαρακτηριστικές τιμές» Μέθοδοι υπολογισμού : Δράσεις : F d = F γ F Εδαφικές παράμετροι : X d = X / γ M (τύπος Ι) (τύπος ΙΙ) Εντάσεις (π.χ. ώθηση) : d = (F d, X d ) ή d = γ Αντιστάσεις (π.χ. Φ.Ι.) : d = (F d, X d ) ή d = / γ Τιμέςτωνεπιμέρουςσυντελεστών: Για ανάλυση μόνιμων (persistent) και πρόσκαιρων (transient) φορτικών καταστάσεων, οι τιμές των επιμέρους συντελεστών δίνονται στο Παράρτημα Α του C-7.1

17 Σεισμικές φορτίσεις (Συστάσεις του Ευρωκώδικα 8 Μέρος 5) Τιμέςτωνεπιμέρουςσυντελεστών Επιμέρους συντελεστές δράσεων και εντάσεων : γ F = γ Ε = 1.0 Επιμέρους συντελεστές εδαφικών παραμέτρων (γ Μ ) και αντιστάσεων (γ ) : Σύσταση C-8.5 : Iσες με τις τιμές για μόνιμες και πρόσκαιρες φορτίσεις (C-7.1) Αποτελούν αντικείμενο Εθνικής Επιλογής d d FS Παρατήρηση : Επειδή οι τιμές των γ Μ και γ για μόνιμες και πρόσκαιρες φορτίσεις είναι ίσες με : γ Μ = 1.25 ή 1.40 και γ = 1.0 ή 1.4, ο ισοδύναμος συντελεστής ασφαλείας των γεωτεχνικών έργων υπό σεισμικές δράσεις είναι > 1. Παράδειγμα : Ευστάθεια πρανών και ορυγμάτων : FS = 1.25 (drained) 1.40 (undr) Φέρουσα ικανότητα επιφανειακών θεμελιώσεων (DA-2) : FS = 1.40 Φέρουσα ικανότητα πασσάλων (DA-2) : FS = 1.10 x 1.30 = 1.43 Οι τιμές αυτές είναι ασύμβατες με τον Ελληνικό Αντισεισμικό Κανονισμό (ΕΑΚ) που απαιτεί FS=1 υπό σεισμικές δράσεις. Συνεπώς, προτείνεται η Εθνική Επιλογή να είναι : Επιμέρους συντελεστές δράσεων : γ F = γ Ε = 1.0 Επιμέρους συντελεστές εδαφικών παραμέτρων και αντιστάσεων : γ Μ = γ = 1.0

18 Περιεχόμενα του Ευρωκώδικα 7.1 ( N ) 1. Γενικά 2. Αρχές του γεωτεχνικού σχεδιασμού 3. Γεωτεχνικά δεδομένα 4. Επίβλεψη κατασκευής, παρακολούθηση και συντήρηση 5. Επιχώσεις, αποστραγγίσεις και βελτιώσεις εδαφών 6. Επιφανειακές θεμελιώσεις 7. Θεμελιώσεις με πασσάλους 8. Αγκυρώσεις 9. Έργα αντιστηρίξεως 10. Υδραυλική αστοχία 11. Γενική ευστάθεια 12. Επιχώματα και πρανή

19 Εφαρμογές του Ευρωκώδικα 7 (N( ) 1) σε θέματα σχεδιασμού Γεωτεχνικών Έργων 2. Εφαρμογή του ΕΝ στην Ελλάδα

20 Τί άλλαξε με την εισαγωγή του Ευρωκώδικα 7 Τρείς εναλλακτικοί Τρόποι Ανάλυσης (Design Approaches) της οριακής κατάστασης αστοχίας : DA-1, DA-2, DA-3 λόγω των διαφορετικών ορισμών των d και d DA-1 : π.χ. Έλεγχος έναντι Φ.Ι. : 1 F F, X M d d F F, X Συνδ. 1 : γ F = 1.35 ή 1.50, γ M = 1.00, γ = 1.0 Συνδ. 2 : γ F = 1.00 ή 1.30, γ M = 1.25 ή 1.40, γ = 1.0, πάσσαλοι γ =1.3 1 F DA-2 :, X F, X DA-3 : X M M γ = 1.10 ή 1.40 γ = 1.35 ή F F, F F, γ = 1.0 εφελ. πάσσαλοι: γ =1.1 γ F = 1.35 ή 1.50 (δομ) γ F = 1.0 ή 1.3 (γεωτ), γ M = 1.25 ή 1.40 X M (τύπος ΙΙ ) (τύπος Ι )

21 Επιλογή Τρόπου Ανάλυσης (DA) της οριακής κατάστασης αστοχίας Κατάσταση τον Ιανουάριο 2007 Design example Not decided yet Design Approach of C 7-1 all DAs DA 1 DA 2 DA 2* DA 3 Shallow foundation Piles etaining structures Slopes N, P, CZ, M, S, LT, ST, LV, CY, IS, H, BG, O IL IL IL IL B, UK, IT B, UK, IT B, UK, IT B, UK, IT F, SK, SF, L G, A, S, PL SLO, G F, SK, CH, SF, G, A, S, NL, SLO, PL, DK, G, L F, SK, CH, SF, G, A, S, SLO, PL, G, L S CH, NL, DK Not applicable NL, DK NL,F,SK,CH,SF,G,A, PL, DK, SLO, G, L Sum :

22 Εφαρμογή του C-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) 1. Επιλογή των μεθόδων υπολογισμού 2. Επιλογή των επιμέρους συντελεστών 3. Επιλογή του «Τρόπου Ανάλυσης» (Design Approach) μεταξύ των DA-1, 2, 3 1. Επιλογή των μεθόδων υπολογισμού : Οποιαδήποτε διεθνώς αποδεκτή μέθοδος (π.χ. ευστάθεια πρανών κατά Bishop) 2. Επιλογή των επιμέρους συντελεστών : Για τις μόνιμες και πρόσκαιρες καταστάσεις σχεδιασμού (δηλαδή για συνήθεις φορτίσεις) γίνονται δεκτοί οι επιμέρους συντελεστές που προτείνει ο ΕΝ (Παράρτημα Α). Για τυχηματικούς (ασυνήθεις) συνδυασμούς φορτίσεων γ F = 1.0 γ M και γ = ως άνω (Παράρτημα Α του ΕΝ1997-1). Για σεισμικούς συνδυασμούς φορτίσεων (κατά ΕΑΚ 2003) : γ F = 1.0 γ M και γ =1

23 Εφαρμογή του C-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) 2. Επιλογή των επιμέρους συντελεστών : Τιμές του συντελεστή προσομοίωσης (γ m ) : 1. Ανάλυση φέρουσας ικανότητας επιφανειακών θεμελιώσεων : γ m = 1.0 Τούτο ισοδυναμεί με ενιαίο συντελεστή ασφαλείας : FS = 2 (στατική), FS = 1.0 (σεισμική) 2. Ανάλυση αξονικής φέρουσας ικανότητας πασσάλων μέσω των χαρακτηριστικών τιμών των μοναδιαίων αντιστάσεων (f su, και q pu, ) : γ m = D su, su, m f z 3. Ανάλυση της ολικής ευστάθειας πρανών και εκσκαφών : Υπό δυσμενείς υδραυλικές συνθήκες : γ m = 1.1 Υπό πολύ δυσμενείς υδραυλικές συνθήκες : γ m = 1.0 c d c M m tan d 1 M m 1 bu, Ab qbu, m Τούτο ισοδυναμεί με ενιαίο συντελεστή ασφαλείας : FS = 2 (στατική), FS = 1.3 (σεισμική), tan c u; d Τούτο ισοδυναμεί με ενιαίο συντελεστή ασφαλείας : FS = 1.4 (στατική), FS = 1.0 (σεισμική) c M u; m

24 Εφαρμογή του C-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) 3. Επιλογή του «Τρόπου Ανάλυσης» (Design Approach) μεταξύ των DA-1, 2, Τρόπος Ανάλυσης 2* (DA-2*) : F, X F, X 1 γ = 1.10 ή 1.40 γ = 1.35 ή 1.50 δηλαδή επιβολή των επιμέρους συντελεστών στις εντάσεις και τις αντιστάσεις. Εφαρμογή σε όλες τις περιπτώσεις ανάλυσης πλήν ολικής ευστάθειας. Ισοδύναμος ολικός συντελεστής ασφαλείας : από : FS = 1.10 x 1.35 = 1.49 έως FS = 1.40 x 1.50 = 2.10

25 Εφαρμογή του C-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) 3.2 Τρόπος Ανάλυσης 3 (DA-3) : X F F, F F, M γ F = 1.35 ή 1.50 (δομ) γ F = 1.0 ή 1.3 (γεωτ), γ M = 1.25 ή 1.40 X M δηλαδή επιβολή των επιμέρους συντελεστών στις δράσεις και τις εδαφικές ιδιότητες (c, φ), σε αναλύσεις «ολικής ευστάθειας» (Κεφ. 12), δηλαδή : Ολική ευστάθεια γεωτεχνικών έργων χωρίς δομικά στοιχεία αντιστήριξης (επιχώματα, φυσικά πρανή, ορύγματα με ελεύθερα πρανή, φράγματα) Ολική ευστάθεια γεωτεχνικών έργων με δομικά στοιχεία αντιστήριξης (οπλισμένα επιχώματα, ορύγματα με ηλώσεις αγκυρώσεις ή πασσάλους) Παρατήρηση : Οι σταθεροποιητικές δράσεις των δομικών στοιχείων αντιστήριξης θα θεωρούνται ως ευνοϊκές δράσεις (με επιμέρους συντελεστή γ F =1) και όχι ως αντιστάσεις (π.χ. δυνάμεις αγκύρωσης).

26 Εφαρμογή του C-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) Παράδειγμα : Ολική ευστάθεια έργου αντιστηρίξεως με κατακόρυφο πρανές και δομικά στοιχεία ενίσχυσης (πάσσαλοι και αγκυρώσεις) Τρόπος ανάλυσης DA-3 : Επιβολή των επιμέρους συντελεστών (>1) στις εδαφικές παραμέτρους (c, φ) και τα δυσμενή φορτία (π.χ. q). Επιβολή μοναδιαίων επιμέρους συντελεστών (γ F =1) στις ευνοϊκές δράσεις των δομικών στοιχείων αντιστηρίξεως (πάσσαλος και αγκύρωση) Υπολογισμός του συντελεστή ασφαλείας με κύκλους ολισθήσεως c d tan arctan M c d γ M = 1.25 M Για αποδεκτή ευστάθεια, αρκεί ο συντελεστής ασφαλείας να είναι 1.0

27 Εφαρμογές του Ευρωκώδικα 7 (N( ) 1) σε θέματα σχεδιασμού Γεωτεχνικών Έργων 3. Εφαρμογή : Επιφανειακές θεμελιώσεις

28 ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1 : Έλεγχος επάρκειας επιφανειακών θεμελιώσεων (Οριακή κατάσταση ULS Αστοχία τύπου GO) Απαιτούμενοι έλεγχοι (γενικώς d d ) : 1. Ελεγχος φέρουσας ικανότητας : V d v, d 2. Ελεγχος ολίσθησης : H d h, d p, d V d, H d v, d, h, d Τιμές σχεδιασμού (design values) των φορτίων (δράσεων) εκ της ανωδομής Τιμές σχεδιασμού της αντοχής του εδάφους (φέρουσα ικανότητα) κατακόρυφη και οριζόντια συνιστώσα p, d Τιμή σχεδιασμού της ώθησης του εδάφους στην παρειά του θεμελίου (όποτε υπάρχει)

29 ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1 : Έλεγχος επάρκειας επιφανειακών θεμελιώσεων Τιμέςτωνεπιμέρουςσυντελεστών (Α) : γ F = γ (Μ) : γ Μ () : γ Τρόπος Ανάλυσης DA-1 DA-2, 2* DA-3 Συνδυασμός Συνδ. 1 Συνδ. 2 Τιμές των επιμέρους συντελεστών (από τους πίνακες που ακολουθούν και περιλαμβάνουν τα Αi, Mi, i) (Α1) + (Μ1) + (1) (Α2) + (Μ2) + (1), πάσσαλοι : (Α2) + (Μ1) + (4) (Α1) + (Μ1) + (2) [(Α1) ++ ή (Α2)** ] + (Μ2) + (3) + Για τον υπολογισμό των δράσεων μπορεί να εφαρμοσθούν και οι τύποι ΙI ++ Για δράσεις από την ανωδομή (δομοστατικές δράσεις) ** Για γεωτεχνικές δράσεις (από το έδαφος, π.χ. ωθήσεις γαιών) Παρατηρήσεις : 1. Η επιλογή ενός εκ των τριών Τρόπων Ανάλυσης γίνεται σε εθνικό επίπεδο. Στην Ελλάδα εφαρμόζεται ο DA-2* για τις επιφανειακές θεμελιώσεις. 2. Στον Τρόπο Ανάλυσης 1, εφαρμόζεται ο δυσμενέστερος των Συνδυασμών 1 & 2

30 Μέθοδος των επιμέρους συντελεστών (partial factors) κατά τον Ευρωκώδικα 7 Επιμέρους συντελεστές δράσεων (γ F και γ Ε ) Επιμέρους συντελεστές εδαφικού υλικού (γ Μ )

31 Μέθοδος των επιμέρους συντελεστών (partial factors) κατά τον Ευρωκώδικα 7 Επιμέρους συντελεστές αντιστάσεων (γ ) για επιφανειακές θεμελιώσεις Έλεγχος έναντι φέρουσας ικανότητας και ολίσθησης Ισοδύναμος ολικός συντελεστής ασφαλείας : Σε ολίσθηση : FS = γ F γ = 1.40 x 1.1 = Εναντι φέρουσας ικανότητας : FS = γ F γ = 1.40 x 1.40 =

32 ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1 : Έλεγχος επάρκειας επιφανειακών θεμελιώσεων Παράδειγμα εφαρμογής : Προσδιορισμός του μέγιστου δυνατού φορτίου λωριδωτού πεδίλου που έχει τα εξής χαρακτηριστικά : Πλάτος Β=2.5m, Βάθος D=1.5m, επιφόρτιση q=0 (δυσμενής παραδοχή) Φορτίο κατακόρυφο : θ = 0, μηδενική εκκεντρότητα (e=0), οριζόντια βάση (α=0). Εδαφος με χαρακτηριστικές ιδιότητες : γ = 20 N/m 3, c = 10 Pa, φ =25 o Ξηρό έδαφος (υδροφόρος ορίζοντας σε μεγάλο βάθος), c,

33 Παράδειγμα εφαρμογής : 1. Επίλυση με τη μέθοδο του συνολικού συντελεστή ασφαλείας (με FS=3) Μέθοδος υπολογισμού του p u κατά τον Ευρωκώδικα 7 / DIN 4017 : p u c N c D N q 1 B 2 N, c, Αρα : p u = 10 x x 1.5 x x 20 x 2.5 x 9.01 = Pa Φέρουσα ικανότητα πεδίλου : P u = p u B = x 2.5 = N/m P u = N/m Μέγιστο επιτρεπόμενο φορτίο πεδίλου (FS=3) : V max = P u / FS = / 3 V max = 627 N/m

34 Παράδειγμα εφαρμογής (συνέχεια) Επίλυσημετημέθοδοτωνεπιμέρουςσυντελεστών(Ευρωκώδικας 7) 2. Τρόπος Ανάλυσης 2 και 2* : A1 γ F = 1.35 (μόνιμη - δυσμενής δράση στο πέδιλο) Μ1 γ Μ = 1.00 (για το φ και c) 2 γ = 1.40 Υπολογισμός φέρουσας ικανότητας p u από : pu, cnc DNq BN Συνεπώς, υπολογισμός της φέρουσας ικανότητας για φ d =φ =25 ο, c d =c =10 Pa Οπότε (ως ανωτέρω) : p u, = 10 x x 1.5 x x 20 x 2.5 x 9.01 = Pa 1 2 p u,d = p u, / γ = / 1.40 = Pa Αρα : v,d =p u,d B = x 2.5 = N/m v,d = 1343 N/m

35 ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1 : Έλεγχος επάρκειας επιφανειακών θεμελιώσεων Παράδειγμα εφαρμογής (συνέχεια) Σύγκριση των τριών Τρόπων Ανάλυσης του Ευρωκώδικα 7 (C-7) και της μεθόδου του συνολικού συντελεστή ασφαλείας : V V d / F V d v, d Τρόπος Ανάλυσης Τιμή σχεδιασμού της οριακής αντίστασης ( v,d ) Χαρακτηριστική τιμή (V ) του φορτίου του πεδίλου V v,d / 1.40 * Τρόπος Ανάλυσης N/m 774 N/m Τρόπος Ανάλυσης 2, 2* 1343 N/m 959 N/m Τρόπος Ανάλυσης N/m 774 N/m Μέθοδος συνολικού συντ. ασφαλείας (FS=3) / 3 = 627 N/m ** * θεωρώντας ένα «μέσο» επιμέρους συντελεστή δράσεων ανωδομής : γ F =1.40 ** θεωρώντας το «επιτρεπόμενο φορτίο» ως χαρακτηριστική τιμή του φορτίου Συμπέρασμα : Ο Τρόπος Ανάλυσης 2 δίνει την λιγότερο συντηρητική τιμή Ολοι οι Τρόποι του C-7 δίνουν μεγαλύτερα φορτία από την μέθοδο FS. Προσοχή : ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΠΟΔΕΚΤΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ