L = L 14.1. ZADATAK Zadan je pilot kružnog poprečnog presjeka, postavljen kroz dva sloja tla. Svojstva tla i dimenzije pilota su zadane na skici. a) Odrediti graničnu nosivost pilota u vertikalnom smjeru. b) Odrediti proračunsku nosivost prema EN 1997-1:004 (proračunski pristup ). Q (promjenjivo) P (stalno) V (kpa) C W c uk=50 (kn/m ) uk=0 =17 (kn/m ) 16.0.0 (m) S c k=0 (kn/m ) k=0 =0 (kn/m ) N 60=1 d=0.9 (m) 11.0 196.0 z (m) RJEŠENJE Proračun na osnovi rezultata ispitivanja tla. a) Granična nosivost pilota u vertikalnom smjeru Granična nosivost na bazi pilota: Jedinična otpornost na dubini osnovice pilota u krupnozrnatom tlu: gdje je: - koeficijent vitkosti prema tablici L.1 (HRN EN 1997-1:01) L/d=11/0.9=1. -
Očitano iz tablice za φ=0 0 : L/d=10 α T =0.67 L/d=15 α T =0.61 L/d=1. α T =0.646 - jedinična otpornost na bazi: Granična nosivost trenjem po plaštu: - sloj C: nedrenirani uvjeti u sitnozrnom tlu: - sloj S: drenirani uvjeti u krupnozrnom tlu: za - jedinična otpornost po plaštu: - jedinična otpornost po plaštu:
Granična nosivost pilota u vertikalnom smjeru Težina pilota: Granična nosivost: a) Proračunska nosivost prema EN 1997-1:004 (proračunski pristup ) Prema EN 1997-1:004: - Geotehnička kategorija - Granično stanje nosivosti: GEO - Proračun temeljen na analitičkoj metodi - Za odabrani proračunski pristup : A1 + M1 + R trajna nepovoljna djelovanja (A1): G;sup = 1.5 promjenjiva nepovoljna djelovanja (A1): Q = 1.5 trajna povoljna djelovanja (A1): G;inf = 1.00 tangens kuta unutarnjeg trenja (M1): ' = 1.00 efektivna kohezija (M1): c' = 1.00 nedrenirana posmična čvrstoća (M1): cu = 1.00 bušeni pilot otpornost osnovica (R): b = 1.0 bušeni pilot otpornost plašt (tlačni pilot) (R): s = 1.0 Proračunski parametri c ud i φ d : - za sloj C (nedrenirani uvjeti u sitnozrnom tlu): - za sloj S (drenirani uvjeti u krupnozrnom tlu):
Proračunska nosivost na bazi pilota: Efektivna otpornost na dubini osnovice pilota u krupnozrnatom tlu: gdje je: - koeficijent vitkosti prema tablici L.1 (HRN EN 1997-1:01) - L/d=11/0.9=1. Očitano iz tablice za φ=0 0 : L/d=10 α T =0.67 L/d=15 α T =0.61 L/d=1. α T =0.646 - jedinična otpornost na bazi: Gdje je: - koeficijent modela s kojim je potrebno pomnožiti vrijednosti parcijalnih faktora i (HRN EN 1997-1:01). Vrijednosti koeficijenata modela jesu: - 1.5 za sve pilote, PP - 1.1 za pilote u krupnozrnatom tlu, PP - 1. za pilote u sitnozrnatom tlu, PP - parcijalni koeficijent za otpornost bušenih pilota prema tablici A.7 (HRN EN 1997-1:01).
Proračunska nosivost trenjem po plaštu: - sloj 1: nedrenirani uvjeti u sitnozrnom tlu: - sloj : drenirani uvjeti u krupnozrnom tlu: za - jedinična otpornost po plaštu: - jedinična otpornost po plaštu: Provjera nosivosti pilota u vertikalnom smjeru
1.5 (m) 8.0 (m) 14.. ZADATAK Provjeriti da li bušeni pilot kružnog poprečnog presjeka prema skici, može prenijeti projektiranu vertikalnu silu, ako se stišljivi sloj oko pilota sliježe. (EN 1997-1:004, proračunski pristup ) P=500 (kn) s V (kpa) c uk=155 (kn/m ) k=0 =18 (kn/m ) 1. Vapnenac f =5100 (kpa) 8.0 z (m) 144.0 RJEŠENJE Prema EN 1997-1:004: - Geotehnička kategorija - Granično stanje nosivosti: GEO - Proračun temeljen na analitičkoj metodi - Za odabrani proračunski pristup : A1 + M1 + R trajna nepovoljna djelovanja (A1): G;sup = 1.5 tangens kuta unutarnjeg trenja (M1): ' = 1.00 nedrenirana posmična čvrstoća (M1): cu = 1.00 bušeni pilot otpornost osnovica (R): b = 1.0 bušeni pilot otpornost plašt (tlačni pilot) (R): s = 1.0 Proračunski parametri c ud i φ d : - nedrenirani uvjeti u sitnozrnom tlu:
Zadano opterećenje pilota: P 500 (kn) Težina pilota: G 0.6 9.5 5 68.47 (kn) Proračunska nosivost trenjem po plaštu: - nedrenirani uvjeti u sitnozrnom tlu: ( ) - jedinična otpornost po plaštu: Proračunska nosivost na bazi pilota: - jedinična otpornost na bazi: Provjera nosivosti pilota u vertikalnom smjeru - zbog slijeganja tla oko pilota javlja se "negativno trenje": Uslijed pojave negativnog trenja uvjet nosivosti je zadovoljen.
.0 (m) 7.0 (m).0 (m) 1.0.0 (m).0 (m) 14.. ZADATAK Za obalnu konstrukciju sa skice dimenzionirati potreban promjer zabijenih pilota. Obalna konstrukcija sastoji se od armirano betonske ploče koja je dijelom zasuta nasipom. Sa prednje strane na konstrukciju se oslanja konstrukcija od čeličnog žmurja koja pridržava zasip ispod armirano betonske ploče. Za proračun pretpostaviti sa su zabijeni piloti zglobno vezani za ploču. Tlo oko konstrukcije je pijesak sa svojstvima prikazanim na skici (karakteristične vrijednosti). Za jednostavniji proračun, prednji zakošeni dio konstrukcije je analiziran kao vertikalni zid. (EN 1997-1:004, proračunski pristup ) A 10.0 (m) 1.0 1.0 8.0 (m).0 (m) H V H V 1 1 R H V I II PIJESAK: =19 (kn/m ) = 9 (kn/m ) c k = 0 k=6 SPT=8 III ZAGATNA STIJENA 4.4 (m) 7. (m)
RJEŠENJE Prema EN 1997-1:004: geotehnička kategorija, granično stanje nosivosti: GEO, proračun temeljen na analitičkoj metodi, za odabrani proračunski pristup : A1 + M1 + R: trajna nepovoljna djelovanja (A1): G;sup = 1.5 trajna povoljna djel. (A1): G;inf = 1.00 tangens efektivnog kuta trenja (M1): ' = 1.00 bušeni pilot otpornost osnovica (R): b = 1.0 bušeni pilot otpornost plašt (tlačni pilot) (R): s = 1.0 Opterećenja na konstrukciju (prema oznakama na skici): H 1 - aktivni tlak od zasipa pored armirano-betonske konstrukcije 1 1 d 6 H γ H tg 45 19 4 tg 1 45 60 (kn m') H 5 (kn m') - sila veza od broda (radi pojednostavljenja primjera, sila se tretira kao trajno nepovoljno djelovanje, što u stvarnosti nije.) H 15 (kn m') - sila pridržanja čeličnog žmurja Težina armirano betonske ploče i zasipa na njoj: V 4.0.0 5 00 (kn m') V V 1 8.0.0 19 456 (kn 8.0 1.0 5 00 (kn m') m') Rezultanta sila na armirano betonsku konstrukciju je zbroj svih V i H sila na konstrukciji. Položaj rezultante je određen iz sume momenata na točku A. M Ax 0 V 1.0 (V V ) 6.0 V 00 96 r x 4.8 (m) 856 1 1 V V rx M Ay 0 H.67 H 1.0 H 4.0 H1 H H ry r y 160. 50 500.8 (m) 10 Sile koje preuzima pojedini pilot određene su grafičkim uravnoteženjem sila, pri čemu je armirano betonska konstrukcija analizirana kao kruta prosta greda sa osloncima na mjestima pričvršćenja na glave pilota. Poligon sila prikazan je na skici. Sa skice su očitanje vrijednosti sila koje preuzima pojedini pilot (grupa pilota).
Za dimenzioniranje potrebnog presjeka odabran je najviše opterećen pilot P II = 54 (kn/m'). U proračunu je pretpostavljeno da se jedan red pilota postavlja na svakih 1.0 (m') konstrukcije. Zbog malog presjeka pilota proračun je izvršen uz pretpostavku da pilot prenosi opterećenje na tlo samo trenjem po plaštu. U smjeru II predviđena su dva paralelna pilota, pa se dimenzioniranje vrši na silu: P = P II / = 544 / = 7.0 (kn/m') Nosivost trenjem po plaštu: Gdje je: - cjevasti pilot - puni pilot za Treba biti zadovoljeno: Ed R d R s;k γg;inf (P) γ G;sup 1.5 γs r L qs P G;sup 1.5 γs P γg;sup γg;inf 1.5 γ r π L q t G;inf s 7.01.51.0 1.51.0 0.5 (m) π 10 46.79