Παροράµατα. Σηµειώσεις Θεωρίας: Ε ΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. (για την έκδοση Σεπτέµβριος 2010)

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Παροράµατα. Σηµειώσεις Θεωρίας: Ε ΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. (για την έκδοση Σεπτέµβριος 2010)"

Ἄρτεμις Αγγελόπουλος
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΣΕΡΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ - ΤΜΗΜΑ ΟΜΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΟΜΟΣΤΑΤΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ Παροράµατα Σηµειώσεις Θεωρίας: Ε ΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ (για την έκδοση Σεπτέµβριος 010) Επιµέλεια-Συγγραφή: Κίρτας Εµµανουήλ, Επικ. καθηγητής Π Ε, ΤΕΙ Σερρών Περιλαµβάνονται παροράµατα των σηµειώσεων θεωρίας της Εδαφοµηχανικής (οι διορθώσεις αναφέρονται στην έκδοση Σεπτεµβρίου 010). Οι διορθώσεις επισηµαίνονται µε ευδιάκριτο βέλος στην κάθε διαφάνεια. Επίσης δίνονται σχήµατα του Κεφαλαίου 6 µε βελτιωµένη ευκρίνεια. Τυπογραφικά λάθη: Κεφάλαιο 5 σελ. 5.11: ιόρθωση αργιλικά αντί αρχιλικά εδάφη Κεφάλαιο 6 σελ. 6.7: Σωστή παραποµπή σελ. 6.5 αντί.64

2 Τάσεις για ομοιόμορφη επιφόρτιση: - Οι πρόσθετες τάσεις (Δσ) στο έδαφος (σε εύκαμπτο πέδιλο) λόγω της επιφόρτισης μπορούν να υπολογιστούν με το βάθος με τη σχέση: Τάσεις επιφόρτισης στη γωνία εύκαμπτου θεμελίου Δσ J q J τασικός συντελεστής στη γωνία του θεμελίου (σχήμα) συνάρτηση των λόγων / και / (ή L/) το απότηστάθμη θεμελίωσης και προς τα κάτω θ v,df η τιμή της πρόσθετης τάσης στη στάθμη θεμελίωσης (με επίχωση q ο =q θ ) Για την εύρεση της Δσ στο κέντρο του θεμελίου, αυτό χωρίζεται νοητά σε 4 ίσα ορθογώνια και προστίθενται οι επιμέρους Δσ Εδαφομηχανική - Μαραγκός Ν. (009). Προσθήκες Κίρτας Ε. (010) σελ J /=1 5 3 (Σχήμα: Γραμματικόπουλος κ.α., 1994) 10 Γωνία θεμελίου Τάσεις επιφόρτισης στο χαρακτ. σημείο εύκαμπτου θεμελίου Τάσεις για ομοιόμορφη επιφόρτιση: - Οι πρόσθετες τάσεις (Δσ) στο έδαφος (σε δύσκαμπτο πέδιλο) λόγω της επιφόρτισης ισούνται με αυτές στο χαρακτηριστικό σημείο C εύκαμπτου πεδίλου : J,C Δσ J q,c τασικός συντελεστής στο χαρακτηριστικό σημείο C θεμελίου (σχήμα) συνάρτηση των λόγων / και / (ή L/) το από τη στάθμη θεμελίωσης και προς τα κάτω θ v,df η τιμή της πρόσθετης τάσης στη στάθμη θεμελίωσης (με επίχωση q ο =q θ ) Η τιμή αυτή της Δσ στο χαρακτηριστικό σημείο C χρησιμοποιείται συχνά για τον υπολογισμό της καθίζησης δύσκαμπτου πεδίλου (Τσότσος 1991) J,C Εδαφομηχανική - Μαραγκός Ν. (009). Προσθήκες Κίρτας Ε. (010) σελ /= Χαρακτηριστικό σημείο θεμελίου (Σχήμα: Γραμματικόπουλος κ.α., 1994)

3 Εφαρμογή : Τάσεις επιφόρτισης εύκαμπτου θεμελίου Πέδιλο διαστάσεων x.4 με κατακόρυφο φορτίο 500kN θα θεμελιωθεί σε βάθος (δίχως επίχωση) σε αμμώδες έδαφος με c=0 kn/², φ=30, γ=18 kn/³. Να βρεθεί η πρόσθετη ενεργός κατακόρυφη τάση σε βάθος από την επιφάνεια: (α) κάτωαπότοκέντροτουθεμελίου (β) κάτωαπότοχαρακτηριστικόσημείοτουθεμελίου Επίλυση : 500 kn Ομοιόμορφο κατανεμημένο φορτίο στη βάση του πεδίλου: q θ.4 (α) για το κέντρο του θεμελίου θα πρέπει το πέδιλο να χωριστεί νοητά σε 4 όμοια ορθογώνια όπως φαίνεται στο σχήμα..4 α 1. 1 J 0.9 S α kn θ v,df Δσ 4 J q kp Εδαφομηχανική - Μαραγκός Ν. (009). Προσθήκες Κίρτας Ε. (010) σελ Τάσεις επιφόρτισης εύκαμπτου θεμελίου Συνέχεια εφαρμογής : (β) για το χαρακτηριστικό σημείο του θεμελίου λαμβάνεται το σχήμα του πεδίλου ως έχει. α.4 1 J 0.4 S α.4 1. kn θ v,df Δσ J q kp,c Τι θα άλλαζε στην επίλυση αν είχε γίνει επίχωση πάνω από το πέδιλο? Στην περίπτωση αυτή η πρόσθετη τάση (το επιπλέον φορτίο) στη στάθμη θεμελίωσης θα ήταν ίση με το σύνολο του φορτίου του πεδίλου q ο =q θ = kp, καθώς το βάρος του εδάφους που αφαιρέθηκε για την κατασκευή της θεμελίωσης ξαναπροστέθηκε στη συνέχεια εφόσον έγινε επίχωση. Εδαφομηχανική - Μαραγκός Ν. (009). Προσθήκες Κίρτας Ε. (010) σελ. 3.18

4 Μάθηµα: Εδαφοµηχανική (3ο εξάµηνο) σελ. 5.9 Τµήµα Πολιτικών οµικών Έργων (Σ.Τ.Ε.Φ. ΤΕΙ Σερρών) Φέρουσα Ικανότητα Μηχανισµοί αστοχίας εδάφους Γενική αστοχία (γενική θραύση): - Αφορά πυκνά και πρακτικά ασυµπίεστα εδάφη (πυκνές άµµους, στιφρές αργίλους), όπου υπάρχει επαρκής αντοχή για την πλήρη ανάπτυξη του µηχανισµού αστοχίας και των επιφανειών ολίσθησης - Η θεµελίωση καθιζάνει και η επιφάνεια του εδάφους ανυψώνεται - Η αστοχία είναι ξαφνική (απότοµη αύξηση της καθίζησης µετά την ανάπτυξη του οριακού φορτίου) και συνοδεύεται και από στροφή του θεµελίου φορτίο Ν Αρχική επιφάνεια εδάφους Ν u (ή q u ) (α) γενική αστοχία (Σχήµα: Γεωργιάδης Κ. και Γεωργιάδης Μ. 009) καθίζηση ρ Μάθηµα: Εδαφοµηχανική (3ο εξάµηνο) σελ Τµήµα Πολιτικών οµικών Έργων (Σ.Τ.Ε.Φ. ΤΕΙ Σερρών) Φέρουσα Ικανότητα Μηχανισµοί αστοχίας εδάφους Τοπική αστοχία (τοπική θραύση): - Αφορά εδάφη µέσης πυκνότητας και µέσης συµπιεστότητας (µέσης έως χαµηλής πυκνότητας άµµους, µέσης έως µικρής αντοχής αργίλους) - Εµφανίζεται µικρή ανύψωση στην επιφάνεια του εδάφους - Οι επιφάνειες αστοχίας εµφανίζονται τοπικά µόνο, κάτω από το θεµέλιο - Η θεµελίωση καθιζάνει χωρίς να ορίζεται µε ακρίβεια το φορτίο αστοχίας φορτίο Ν Αρχική επιφάνεια εδάφους Ν (Σχήµα: Γεωργιάδης Κ. και Γεωργιάδης Μ. 009) (β) τοπική αστοχία καθίζηση ρ

5 Μάθημα: Εδαφομηχανική (3ο εξάμηνο) σελ. 6.5 Υπολογισμός τάσεων επιφόρτισης : στο έδαφος - Υπενθυμίζεται ότι οι πρόσθετες τάσεις (Δσ) στο έδαφος (εύκαμπτο πέδιλο) λόγω της επιφόρτισης μπορούν να υπολογιστούν με το βάθος με τη σχέση: Δσ J q J τασικός συντελεστής στη γωνία του θεμελίου (σχήμα) συνάρτηση των λόγων / και / (ή L/) το απότηστάθμη θεμελίωσης και προς τα κάτω θ v,df η τιμή της πρόσθετης τάσης στη στάθμη θεμελίωσης (με επίχωση q ο =q θ ) Για την εύρεση της Δσ στο κέντρο του θεμελίου, αυτό χωρίζεται νοητά σε 4 ίσα ορθογώνια και προστίθενται οι επιμέρους Δσ J /=1 5 3 (Σχήμα: Γραμματικόπουλος κ.α., 1994) 10 Γωνία θεμελίου Μάθημα: Εδαφομηχανική (3ο εξάμηνο) σελ. 6.6 στο έδαφος Υπολογισμός τάσεων επιφόρτισης : - Οι πρόσθετες τάσεις (Δσ) στο έδαφος (δύσκαμπτο πέδιλο) λόγω επιφόρτισης ισούνται με αυτές στο χαρακτηριστικό σημείο C εύκαμπτου πεδίλου : J,C Δσ J q,c τασικός συντελεστής στο χαρακτηριστικό σημείο C θεμελίου (σχήμα) συνάρτηση των λόγων / και / (ή L/) το από τη στάθμη θεμελίωσης και προς τα κάτω θ v,df η τιμή της πρόσθετης τάσης στη στάθμη θεμελίωσης (με επίχωση q ο =q θ ) Η τιμή αυτή της Δσ στο χαρακτηριστικό σημείο C χρησιμοποιείται συχνά για τον υπολογισμό της καθίζησης δύσκαμπτου πεδίλου (Τσότσος 1991) J,C /= Χαρακτηριστικό σημείο θεμελίου (Σχήμα: Γραμματικόπουλος κ.α., 1994)

6 Μάθημα: Εδαφομηχανική (3ο εξάμηνο) σελ στο έδαφος από ελαστικές σχέσεις - Μέθοδος Steinrenner (άμμοι-άργιλοι) : - Θεωρώντας το έδαφος ως ελαστικό μπορεί να υπολογιστεί η καθίζηση εύκαμπτου θεμελίου με τη γενική σχέση (wle 1997, D 007) : * 1 ν ΔΗ q α Ι I Ε q ν I,I i S F ηπρόσθετητάσηλόγωεπιφόρτισης(σελ. 6.5) το πλάτος του θεμελίου L το μήκος του θεμελίου (L ) E S για κορεσμένα αργιλικά Ε E u (σελ. 6.47) σταθμισμένο μέτρο ελαστικότητας εδάφους από τη στάθμη θεμελίωσης έως βάθος 4 κάτω από αυτή δείκτης Pin (v u για κορεσμ. αργιλικά 6.47) F συντελεστές σχήματος και βάθους θεμελίωσης 1 v Ι F F 1 v S 1 θεμέλιο xl Καθίζηση άκαμπτου I,F,F F 1 (από πίνακες) έδαφος: Ε, ν βράχος q Καθίζηση εύκαμπτου D f Η Μάθημα: Εδαφομηχανική (3ο εξάμηνο) σελ στο έδαφος από ελαστικές σχέσεις - Μέθοδος Steinrenner (άμμοι-άργιλοι) : - Θεωρώντας το έδαφος ως ελαστικό μπορεί να υπολογιστεί η καθίζηση εύκαμπτου θεμελίου με τη γενική σχέση (wle 1997, D 007) : * 1 ν ΔΗ q α Ι I Ε i S F 1 v Ι F F 1 v S 1 I,F,F F 1 (από πίνακες) Τιμές παραμέτρων για τους υπολογισμούς Παράμετρος Κέντρο Γωνία α 4 1 * n L H L H

7 Μάθημα: Εδαφομηχανική (3ο εξάμηνο) σελ Συνέχεια εφαρμογής : στο έδαφος (iii) Υπολογίζονται τα σ v, Δσ στο μέσον κάθε στρώσης (βλ. Κεφάλαιο 3): Ενεργός τάση (λόγω ιδίου βάρους εδάφους) σ γ h v i i v v (ολικές τάσεις). Ενδεικτικά: σ 18kN kn v,σ kp u γ w w (πίεση του νερού των πόρων το w από τη στάθμη του υδροφόρου ορίζοντα) u 10kN kp Σ3 σ σ u (ενεργές τάσεις) σ kp =3 v,σ3 Υπολογισμός Δσ (λόγω φορτίου θεμελίου) Για άκαμπτο πέδιλο χαρακτηριστικό σημείο C Δσ J q C Διαπερατή άμμος γ=18kn/³ Σ1 Σ q θ 1 D f = 900 q 100 kp θ kP ο θ v,df 1 Σχημα J L, C άργιλος W L =4% e =0.80 γ=0kn/³ Σ3 Σ4 Σ5 Σ6 βράχος Η=6 Μάθημα: Εδαφομηχανική (3ο εξάμηνο) σελ Συνέχεια εφαρμογής : στο έδαφος (iv) Καθίζηση στερεοποίησης ΔΗ c,i της κάθε στρώσης: Στρώση H i () i () u (kp) σ v (kp) (kp) σ v / J,C Δσ (kp) ΔH c,i () Σ Σ Σ Σ Σ Σ Συνολική καθίζηση στερεοποίησης ΔΗ c 5 Η παραπάνω τιμή 4.95c αναφέρεται σε χρονική στιγμή μετά το πέρας της στερεοποίησης (v) Υπολογίζεται η καθίζηση στερεοποίησης στον 1 χρόνο (μετά την επιφόρτιση): 10 1 ετος Cv t ετος Tv 0.78 H 6 ΔΗc,t U ΔΗc, σv,i Δσi ΔΗc,i 1 lg σ v,i H =6 καθώς η στερεοποίηση γίνεται μόνο προς τα πάνω (το κάτω όριο δεν είναι διαπερατό) ΔΗ c,t1ετος 3.55 c

8 Κεφάλαιο 6 Σχήματα σε μεγέθυνση 6.1 Στη συνέχεια δίνονται διάφορα Νομογραφήματα και Διαγράμματα τα οποία δεν διακρίνονται καλά στις σημειώσεις θεωρίας. Σε κάθε ένα δίνεται η αντιστοίχηση με την σελίδα των σημειώσεων θεωρίας από την οποία προέρχεται. J /= Γωνία θεμελίου Σχήμα σελ. 6.5 Τάσεις επιφόρτισης στη γωνία πεδίλου (στο σχήμα Β= και L=α).

9 Κεφάλαιο 6 Σχήματα σε μεγέθυνση J,C /= Χαρακτηριστικό σημείο θεμελίου Σχήμα σελ. 6.6 Τάσεις επιφόρτισης στο χαρακτηριστικό σημείο πεδίλου (στο σχήμα Β= και L=).

Σχετικά έγγραφα

Ε ΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Κεφάλαιο 3 ΕΝΤΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ Ε ΑΦΟΥΣ. β) Τάσεις λόγω εξωτερικών φορτίων. Αναπτυσσόμενες τάσεις στο έδαφος

Ε ΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Κεφάλαιο 3 ΕΝΤΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ Ε ΑΦΟΥΣ. β) Τάσεις λόγω εξωτερικών φορτίων. Αναπτυσσόμενες τάσεις στο έδαφος Ε ΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Κεφάλαιο 3 Αναπτυσσόμενες τάσεις στο έδαφος Εδαφομηχανική - Μαραγκός Ν. (2009). Προσθήκες Κίρτας Ε. (2010) σελ. 3.1 ΕΝΤΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ Ε ΑΦΟΥΣ ΤΑΣΕΙΣ ΠΟΥ ΡΟΥΝ ΣΤΟ Ε ΑΦΟΣ α) Τάσεις λόγω