4. Ανάλυση & Σχεδιασμός ΑΓΚΥΡΩΣΕΩΝ Γιώργος Μπουκοβάλας Καθηγητής Ε.Μ.Π. ΜΑΡΤΙΟΣ 2009 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 4.1 Περιγραφή Κατασκευή Αγκυρώσεων 4.2 Αστοχία Αγκυρίου 4.3 Αστοχία Σφήνας Εδάφους 4.4 Σύνθετη Αστοχία Εδάφους κατά KRANZ Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 1
4.1 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ-ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΑΓΚΥΡΩΣΕΩΝ Περιγραφή Αγκυρίων Βράχος έδαφος μήκος πάκτωσης μήκος προέντασης Εκτός από τους εύκαμπτους τοίχους αντιστηρίξεως, οι αγκυρώσεις εφαρμόζονται και στην σταθεροποίηση βραχωδών (κυρίως) πρανών, τοιχωμάτων σηραγγών κ.λ.π. ιάφοροι τύποι αγκυρίων Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 2
ιάφοροι τύποι αγκυρίων φάσεις κατασκευής αγκυρώσεων σε βράχο ιάτρηση & δοκιμή Εισπίεσης Εισαγωγή Τένοντα (Τσιμεντ-) Ένεση Προένταση & Έλεγχος Αντοχής ιαμόρφωση Κεφαλής Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 3
φάσεις φάσεις κατασκευής κατασκευής αγκυρώσεων αγκυρώσεων σε σε έδαφος έδαφος Εισαγωγή σωλήνωσης (δονητικά) Εισαγωγή Καλωδίου Εισπίεση Ενέματος Τάνυση - Έλεγχος Κατασκευή Κεφαλής ΑΣΦΑΛΗΣ ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΑΓΚΥΡΙΟΥ ζώνη αστοχίας ζώνη κοντά στην αστοχία για άμμο.... ασφαλής ζώνη αγκύρωσης για άργιλο ; ; Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 4
πιθανές μορφές αστοχίας (παθολογία) αγκυρώσεων Κατά την διαστασιολόγηση των αγκυρώσεων θα πρέπει να εξασφαλισθεί ικανοποιητική ασφάλεια έναντι των κάτωθι πιθανών μορφών αστοχίας του τένοντα ή του εδάφους: (α) αστοχία τένοντα F/A < σ θρ χάλυβα θρ (β) αστοχία αγκυρώσεως μεταξύ εδάφους και ενέματος πιθανές μορφές αστοχίας (παθολογία) αγκυρώσεων Κατά την διαστασιολόγηση των αγκυρώσεων θα πρέπει να εξασφαλισθεί ικανοποιητική ασφάλεια έναντι των κάτωθι πιθανών μορφών αστοχίας του τένοντα ή του εδάφους: (γ) αστοχία απλού πρίσματος σε έδαφος ήσεβράχο Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 5
πιθανές μορφές αστοχίας (παθολογία) αγκυρώσεων Κατά την διαστασιολόγηση των αγκυρώσεων θα πρέπει να εξασφαλισθεί ικανοποιητική ασφάλεια έναντι των κάτωθι πιθανών μορφών αστοχίας του τένοντα ήτουεδάφους: (δ) αστοχία με κυκλική επιφ. ολισθήσεως Έλεγχος με μια από τις γνωστές μεθόδους (ε) αστοχία σύνθετου πρίσματος κατά ΚRANZ Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 6
4.2 ΑΣΤΟΧΙΑ ΑΓΚΥΡΙΟΥ Οριακό φορτίο: R πdlτ w + π D 2 4 d 2 q ορ Φορτίο Λειτουργίας: P 2 R 4 F.S. (a) ΜΗ ΣΥΝΕΚΤΙΚΑ Ε ΑΦΗ (Άμμοι κ.λ.π.) τ w K f σ' νο Ιλύς Λεπτή Άμμος Μέση Άμμος Αμμοχάλικο τιμές Κ f Χαλαρή Μέση 0.1 0.4 0.2 0.6 0.5 1.2 1.0 2.0 Πυκνή 1.0 1.5 2.0 3.0 σ VO : κατακόρυφη ενεργός γεωστατική τάση στο μέσον του πακτωμένου τμήματος του αγκυρίου Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 7
(a) ΜΗ ΣΥΝΕΚΤΙΚΑ Ε ΑΦΗ (Άμμοι κ.λ.π.) q ορ Ν q 1.4 σ' νο Ν q : συντ. Φ.Ι. για πασσάλους π.χ. κατά Μeyerhof (β) ΣΥΝΕΚΤΙΚΑ Ε ΑΦΗ (Άμμοι κ.λ.π.) τ w a C u q ορ N c C u 9C u Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 8
(γ) ΒΡΑΧΩ EIΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ Σχιστόλιθοι Ασβεστόλιθοι Ψαμμίτες τ W (MPa) 2.80 3.00 0.8 1.7 προτείνεται F.S. 4.0 3.0 2.0 + τοπική εμπειρία + δοκιμαστικές φορτίσεις q ορ 0 μια και D d Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 9
4.3 ΑΣΤΟΧΙΑ ΣΦΗΝΑΣ Ε ΑΦΟΥΣ Χωρίς αγκύρωση... q N (W + q AB) cosa A B c OB + N tan φ FS υπ (W + q AB) sina W + qab (W W + qab)sina AB H / tana, OB H / sina N Ν tanφ O c OB ( min F.S. a 45 + φ/2 ) a q ΜΕ αγκύρωση... A B ω W + qab (W W + qab)sina + N Ν tanφ 90-α-ω Ν A O c OB a a Ν Α cos(90 - a - ω) Α sin( α + ω) c OB + N tan φ + N tan φ FS απ (W + q AB) sina - A cos(a + ω) sin(a + ω) tan φ FS υπ + Α (W + qab)sina cos(a + ω) 1 - A (W + qab) sina Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 10
q ΜΕ αγκύρωση... A B ω W + qab (W W + qab)sina + N Ν tanφ 90-α-ω Ν A O c OB a a και τελικώς A (FS απ - FS υπ )(W + qab) sin α FS cos(a + ω) + sin( α + ω)tanφ απ Όπου: FS απ απαιτούμενος συντ. ασφαλείας (π.χ. 1.50) FS υπ υπάρχων συντ. ασφαλείας χωρίς αγκύρωση ω γωνία αγκυρίου ως προς την οριζόντια α γωνία επιπέδου αστοχίας ως προς την οριζόντια Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 11
4.4 ΣΥΝΘΕΤΗ ΑΣΤΟΧΙΑ Ε ΑΦΟΥΣ κατά KRANZ μηχανισμός αστοχίας ιδεατός μηχανισμός αστοχίας B Γ Α max P 1 P 2 W Α C φ Q φ Παραδοχές: - Γεωμετρία μηχανισμού αστοχίας - Ρ 1 Ενεργητική ώθηση στο τμήμα Γ - Ρ 2 Ενεργητική ώθηση στο τμήμα ΑΒ W - Α: σημείο μηδενισμού των τεμνουσών δυνάμεων C - αγνοούνται οι παθητικές ωθήσεις P 1 P 2 Αmax Q φ C c A μηχανισμός αστοχίας ιδεατός μηχανισμός αστοχίας B Γ Α max P 1 P 2 W Α C φ Q φ Αmax P 1 γραφικός υπολογισμός της Α max W P 2 C Q φ C c A Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 12