Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδος (ΤΕΕ) Εκπαιδευτικό υλικό ια τον Σχεδιασμό Κατασκευών με τους Ευρωκώδικες : Εφαρμοές και Εθνικά Προσαρτήματα Εφαρμοές του Ευρωκώδικα 7 (EN 1997-1) 1) σε θέματα σχεδιασμού Γεωτεχνικών Έρων Eurocode 7(ΕΝ 1997-1) 1) : Geotechnical Design Part 1 : General ules Μ. Καββαδάς, Αναπλ. Καθηητής ΕΜΠ
Εφαρμοές του Ευρωκώδικα 7 (EN 1997-1) 1) σε θέματα σχεδιασμού Γεωτεχνικών Έρων ΣΚΟΠΟΣ Τί αλλάζει (και τί δεν αλλάζει) με την εισαωή του ΕΝ 1997-1 Γιατί απαιτήθηκαν οι αλλαές ποιές οι συνέπειές έ τους ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ Αρχές του ΕΝ 1997-1 Εφαρμοή του ΕΝ 1997-1 στην Ελλάδα Παραδείματα : Επιφανειακές θεμελιώσεις Βαθιές θεμελιώσεις Αντιστηρίξεις βαθιών εκσκαφών
Εφαρμοές του Ευρωκώδικα 7 (EN 1997-1) 1) σε θέματα σχεδιασμού Γεωτεχνικών Έρων 1. Αρχές του ΕΝ 1997-1
Δομικοί Ευρωκώδικες (Structural Eurocodes) EN 1990 Eurocode 0 : Basis of structural design EN 1991 Eurocode 1 : Actions on structures EN 1992 Eurocode 2 : Design of concrete structures EN 1993 Eurocode 3 : Design of steel structures EN 1994 Eurocode 4 : Design of composite steel and concrete structures EN 1995 Eurocode 5 : Design of timber structures EN 1996 Eurocode 6 : Design of masonry structures EN 1997 Eurocode 7 : Geotechnical design EN 1998 Eurocode 8 : Design of structures for earthquae resistance EN 1999 Eurocode 9 : Design of aluminium structures Μέρη του Ευρωκώδικα 7(EC-7) EN 1997 Ευρωκώδικας 7 : Γεωτεχνικός Σχεδιασμός Μέρος 1(ΕΝ 1997-1) : Γενικοί Κανόνες Μέρος 2(ΕΝ 1997-2) : Γεωτεχνικές έρευνες και δοκιμές
Στάδια θέσπισης των Ευρωκωδίκων : 1. Pre-standard (ENV) 2. Pre-EuroNorm (pren) 3. EuroNorm (EN) Εκδόσεις του Ευρωκώδικα 7(EC-7) Μέρος 1 (ΕΝ 1997-1) 1) : Γενικοί Κανόνες 1994 : Προ-πρότυπο (Pre-standard) - ENV 1997-1 2002 : Προ-κανονισμός - pren 1997-1 24/11/2004 : Ψήφιση από CEN και δημοσίευση του επίσημου κειμένου Κανονισμός ΕΝ 1997-1 2005 2006 : Διετής Περίοδος Εθνικής Βαθμονόμησης Δοκιμαστική εφαρμοή ια Μετάφραση, Βαθμονόμηση Εθνικών Συντελεστών και Συραφή Εθνικών Προσαρτημάτων 2007 2009 : Τριετής Περίοδος Συνύπαρξης Εναλλακτική εφαρμοή (επιλοή) με Εθνικούς Κανονισμούς (ΕΚ) 31/3/2010 : Υποχρεωτική εφαρμοή του EC 7-1&απόσυρση ΕΚ Μέρος 2 (ΕΝ 1997-2) : Γεωτεχνικές έρευνες και δοκιμές 1999 : Προ-πρότυπο (Pre-standard) - ENV 1997-2 Νοέμβριος 2004 : Προ-κανονισμός - pren 1997-2 12 Ιουνίου 2006 (ψήφιση από CEN) : Κανονισμός EN 1997-2
Προσαρμοή της Ελλάδας στον Ευρωκώδικα EC 7-1 2005 2006 : Διετής Περίοδος Εθνικής Βαθμονόμησης Μετάφραση στα Ελληνικά (Ιανουάριος 2006 μέσω ΟΑΣΠ) Δοκιμαστική Εφαρμοή Προαιρετική χρήση ια βαθμονόμηση των μεθόδων και συντελεστών Συραφή Εθνικού Προσαρτήματος (National Annex) που περιλαμβάνει : 1. Επιλοή του Εθνικού Τρόπου Ανάλυσης (Design Approach) 2. Επιλοή του επιθυμητού βαθμού ασφάλειας των έρων (τιμές των επιμέρους συντελεστών και λοιπών συντελεστών εθνικής επιλοής) 3. Κατάλοος των συμβατών κειμένων υποστήριξης (που δεν μπορούν να αντίκεινται στον EC 7-1), π.χ. αποδεκτές μέθοδοι υπολοισμού. 2007 2009 : Τριετής Περίοδος Συνύπαρξης Εναλλακτική εφαρμοή του EC 7-1 με τους Εθνικούς Κανονισμούς (ΕΚ) Δυνατότητα επιλοής χρήσης μεταξύ EC 7-1 και ΕΚ (όπου αντίκεινται) 31 Μαρτίου 2010 : Υποχρεωτική εφαρμοή του EC 7-1 και απόσυρση των αντικρουόμενων ΕΚ
ΤΙ ΔΕΝ ΑΛΛΑΞΕ ΜΕ ΤΟΝ EC 7-1 : Οι μέθοδοι ανάλυσης (αφού φ αποτελούν αντικείμενο εθνικής επιλοής) π.χ. μέθοδος Bishop ια ανάλυση ευστάθειας πρανών, μέθοδοι ανάλυσης της φέρουσας ικανότητας θεμελίων, μέθοδοι ανάλυσης βαθιών εκσκαφών, μέθοδοι ανάλυσης υποείων έρων, κλπ ΓΙΑΤΙ ΑΠΑΙΤΗΘΗΚΑΝ ΟΙ ΑΛΛΑΓΕΣ : 1. Ενιαίος τρόπος σχεδιασμού δομικών-εωτεχνικών έρων 2. Ενιαίος τρόπος σχεδιασμού των έρων στην Ευρωπαϊκή Ένωση 3. Επαελματική «κάλυψη» των Μηχανικών (σχεδιασμός κατά τον EC 7-1) 4. Πιό ορθολοική αντιμετώπιση θεμάτων ασφαλείας, π.χ. ιατί στα πέδιλα S=3, ενώ στα φράματα S=15; S=1.5 ιατί ενιαίος S, ενώ οι αβεβαιότητες των (c,φ) διαφέρουν ; ΠΟΙΕΣ ΟΙ ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ ΤΩΝ ΑΛΛΑΓΩΝ : 1. Ανάκη επιμόρφωσης στις νέες έννοιες και τρόπους ανάλυσης 2. Αύξηση του αριθμού των απαιτούμενων ελέχων (ULS, SLS) 3. Κάποια τροποποίηση των αποτελεσμάτων
Τί άλλαξε με την εισαωή του Ευρωκώδικα 7 ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΠΡΙΝ ΤΗΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΟΥ EC-7 1. Συνήθως ίνεται μόνον έλεχος έναντι αστοχίας με χρήση ενός συνολικού συντελεστή ασφαλείας (S) : π.χ. στα πέδιλα : P/A = σ < σ επ, όπου σ επ = σ u / S Συνήθως δεν ίνεται έλεχος αποδεκτών παραμορφώσεων, αλλά επιδιώκεται δώ ο περιορισμός των παραμορφώσεων μέσω αυξημένου συντελεστή ασφαλείας : π.χ. S=3 σε πέδιλα (ενώ S=1.5 σε φράματα), S=2 στην παθητική ώθηση βαθιών εκσκαφών 2. Οι δράσεις ( ) και οι εδαφικές παράμετροι ( X ) υπεισέρχονται στους υπολοισμούς με κάποιες «συντηρητικές» εκτιμήσεις «της επιλοής του μελετητή», συνήθως χωρίς επαρκή τεκμηρίωση, π.χ. ωνία τριβής (φ) και συνοχή του εδάφους (c) Θέματα : 1. Κριτήριο επιλοής των τιμών του συντελεστή ασφαλείας (S) από τους κανονισμούς 2. Κριτήριο επιλοής των τιμών των εδαφικών παραμέτρων
Παράδειμα εφαρμοής της παλαιάς μεθόδου Επιφανειακή θεμελίωση σε αποσαθρωμένο Αθηναϊκό σχιστόλιθο P B=2.5m, d=1.5m, =20 N/m 3, c=10 Pa, φ=25 ο N ( ϕ), N N = f N c =21, N q =11, N = 9.5 c, q σ u = 10*21 + 0.5*20*2.5*9.5 + 20*1.5*11= 210 + 237.5 + 330 = 777.5 Pa σ επ = σ u / S σ επ = 777.5 / 3 = = 259 Pa = 2.6 g/cm 2 Παρατήρηση : Η τιμή αυτή συνήθως αποβλέπει και στον περιορισμό της υποχώρησης του πεδίλου σε αποδεκτά όρια (ποιά??)
Τί άλλαξε με την εισαωή του Ευρωκώδικα 7 1. Απαιτούνται πλέον δύο έλεχοι (χωριστά) : Σε οριακή κατάσταση αστοχίας (ULS) «Δράσεις» ρ ς μικρότερες ρ από τις «αντοχές» χς ( Ε d < d ) Σε οριακή κατάσταση λειτουρίας (SLS) Υπολοισμός των παραμορφώσεων υπό τα φορτία λειτουρίας Παραμορφώσεις μικρότερες από τις αποδεκτές τιμές ( δ < δ max ) Ε 2. Στους ελέχους υπεισέρχονται οι «χαρακτηριστικές τιμές» δράσεων ( ) και εδαφικών παραμέτρων ( X ) που προσδιορίζονται με αντικειμενικότερο τρόπο Οι χαρακτηριστικές τιμές αποτελούν «συντηρητικές εκτιμήσεις» που συνήθως δεν διαφέρουν από τις «εύλοες» εκτιμήσεις που ινόταν μέχρι σήμερα 3. Ο έλεχος έναντι αστοχίας (ULS) ίνεται μέσω των "επιμέρους συντελεστών" δράσεων, εδαφικών ιδιοτήτων και αντιστάσεων (, M, ) αντί του συνολικού "συντελεστή ασφαλείας" (S )
Τί άλλαξε με την εισαωή του Ευρωκώδικα 7 4. Εισαωή νέων εννοιών : Δράσεις () : μόνιμες, πρόσκαιρες, τυχηματικές, σεισμικές Εντάσεις (E) : αποτέλεσμα των δράσεων (π.χ. καμπτική ροπή, τέμνουσα) Εδαφικές παράμετροι (X) : π.χ. ωνία τριβής, συνοχή Αντιστάσεις () : π.χ. φέρουσα ικανότητα πεδίλου / πασσάλου Χαρακτηριστικές τιμές : δράσεων ( ) και εδαφικών παραμέτρων (X ) Χαρακτηριστικές τιμές μς : εντάσεων (Ε ) και αντιστάσεων ( ) : υπολοίζονται μέσω των χαρακτηριστικών τιμών των και X Επιμέρους συντελεστές (δράσεων, εντάσεων E, εδαφικών παραμέτρων M, αντιστάσεων ) Τιμές σχεδιασμού (δράσεων d, εντάσεων Ε d, εδαφικών παραμέτρων X d, αντιστάσεων d d) όπου : d = και X d = X / M Ε E d = E E E d = E( d, X d ) αλλά : ή : d = / d = ( d, X d )
Τί άλλαξε με την εισαωή του Ευρωκώδικα 7 Τί άλλαξε με την εισαωή του Ευρωκώδικα 7 5. Τρείς εναλλακτικοί Τρόποι Ανάλυσης (Design Approaches) της ρ ς ρ ης ( g pp ) ης οριακής κατάστασης αστοχίας : DA-1, DA-2, DA-3 λόω των διαφορετικών ορισμών των E d και d Ε π.χ. Έλεχος έναντι ολίσθησης : d E d X X 1 DA-1 : M M X E X,, 1 (τύπος Ι ) Συνδ. 1 : = 1.35 ή 1.50, M = 1.00, = 1.0 Συνδ. 2 : = 1.00 ή 1.30, M = 1.25 ή 1.40, = 1.0, πάσσαλοι =1.3 DA-2 : ( ) ( ) E X E X,, 1 = 110ή 140 E = 135ή 150 (τύπος ΙΙ ) 1.10 ή 1.40 E 1.35 ή 1.50 DA-3 : X E X,, 1 = 1.0 εφελ πάσσαλοι: =11 = 1.35 ή 1.50 (δομ) = 1.0 ή 1.3 (εωτ), M = 1.25 ή 1.40 M M εφελ. πάσσαλοι: 1.1
Τί άλλαξε με την εισαωή του Ευρωκώδικα 7 Τί άλλαξε με την εισαωή του Ευρωκώδικα 7 Έλεχος μέσω των "επιμέρους συντελεστών" ( Ε, ) E Έλεχος μέσω των επιμέρους συντελεστών ( Ε, ) αντί του συνολικού "συντελεστή ασφαλείας" (S ) Έως τώρα : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) X E S X S X E X,,,, =δράση, Χ=εδαφ. ιδιότητα, =αντοχή, E=εντατικό μέεθος (π.χ. τάση) X E X,, 1 ( Ι ) Κατά EC-7: d d E M M ( ) ( ) X E X 1 ( ΙΙ ) ) ( ) ( ( ) ( ) E X E X,, ( ΙΙ ) δηλαδή : ( ) ), ( ), ( E X E X
Δράσεις (Actions) Επιβαλλόμενα φορτία (Ρ) νωστού μ μεέθους Επιβαλλόμενες παραμορφώσεις νωστού μεέθους (π.χ. διαφορικές υποχωρήσεις στηρίξεων, θερμοκρασιακές μεταβολές) Γεωτεχνικές δράσεις (G) : δράσεις από το έδαφος το μέεθός τους εξαρτάται από τις εδαφικές ιδιότητες (π.χ. ωθήσεις αιών σε τοίχους, αρνητικές τριβές πασσάλων) G Τύποι δράσεων : G G = G(, X d X = G(, ) ( Ι ) ή : G = G, X ) d M ) ( ( ΙΙ ) Μόνιμες (βάρος, ώθηση αιών, αρνητική τριβή πασσάλων) Πρόσκαιρες (π.χ. κινητά φορτία) Τυχηματικές (π.χ. πρόσκρουση) Σεισμικές (υπάονται στις τυχηματικές κατά τον ΕΑΚ) E = P + G G
Οριακές καταστάσεις Καταστάσεις πέραν των οποίων η κατασκευή δεν ικανοποιεί τις απαιτήσεις των προδιαραφών Απαιτείται έλεχος μή-υπέρβασης των καταστάσεων αυτών Κατά τον EC-7.1 απαιτείται έλεχος δύο οριακών καταστάσεων : 1. Οριακές καταστάσεις λειτουρίας (SLS) 2. Οριακές καταστάσεις αστοχίας (ULS) 1. Οριακές καταστάσεις λειτουρίας (SLS) : δ < δ max Έλεχος υπέρβασης λειτουρικών απαιτήσεων παραμόρφωσης, ρφ εισροής υδάτων, αισθητικής (άνοιμα ρωμών, κλπ) Η ανάλυση ίνεται με τα πραματικά φορτία και εδαφικές ιδιότητες (χαρακτηριστικές τιμές), οπότε υπολοίζονται οι αναμενόμενες (χαρακτηριστικές) παραμορφώσεις, και συκρίνονται με τις μέιστες αποδεκτές Μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιαδήποτε μέθοδος υπολοισμού των παραμορφώσεων (π.χ. πεπερασμένα στοιχεία, αναλυτικές λύσεις κλπ).
Οριακές καταστάσεις 2. Οριακές καταστάσεις αστοχίας (ULS) : d > E d ST - Υπέρβαση της αντοχής δομικών στοιχείων (πχ τοίχοι αντιστηρίξεως) GEO - Υπέρβαση της αντοχής του εδάφους (πρανή, Φ.Ι. θεμελιώσεων) EQU - Απώλεια στατικής ισορροπίας (π.χ. ανατροπή) UPL - Απώλεια ισορροπίας λόω άνωσης HYD Αστοχία του εδάφους λόω υδραυλικής κλίσης (π.χ. διάβρωση) ) HYD ST GEO GEO ST GEO άνωση UPL
Χαρακτηριστικές τιμές δράσεων και εδαφικών παραμέτρων ρ Σκοπός : Πλέον αντικειμενικός προσδιορισμός σε σύκριση με την κλασσική μέθοδο επιλοής παραμέτρων (... εκτίμηση του μηχανικού ) Χαρακτηριστική τιμή μιας παραμέτρου : Συντηρητική εκτίμηση της τιμής της παραμέτρου που επηρεάζει τη συμπεριφορά του έρου Εάν χρησιμοποιείται στατιστική μέθοδος, θα λαμβάνεται η τιμή με πιθανότητα υπέρβασης 5% επί το δυσμενέστερον Αλλως, θα λαμβάνεται τιμή με αξιοπιστία της τάξεως του 95% = π DL ( α ) s c u 2 π D = 9 4 ( c ) b c u Τα c u αιχμής-τριβής διαφέρουν λόω διαφοράς μεέθους του εδαφικού όκου που επηρεάζει την αντοχή αιχμής-τριβής: c u (αιχμής) < c u (τριβής)
Παράδειμα: Χαρακτηριστικές τιμές δράσεων και εδαφικών παραμέτρων μετρηθείσες τιμές της αντοχής (q u ) σε ομοιοενές έδαφος 138, 140, 170, 171, 179, 179, 182, 232, 258, 272 (σε Pa) 114 144 167 Μέση τιμή: 191 Pa Τυπική απόκλιση: 47 Pa q u -αιχμής = 144 Pa q u -τριβής = 167 Pa Τι θα διαλέατε ως χαρακτηριστική τιμή : 1. Για την αντοχή τριβής του πασσάλου 2. Για την αντοχή αιχμής του πασσάλου 3. Για «τοπική» εκτίμηση X = X 0.50 s = 167 X = X 1.00 s = 144 = X 1.64 s = 114 X
ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΤΗΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗΣ ΤΙΜΗΣ 1. Για πολύ μικρό όκο εδάφους (5% fractile): X = X 1. 645 s X = X X 1 1 2 X = X i s ( ) n = X i X n 1 i 1 i X = 191 1.645 47 = 114 Pa 2. Για αρκετά μεάλο μ όκο εδάφους (5% - Student ): n f n 3 1.68 X = X fn s 5 0.95 10 0.58 X = 191 0.58 47 = 164 Pa 12 0.50 20 0.39 3. Για ενδιάμεσο όκο εδάφους: 114 Pa < X < 164 Pa π.χ. q u -αιχμής = 140 Pa q u -τριβής = 164 Pa
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΤΙΜΕΣ ΔΡΑΣΕΩΝ ΚΑΙ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ Παράδειμα επιλοής χαρακτηριστικής τιμής της αστράιστης διατμητικής αντοχής (στην περίπτωση που μεταβάλλεται με το βάθος) ) με βάση το 5% της κατανομής Student Κατά προσέιση εκτίμηση της χαρακτηριστικής τιμής ια μεάλους όκους εδάφους : X = X 0. 50 s Μέση τιμή μείον ½ τυπική Μέση τιμή μείον ½ τυπική απόκλιση
Επιμέρους συντελεστές δράσεων ( ), εντάσεων ( Ε ), εδαφικών παραμέτρων ( Μ ), και αντιστάσεων ( ) Χρησιμεύουν στον υπολοισμό των «τιμών σχεδιασμού d» από τις «χαρακτηριστικές τιμές» Μέθοδοι υπολοισμού : Δράσεις : d = Εδαφικές παράμετροι : X d = X / M DA-1, DA-3 DA-2 Εντάσεις : E d = E ( d, X d ) ή E d = E E Αντιστάσεις : d = ( d, X d ) ή d = / Τιμές των επιμέρους συντελεστών : Για ανάλυση μόνιμων (persistent) και πρόσκαιρων (transient) φορτικών καταστάσεων, οι τιμές των επιμέρους συντελεστών δίνονται στο Παράρτημα Α του EC-7.1 Για ανάλυση τυχηματικών (accidental) φορτικών καταστάσεων : i = 1.0 (όλα) Για ανάλυση σεισμικών (seismic) φορτικών καταστάσεων : (βλέπε κατωτέρω)
Επιμέρους συντελεστές ια συνήθεις οριακές καταστάσεις αστοχίας Επιμέρους συντελεστές δράσεων ( και Ε ) Επιμέρους συντελεστές αντιστάσεων ( ) ια πέδιλα
Σεισμικές φορτίσεις (Συστάσεις του Ευρωκώδικα 8 Μέρος 5) Τιμές των επιμέρους συντελεστών Επιμέρους συντελεστές δράσεων και εντάσεων : = Ε = 1.0 Επιμέρους συντελεστές εδαφικών παραμέτρων ( Μ ) και αντιστάσεων ( ) : Σύσταση EC-8.5 5:Iσες με τις τιμές ια μόνιμες και πρόσκαιρες φορτίσεις (EC-7.1) Αποτελούν αντικείμενο Εθνικής Επιλοής d E d E E E E S E Παρατήρηση : Επειδή οι τιμές των Μ και ια μόνιμες και πρόσκαιρες φορτίσεις είναι ίσες με : Μ =125ή 1.25 ή 140 1.40 και =10 1.0 ή 14 1.4, ο ισοδύναμος συντελεστής ασφαλείας των εωτεχνικών έρων υπό σεισμικές δράσεις είναι > 1. Παράδειμα : Ευστάθεια πρανών και ορυμάτων : S = 1.25 (drained) 1.40 (undr) Φέρουσα ικανότητα επιφανειακών θεμελιώσεων (DA-2) : S = 1.40 Φέρουσα ικανότητα πασσάλων (DA-2) : S = 1.10 x 1.30 = 1.43 Οι τιμές αυτές είναι ασύμβατες με τον Ελληνικό Αντισεισμικό Κανονισμό (ΕΑΚ) που απαιτεί S=1 υπό σεισμικές δράσεις. Συνεπώς, προτείνεται η Εθνική Επιλοή να είναι : Επιμέρους συντελεστές δράσεων : = Ε = 1.0 Επιμέρους συντελεστές εδαφικών παραμέτρων και αντιστάσεων : Μ = = 1.0
Περιεχόμενα του Ευρωκώδικα 7.1 ( EN 1997-1 ) 1. Γενικά 2. Αρχές του εωτεχνικού σχεδιασμού 3. Γεωτεχνικά δεδομένα 4. Επίβλεψη κατασκευής, παρακολούθηση και συντήρηση 5. Επιχώσεις, αποστραίσεις και βελτιώσεις εδαφών 6. Επιφανειακές θεμελιώσεις 7. Θεμελιώσεις με πασσάλους 8. Ακυρώσεις 9. Έρα αντιστηρίξεως 10. Υδραυλική αστοχία 11. Γενική ευστάθεια 12. Επιχώματα και πρανή Παρατήρηση : Ο EC-7.1 περιέχει μόνον Γενικές Αρχές (General ules), δηλαδή περιλαμβάνει τους τρόπους εφαρμοής (Design Approaches) της μεθόδου των επιμέρους συντελεστών ασφαλείας στην ανάλυση των οριακών καταστάσεων αστοχίας (ULS) των εωτεχνικών έρων.
ΠΕΔΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ EC-7 : Γεωτεχνικές Κατηορίες Έρων Oι εωτεχνικές κατασκευές μπορούν να διακριθούν σε τρείς κατηορίες : Κατηορία 1 : Απλές κατασκευές (π.χ. χ κτίρια με 1-2 ορόφους) Μικρά έρα αντιστηρίξεως (π.χ. ύψους έως 3μ) Μικρά ορύματα (π.χ. ια τοποθέτηση σωληνώσεων) Για τις κατασκευές αυτές μπορούν να εφαρμοσθούν εμπειρικές μέθοδοι σχεδιασμού, πρακτικώς χωρίς έρευνες και υπολοισμούς. Κατηορία 2 : Τα περισσότερα συνήθη εωτεχνικά έρα Οι απαιτήσεις του EC-7 αφορούν κυρίως αυτά τα έρα (ως προς τους συντελεστές ασφαλείας και τους τρόπους ανάλυσης). Κατηορία 3 : Πολύ μεάλες και ασυνήθεις κατασκευές Ερα με πολύ δυσμενείς εωτεχνικές συνθήκες Ερα με ασυνήθη επικινδυνότητα ή σπουδαιότητα Ερα με υψηλή σεισμική επικινδυνότητα Οι απαιτήσεις των έρων αυτών υπερβαίνουν τις απαιτήσεις του EC-7.
Εφαρμοές του Ευρωκώδικα 7 (EN 1997-1) 1) σε θέματα σχεδιασμού Γεωτεχνικών Έρων 2. Εφαρμοή του ΕΝ 1997-1 στην Ελλάδα
Επιλοή Τρόπου Ανάλυσης της οριακής κατάστασης αστοχίας στην ΕΕ Κατάσταση τον Ιανουάριο 2007 Design example Design Approach of EC 7-1 Not decided yet all DAs DA 1 DA 2 DA 2* DA 3 Shallow B, UK, SK, SK, IL foundation IT Piles etaining structures Slopes N, P, CZ, M, SLTEST S, LT, EST, LV, CY, IS, H, BG, O IL IL IL S, L G, A, ES, PL SLO, G B, UK,,, SK, CH, S, G, A, ES, IT NL, SLO, PL, DK, G, L B, UK, IT B, UK, IT, SK, CH, S, G, A, ES, SLO, PL, G, L ES CH, NL, DK Not applicable NL, DK NL,,SK,CH,S,G,A, PL, DK, SLO, G, L Sum : 13 1 3 1-13 2-12
Εφαρμοή του EC-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) 1. Επιλοή των μεθόδων υπολοισμού 2. Επιλοή των επιμέρους συντελεστών 3. Επιλοή του «Τρόπου Ανάλυσης» (Design Approach) μεταξύ των DA-1 1, 2, 3 1. Επιλοή των μεθόδων υπολοισμού : Οποιαδήποτε διεθνώς αποδεκτή μέθοδος (π.χ. ευστάθεια πρανών κατά Bishop) 2. Επιλοή των επιμέρους συντελεστών : Για τις μόνιμες και πρόσκαιρες καταστάσεις σχεδιασμού (δηλαδή ια συνήθεις Φορτικές Καταστάσεις) ίνονται δεκτοί οι επιμέρους συντελεστές που προτείνει ο ΕΝ 1997-1 (Παράρτημα Α). Για σεισμικές καταστάσεις σχεδιασμού : Επιμέρους συντελεστές δράσεων : = Ε = 1.0 Επιμέρους μρ συντελεστές εδαφικών παραμέτρων ρ και αντιστάσεων : Μ = = 1.0
Εφαρμοή του EC-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) 2. Επιλοή των επιμέρους συντελεστών : Τιμές του συντελεστή προσομοίωσης ( m ) : 1. Ανάλυση αξονικής φέρουσας ικανότητας πασσάλων μέσω των χαρακτηριστικών τιμών των μοναδιαίων αντιστάσεων (f su, και q pu, ) : m = 1.3 1 = π D f Δz su, su, bu, = Ab qbu, m, m Τούτο ισοδυναμεί με ενιαίο συντελεστή ασφαλείας :S = 2(στατική) (στατική), S = 1.3 (σεισμική) 1 2. Ανάλυση της ολικής ευστάθειας πρανών και εκσκαφών : Υπό δυσμενείς υδραυλικές συνθήκες : m = 1.1 Υπό πολύ δυσμενείς υδραυλικές συνθήκες : m = 1.0 c c d = tan φ d = tan φ M m M m, 1 c u; d = c M u; M m Τούτο ισοδυναμεί με ενιαίο συντελεστή ασφαλείας : S = 1.4 (στατική), S = 1.0 (σεισμική)
Εφαρμοή του EC-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) 3. Επιλοή του «Τρόπου Τ ό Αάλ Ανάλυσης» (Design Approach) μεταξύ των DA-1, 2, 3 X 3.1 Τρόπος Ανάλυσης 3 (DA-3) : X, E, M M = 135ή 1.35 ή 150(δ 1.50 (δομ) = 10ή 1.0 ή 13( 1.3 (εωτ), M = 125ή 1.25 ή 140 1.40 δηλαδή επιβολή των επιμέρους συντελεστών στις δράσεις και τις εδαφικές ιδιότητες (c, φ), σε αναλύσεις «ολικής ευστάθειας» (Κεφ. 12), δηλαδή : Ολική ευστάθεια εωτεχνικών έρων χωρίς δομικά στοιχεία αντιστήριξης (επιχώματα, φυσικά πρανή, ορύματα με ελεύθερα πρανή, φράματα) Ολική ευστάθεια εωτεχνικών έρων με δομικά στοιχεία αντιστήριξης (οπλισμένα επιχώματα, ορύματα με ηλώσεις ακυρώσεις ή πασσάλους) Παρατήρηση : Οι σταθεροποιητικές δράσεις των δομικών στοιχείων αντιστήριξης θα θεωρούνται ως ευνοϊκές δράσεις (με επιμέρους συντελεστή =1) και όχι ως αντιστάσεις (π.χ. δυνάμεις ακύρωσης).
Εφαρμοή του EC-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) Παράδειμα : Ολική ευστάθεια έρου αντιστηρίξεως με κατακόρυφο πρανές και δομικά στοιχεία ενίσχυσης (πάσσαλοι ά λ και ακυρώσεις) ) 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 ( =1) στις ευνοϊκές δράσεις των δομικών στοιχείων αντιστηρίξεως (πάσσαλος και ακύρωση) Υπολοισμός του συντελεστή ασφαλείας με κύκλους ολισθήσεως tanϕ ϕ = d arctan M c d c = M M = 1.25 q = 8.5 Pa q d = 1.5 x 8.5 = 13 Pa Για αποδεκτή ευστάθεια, αρκεί ο συντελεστής ασφαλείας να είναι 1.0
Εφαρμοή του EC-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) 1 3.2 Τρόπος Ανάλυσης 2* (DA-2*) : (, X ) E(, X ) E =110ή 1.10 ή 140 1.40 E =135ή 1.35 ή 150 1.50 δηλαδή επιβολή των επιμέρους συντελεστών στις εντάσεις και τις αντιστάσεις. Εφαρμοή σε όλες τις περιπτώσεις ανάλυσης πλήν ολικής ευστάθειας, δηλαδή : Έλεχος εωτεχνικών (GEO) και δομικών (ST) οριακών καταστάσεων αστοχίας επιφανειακών θεμελιώσεων,, βαθιών θεμελιώσεων,, ακυρώσεων και έρων αντιστηρίξεως Έλεχος δομικών (ST) οριακών καταστάσεων αστοχίας πρανών ή εκσκαφών ενισχυμένων με δομικά στοιχεία (δηλαδή υπολοισμός της φέρουσας ικανότητας των πασσάλων, ακυρώσεων, κλπ) Έλεχος εωτεχνικών (GEO) και δομικών (ST) οριακών καταστάσεων αστοχίας (πλήν ολικής ευστάθειας) με χρήση αριθμητικών μεθόδων (π.χ αναλύσεις με πεπερασμένα στοιχεία). Στην περίπτωση αυτή υπάεται η ανάλυση υποείων έρων και βαθιών εκσκαφών με πεπερασμένα στοιχεία (ή άλλα μοντέλα). Έλεχος έναντι υδραυλικής αστοχίας λόω άνωσης (UPL) ή υδραυλικής κλίσης (HYD).
Εφαρμοή του EC-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) Ανάλυση εωτεχνικών έρων υπό σεισμικές δράσεις : Κατά τον Ευρωκώδικα ΕΝ 1998-5 και τις εξής παρατηρήσεις : (1) Οι επιμέρους συντελεστές σεισμικών δράσεων και αποτελεσμάτων των σεισμικών δράσεων θα λαμβάνονται ίσοι με τη μονάδα ( = Ε = 1). (2) Θα εφαρμόζεται ο Τρόπος Ανάλυσης 2 και ειδικότερα η παραλλαή DA-2* σε όλες τις περιπτώσεις ανάλυσης, δηλαδή ακόμη και σε προβλήματα ολικής ευστάθειας όπου η ανάλυση υπό μόνιμες και πρόσκαιρες δράσεις ίνεται με τον Τρόπο Ανάλυσης 3 (DA-3). (3) Θα χρησιμοποιείται τιμή του συντελεστή προσομοίωσης ( m ) ίση με αυτή που εφαρμόζεται στις αναλύσεις υπό μόνιμες και πρόσκαιρες δράσεις. Αφορά στην ανάλυση πασσάλων και στην ολική ευστάθεια. (4) Οι τιμές των επιμέρους συντελεστών των εδαφικών παραμέτρων ( Μ ) και αντιστάσεων ( ) καθορίζονται στο Εθνικό Προσάρτημα του Ευρωκώδικα 8 Μέρος 5 (ΕΝ 1998-5). Μέχρι τη θέσπισή του, θα χρησιμοποιούνται μοναδιαίες τιμές των ( Μ ) και ( ), δηλαδή : Μ = = 1.
Εφαρμοές του Ευρωκώδικα 7 (EN 1997-1) 1) σε θέματα σχεδιασμού Γεωτεχνικών Έρων 3. Εφαρμοές : 3.1 Επιφανειακές θεμελιώσεις
ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1 : Έλεχος επάρκειας επιφανειακών θεμελιώσεων (Οριακή κατάσταση ULS Αστοχία τύπου GEO) Απαιτούμενοι έλεχοι (ενικώς E d d ) : 1. Ελεχος φέρουσας ικανότητας : V d v, d 2. Ελεχος ολίσθησης : H + d h, d p, d V, H d H d = v, d, h, d Τιμές σχεδιασμού (design values) των φορτίων (δράσεων) ά 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)
ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1 : Έλεχος επάρκειας επιφανειακών θεμελιώσεων Τιμές των επιμέρους συντελεστών (Α) : = E (Μ) : Μ () : Τρόπος Ανάλυσης DA-1 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) DA-2, 2* (Α1) + (Μ1) + (2) DA-3 [(Α1) ++ ή (Α2)** ] + (Μ2) + (3) + Για τον υπολοισμό των δράσεων μπορεί να εφαρμοσθούν και οι τύποι ΙI ++ Για δράσεις από την ανωδομή (δομοστατικές δράσεις) ** Για εωτεχνικές δράσεις (από το έδαφος, π.χ. ωθήσεις αιών) Παρατηρήσεις : 1. Η επιλοή ενός εκ των τριών Τρόπων Ανάλυσης ίνεται σε εθνικό επίπεδο. Στην Ελλάδα εφαρμόζεται ο DA-2* ια τις επιφανειακές θεμελιώσεις. 2. Στον Τρόπο Ανάλυσης 1, εφαρμόζεται ο δυσμενέστερος των Συνδυασμών 1 & 2
Μέθοδος των επιμέρους συντελεστών (partial factors) κατά τον Ευρωκώδικα 7 Επιμέρους συντελεστές δράσεων ( και Ε ) Επιμέρους συντελεστές εδαφικού υλικού ( Μ )
Μέθοδος των επιμέρους συντελεστών (partial factors) κατά τον Ευρωκώδικα 7 Επιμέρους συντελεστές αντιστάσεων ( ) ια επιφανειακές θεμελιώσεις Έλεχος έναντι φέρουσας ικανότητας και ολίσθησης Ισοδύναμος ολικός συντελεστής ασφαλείας : Σε ολίσθηση η : S = = 1.40 x 1.1 = 1.54 1.50 Εναντι φέρουσας ικανότητας : S = = 1.40 x 1.40 = 1.96 2.0
ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1 : Έλεχος επάρκειας επιφανειακών θεμελιώσεων Παράδειμα εφαρμοής : Προσδιορισμός του μέιστου 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 : = 20 N/m 3, c = 10 Pa, φ =25 o Ξηρό έδαφος (υδροφόρος ορίζοντας σε μεάλο βάθος), c, φ
Παράδειμα εφαρμοής : 1. Επίλυση με τη μέθοδο του συνολικού συντελεστή ασφαλείας (με S=3) Μέθοδος υπολοισμού του p u κατά τον Ευρωκώδικα 7 / DIN 4017 : p u = c N c + D N q + 1 B 2 N, c, φ Αρα : p u =10x 20.72 + 20x15x1066+05x20x25x901=752 1.5 x 10.66 0.5 x x 2.5 x 9.01 752.22 Pa Φέρουσα ικανότητα πεδίλου : P u = p u B = 752.2 2 x 2.5 = 1880.5 N/m P u = 1880.5 N/m Μέιστο επιτρεπόμενο φορτίο πεδίλου (S=3) : V max = P u / S = 1880.5 / 3 V max = 627 N/m
Παράδειμα εφαρμοής (συνέχεια) Επίλυση με τη μέθοδο των επιμέρους συντελεστών (Ευρωκώδικας 7) 2. Τρόπος Ανάλυσης 2 και 2* : A1 = 1.35 (μόνιμη - δυσμενής δράση στο πέδιλο) Μ1 Μ = 1.00 (ια το φ και c) 2 = 1.40 Υπολοισμός φέρουσας ικανότητας p u από : 1 pu, = cnc+ DNq+ BN 2 Συνεπώς, υπολοισμός της φέρουσας ικανότητας ια φ d =φ =25 ο, c d =c =10 Pa Οπότε (ως ανωτέρω) : p u, = 10 x 20.72 + 20 x 1.5 x 10.66 + 0.5 x 20 x 2.5 x 9.01 = 752.2 Pa p u,d = p u, / = 752.2 / 1.40 = 537.3 Pa u,d u, Αρα : v,d =p u,d B = 537.3 x 2.5 = 1343.2 N/m v,d = 1343 N/m
ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1 : Έλεχος επάρκειας επιφανειακών θεμελιώσεων Παράδειμα εφαρμοής (συνέχεια) Σύκριση των τριών Τρόπων Ανάλυσης του Ευρωκώδικα 7 (EC-7) και της μεθόδου του συνολικού συντελεστή ασφαλείας : Τρόπος Ανάλυσης V = V d / V d v, d Τιμή σχεδιασμού της Χαρακτηριστική τιμή (V ) οριακής αντίστασης του φορτίου του πεδίλου ( v,d ) V v,d / 1.40 * Τρόπος Ανάλυσης 1 1084 N/m 774 N/m Τρόπος Ανάλυσης 2, 2* 1343 N/m 959 N/m Τρόπος Ανάλυσης 3 1084 N/m 774 N/m Μέθοδος συνολικού συντ. ασφαλείας (S=3) - 1881 / 3 = 627 N/m ** * θεωρώντας ένα «μέσο» επιμέρους συντελεστή δράσεων ανωδομής : =1.40 ** θεωρώντας το «επιτρεπόμενο φορτίο» ως χαρακτηριστική τιμή του φορτίου Συμπέρασμα μ : Ο Τρόπος Ανάλυσης 2 δίνει την λιότερο συντηρητική τιμή Ολοι οι Τρόποι του EC-7 δίνουν μεαλύτερα φορτία από την μέθοδο S. Προσοχή : ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΠΟΔΕΚΤΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ
Εφαρμοές του Ευρωκώδικα 7 (EN 1997-1) 1) σε θέματα σχεδιασμού Γεωτεχνικών Έρων 3. Εφαρμοές : 3.2 Βαθιές θεμελιώσεις
ΕΦΑΡΜΟΓΗ 2 : Έλεχος επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους Ελεχος έναντι υπέρβασης της αξονικής φέρουσας ικανότητας : V s E d = Τιμή σχεδιασμού (design value) των θλιπτικών ή εφελκυστικών δράσεων του πασσάλου. Μπορεί να είναι φορτία εκ της ανωδομής (V) ή/και εωτεχνικές δράσεις (G), π.χ. αρνητική τριβή. u, d = Τιμή σχεδιασμού της οριακής αντίστασης του εδάφους (φέρουσα ικανότητα) σε θλίψη ή εφελκυσμό. Συνήθως είναι η πλευρική τριβή ( s ) και η αντίσταση αιχμής ( b b) (μόνον στη θλίψη). E d u, d V G s b Σε εφελκυσμό : Vd sd d d Σε θλίψη : V + G + sd bd
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων 1. Υπολοισμός των τιμών σχεδιασμού των δράσεων : E d { ψ V + } ψ G = E V όπου : G = G(, tan φ ) c V = χαρακτηριστική τιμή των φορτίων εκ της ανωδομής ψ = συντελεστής συνδυασμού δράσεων ( 1) = επιμέρους συντελεστής δράσεων c, φ = χαρακτηριστικές τιμές των εδαφικών παραμέτρων αντοχής G s b G = χαρακτηριστική τιμή της εωτεχνικής δράσης επί του πασσάλου (π.χ. αρνητική ρβή) τριβή) Ε = επιμέρους συντελεστής συνιστάμενης δράσης (συνήθως = )
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων 2. Υπολοισμός της χαρακτηριστικής τιμής της αντίστασης ( u, ) : Ο Ευρωκώδικας 7 εισάει μια νέα λοική στον υπολοισμό της χαρακτηριστικής τιμής της αντίστασης πασσάλων, μέσω των συντελεστών συσχέτισης (ξ) οι οποίοι εξαρτώνται από τον αριθμό (n) των διαθέσιμων στατικών ή δυναμικών φορτίσεων πασσάλων ή τον αριθμό (n) των διαθέσιμων εωτεχνικών προφίλ (π.χ εωτρήσεων ή επιτόπου δοκιμών). ) Διατίθενται τέσσερις μέθοδοι υπολοισμού του u, : 1. Μέσω ενός αριθμού (n) εωτεχνικών προφίλ (π.χ. εωτρήσεων ή επιτόπου δοκιμών) από τις οποίες εκτιμώνται η πλευρική τριβή και η αντίσταση αιχμής 2. Μέσω ενός αριθμού (n) στατικών δοκιμαστικών φορτίσεων πασσάλων 3. Μέσω ενός αριθμού (n) δυναμικών δοκιμαστικών φορτίσεων πασσάλων 4. Μέσω των χαρακτηριστικών τιμών των εδαφικών παραμέτρων από τις οποίες εκτιμώνται η πλευρική τριβή και η αντίσταση αιχμής ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ : Η τελευταία μέθοδος (4) δεν χρησιμοποιεί τους συντελεστές συσχέτισης (ξ) ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ : Η τελευταία μέθοδος (4) δεν χρησιμοποιεί τους συντελεστές συσχέτισης (ξ). Αντ αυτών, χρησιμοποιείται ένας συντελεστής προσομοίωσης ( m ) ώστε η μέθοδος (4) να είναι συμβατή με τις προηούμενες τρείς.
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων Μέθοδος 1 : υπολοισμού της χαρακτηριστικής τιμής της αντίστασης ( u, ) Αναλύονται (n) εωτεχνικά προφίλ* (π.χ. εωτρήσεις ή επιτόπου δοκιμές). ) Από καθένα εκτιμάται ένα προφίλ αντιπροσωπευτικών τιμών των εωτεχνικών παραμέτρων (π.χ. c u ή q c ) μέσω των οποίων υπολοίζεται ένα προφίλ των οριακών τιμών πλευρικής τριβής (f su ) και αντοχής αιχμής (q bu ). Από τις τιμές αυτές υπολοίζεται η οριακή αντίσταση του πασσάλου u. Ετσι προκύπτουν (n) τιμές του u. * προφίλ = κατανομή με το βάθος Προφίλ i (i = 1,2, n) : (f su, q bu ) su = π D f su Δz = u bu A su b q = + bu bu Υπολοισμός του μέσου όρου ( u,mean ) και της ελάχιστης τιμής ( u,min ) της αντίστασης (μεταξύ των ανωτέρω τιμών) : n 1 = u mean, u u, min = min { u } n i= 1
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων Μέθοδος 1 : υπολοισμού της χαρακτηριστικής τιμής της αντίστασης ( u, ) Χαρακτηριστική τιμή της αντίστασης : u, mean u, = min, ξ ξ u,min 3 4 όπου, ξ 3 και ξ 4 είναι συντελεστές συσχετίσεως που εξαρτώνται από τον αριθμό n των εδαφικών προφίλ που αναλύονται :
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων Μέθοδος 1 : υπολοισμού της χαρακτηριστικής τιμής της αντίστασης ( u, ) Εναλλακτικός (ισοδύναμος) τρόπος : Προφίλ i (i = 1,2, n) : (f su, q bu ) su = π D f su Δz = Υπολοισμός του μέσου όρου και της ελάχιστης τιμής της αντίστασης (μεταξύ των ανωτέρω τιμών) : su, mean bu, mean = = n 1 n i= 1 n 1 n i= 1 su bu bu A b q { } su, min = min su { } bu, min = min bu Χαρακτηριστική τιμή της αντίστασης πλευρικής τριβής και αιχμής : su, ξ mean su,min bu, mean bu,min su, = min, bu, = min, 3 ξ4 ξ 3 ξ4 οπότε : u, = su, + bu, bu
Μέθοδος 2: υπολοισμού της χαρακτηριστικής τιμής της αντίστασης ( u, ) Μέσω αποτελεσμάτων στατικών δοκιμαστικών φορτίσεων σε πασσάλους. Εάν διατίθενται «n» δοκιμαστικές φορτίσεις με μετρηθείσα οριακή αντίσταση εκάστης u : Υπολοισμός του μέσου όρου ( u,mean ) και της ελάχιστης τιμής ( u,min ) της αντίστασης (μεταξύ των ανωτέρω τιμών) : n u, mean u u, min = min u n i= 1 1, = Χαρακτηριστική τιμή της αντίστασης : { } u, mean u, = min, ξ1 ξ2 u,min όπου, ξ 1 και ξ 2 είναι συντελεστές συσχετίσεως που εξαρτώνται από τον αριθμό n των στατικών δοκιμαστικών φορτίσεων : Σε περίπτωση ομάδας θλιβόμενων πασσάλων με άκαμπτο κεφαλόδεσμο, οι συντελεστές «ξ» ξ μπορούν να μειωθούν κατά 10% (αλλά ξ 1)
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων Μέθοδος 3 : υπολοισμού της χαρακτηριστικής τιμής της αντίστασης ( u, ) Η μέθοδος εφαρμόζεται όταν διατίθενται αποτελέσματα δυναμικών δοκιμών σε εμπηνυόμενους πασσάλους (π.χ. από κυματική ανάλυση wave equation ή δυναμικούς τύπους Hiley formula). Εάν διατίθενται «n» δοκιμές με μετρηθείσα οριακή αντίσταση εκάστης u, τότε : Υπολοισμός του μέσου όρου ( u,mean ) και της ελάχιστης τιμής ( u,min ) της αντίστασης (μεταξύ των ανωτέρω τιμών) ) : u, mean = 1 n n i= 1 Χαρακτηριστική τιμή της αντίστασης : u u { } u, min = min u u, mean u, = min, ξ 5 ξ6,min όπου, ξ 5 και ξ 6 είναι συντελεστές συσχετίσεως που εξαρτώνται από τον αριθμό n των δυναμικών δοκιμών :
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων Μέθοδος 3 : υπολοισμού της χαρακτηριστικής τιμής της αντίστασης ( u, ) ξ 5, ξ 6 : συντελεστές συσχετίσεως - εξαρτώνται από τον αριθμό n των δυναμικών δοκιμών
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων Μέθοδος 4 : υπολοισμού της χαρακτηριστικής τιμής της αντίστασης ( u, ) Πρόκειται ια την κλασσική μέθοδο : Με βάση τα αποτελέσματα επιτόπου δοκιμών (π.χ. χ SPT, CPT, PMT) ή/και εραστηριακών δοκιμών (π.χ. χ UU, CU, DS) προκύπτει ένα αντιπροσωπευτικό εωτεχνικό προφίλ των χαρακτηριστικών τιμών των εδαφικών παραμέτρων (π.χ c u,q c, N) από τις οποίες υπολοίζεται ένα προφίλ χαρακτηριστικών τιμών πλευρικής τριβής ( f su, ) και αντοχής αιχμής ( q bu, ). Από τις τιμές αυτές υπολοίζεται η χαρακτηριστική τιμή της οριακής αντίστασης του πασσάλου : όπου : = D f Δz = + u, su, bu, su, π su, Οριακή αντίσταση πλευρικής τριβής = A q bu, b bu, Οριακή αντίσταση αιχμής
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων Μέθοδος 4 : υπολοισμού της χαρακτηριστικής τιμής της αντίστασης ( u, ) Οι Μέθοδοι 1, 2, 3 υπολοισμού των χαρακτηριστικών τιμών των αντιστάσεων ( su, και bu, ) χρησιμοποιούν συντελεστές συσχέτισης (ξ) οι οποίοι εξαρτώνται από το πλήθος των διαθέσιμων στοιχείων (αριθμός επιτόπου δοκιμών, εωτρήσεων κλπ). Αντιθέτως, η Μέθοδος 4 υπολοίζει τα su, και pu, μέσω των χαρακτηριστικών τιμών των μοναδιαίων αντιστάσεων (f su, και q pu, ) χωρίς τη χρήση συντελεστών συσχέτισης (ξ). Για τον λόο αυτό, οι τιμές των su, και pu, που υπολοίζονται με τη Μέθοδο 4 είναι συνήθως μεαλύτερες κατά 30% (περίπου) των αντίστοιχων τιμών που υπολοίζονται με τις Μεθόδους 1, 2, και 3. Συνεπώς, οι τιμές των su, και pu, που υπολοίζονται με τη Μέθοδο 4 θα πρέπει να διαιρούνται με ένα συντελεστή προσομοίωσης (model factor) m = 1.30, δηλαδή : 1 = π D D fsu Δz su,, m 1 bu, = Ab qbu, Με τον τρόπο αυτό, ο βαθμός ασφάλειας πασσάλων που σχεδιάζονται με τη Μέθοδο 4 (του Ευρωκώδικα 7) είναι ανάλοος του βαθμού ασφάλειας της κλασσικής μεθόδου (συντελεστής ασφαλείας περίπου S=2). m
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων 3. Υπολοισμός της τιμής σχεδιασμού της οριακής αντίστασης ( u,d ) : Εφαρμοή σε Τύπος Τύπος υπολοισμού Μέθοδο 1 u, d = u, (Τ1) 1, 4, 2, 3 1 [ + ] u, d = su, bu, (Τ2) 1, 4 = 1 1 1 1 u, d = bu, + bu, s b [ ( X ) + ( X )] = [ + ] u, d su d bu d su, d bu, d (Τ3) 4 (Τ4) 1, 4 ( X d ) + bu( X d ) = su, d + bu, d (Τ5) 4 u, d = 1 s su 1 b Σε εφελκυόμενους πασσάλους λαμβάνεται υπόψη ΜΟΝΟΝ η πλευρική τριβή 1 s 1 b
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων 3. Υπολοισμός της τιμής σχεδιασμού της οριακής αντίστασης ( u,d ) : X d = τιμές σχεδιασμού των εδαφικών παραμέτρων : φ Μ = επιμέρους συντελεστής αντοχής υλικών 1 X d = X c, φ = χαρακτηριστκές τιμές των εδαφικών παραμέτρων αντοχής su, bu = οριακή αντίσταση πλευρικής τριβής ρβήςκαι αντίσταση αιχμής su,, bu, = χαρακτηριστική τιμή της οριακής αντίστασης πλευρικής τριβής και αντίστασης αιχμής su,d, bu,d = τιμή σχεδιασμού της οριακής αντίστασης πλευρικής τριβής και αντίστασης αιχμής = επιμέρους συντελεστής επί της συνολικής αντιστάσεως s = επιμέρους συντελεστής επί της αντιστάσεως πλευρικής τριβής b = επιμέρους συντελεστής επί της αντιστάσεως αιχμής M
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων Τιμές των επιμέρους συντελεστών Α: = Ε Μ: Μ :, s, b Τρόπος Ανάλυσης (DA) Τιμές των επιμέρους συντελεστών (από τους πίνακες που ακολουθούν και περιλαμβάνουν τα Αi, Mi, i) Δράσεις εκ της ανωδομής ( = Ε ) Γεωτεχνικές δράσεις Μ και ( = Ε ) Αντιστάσεις Μ και (, s, b ) και τύπος υπολοισμού (T) 1 Συνδ. 1 (Α1) (Μ1) + (Α1) (Μ1) + (1), (Τ1,Τ2 Τ2 ή T4) 1 Συνδ. 2 (Α2) (Μ2) + (Α2) (Μ1) + (4), (Τ1,Τ2 ή T4) 2 και 2* (Α1) (M1) + (A1) (Μ1) + (2), (Τ1,Τ2 ή T4) 3 (Α1) (M2) + (A2) (Μ2) + (3), (Τ3 ή T5) Παρατηρήσεις : 1. Η επιλοή ενός εκ των τριών Τρόπων Ανάλυσης ίνεται σε Εθνικό επίπεδο. Στην Ελλάδα εφαρμόζεται ο Τρόπος Ανάλυσης DA-2* ια θεμελιώσεις με πασσάλους. 2. Ο υπολοισμός των δράσεων ίνεται με τις Μεθόδους Δ1 ή Δ2 (εναλλακτικά) 3. Στον DA-1, εφαρμόζεται ο δυσμενέστερος εκ των Συνδυασμών 1 & 2 4. Στον DA-3 εφαρμόζεται μόνον η Μέθοδος 4 στον υπολοισμό της αντίστασης ()
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Επιμέρους συντελεστές δράσεων ( και Ε ) Για μόνιμες και πρόσκαιρες φορτίσεις Επιμέρους συντελεστές εδαφικού υλικού ( Μ )
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων Επιμέρους συντελεστές αντιστάσεων ( ) ια εμπηνυόμενους πασσάλους Αντίσταση αιχμής Αντίσταση πλευρικής τριβής (θλίψη) Συνολική αντίσταση Αντίσταση πλευρικής τριβής (εφελκυσμός) b s s Για μόνιμες και πρόσκαιρες φορτίσεις
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων Επιμέρους συντελεστές αντιστάσεων ( ) ια έχυτους πασσάλους Αντίσταση αιχμής Αντίσταση πλευρικής τριβής (θλίψη) Συνολική αντίσταση Αντίσταση πλευρικής τριβής (εφελκυσμός) λ ό b s s Για μόνιμες και πρόσκαιρες φορτίσεις
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων Επιμέρους συντελεστές αντιστάσεων ( ) ια πασσάλους ελικοειδούς διάτρησης (Continuous light Auger CA) Αντίσταση αιχμής Αντίσταση πλευρικής τριβής (θλίψη) Συνολική αντίσταση Αντίσταση πλευρικής τριβής (εφελκυσμός) b s s Για μόνιμες και πρόσκαιρες φορτίσεις
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων Παράδειμα εφαρμοής : Έχυτος πάσσαλος. Διάμετρος D=0.8m, μήκος L=15m. Θα υπολοισθεί η χαρακτηριστική τιμή του μέιστου επιτρεπόμενου αξονικού θλιπτικού φορτίου (V ) του πασσάλου. Θεωρείται ότι το φορτίο του πασσάλου είναι κατά 80% μόνιμο (permanent) και κατά 20% πρόσκαιρο (transient). t) Στρώση Ι : Στιφρή άριλος, = 18 N/m 3 Αστράιστη διατμητική αντοχή : c u = 125 Pa Στρώση ΙΙ : Πυκνή άμμος, = 20 N/m 3 με SPT N = 45 Κατά τον Ευρωκώδικα 7, μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιαδήποτε μέθοδος υπολοισμού των f su και q pu. Επιλέεται η μέθοδος του DIN 4014. Επιπλέον, θα χρησιμοποιηθεί η Μέθοδος 4 ια τον υπολοισμό των χαρακτηριστικών τιμών των αντιστάσεων με συντελεστή προσομοίωσης : m = 1.30
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Παράδειμα εφαρμοής : Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων Από τους πίνακες του DIN 4014 : Στρώση Ι : f su = 45 Pa Στρώση ΙΙ : q c = 0.5 N = 0.5 x 45 = 22.5 MPa. Αρα : f su = 120 Pa και q bu = 3.75 MPa Επειδή χρησιμοποιείται η Μέθοδος 4 ια τον υπολοισμό των χαρακτηριστικών τιμών των αντιστάσεων, θα εφαρμοσθεί συντελεστής προσομοίωσης m =1.30. Συνεπώς : Στρώση Ι : f su, = f su / m = 45 / 1.30 = 34.6 Pa Στρώση ΙΙ : f su, = f su / m = 120 / 1.30 = 92.3 Pa q bu, = q bu / m = 3.75 / 1.30 = 2.88 MPa
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Παράδειμα εφαρμοής : Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων 1. Ανάλυση με την μέθοδο του συνολικού συντελεστή ασφαλείας (S=2) : Οριακή αντίσταση πλευρικής τριβής : Q su = π D f Δz su Q su = 3.14 x 0.80 x (45 x 12 + 120 x 3) = 1356.5 + 904.3 = 2261 N Οριακή αντίσταση αιχμής : Q = bu A A b = 3.14 x 0.8 2 / 4 = 0.5024 m 2 Q bu = 0.5024 x 3750 = 1884 N Οριακή αντίσταση πασσάλου : Q u = Q su + Q bu = 2261 + 1884 = 4145 N Συνολικός συντελεστής ασφαλείας έναντι φέρουσας ικανότητας : S=2 Φορτίο λειτουρίας πασσάλου : Q all / S = 4145 / 2 = 2072 N b q bu
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων Παράδειμα εφαρμοής : Τρόπος Ανάλυσης 2 και 2* : Υπολοισμός της τιμής σχεδιασμού της δράσης : d G Q ( 0.8V ) + 1.50 ( 0.2V ) 1. V = P + Q = 1.35 = 38 Υπολοισμός της χαρακτηριστικής τιμής της αντίστασης : Οριακή αντίσταση πλευρικής τριβής : Οριακή αντίσταση αιχμής : = A bu, b q bu, su π, su, q = D f Δz su, = 3.14 x 0.80 x (34.6 x 12 + 92.3 x 3) = 1043.5 + 695.6 = 1739 N A b = 3.14 x 0.8 2 / 4 = 0.5024 m 2 bu, = 0.5024 x 2880 = 1449 N Υπολοισμός της τιμής σχεδιασμού της αντίστασης (Συντελεστές 2, Τύπος Τ4): 1 1 su, + s b 1 1739 1.1 u, d = bu, = + Ελεχος επάρκειας : d u, d 1 1449 1.1 u, d = 2898 1.38 V 2898 V 2100 N N
Ανάλυση της επάρκειας θεμελιώσεων με πασσάλους κατά τον Ευρωκώδικα 7 Ανάλυση της επάρκειας έναντι αξονικών δράσεων Παράδειμα εφαρμοής : Σύκριση των αποτελεσμάτων των τριών Τρόπων Ανάλυσης : Τρόπος Ανάλυσης Χαρακτηριστική τιμή του φορτίου κεφαλής του πασσάλου V (N) EC-7 : Τρόπος 1 (DA-1) 2100 EC-7 : Τρόπος 2, 2* (DA-2, 2*) 2100 EC-7 7:Τρόπος 3 (DA-3) 1780 Μέθοδος συνολικού συντελεστή ασφαλείας (S=2) 2072
Εφαρμοές του Ευρωκώδικα 7 (EN 1997-1) 1) σε θέματα σχεδιασμού Γεωτεχνικών Έρων 3. Εφαρμοές : 3.3 Αντιστηρίξεις βαθιών εκσκαφών
Διαδικασία αντιστήριξης βαθιάς εκσκαφής με εύκαμπτα πετάσματα και προεντεταμένες ακυρώσεις
Τύποι πιθανής αστοχίας της αντιστήριξης βαθιάς εκσκαφής 1. Αστοχία στο έδαφος (GEO) 2. Αστοχία δομικών στοιχείων (ST) X X
Κλασσικές μέθοδοι ανάλυσης 1. Ιδεατή φόρτιση από ωθήσεις αιών 2. Σύνηθες αναλυτικό προσομοίωμα 3. Αναδιανομή ωθήσεων λόω ευκαμψίας του πετάσματος
Συμβατικά διαράμματα ωθήσεων ια υπολοισμό φορτίου πολλαπλών ακυρώσεων Αμμοι Μαλακές έως μέσες άριλοι Στιφρές άριλοι (Διαράμματα κατά Terzaghi-Pec)
Τελική στάθμη εκσκαφής (Η = 27m)
Διάτρηση ακυρώσεων
Κατασκευή προεντεταμένων ακυρώσεων
Εναλλακτικοί Τρόποι Ανάλυσης (Design Approaches) της οριακής κατάστασης αστοχίας : DA-1, DA-2, DA-3 λόω των διαφορετικών ορισμών E των E d και d : d E d E DA 1: X E X 1 E DA-1 : M M E,, Συνδ. 1 : = 1.35 ή 1.50, M = 1.00, = 1.0 (τύπος Ι ) Συνδ. 2 : = 1.00 ή 1.30, M = 1.25 ή 1.40, = 1.0 1 DA-2 : ( ) ( ) E X E X,, 1 = 1.10 ή 1.40 E = 1.35 ή 1.50 (τύπος ΙΙ και ΙΙ*) ή E ή DA-3 : X E X,, 1 (τύπος Ι ) = 1.35 ή 1.50 (δομ) = 1.0 ή 1.3 (εωτ), M = 1.25 ή 1.40 M M = 1.0
ΕΦΑΡΜΟΓΗ : Εύκαμπτα πετάσματα αντιστήριξης εκσκαφών Τιμές των επιμέρους συντελεστών (Α) :: = E (Μ) :: Μ () :: Τρόπος Συνδυ- Τύποι Ανάλυσης ασμός υπολοισμού DA-1 Συνδ. 1 Συνδ. 2 Τύποι Ι Τιμές των επιμέρους συντελεστών (από τους πίνακες που ακολουθούν και περιλαμβάνουν τα Αi, Mi, i) (Α1) + (Μ1) + (1) (Α2) + (Μ2) + (1), ακύρια : (Α2) + (Μ1) + (4) DA-2, 2* Τύποι ΙI, II* (Α1) + (Μ1) + (2) DA-3 Τύποι Ι * [(Α1)** ή (Α2)*** ] + (Μ2) + (3) * Για τον υπολοισμό των δράσεων μπορεί να εφαρμοσθούν και οι τύποι ΙI ** Για δράσεις από την ανωδομή (δομοστατικές δράσεις) *** Για εωτεχνικές δράσεις (από το έδαφος, π.χ. ωθήσεις αιών) Παρατηρήσεις : 1. Η επιλοή ενός εκ των Τρόπων Ανάλυσης ίνεται σε εθνικό επίπεδο. Για τις βαθιές εκσκαφές, στην Ελλάδα εφαρμόζεται ο DA-2*, ενώ ια την ολική ευστάθεια ο DA-3. 2. Στον Τρόπο Ανάλυσης 1, εφαρμόζεται ο δυσμενέστερος των Συνδυασμών 1 & 2
Εφαρμοή του EC 7-1 στην Ελλάδα ια βαθιές εκσκαφές 1. Επιλοή των επιμέρους συντελεστών : κατά τις συστάσεις του EC-7.1 1(Annex A) 2. Επιλοή των μεθόδων υπολοισμού : οποιαδήποτε διεθνώς αποδεκτή μέθοδος 3. Επιλοή του «Τρόπου Ανάλυσης» (Design Approach) μεταξύ των DA-1, 2, 3 X X 3.1 Τρόπος Ανάλυσης 3 (DA-3) :, E, M M = 1.35 ή 1.50 (δομ) = 1.0 ή 1.3 (εωτ), M = 1.25 ή 1.40 δηλαδή επιβολή των επιμέρους συντελεστών στις δράσεις και τις εδαφικές ιδιότητες (c, φ), σε αναλύσεις «ολικής ευστάθειας», δηλαδή : Ολική ευστάθεια εωτεχνικών έρων χωρίς δομικά στοιχεία αντιστήριξης (επιχώματα, φυσικά πρανή, ορύματα με ελεύθερα πρανή, φράματα) Ολική ευστάθεια εωτεχνικών έρων με δομικά στοιχεία αντιστήριξης (οπλισμένα λ έ επιχώματα, ορύματα με ηλώσεις ακυρώσεις ή πασσάλους) Παρατήρηση : Οι σταθεροποιητικές δράσεις των δομικών στοιχείων αντιστήριξης θα θεωρούνται ως ευνοϊκές δράσεις (με επιμέρους συντελεστή =1) και όχι ως αντιστάσεις (π.χ. δυνάμεις ακύρωσης).
Επιμέρους συντελεστές έρων αντιστηρίξεως Οριακές καταστάσεις ST & GEO Ανάλυση ολικής ευστάθειας Τρόπος Ανάλυσης 3 (DA-3) : X E X,, 1 Τρόπος Ανάλυσης 3 (DA 3) : = 1.35 ή 1.50 (δομ) = 1.0 ή 1.3 (εωτ), M = 1.25 ή 1.40 M M E,, Επιμέρους συντελεστές αντιστάσεων ( ) ή ( μ) ή ( ), M ή Επιμέρους συντελεστές αντιστάσεων ( ) ια ολική ευστάθεια πρανών και ορυμάτων DA-2 DA-3 DA-1
Παράδειμα : Ολική ευστάθεια έρου αντιστηρίξεως με κατακόρυφο πρανές και δομικά στοιχεία ενίσχυσης (πάσσαλοι και ακυρώσεις) 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 ( =1) στις ευνοϊκές δράσεις των δομικών στοιχείων αντιστηρίξεως (πάσσαλος και ακύρωση) Υπολοισμός του συντελεστή ασφαλείας με κύκλους ολισθήσεως tanϕ ϕ = d arctan M c d c = M M = 1.25 q = 8.5 Pa q d = 1.5 x 8.5 = 13 Pa Για αποδεκτή ευστάθεια, αρκεί ο συντελεστής ασφαλείας να είναι 1.0
Εφαρμοή του EC-7.1 στην Ελλάδα ια βαθιές εκσκαφές 1 3.2 Τρόπος Ανάλυσης 2* (DA-2*) : (, X ) E(, X ) E =110ή 1.10 ή 140 1.40 E =135ή 1.35 ή 150 1.50 δηλαδή επιβολή των επιμέρους συντελεστών στις εντάσεις και τις αντιστάσεις. Εφαρμοή σε όλες τις περιπτώσεις ανάλυσης πλήν ολικής ευστάθειας, δηλαδή : Έλεχος εωτεχνικών (GEO) και δομικών (ST) οριακών καταστάσεων αστοχίας επιφανειακών θεμελιώσεων,, βαθιών θεμελιώσεων,, ακυρώσεων και έρων αντιστηρίξεως Έλεχος δομικών (ST) οριακών καταστάσεων αστοχίας πρανών ή εκσκαφών ενισχυμένων με δομικά στοιχεία (δηλαδή υπολοισμός της φέρουσας ικανότητας των πασσάλων, ακυρώσεων, κλπ) Έλεχος εωτεχνικών (GEO) και δομικών (ST) οριακών καταστάσεων αστοχίας (πλήν ολικής ευστάθειας) με χρήση αριθμητικών μεθόδων (π.χ αναλύσεις με πεπερασμένα στοιχεία). Έλεχος έναντι υδραυλικής αστοχίας λόω άνωσης (UPL) ή υδραυλικής κλίσης Έλεχος έναντι υδραυλικής αστοχίας λόω άνωσης (UPL) ή υδραυλικής κλίσης (HYD).
Επιμέρους συντελεστές έρων αντιστηρίξεως Οριακές καταστάσεις ST & GEO Επιμέρους συντελεστές δράσεων ( και Ε ) DA-2 DA-3 Επιμέρους συντελεστές εδαφικού υλικού ( Μ ) DA-2 DA-3
Επιμέρους συντελεστές έρων αντιστηρίξεως Οριακές καταστάσεις ST & GEO Επιμέρους συντελεστές αντιστάσεων ( ) ια έρα αντιστηρίξεως Τοίχοι βαρύτητας Παθητική αντίσταση DA-1 DA-2 DA-3 Παρατήρηση : Ισοδύναμος συντελεστής ασφαλείας ια το βάθος έμπηξης (DA-2) : ρ ήρη η μ ς ής φ ς β ς μ ηξης ( ) S = = ( 1.4 ) x 1.4 = 1.96 2
Παράδειμα εφαρμοής ελέχου σε οριακή κατάσταση αστοχίας (ULS) Εύκαμπτος τοίχος αντιστηρίξεως με μία άκυρωση (Αμμοχάλικο) (Στιφρή άριλος) Απαιτούμενοι έλεχοι οριακών καταστάσεων αστοχίας (ULS) : Προσδιορισμός βάθους έμπηξης (GEO) : με DA-2 Στατική επάρκεια του τοίχου (ST) : με DA-2 Σχεδιασμός ακύρωσης (ST + GEO) : με DA-2 Υδραυλική αστοχία πυθμένα εκσκαφής (HYD) : με DA-2 Γενική ευστάθεια συστήματος τοίχου εδάφους (GEO) : με DA-3
Παράδειμα εφαρμοής ελέχου σε οριακή κατάσταση αστοχίας (ULS) Εύκαμπτος τοίχος αντιστηρίξεως με μία άκυρωση Υδραυλική αστοχία πυθμένα εκσκαφής (HYD) (Αμμοχάλικο) Η (Στιφρή άριλος) d Έλεχος ευστάθειας : (Δύναμη διήθησης) d < (Ενερό βάρος) d G; dst ( i H ) ( H ) w < G; stb 1.35 0.90 i < ( 2 3) Ισοδύναμος συντελεστής ασφαλείας : S = 1.35 / 0.9 = 1.50 Ελάχιστο βάθος έμπηξης : i = ΔΗ / L = 4.40 / (2d +1.40) < 0.67 d > 2.60 m
Παράδειμα εφαρμοής ελέχου σε οριακή κατάσταση αστοχίας (ULS) Εύκαμπτος τοίχος αντιστηρίξεως με μία άκυρωση E 1. Προσδιορισμός βάθους έμπηξης (GEO) και έλεχος στατικής επάρκειας του τοίχου (ST) : Τρόπος Ανάλυσης : DA-2 1 d E d (, X ) E( X ), E E E
Παράδειμα εφαρμοής ελέχου σε οριακή κατάσταση αστοχίας (ULS) Εύκαμπτος τοίχος αντιστηρίξεως με μία άκυρωση (1) Ισορροπία ροπών ως προς τη στάθμη της ακύρωσης : 1 E M P ) + M ( P ) + 1.0 M ( ) M ( P ) d d d E { }... ( ah, w, h, ph, = (2) Ισορροπία οριζόντιων δυνάμεων { P + P }.0 = P... h, E 1 1 ah, w, h, ph, h, = h, = χαρακτηριστική τιμή της δύναμης ακύρωσης P w, P P ah, d p ah = p ah,g + p ah,q p 2c ah, g = K ah σ v p ah,q = K ah q K ah P ph, h p ph = K ph σ v + 2c K ph
Παράδειμα εφαρμοής ελέχου σε οριακή κατάσταση αστοχίας (ULS) Εύκαμπτος τοίχος αντιστηρίξεως με μία άκυρωση (1) Ισορροπία ροπών ως προς τη στάθμη της ακύρωσης : 1 E M P ) + M ( P ) + 1.0 M ( ) M ( P ) d d d E { }... ( ah, w, h, ph, = (2) Ισορροπία οριζόντιων δυνάμεων { P + P }.0 = P... P w, P h, E 1 1 ah, w, h, ph, h, = Ε = 1.35 (μόνιμα φορτία) = 1.50 (κινητά φορτία) = 1.4 (DA-2, 2*) 1.0 (DA-1, DA-3) P d= 6.62 662m(DA1 (DA-1, Συνδ 2) ah, 7.89 m (DA-2, 2*) 6.62 m (DA-3) 8.27 (Ισοδ. S = 2) d h, = 172 N/m (DA-1, Συνδ. 2) P ph, h 228.5 N/m (DA-2, 2*) 172 N/m (DA-3) 173.4 N/m (Ισοδ. S = 2)
Παράδειμα υπολοισμού ακύρωσης Τρόπος υπολοισμού DA-2 Έλεχος ακύρωσης έναντι εξόλκευσης : a, d d d = τιμή σχεδιασμού της δύναμης ακύρωσης. Υπολοίζεται ζ είτε απευθείας από την ανάλυση του τοίχου αντιστήριξης είτε μέσω της χαρακτηριστικής της τιμής ( ) : d = όπου = 1.35 a,d = τιμή σχεδιασμού της αντίστασης εξόλκευσης της ακύρωσης. Υπολοίζεται μέσω της χαρακτηριστικής της τιμής : a,d = a, / Τρόπος ανάλυσης DA-2 : = 1.10 a, = χαρακτηριστική τιμή της αντίστασης εξόλκευσης της ακύρωσης. Υπολοίζεται μέσω δοκιμών ή με υπολοισμούς (βλέπε κατωτέρω)
Παράδειμα υπολοισμού ακύρωσης Τρόπος υπολοισμού DA-2 Υπολοισμός της χαρακτηριστικής τιμής της αντίστασης εξόλκευσης a a, { } 1. Με υπολοισμούς : = min π D L f A f D = διάμετρος οπής ενεμάτωσης ακυρίου L f = μήκος πάκτωσης a, f su,, s y, f su, = χαρακτηριστική τιμή οριακής πλευρικής τριβής ενέματος-εδάφους Α s = εμβαδόν χαλύβδινου τένοντα f y, = χαρακτηριστική τιμή ορίου διαρροής χάλυβα τένοντα 2. Από τα αποτελέσματα δοκιμαστικών εξολκεύσεων : a,1, a,2, a,n n ( ) 1 a m = ( ) [ ], a, i a, m = min a,1, a,2,... min a, n mean n i= 1 ( ) ( ) a, m mean a, m min a, = min, ξa1 ξa2 n = 1 2 3 ξ α1 = 120 1.20 115 1.15 110 1.10 ξ α2 = 1.20 1.10 1.10
Απαιτήσεις Γεωτεχνικών Ερευνών στα Οικοδομικά Έρα Κατά τον Ελληνικό Αντισεισμικό Κανονισμό ΕΑΚ 2000 (ΦΕΚ 2184Β, 20-12-1999) και τις εξής τροποποιήσεις του : ΦΕΚ 781Β, 18/6/2003 ΦΕΚ 1154Β, 12/8/2003
Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός (ΦΕΚ 2184Β, 20-12-1999) Παράρτημα Ζ Από την ανωτέρω αναφορά προέκυψε (κατ επέκταση) ότι : Απαιτείται ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ια την εκτίμηση της φέρουσας ικανότητας του εδάφους υπό σεισμική φόρτιση σε : Συνήθη κτίρια (σπουδαιότητας Σ2) με όκο > 4000 m 3 Όλα τα κτίρια υψηλής σπουδαιότητας (Σ3 και Σ4) Η απαίτηση αυτή τροποποιήθηκε από 1-1-2004 λόω τροποποίησης του ΕΑΚ
Τ (έτη) 300 475 725 1000 Ο συντελεστής σπουδαιότητας προσαυξάνει (πολλαπλασιαστικά) την σεισμική επιτάχυνση, π.χ. ια κτίρια Σ4 και Ζώνη ΙΙ : Α = 1.30 α = 1.30 x 0.24g = 0.31g. Η μέση περίοδος επαναφοράς (Τ) σεισμικού εονότος συνδέεται με τον = 475 I συντελεστή σπουδαιότητας ( Ι ) με την προσειστική σχέση : ( ) 3 T
ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΣΥΜΠΛΗΡΩΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΦΑΣΗΣ ΈΓΚΡΙΣΗΣ ΤΟΥ «ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟΥ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΥ ΕΑΚ-2000» (Φ.Ε.Κ. Ε Κ Β 781/18-6-2003, Απόφαση 2 - Αριθ. Δ17α/67/1/ΦΝ275) 2η Τροποποίηση Στη παράραφο Ζ.6 του παραρτήματος Ζ αντικαθίσταται το [1] από το ακόλουθο: [1] Σε κτίρια σπουδαιότητας Σ1 επί εδάφους κατηορίας Α, Β ή Γ καθώς και σε κτίρια σπουδαιότητας Σ2 ή και μονόροφα σπουδαιότητας Σ3 επί εδάφους κατηορίας Α ή Β, επιτρέπεται η εκτίμηση της φέρουσας ικανότητας του εδάφους με βάση υπάρχουσα εμπειρία από παρακείμενες κατασκευές, θεμελιωμένες σε όμοιους εδαφικούς σχηματισμούς. Οι κατασκευές αυτές πρέπει να μην έχουν εμφανίσει αξιόλοες ξόλ υποχωρήσεις και να έχουν επιδείξει δίξ καλή συμπεριφορά σε προενέστερες σημαντικές σεισμικές δράσεις. Από την ανωτέρω αναφορά προκύπτει (κατ επέκταση) ότι : Απαιτείται ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ια την εκτίμηση της φέρουσας ικανότητας του εδάφους ια : Κτίρια σπουδαιότητας Σ1 επί εδάφους Δ ή Χ Κτίρια σπουδαιότητας Σ2 επί εδάφους Γ, Δ ή Χ Κτίρια σπουδαιότητας Σ3 3( (εκτός μονορόφων) ) επί εδάφους Γ, Δ ή Χ Κτίρια σπουδαιότητας Σ4
Κατηορίες εδάφους κατά τον ΕΑΚ 2000 Ταχύτητα διατμητικών κυμάτων V s (m/s) Κατ εκτίμηση : Κατηορία Α : V s > 800 m/sec Κατηορία Β : V s = 250 800 m/sec Κατηορία Γ : V s = 150 250 m/sec Κατηορία Δ, Χ : V s < 150 m/sec A B Β-Γ Κατηορίες εδάφους κατά τον ΕΝ 1998-Μέρος 1 Γ