7. Eirokodekss, lietojamība un attīstība Pāreja no LBN uz Eirokodekss projektēšanas normatīviem. 01/11/2013 RTU BF Civilo ēku būvniecības katedras Asoc. prof., Dr.sc.ing. Kaspars Bondars LZP, LBS, LBPA, LĢTS, ISSMGE Dr.sc.ing. K.Bondars 1
Eirokodekss sniegtās aprēķina metodikas un to sasaiste ar LBN. Dr.sc.ing. K.Bondars 2
Eirokodekss sniegtās aprēķina metodikas un to sasaiste ar LBN. Dr.sc.ing. K.Bondars 3
LBN207, nestspējas aprēķins N u = b l (N γ ξ γ b γ I + N q ξ q γ I d + N c ξ c c I ) Berezanceva (1961) nestspējas formulējums R = γ c1. γ c2 [M γ k z bγ II + M q d 1 γ II ' + (M q 1)d b γ II ' + M c c II ]/k Dr.sc.ing. K.Bondars 4
GEO nestspējas aprēķins R/A' = c' N c b c s c i c + q' N q b q s q i q + + 0,5 γ' B ' N γ b γ s γ i γ Tercagi (1943) Meierhof (1951; 1963) Hansen (1970) Vesic (1974) Bowles (1988) http://www.globalspec.com/referenc e/39877/203279/4-5-meyerhof-sbearing-capacity-theory Dr.sc.ing. K.Bondars 5
GEO nestspējas aprēķins http://www.abuildersengineer.com/201 2/11/the-general-bearing-capacityequation.html Dr.sc.ing. K.Bondars 6
EN1997-1, nestspējas aprēķins, pielikums D D.1. D pielikumā izmantotie simboli A' = B' L aprēķinātais efektīvais pamatu laukums b pamata pēdas slīpuma faktoru lielumi, ar apakšējiem indeksiem c, q un g B pamata platums B pamata efektīvais platums D pamata iestrādāšanas dziļums e iedarbju kopspēka ekscentritāte, ar apakšējiem indeksiem B un L i slodzes slīpuma faktori ar apakšējiem indeksiem c (saiste), q (virsmas slodze) un γ (īpatnējais svars) L pamata garums L pamata efektīvais garums m kāpinātājs formulās slīpuma faktoram i N nestspējas faktori, ar apakšējiem indeksiem c, q un g q dabīgais vai virsmas slodzes (pieslodzes) spiediens pamatu pēdas līmenī q aprēķina pieslodzes spiediens pamatu pēdas līmenī s pamata pēdas formas faktori ar apakšējiem indeksiem c, q un g V vertikālā slodze pamatu pēdas slīpums attiecībā pret horizontāli α pamatu pēdas slīpums attiecībā pret horizontāli γ grunts aprēķina efektīvais īpatnējais svars zem pamatu pēdas līmeņa θ horizontālās slodzes (H) virziena leņķis Dr.sc.ing. K.Bondars 7
EN1997-1, nestspējas aprēķins, pielikums D D.3. Nedrenēti grunts apstākļi Aprēķina nestspēju var noteikt no vienādojuma: R/A` = (π + 2) c u b c s c i c + q ar bezdimensiju faktoriem: pamatu pēdas slīpumam: b c = 1-2α / (π + 2); pamata formai: s c = 1+ 0,2 (B'/L'), taisnstūra pamatam; s c = 1,2, kvadrāta vai apaļam pamatam. horizontālās slodzes H izraisītais slodzes slīpums: i c = 1 1+ 2 1 H ' A c u, ja H A c u Dr.sc.ing. K.Bondars 8
EN1997-1, nestspējas aprēķins, pielikums D D.4 Drenēti grunts apstākļi Aprēķina nestspēju var noteikt no vienādojuma: R/A' = c' N c b c s c i c + q' N q b q s q i q + 0,5 γ' B ' N γ b γ s γ i γ ar aprēķinātiem bezdimensiju faktoriem: spiedes pretestībai: N q = e πtanφ` tan 2 (45+ φ'/2) N c = (N q - 1) cot φ' N γ = 2 (N q - 1) tan φ', kur d φ '/2 (nelīdzenai virsmai) pamatu pēdas slīpumam: b c = b q - (1 - b q ) / (N c tan φ ) b q = b γ = (1 - a tan φ ) 2 pamata formai: s q = 1 + (B' / L' ) sin φ', taisnstūra pamatam; s q = 1 + sin φ', kvadrāta vai apaļam pamatam; s γ = 1 0,3 (B'/L ), taisnstūra pamatam; s γ = 0,7, kvadrāta vai apaļam pamatam. s c = (s q N q -1)/(N q - 1), taisnstūra, kvadrāta vai apaļam pamatam; horizontālās slodzes H izraisītais slodzes slīpums: i c = i q - (1 - i q ) / (N c. tan φ' ); i q = [1 - H/(V + A'c'cot φ')] m ; i γ = [1 - H/(V + A'c'cot φ')] m+1. kur: m = m B = [2 + (B '/ L' )]/[1 + (B' / L' )], ja slodze H vērsta virzienā B'; m = m L = [2 + (L' / B' )]/[1 + (L' / B' ], ja slodze H vērsta virzienā L'. Ja horizontālās slodzes komponente darbojas virzienā, kas veido leņķi θ ar L' virzienu, tad m nosaka šādi: m = m θ = m L cos 2 θ + m B sin 2 θ Dr.sc.ing. K.Bondars 9
Nestspējas aprēķinu salīdzinājuma piemērs Dr.sc.ing. K.Bondars 10
LVS EN 1997-1 2.4.1 (2) Jāņem vērā, ka zināšanas par grunts pamatnes apstākļiem ir atkarīgas no ģeotehniskās izpētes apjoma un kvalitātes. Šādas zināšanas un darba kvalitātes kontrole parasti ir daudz nozīmīgāka pamatprasību izpildīšanā par aprēķinu modeļu un parciālo faktoru precizitāti. http://www.mei1inc.com/services.html Dr.sc.ing. K.Bondars 11
Eiropas savienības DA izvēle, seklas iebūves pamati Dr.sc.ing. K.Bondars 12
6.5 Robežstāvokļu projektēšana GEO LVS EN 1997-1 6.5.2 Nestspēja (1)P Sekojošai nevienādībai jāizpildās, lai tiktu apmierināti visi galējie robežstāvokļi: V d R d (6.1) (2)P R d aprēķina pēc 2.4. (3)P V d jāietver pamatu pašsvars, aizbērto materiālu svaru, visus grunts spiedienus, kā arī labvēlīgās un nelabvēlīgās slodzes. Ūdens spiediens, kurš nav pamatu iedarbības radīts jāietver kā slodze. Dr.sc.ing. K.Bondars 13
Projektēšanas pieeju apvienotā tabula EN 1990 un EN 1997-1 Parametrs Simbo ls UPL HY D EQU GEO/STR - Drošības koeficientu komplekti A1 A2 M1 M2 R1 R2 R3 Pastāvīgā slodze (G) Nelabvēlīga γ G, dst 1.0 1.35 1.1 1.35 1.0 Labvēlīga γ G, stb 0.9 0.9 0.9 1.0 1.0 Mainīgā slodze (Q) Nelabvēlīga γ Q, dst 1.5 1.5 1.5 1.5 1.3 Labvēlīga - - - - Ārkārtas slodze (A) Nelabvēlīga γ A, dst 1.0 1.0 1.0 Labvēlīga - - - - Koeficients efektīvajam iekšējās berzes leņķim (tanφ') γ φ' 1.25 1.25 1.0 1.25 Efektīvā sasaiste (c') γ c' 1.25 1.25 1.0 1.25 Grunts nedrenētā bīdes pretestība (c u ) γ cu 1.4 1.4 1.0 1.4 Brīvas spiedes stiprībah (q u ) γ qu 1.4 1.0 1.4 Svara blīvums (γ) γ γ 1.0 1.0 1.0 Pāļu stiepes pretestība (R) γ s;t 1.4 Enkurojuma pretestība (R) γ a 1.4 Nestspējas pretestība (R v ) γ Rv 1.0 1.4 1.0 Slīdes pretestība (R h ) γ Rh 1.0 1.1 1.0 Grunts pretestība (R e ) γ Re 1.0 1.4 1.0 Projektēšanas pieeja DA 2 (A1 + M1 + R2) E d = γed E γg,j Gk,j" + " γ P P" k + " γ q,1 Qk, 1" + " ψ j 1 if1 0,i γ q, i Q k,i 14
GEO, Piemērs 1: Kvadrātisks pamats uz mīksta māla pamatnes V Gk = 270 kn V Qk = 70 kn Grunts raksturlielumi: Dr.sc.ing. K.Bondars 15
GEO, Piemērs 1 Nedrenēti apstākļi: DA 2 Prasības V d R d pamatu pēdai tiek pārbaudītas ar izmēru 2.0 x 2.0 m. Slodzes aprēķina vērtība tiek iegūta pielietojot iedarbju koeficientu komplektu A1 no Tabulas A.3: V d = γ G (V Gk + G pad,k ) + γ Q V Qk V d = 1.35 (270 + 86) + 1.50 70 = 585 kn Dr.sc.ing. K.Bondars 16
GEO, Piemērs 1 Nedrenēti apstākļi: DA 2 Vertikālās nestspējas aprēķina vērtība tiek aprēķināta pielietojot formulu D.1 pēc Pielikuma D. Aprēķina situācijai 2 (DA 2) grunts raksturlielumu parciālo faktoru komplekts pieņemts M1 no Tabulas A.4 un nestspējas drošības koeficients komplekts R2 no Tabulas A.5. R d / A = ((π + 2) c u;d b c s c i c + q d ) / γ R,v D.1 c u;d = c u;k / γ cu = 30 kpa / 1.0 = 30 kpa s c = 1.2 (kvadrātiskai pamatu pēdai : B/L = 1) b c =1 (horizontāla pamata atbalsta plakne un grunts virsma); i c =1 (vertikāla slodze) q d = D γ k /γ γ = 1m 18kN/m 3 / 1.0 = 18 kpa Dr.sc.ing. K.Bondars 17
GEO, Piemērs 1 Nedrenēti apstākļi: DA 2 R d / A = ((π + 2) c u;d b c s c i c + q d ) / γ R,v D.1 R d /A = (3.14 + 2) 30 1.2 1 1 + 18 1.0)/1.40 R d /A = 145 kpa Pēdas laukums A = 2.0 x 2.0 m² R d = 203 2 2 = 580 kn GEO robežstāvokļa prasības V d R d izpildās: 585 kn 580 kn Dr.sc.ing. K.Bondars 18
GEO, Piemērs 2: Kvadrātisks pamats uz smilšainas pamatnes V Gk = 270 kn V Qk = 70 kn h 2 = 1.0 m Grunts raksturlielumi: γ k = 18.0 kn/m 3 γ water = 10 kn/m 3 γ k = 8.0 kn/m 3 φ k = 30º c k = 2 kpa Dr.sc.ing. K.Bondars 19
GEO, Piemērs 2 Drenēti apstākļi: DA 2 Prasības V d R d pamatu pēdai tiek pārbaudītas ar izmēru 1.5 x 1.5 m. Slodzes aprēķina vērtība tiek iegūta pielietojot iedarbju koeficientu komplektu A1 no Tabulas A.3: V d = γ G (V Gk + G pad,k ) + γ Q V Qk V d = 1.35 (270 + 68.5) + 1.50 70 = 562 kn e d = M d / V d = 0 / 585 = 0,0m L = L 2 e L = L B = B 2 e B = B Dr.sc.ing. K.Bondars 20
GEO, Piemērs 2 Drenēti apstākļi: DA 2 Vertikālās nestspējas aprēķina vērtība tiek aprēķināta pielietojot formulu D.4 pēc Pielikuma D. Aprēķina situācijai 2 (DA 2) grunts raksturlielumu parciālo faktoru komplekts pieņemts M1 no Tabulas A.4 un nestspējas drošības koeficients komplekts R2 no Tabulas A.5. R/A' = c' N c b c s c i c + q' N q b q s q i q + 0,5 γ' B' N γ b γ s γ i γ D.2 c d = c k / γ c = 2kPa / 1.0 = 2kPa tanφ d = tanφ k / γ φ = tan 30º / 1.0 = > φ d = 30º tanφ d = tan 30º = 0.58 γ d = γ k / γ γ = 8.0kN/m 3 / 1.0 = 8.0kN/m 3 q d = γ k / γ γ D = 8.0kN/m 3 / 1.0 1.5m = 12 kpa Dr.sc.ing. K.Bondars 21
GEO, Piemērs 2 Drenēti apstākļi: DA 2 N q = e πtanφ` tan 2 (45+ φ'/2) = 2,72 3,14.0.58 1,732 2 = 18,55 N c = (N q - 1) cotφ = 17,55 1,733 = 30,41 N γ = 2 ( N q - 1 ) tanφ = 2 17,55 0,58 = 20,36 b q = b γ = (1 -α tanφ ) 2 = 1 (pamatu pēdas leņķis α = 0º) b c = b γ = b q - (1 - b q ) / (N c tanφ ) = 1 s q = 1 + sinφ = 1 + 0,5 = 1,5 s γ = 0,7 kvadrāta vai apaļam pamatam. s c = ( s q N q - 1 ) / (N q 1 ) = (27,83 1 ) / 17,55 = 1,53 i c = i q = i γ = 1 (vertikāla slodze) Dr.sc.ing. K.Bondars 22
GEO, Piemērs 2 Drenēti apstākļi: DA 2 R/A' = c' N c b c s c i c + q' N q b q s q i q + 0,5 γ' B' N γ b γ s γ i γ R/A = 2kPa 30.41 1 1.53 1 + + 12kPa 18.55 1 1.5 1 + + 0.5 8.0kN/m 3 1.5m 20.36 1 0.7 1 = 512kN/m 2 R k = R/A A = 512kN/m2 1.5m 1.5m = 1152kN R d = R k / γ Rv = 1152kN / 1,4 = 822 kn GEO robežstāvokļa prasības V d R d izpildās: 534kN = V d R d = 822kN (rezerve 35%) Dr.sc.ing. K.Bondars 23
EQU, Piemērs 3: Kvadrātisks pamats uz smilšainas pamatnes V Gk = 270 kn V Qk = 70 kn H Qk = 10 kn h 2 = 1.0 m Grunts raksturlielumi: γ k = 18.0 kn/m 3 γ water = 10 kn/m 3 γ k = 8.0 kn/m 3 φ k = 30º c k = 2 kpa B = L = 1.25m Dr.sc.ing. K.Bondars 24
Projektēšanas pieeju apvienotā tabula EN 1990 un EN 1997-1 Parametrs Simbo ls UPL HY D EQU GEO/STR - Drošības koeficientu komplekti A1 A2 M1 M2 R1 R2 R3 Pastāvīgā slodze (G) Nelabvēlīga γ G, dst 1.0 1.35 1.1 1.35 1.0 Labvēlīga γ G, stb 0.9 0.9 0.9 1.0 1.0 Mainīgā slodze (Q) Nelabvēlīga γ Q, dst 1.5 1.5 1.5 1.5 1.3 Labvēlīga - - - - Ārkārtas slodze (A) Nelabvēlīga γ A, dst 1.0 1.0 1.0 Labvēlīga - - - - Koeficients efektīvajam iekšējās berzes leņķim (tanφ') γ φ' 1.25 1.25 1.0 1.25 Efektīvā sasaiste (c') γ c' 1.25 1.25 1.0 1.25 Grunts nedrenētā bīdes pretestība (c u ) γ cu 1.4 1.4 1.0 1.4 Brīvas spiedes stiprībah (q u ) γ qu 1.4 1.0 1.4 Svara blīvums (γ) γ γ 1.0 1.0 1.0 Pāļu stiepes pretestība (R) γ s;t 1.4 Enkurojuma pretestība (R) γ a 1.4 Nestspējas pretestība (R v ) γ Rv 1.0 1.4 1.0 Slīdes pretestība (R h ) γ Rh 1.0 1.1 1.0 Grunts pretestība (R e ) γ Re 1.0 1.4 1.0 Projektēšanas pieeja DA 2 (A1 + M1 + R2) E d = γed E γg,j Gk,j" + " γ P P" k + " γ q,1 Qk, 1" + " ψ j 1 if1 0,i γ q, i Q k,i 25
EQU, Piemērs 3 horizontālā noturība drenētos apstākļos Prasības H d R d pamatu pēdai tiek pārbaudītas ar izmēru 1.25 x 1.25m (pamatu pēdas izmēram nav nozīmes EQU robežstāvokļa pārbaudē). Slodzes aprēķina vērtība tiek iegūta pielietojot iedarbju koeficientus no Tabulas A.17: V d = γ G (V Gk + G pad,k ) + γ Q V Qk V d = 0.9 (270 + 47.7) + 0.0 70 = 286kN H d = 1.5 10kN = 15kN H d (V d tanδ k ) / γ Rh 6.5.3 (8)P formula 6.3b = 286 0.55 / 1.1 = 143kN H d = 15kN R d = 143kN Dr.sc.ing. K.Bondars 26
SLS, Piemērs 4 apgāšanās aprēķins Prasības H d R d pamatu pēdai tiek pārbaudītas ar izmēru 1.25 x 1.25m (pamatu pēdas izmēram nav nozīmes EQU robežstāvokļa pārbaudē). Slodzes aprēķina vērtība tiek iegūta pielietojot iedarbju koeficientu komplektu A1 no Tabulas A.3: V d = γ G (V Gk + G pad,k ) + γ Q V Qk V d = 0.9 (270 + 47.7) + 0.0 70 = 286kN M d = γ Q H Qk D = 1.5 10 1.5m = 22.5kN*m e d = M d / V d = 22.5kN*m / 286kN = 0,08m e d = L / 3 = 0,08m 1.25m / 3 = 0.42m 6.5.4 (1)P Rekomendē lietot e d L / 6 Dr.sc.ing. K.Bondars 27
SLS Seklas iebūves pamata sēšanās aprēķins 2.4.8. Ekspluatējamības robežstāvokļi (1)P Pārbaudot ekspluatējamības robežstāvokļus gruntī vai konstrukcijas daļā, elementā un savienojumā, ir jāpārliecinās, ka: E d C d (2.10.) vai arī jāizmanto 2.4.8.(4) punktā dotā metode. (2) Ekspluatējamības robežstāvokļu parciālo faktoru lielumi parasti ir vienādi ar 1,0. PIEBILDE- Parciālo faktoru lielumus var noteikt Nacionālajā pielikumā. 2.4.9. Pamatu pārvietojumu robežlielumi (1)P Projektējot pamatus, ir jānosaka pamatu pārvietojumu robežlielumi. PIEBILDE- Pieļaujamos pamatu pārvietojumus var noteikt Nacionālajā pielikumā. Dr.sc.ing. K.Bondars 28
SLS Seklas iebūves pamata sēšanās aprēķins LVS EN 1997-1 6.6.2. Sēšanās (1) Sēšanās aprēķinos iekļaujama gan pamatu sākotnējā sēšanās, gan ilgstošā sēšanās. (2) Daļēji vai pilnībā ar ūdeni piesātinātām gruntīm jāņem vērā šādi trīs sēšanās komponenti: s 0 : pamatu sākotnējā sēšanās; attiecībā uz pilnībā ūdens piesātinātu grunti - saistībā ar bīdes deformāciju nemainīgam tilpumam un daļēji ar ūdeni piesātinātām gruntīm - saistībā gan ar bīdes deformāciju, gan arī ar tilpuma samazināšanos; s 1 : konsolidācijas radīta sēšanās; s 2 : šļūdes izraisīta sēšanās. (3) Sēšanās novērtēšanai izmantojamas vispāratzītas metodes. PIEBILDE- Sēšanās komponentu s 0 un s 1 novērtēšanai var izmantot F pielikumā dotās paraugmetodes. (5) Saspiežamā grunts slāņa dziļums, kas jāņem vērā, aprēķinot sēšanos, ir atkarīgs no pamatu izmēra un formas, grunts stingrības variācijām atkarībā no dziļuma un attāluma starp atsevišķiem pamatu elementiem. (6) Šo dziļumu parasti var pieņemt kā dziļumu, kurā pamatu slodzes efektīvais vertikālais spriegums ir 20 % no efektīvā dabiskā sprieguma. = LBN 207-01, 2.pielikums, 6.punkts. Dr.sc.ing. K.Bondars 29
SLS Seklas iebūves pamata sēšanās aprēķins LVS EN 1997-2 Pielikums D: Pārbaudes ar statisko zondēšanu ar un bez porūdens spiediena mērīšanas D.1 Piemēri iekšējā berzes leņķa un drenētas grunts deformācijas moduļa noteikšanai D.3 Piemērs seklo pamatu sēšanās aprēķina metodikai D.4 Piemēri korelācijai starp deformācijas moduli un konusa pretestību D.5 Piemēri no spriegumiem atkarīga deformācijas moduļa noteikšanai no CPT rezultātiem Pielikums E: Pārbaude ar presiometru (PMT) E.2 Piemērs seklo pamatu sēšanās aprēķina metodikai Pielikums F: Pārbaude ar standarta penetrāciju (SPT) F.3 Seklo pamatu sēšanās aprēķina metodikas piemērs Dr.sc.ing. K.Bondars 30
SLS Seklas iebūves pamata sēšanās aprēķins LVS EN 1997-2 Pielikums G: Pārbaude ar dinamisko zondēšanu (DP) G.3 Piemērs no spriegumiem atkarīga kompresijas moduļa iegūšanai no DP rezultātiem Pielikums H: Pārbaude ar svarzondēšanu (WST) Iekšējā berzes leņķa vērtības (ϕ ) un drenētas grunts elastības modulis (E ) dabīgu kvarca un laukšpata smiltīm Pielikums J: Pārbaude ar plakano dilatometru (DMT) Šis pielikums dod piemēru korelācijai starp Eoed un DMT rezultātiem Pielikums K: Pārbaude ar spiedogu seklajiem pamatiem (PLT) K.2 Piemērs deformācijas moduļa vērtību iegūšanai K.3 Piemēri nosēšanās moduļa aprēķinam K.4 Piemērs plātņveida pamatu sēšanās aprēķinam smiltī Dr.sc.ing. K.Bondars 31
SLS Piemērs 5: Kvadrātisks pamats uz smilšainas pamatnes V Gk = 270 kn V Qk = 70 kn h 2 = 1.0 m Grunts raksturlielumi: γ k = 18.0 kn/m 3 γ water = 10 kn/m 3 γ k = 8.0 kn/m 3 φ k = 30º c k = 2 kpa E oed = 28MPa B = L = 1.25m Dr.sc.ing. K.Bondars 32
, SLS Piemērs 5: Kvadrātisks pamats uz smilšainas pamatnes Dr.sc.ing. K.Bondars 33
SLS Piemērs 5: Kvadrātisks pamats uz smilšainas pamatnes σ V;0 = (γ E V Gk + γ E V Qk + γ E G pam ) / A q = = (1.0 270kN + 1.0 70kN + + 1.0 1.25m 1.25m 25kN/m 3 0.5m + + 1.0 1.25 1.25 18kN/m 3 1m) / (1.25 1.25) - - 8kN/m 3 1.5m = 388kN γ E = 1 (LVS EN 1997-1 2.4.8 (2) vai NA) s = 0.8 n i= 1 σ zp, i E oed h i Dr.sc.ing. K.Bondars 34
LVS EN 1997-1 un LVS EN 1997-2 piedāvā sēšanās aprēķinu metodes Piemērs seklo pamatu sēšanās aprēķina metodikai (Schmertmann, 1970) (LVS EN 1997-2, D.3) LVS EN 1997-2, D.3 pielikumā dots piemērs seklo pamatu sēšanās aprēķina metodikai (Schmertmann, 1970). Salīdzinājumā ar LBN 207-01, 2. pielikumā I. doto sēšanās aprēķina metodiku, šī metode paredz ierobežojumus uz dažādu grunts izmantošanu, t.i. metode paredzēta rupjai gruntij (coarse soil, saskaņā ar EN ISO 14688-1). Attiecīgi metodē pielietojams tikai Junga elastības modulis (Young's modulus of elasticity (E')), kurš tiek korelatīvi noteikts no konusa pretestības (qc) no CPT (Cone Penetration Test) rezultātiem. Pārbaude ar presiometru (PMT) - Piemērs seklo pamatu sēšanās aprēķina metodikai (LVS EN 1997-2, E.2). Dotā metode dod iespēju sarēķināt seklas iebūves pamatu (ar kvadrāta, riņķa un taisnstūra ar malu attiecību L>B) sēšanos, ja ir pieejami rezultāti no grunts testēšanas ar presiometru. Pielikumā dotā informācija ir pietiekoši detalizēta, lai varētu veikt sēšanās aprēķinu. Dr.sc.ing. K.Bondars 35
LVS EN 1997-1 un LVS EN 1997-2 piedāvā sēšanās aprēķinu metodes Pārbaude ar standarta penetrāciju (SPT) - Seklo pamatu sēšanās aprēķina metodikas piemērs (LVS EN 1997-2, F.3). Līdzīgi kā iepriekšējā metode, arī šī dod iespēju sarēķināt seklas iebūves pamatu (ar kvadrāta, riņķa un taisnstūra ar malu attiecību L>B) sēšanos, ja ir pieejami rezultāti no grunts testēšanas ar standarta penetrāciju (SPT). Pielikumā dotā informācija ir pietiekoši detalizēta, lai varētu veikt sēšanās aprēķinu. Pārbaude ar spiedogu seklajiem pamatiem (PLT) - Piemērs plātņveida pamatu sēšanās aprēķinam smiltī (LVS EN 1997-2, K.4). Dotā metode ļauj noteikt pamata sēšanos, pēc spiedoga testa rezultātiem. Pielikumā ir dota visa nepieciešamā informācija, lai novērtētu sēšanās lielumu. Lai arī ar spiedoga testu iespējams iegūt deformējamības raksturlielumus dažādās gruntīs un dziļumos, tomēr LVS EN 1997-2, K.4 sniegtā informācija ir tādā apjomā, kas dod iespēju sarēķināt sēšanos tikai smilšainās gruntīs, turklāt dotā aprēķina korelācijas ir spēkā tikai tad, ja pamatne zem pamata līdz dziļumam - lielākam kā divi tā platumi, ir tāda pati kā zem spiedoga. Dr.sc.ing. K.Bondars 36
EN 1997-1, pielikums H, (informatīvs) Konstrukcijas deformāciju un pamatu pārvietojumu robežlielumi (1) Pamatu pārvietojumu komponentēs, kuras vajadzētu ņemt vērā, ietilpst sēšanās, relatīvā sēšanās (vai sēšanās starpība), pagriešanās, nosvēršanās, relatīvā izliece, relatīvā pagriešanās, horizontālā nobīde un vibrāciju amplitūda. Dažu pamatu pārvietojumu un deformācijas terminu skaidrojumi doti H.1. zīmējumā. (2) Maksimālā pieļaujamā relatīvā pagriešanās bezatgāžņu konstrukcijām (open-frame structures), karkasa aizpildījumam (infilled frame) un nesošajām vai vienlaidu ķieģeļu sienām reti ir vienāda, bet, lai novērstu ekspluatējamības robežstāvokļa iestāšanos konstrukcijā, tā parasti atrodas diapazonā no 1/2000 līdz 1/300. Maksimālā relatīvā pagriešanās 1/500 ir pieļaujama daudzām konstrukcijām. Relatīvā pagriešanās apmēram 1/150, var izsaukt nestspējas zaudēšanas robežstāvokli. (3) (2) apakšpunktā dotās proporcijas kā parādīts H.1. zīmējumā attiecas uz ieliekšanos (sagging). Izliekšanās (hogging) gadījumā (malu sēšanās vairāk nekā vidū) maksimālā pieļaujamā vērtība jāsamazina uz pusi. (4) Parastām konstrukcijām ar atsevišķiem pamatiem summārā sēšanās bieži ir pieļaujama līdz 50 mm. Var pieļaut lielāku sēšanos, ja relatīvā pagriešanās nepārsniedz pieļaujamās robežas un kopējā sēšanās nerada problēmas inženierkomunikāciju savienojumiem ar konstrukcijām, neizraisa nosvēršanos un citu. (5) Šie norādījumi par sēšanās robežstāvokļiem attiecināmi uz parastām konstrukcijām. Tās nav ieteicams izmantot neparastām vai izteikti nevienmērīgi slogotām konstrukcijām un ēkām. a) sēšanās s, sēšanās starpība δ s, pagriešanās leņķis θ un leņķiskā deformācija α ilustrācija b) relatīvās izlieces un relatīvās izlieces attiecības /L ilustrācija c) nosvēršanās ω un relatīvās pagriešanās (leņķiskā deformācija) β ilustrācija H.1.zīmējums Pamatu pārvietojumu definīcijas Dr.sc.ing. K.Bondars 37
Nr. p.k. Pamatnes galēji pieļaujamās deformācijas Būvju veids relatīvā sēšanās (Ds/L) u Pamatnes galēji pieļaujamās deformācijas sānsvere i u vidējā s mu un maksimālā s maxu (iekavās) sēšanās (cm) 1 2 3 4 5 1. Vienstāva un daudzstāvu pilna karkasa ražošanas būves un civilbūves: 1.1. dzelzsbetona karkass 0,0020 - (8) 1.2. tērauda karkass 0,0040 - (12) 2. Ēkas un būves, kuru konstrukcijās nevienmērīga sēšanās nerada papildu piepūles 0,0060 - (15) 3. Daudzstāvu bezkarkasa ēkas ar nesošajām sienām: 3.1. lielpaneļu 0,0016 0,0050 10 3.2. lielbloku vai nestiegrotas ķieģeļu 0,0020 0,0050 10 3.3. stiegrotas ķieģeļu, arī stiegrotas dzelzsbetona joslas 0,0024 0,0050 15 4. Dzelzsbetona elevatori: 4.1. monolītas konstrukcijas silosi uz viena pamata - 0,0030 40 4.2. saliekamas konstrukcijas silosi uz viena pamata - 0,0030 30 4.3. atsevišķs darba korpuss - 0,0040 25 5. Dūmeņi augstumā H (m): 5.1. H 100-0,0050 40 5.2. 100 < H< 200-1/(2H) 30 5.3. 200< H< 300-1/(2H) 20 5.4. H>300-1/(2H) 10 6. Stingras konstrukcijas būves, kuru augstums ir līdz 100 metriem, izņemot 4. un 5.punktā minētās būves - 0,0040 20 7. Sakaru antenas: 7.1. sazemēti masti - 0,0020 20 7.2. izolēti masti - 0,0010 10 7.3. radiotorņi 0,0020 - - 7.4. īsviļņu raidītāju radiotorņi 0,0025 - - 7.5. torņi (atsevišķi bloki) 0,0010 - - 8. Gaisa elektropārvades līniju balsti: 8.1. taisni starpbalsti 0,0030 0,0030-8.2. enkurbalsti, stūru starpbalsti un enkurbalsti, gala balsti, atklāto sadales iekārtu portāli 0,0025 0,0025-8.3. speciālie pāreju balsti 0,0020 0,0020 - Piezīmes. 1. Daudzstāvu bezkarkasaēku (3.punkts) relatīvā izliece ir ( s/2l) u. 2. Nosakot ( s/l) saskaņā ar 8.punktu, L ir attālums starp pamata blokiem horizontālā spēka virzienā, bet balstiem ar atsaitēm attālums starp enkura un spiestā pamata asīm. 3. Ja pamatni veido horizontāli (kritums ne vairāk kā 0,1) vienāda biezuma grunts slāņi, pamatnes galēji pieļaujamās vidējās un maksimālās deformācijas var palielināt 1,2 reizes. 4. Briestošu grunšu pamatnes galēji pieļaujamā pacelšanās ir vidējās un maksimālās deformācijas 25 % apmērā, bet relatīvā sēšanās - 50 % apmērā no šajā pielikumā minētajām pamatnes galēji pieļaujamās deformācijas vērtībām. 5. Nepārtrauktas plātnes pamatiem, šīs tabulas 1., 2. un 3.punktā minētajām būvēm, pamatnes galēji pieļaujamo vidējo un maksimālo deformāciju var palielināt 1,5 reizes. 38 6. Var lietot citas pamatnes galēji pieļaujamās deformācijas, ja to apstiprina atsevišķu būvju projektēšanas, būvniecības un ekspluatācijas prakse.
Pāļu pamati projektēšanas situācijas DA, EN 1997-1 Dr.sc.ing. K.Bondars 39
LVS EN 1997-2 pāļu aprēķina metodikas Berzes pāļu aprēķins Nestspēja saskaņā ar LVS EN 1997-2 pielikuma D punktu D.6 Šī metodika balstās uz Vācijas standartu DIN 1054. Pilns izklāsts dots DIN 1054, bet eirokodeksa punkts D.6 faktiski tikai akceptē šo metodi, nedodot visas tabulas, formulas un skaidrojumus. Šīs metodikas izmantošana, izmantojot tikai standartu LVS EN 1997-2 bez DIN 1054, faktiski nav iespējama. Nestspēja saskaņā ar LVS EN 1997-2 pielikuma D punktu D.7 Šī metodika balstās uz Nīderlandes standartu NEN 6743-1. Dota pilnvērtīga aprēķinu metode. Salīdzinošie aprēķini smilšainām gruntīm parāda: Punkta D.6. (DIN 1054) metodika kopumā ir par 30-40% konservatīvāka par LBN 214-03; Punkta D.7. (NEN 6743-1) metodika dod rezultātus, līdzīgus kā LBN 214-03. Aprēķina nestspējas atšķiras par ±10%. Dr.sc.ing. K.Bondars 40
LVS EN 1997-2 pāļu aprēķina metodikas Pielikums D: Pārbaudes ar statisko zondēšanu ar un bez porūdens spiediena mērīšanas D.6 Piemērs korelācijai starp atsevišķa pāļa pretestību statiski slogojot un statiskās zondēšanas konusa pretestību D.7 Piemērs atsevišķa pāļa aksiālas pretestības noteikšanas metodikai Pielikums E: Pārbaude ar presiometru (PMT) E.3 Piemērs atsevišķa pāļa slogošanas pretestības aprēķina metodikai LVS EN 1997-2 D.7 Piemērs atsevišķa pāļa aksiālas pretestības noteikšanas metodikai 0,8 D eq < d crit < 4 D eq aizvietots ar 0,7 0,7 D eq < d crit < 4 D eq LVS EN 1997-2 /AC 2010P Dr.sc.ing. K.Bondars 41
LVS EN 1997-2 pāļu aprēķina metodikas D.7 (2) Lielākā pāļa spiedes pretestība tiek noteikta ar vienādojumu: F max = F max;base + F max;shaft (3) Lielāko pāļa gala pretestību pmax;base var noteikt no sekojoša vienādojuma: qc;i;mean + qc;ii;mean pmax;base 0,5α p β s + q 2 (4) Maksimālā berze gar pāļa sānu virsmu p max;shaft;z jānosaka sekojoši: p max;shaft;z =α s q c;z;a kur α s koeficients atbilstoši D.5 un D.6 tabulai; izlīdzinātā q c vērtība dziļumā z, MPa. q c;z;a = c;iii; mean 0.7 Dr.sc.ing. K.Bondars 42
LVS EN 1997-1 pāļu aprēķina metodikas Statņpāļu aprēķins Statņpāļus balstītus klinšainās gruntīs parasti izmanto pie lielām slodzēm. LVS EN standarti nedod detalizētas procedūras klinšainas grunts nestspējas noteikšanai LBN 214-03 aprēķina metodika ir identiska СНиП 2.02.03-85. Jaunākajā Krievijas normatīvā СП 50-102-2010 ir ievērojami mainīta statņpāļu aprēķina procedūra salīdzinājumā ar LBN 214-03 / СНиП 2.02.03-85. Tā ievērtē klinšainas grunts plaisainību, līdz ar ko tiek iegūta mazāka nestspēja. Stiprības samazinājuma koeficients pie RQD 50% (punkts 7.2.1). Klinšainās grunts kvalitātes rādītājs RQD (Rock Quality Designation) Dr.sc.ing. K.Bondars 43
LVS EN 1997-1 pāļu aprēķina metodikas Statņpāļu aprēķins Nestspējas saskaņā ar Pile Design and Construction Practice (M. Tomlinson - Taylor & Francis, 2008) Aprēķina procedūra, kas dota šajā avotā, arī ievērtē klinšainas grunts plaisainību, līdz ar to tiek iegūta mazāka nestspēja kā pēc LBN 214-03. Pie tam tiek rekomendēts nopietni apsvērt iespēju rēķināties ar pāļa gala nestspēju, ja izbūves tehnoloģija nenodrošina drošu balstījumu pāļa galā. Dr.sc.ing. K.Bondars 44
LVS EN 1997-1 pāļu aprēķina metodikas 80000 70000 60000 Nestspēja, kn 50000 40000 30000 20000 10000 0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Pāļa iedziļinājums, m Aprēķina nestspēja pēc LBN 214-03 / СНиП 2.02.03-85 / СП 50-102-2003 Aprēķina nestspēja pēc "Pile design..." un EC7 ignorējot gala nestspēju Aprēķina nestspēja pēc "Pile design..." un EC7 ievērtējot gala nestspēju Aprēķina nestspēja pēc СП 50-102-2010 Pāļa aprēķina nestspēja saskaņā ar dažādām metodikām pie R c = q uc = 50MPa un RQD 50% Dr.sc.ing. K.Bondars 45
LVS EN 12699 Dzenamie pāļi 9.3. Testēšana 9.3.1. Pāļu testēšana jāveic saskaņā ar atbilstošo EN 1997-1 vai projekta specifikācijām. 9.3.2. Pāļu testēšanu var izmantot: projekta parametru novērtēšanai; pāļa projekta pārbaudei; nestspējas - deformācijas raksturojumu pārbaudei vispārīgu specifisku iedarbību diapazonā; lai noteiktu atbilstību specifikācijai; pāļa viengabalainības pārbaudei. Dr.sc.ing. K.Bondars 46
LVS EN 12699 Dzenamie pāļi 9.3.3. Pāļu testēšana var ietvert: pāļa statiskās slogošanas testus: pāļa statiskais tests ar pakāpjveidā pieaugošu slodzi; pāļa statiskais tests, iedziļinot pāli ar konstantu ātrumu; pāļa dinamiskās slogošanas testus (lielas deformācijas); Dr.sc.ing. K.Bondars 47
LVS EN 12699 Dzenamie pāļi 9.3.3. Pāļu testēšana var ietvert: viendabīguma testus: ultraskaņas tests, dinamiskais viendabīguma tests (nelielas deformācijas); serdeņu ultraskaņas tests; dinamiskais viendabīguma tests (lielas deformācijas); kontroles testus: betona serdeņu urbšana materiāla paraugu iegūšanai; slīpummērītāja tests, lai pārbaudītu vertikalitāti, nolieci, pāļa izlieces no iepriekš ievietotās cauruļu sistēmas. Dr.sc.ing. K.Bondars 48
Informācija: 1. http://www.decodingeurocode7.com/ 2. http://www.bbri.be/antenne_norm/eurocodes/pdf/workedexamples-ec2-def080723.pdf 3. http://www.eurocode7.com/etc10/etc10%20design%20ex amples%202.pdf 4. http://uspace.shef.ac.uk/servlet/jiveservlet/previewbody/6 7258-102-1-129429/20%20- %20Soil%20Bearing%20Capacity.pdf 5. http://www.eurocodes.fi/1997/1997-1/background/simpson_2007.pdf Dr.sc.ing. K.Bondars 49