Letöltés

Report
1
Feladat ismertetés
 Vasbeton vázas épület pince tömbjét körítő horgonyzott résfal szerkezet
 3 pinceszint → 9-10 méter mélységű munkagödör kiemelés
 Tervezett résfal szerkezet CSAK munkatér-határolás funkciót lát el (!)
 Külső oldali föld- és víznyomás felvétele
 Alsó agyagrétegbe bekötve kizárja a munkatérből a talajvizet
 NEM függőleges teherhordó szerkezet
 A megoldás CSAK egy keresztmetszetet vizsgálatának bemutatására szorítkozik
 A valóságban MINDEN (különböző) keresztmetszet vizsgálni kell – a különböző
talajrétegződés, befogási mélység, stb. ismeretében
 A számítás alapú tervezés az EC7 szerinti parciális tényezők figyelembevételével
készült
■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
2
Feladat ismertetés – keresztmetszet vázlatos skicc rajza
■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
3
Figyelembeveendő szabványok
 MSZ EN 206-1
Betonok (és korrózióvédelem)
 MSZ EN 10080
Betonacél (általános követelmények)
 MSZ EN 1990
A tervezés alapjai
 MSZ EN 1991-1 Terhek, hatások - általános hatások
 MSZ EN 1991-2 Terhek, hatások - hidak terhei
 MSZ EN 1992-1 Vasbetonszerkezetek tervezése, általános szabályok
 MSZ EN 1997-1 Geotechnikai tervezés, általános szabályok
 MSZ EN 1997-2 Geotechnikai tervezés, vizsgálatok
 MSZ EN 1998-1 Tervezés földrengésre, általános szabályok
 MSZ EN 1998-5 Tervezés földrengésre, alapozás és geotechnikai szempontok
 MSZ EN 1538
Résfalépítési előírások (kivitelezés)
 MSZ EN 1537
Talajhorgony épitési előírások (kivitelezés)
■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
4
Szerkezet osztályba sorolása
 MSZ EN 1990 szerint: CC2 kárhányad osztály (közepes)  RC2 megbízhatósági
osztály. A tervellenőrzést az DL2 osztály szerint kell végrehajtani (tervezővel
azonos képzettségű ellenőr, de lehet ugyanannak a cégnek az alkalmazottja), a
helyszíni ellenőrzés az IL2 osztály előírásai szerint.
 MSZ EN 1997-1 szerint: 2. geotechnikai kategória (közepes)
 MSZ EN 1998-1 szerint: II. fontossági osztály (közönséges épület)
 Fentieknek megfelelően a modelltényező KFI= 1,0, azaz a szabványokban
megadott parciális tényezők alapértéke növelés vagy csökkentés nélkül
használandó a számításban (törési kockázat P 10-4, megbízhatósági index 
3,7 , ld. MSZ EN 1990). Földrengés szempontjából I= 1,0, azaz a referencia
gyorsulást (agR) nem kell növelni.
 A szerkezet tervezési élettartama TLR= 50 év.
 A fentieken túl célszerű a résfalszerkezetet vízzárósági követelmény szerint is
osztályba sorolni. Erre nincs EC előírás, de lényeges előre megfogalmazni az
elvárásokat a későbbi viták megelőzésére ill. a megítélés szubjektivitásának
kiküszöbölésére (pl. a vonatkozó osztrák ÖBV Richtlinie vagy más előírás szerint)
■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
5
Ta l a j f i z i k a i j e l l e m z ő k v i z s g . , t a l a j m e c h a n i k a i f e l t á r á s o k
 Feltárások helyszínrajza
■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
6
Ta l a j f i z i k a i j e l l e m z ő k v i z s g . , t a l a j m e c h a n i k a i f e l t á r á s o k
 3.F. fúrásszelvény
■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
7
Ta l a j f i z i k a i j e l l e m z ő k v i z s g . , t a l a j m e c h a n i k a i f e l t á r á s o k
 Jellemző talajszelvény
■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
8
Ta l a j f i z i k a i j e l l e m z ő k v i z s g . , t a l a j m e c h a n i k a i f e l t á r á s o k
 Talajfizikai jellemzők
1. Feltöltés
Nedv. térfogatsúly  (kN/m3)
n
2. Agyagos 3. Homokos
iszap
kavics
4. Kavicsos
homok
5. Miocén
agyag
16,0-17,0
19,0-20,0
20,0*
20,0*
18,9-20,7
20,0
20,0*
20,5*
21,0
20,5*
21,0
20,3
22,0*
N.térf.súly– kar.
nk (kN/m3)
Tel.térf.súly–kar.
sk (kN/m3)
16,9
20,0*
Surlódási szög
 ()
22-24
12-14
34-36
32-34
23,9-19,7
Surl.szög – kar.
k ()
c (kPa)
22
12
33
31
21
0
40-50
0
0
62-85,5
ck (kPa)
0
36
0
0
59
CPT - átlag
qm (MPa)
2
5,6
18,5
24,8
13
Összeny. modulus
Es (MPa)
5
9
40
50
25
Ágyazási tényező
K (kN/m3)
15.000
15.000
35.000
30.000
25.000
Kohézió
Kohézió – kar.
■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
9
Ta l a j f i z i k a i j e l l e m z ő k v i z s g . , t a l a j m e c h a n i k a i f e l t á r á s o k
Talajvíz-viszonyok:
 A talajvíz nyugalmi szintje 5,28 - 6,25 m közötti terepszint alatt mélységben,
94,74 – 93,75 Bm. szintek között jelentkezett; mindenütt az agyagos iszap
(clSi) rétegben helyezkedik el
 Becsült maximális talajvízszint: 97,5 Bm.; A mértékadó talajvízszint a fenti
értékeknél 50 cm-rel magasabb szinten veendő figyelembe.
 A talajvíz beton agresszivitása XA1 kitéti osztályú az MSZ EN 206-1 szerint. Ez
alapján a tervezendő min. betonszil. C30/37 osztályú, min. cementadagolás
300 kg/m3 CEM II tipusú cement, maximális víz-cement tényező 0,55.
Talajvízszint
Fúrások jele
Terepszint
Relatív (m)
Abszolút (Bm)
Dátum
1. F
100,40
- 5,63
94,77
2011.09.15.
2. F
100,00
- 5,10
94,90
2011.09.15.
3. F
100,00
- 5,25
94,75
2011.09.16.
4. F
100,43
- 4,76
95,67
2011.09.16.
■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
10
Földrengés jellemzők
A területre jellemző földrengési paraméterek az MSZ EN 1998-1 szerint:
 Maximális vízszintes referencia gyorsulás agR= 0,14g (Budapest területe),
figyelembeveendő átlagos értéke a MMK Tartószerkezeti Tagozat
állásfoglalása szerint cs= 0,7-szeres.
 Az épület fontossága II. osztályú, így I= 1,0.
 A figyelembe veendő vízszintes gyorsulás végeredményben ag= cs  I  agR 
0,1g
 A környező felszín közel sík és az épület fontossági tényezője (I ) sem
nagyobb 1,0-nél, így topográfiai növelő tényezőt nem kell alkalmaznunk.
 A talajkategória besorolás „C” osztályú. Ez alapján a talajra jellemző tényező
S= 1,15.
 A részletek mellőzése mellett megállapíthatjuk, hogy a talajszelvény
adottságai olyanok, hogy talaj megfolyósodással számolnunk nem kell (lásd
MSZ EN 1998-5).
 A talajok közül a homokos kavics és a kavicsos homok rétegekben a
vízáteresztőképesség k 10-4 m/sec. A talajok akkor tekinthetőek dinamikailag
vízzárónak, azaz olyannak, amiben a földrengés nyomán nem keletkezik
dinamikus víznyomás többlet, ha k 510-4 m/sec, azaz ezekben a rétegekben
ezt is figyelembe kell vennünk.
11
■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
Figyelembeveendő teherbírási és használhatósági hat.áll.
TEHERBÍRÁSI HAT. ÁLL.
HASZNÁLHATÓSÁGI HAT. ÁLL.
Ideiglenes – építési állapotok
1. Földkiemelés horgonyzási munkaszintig
2. Beépült horgony megfeszítése
3. Teljes földkiemelés (horgony működik)
4. Horgony levágás (födémtám működik)
Tartós - végállapot
5. Résfalat födémek támasztják
Rendkívüli állapotok
- Robbanás, ütközés, horgony túlfeszítés
Szeizmikus állapotok - földrengés
- Földrengés építés közben
6. Földrengés megépült pincetömbnél
Teherbírási határállapotok - ULS
STR - szerkezeti törési határállapotok
- Résfal törése (M, N, V ill. kombinációi)
- Résfal átszúródása horgonyfejnél
- Horgonyfej törése, torzulása
- Horgonyszár szakadása
- Horgony kihúzódása a befogásból
GEO – talajtöréses határállapotok
- Résfal befogási talajellenállás kimerülés
- Horgony befogási talajellenáll. kimerülés
- Belső stabilitás vesztés
- Külső stabilitás vesztés (ált. állékonyság)
HYD – hidraulikus talajtörés
EQU– merevtestszerű stabilitásvesztés
UPL – felúszási tönkremenetel
FAT – fáradási tönkremenetel
Használhatósági határállapotok - SLS
- Alakváltozás
- Repedéstágasság
12
■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
Figyelembeveendő teherbírási és használhatósági hat.áll.
A listában áthúzással jelöltük azokat az állapotokat, amelyek vizsgálata a
horgonyzott résfal esetén nem szükséges az alábbiak miatt:
 Ennél a szerkezetnél rendkívüli állapotok vagy nem fordulnak elő, vagy azok
nyilvánvalóan nem okozhatnak olyan terhelést, ami mértékadó lehetne a
többi állapothoz képest.
 Az építési állapotok élettartama néhány hónapban, maximum fél évben
mérhető. Szeizmikus állapotban a szabványos figyelembeveendő referencia
gyorsulás (agR) 50 éves épület tervezési élettartamhoz adott, rövidebb
időtartam esetén redukálható a I tényezővel.
ag = I  agR; I = (TLR / TL)-1/3  0,2 ; TLR = 50 év épület élettartam
TL  0,5 év építési időtartam
Építéskor ag  0,2  0,1g  0,02g nyilvánvalóan elhanyagolhatóan kicsi.
 A horgonyfej minősített gyártmány, elegendő a megfelelő terméket
kiválasztani a horgonyerő függvényében.
 A szokásos horgony injektált befogási hosszak többszörösen megfelelnek a
feszítőkábel lehorgonyzására, így ezt ellenőrizni felesleges.
 Az EQU, UPL, FAT határállapotok a horgonyzott résfalszerkezet esetén nem
fordulnak elő.
■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
13
Földnyomás és víznyomás figyelembevétele
Az alkalmazott szoftverek (pl. Plaxis, Geo5, stb.) maguk számítják a föld- és
víznyomást, amihez az alábbi megfontolásokat kell figyelembe vennünk:
 A földnyomás számításánál a résfal mindkét oldalán figyelembe kell venni a
földtömeg és a résfalfelület közötti súrlódást. Ennek értékét szokásosan a talaj
súrlódási szögének 2/3-ára lehet felvenni (= 2/3k).
 Az EC7 nem ír elő figyelembeveendő minimális földnyomás értéket, így az
magas kohéziójú talajoknál aktív állapotban akár nulla is lehetne. Másfelől
előírás az is, hogy kohéziós talajoknál gondolni kell arra, hogy a résfal és a
hátoldali talaj között kialakulhat minimális hézag, amibe a víz felülről befolyik.
Így a szerkezetre ható föld- és víznyomás együttes értékét legalább akkorának
kell felvenni, mint a szerkezet magassága mentén kialakuló víznyomás nagysága.
 Építési (ideiglenes) tervezési állapotokban a földnyomást figyelembe vehetjük a
szoftver által számított, a résfal elmozdulásával arányos értékkel.
 Végállapotban a szerkezet élettartamának megfelelő hosszú idő alatti utántömörödés hatására a külső oldalon kialakulhat a nyugalmi földnyomás. A
víznyomás nagyságát ekkor a mértékadó talajvízszintből kell számítani.
■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
14
Földnyomás és víznyomás figyelembevétele
 Szeizmikus tervezési állapotban a földnyomást nem a hagyományos elméletek
szerint számítjuk. A dinamikus hatással is növelt földnyomást valamint a
dinamikus víznyomás többletet az MSZ EN 1998-5 „E” mellékletében
ismertetett Mononobe-Okabe módszer szerint vehetjük figyelembe. (pszeudostatikus számításmód)
 Teljes földnyomás: ed(z) = h  *(1kv)  K, ahol
 * – nedves vagy vízalatti térf.súly (hatékony vagy teljes fny.)
 K – földnyomás tényező 
Mononobe-Okabe képletekkel
 kh = (ag/g)S / r (r = 1 résfalnál), kv = 0,33kh
 A víznyomást a rövid idejű terhelésnek megfelelően felvett talajvízszintből
számíthatjuk, ez célszerűen az építési állapotokéval egyező építési vízszint lehet.
 Din. Víznyomás: q(z) = 7/8  kh  v(hz)1/2
 h = vízmagasság réstalptól,
 z = ordináta vízfelszíntől lefele
■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
15
Igénybevételek és alakváltozások – DA2 és DA3
 DA-2 igénybevétel:
 EEd = γE (anom, Xk , Frep)  ERd !
SLS
ULS
 ERd = ERk / R
γE= 1,0
γE= 1,35
horgonyerő
földellenállás
R= 1,1
R = 1,4
A fentiek alól kivétel az általános állékonyság vesztés határállapota, azaz
esetünkben a GEO külső stabilitásvesztés határállapot, amikor a DA-3 tervezési
módszert kell alkalmazni.




DA-3 igénybevétel:
EEd = (anom, Xd, Fd)  ERd = (anom, Xd, Fd) ! (γE= γR= 1,0)
Xd = Xk / X

=c=1,35 cu= 1,5 = 1,0
Fd = Gd+Qd= G Gk + Q Qk 
G=1,0/1,35
(geotech./felszerk.)
Q=1,3/1,5 (geotech/felszerk.)
■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
16
Igénybevételek és alakváltozások számítása
A számításokat a példa szerinti egy jellemző résfal keresztmetszetre végezzük el.
Az igénybevételek és alakváltozások számításához az alábbi kiinduló adatokat
vesszük figyelembe:
 Felhasznált szoftver: GEO 5, Szádfal ellenőrzési modul, rúdszerkezeti modell.
 Talajjellemzők: A talajrétegek talajfizikai jellemzőit azok karakterisztikus
értékeivel vesszük figyelembe a 3. pont szerint, a falsúrlódás = 2/3k.
 Talajvízszintek: Figyelembevett talajvízszint építési és szeizmikus tervezési
állapotban az építési vízszint, végállapotban a mértékadó vízszint. Víznyomást
a réstalpig figyelembe veszünk (a kvázi vízzáró agyagban is), azaz hatékony
feszültségekkel és víznyomással számolunk.
 Földnyomás: Ideiglenes állapotokban a szoftver az elmozdulás függvényében
számítja, tekintettel az alsó és felső korlátokra (aktív és passzív földnyomás)
és a talaj rugóállandójára. A végállapotban nyugalmi földnyomást kell
figyelembe vennünk, ennek tényezőit rétegenként a Jáky-féle Ko= 1 - sink
összefüggésből számíthatjuk. Mivel csak egy „K” érték adható meg a teljes
résfalhossz mentén, esetünkben K= 0,85 értékkel számolunk. A „K” tényezőt
becsléssel ill. próbálgatással kell megállapítani úgy, hogy az így számított
minimális nyomásábra kb. legyen azonos a hatékony nyugalmi földnyomás és
víznyomás ábra összegével.
■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
17
Igénybevételek és alakváltozások számítása
 Hajlítási merevség: A biztonság javára a szoftver adataival számolunk,
névleges 60 cm-es vastagsággal és a C20/25 beton Ecm értékével.
 Talajhorgony merevsége, előfeszítő ereje: Elegendő pontosságú előzetes
becslésként 10,0 cm2 feszítőkábel keresztmetszetet veszünk figyelembe
horgonyonként, horgonykiosztás alaprajzilag 2,50 m-enkénti. A szoftver 1,0 m
résfalsávot számít, így a horgonymerevségnél 10,0/2,50= 4,0 cm2/m kábel
keresztmetszetet kell figyelembe venni. Az ellenőrző feszítések szerint a
hasonló talajviszonyok közt épített kábeles horgonyok merevsége R 20.000
kN/m (darabonként), így azt 20.000/2,50  8.000 kN/m/m fajlagos értékkel
vehetjük figyelembe. Az előfeszítő erőt célszerűen az előre becsült maximális
horgonyerő karakterisztikus értékének 70-90%-ára lehet felvenni, ekkor
biztosított elegendő résfal előremozdulás a földnyomás csökkenéséhez, de az
nem túlzottan nagy mértékű, ami nagy felszínsüllyedéshez és károkhoz
vezethetne.
 Alaplemez ill. födém merevség: Építési állapotokban érdemes figyelembe
venni a támasz rugalmas összenyomódását és időarányos zsugorodását. Ezek
mértéke R 100.000 kN/m/m körüli értéket ad esetünkben. Végállapotban a
nyugalmi földnyomás hosszú idő után, a már összenyomódott és
lezsugorodott támaszra adódik át, ami így nem szenved további érdemi
összenyomódást, így ekkor a támaszt célszerű végtelen merevnek tekinteni. 18
■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
Igénybevételek és alakváltozások számítása
 Külső terhelések: Esetünkben épületteher nincs a szakadólapon belül. A résfal
felső síkja feletti talaj súlyát és a felszínen levő hasznos terhet kell figyelembe
vennünk, ez utóbbit 1,1-szeres növelő tényezővel. A hasznos felszíni terhet
építési állapotban 10 kN/m2-re vesszük fel, végállapotban pedig az MSZ EN
1991-2 szerinti járda és jármű-terheléssel számolunk, III. terhelési osztályú
közúttal (önkormányzati út) és LM1 terhelési modellel számolva. Szeizmikus
állapotban nem kell felszíni hasznos teherrel számolnunk (2= 0 a
járműteherre).
 Földnyomás szeizmikus tervezési állapotban: Dinamikus hatással is növelt
földnyomást a szoftver számítja a Mononobe-Okabe módszer szerint. A
függőleges túlterhelést elhanyagoljuk, azaz kv=0 (az MSZ EN1998-5 ezt
megengedi), a vízszintes túlterhelés kh= 0,1.
 Dinamikus víznyomás többlet szeizmikus állapotban: A középső homokos
kavics és kavicsos homok rétegekben olyan a vízáteresztőképesség, hogy
kialakulhat a nyomástöbblet, az alatta és felette levő rétegekben nem. A
biztonság javára azonban a teljes víz alatti hosszon figyelembe vesszük, értékét
a szoftver számítja. (Mononobe-Okabe).
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
19
Karakterisztikus igénybevételek és elmozdulások szám.
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
20
Karakterisztikus igénybevételek és elmozdulások szám.
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
21
Karakterisztikus igénybevételek és elmozdulások szám.
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
22
Karakterisztikus igénybevételek és elmozdulások szám.
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
23
Karakterisztikus igénybevételek és elmozdulások szám.
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
24
Karakterisztikus igénybevételek és elmozdulások szám.
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□
25
K a r. i g é n y b e v é t e l e k m a x i m á l á b r á j a ( 1 - 6 t e r v. á l l . )
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□
26
Igénybevételek tervezési értékének számítása - ULS
 Az igénybevétel tervezési értéke (DA-2):
EE,d = 1,35 EEk
 Résfal hajlítás belül:
mEk = 459 kNm/m; mEd = 620 kNm/m kívül a maximális értéket (272 kNm/m)
a közvetlen megtámasztás miatt levághatjuk, közelítően 90%-ot veszünk figy.be mEk = 0,9  272 = 245 kNm/m; mEd = 331 kNm/m
 Résfal nyomóerő:
a horgonyerő lefele ható komponensét elhanyagoljuk (kis erő, ideiglenes
állapot), végállapotban pedig nincs nyomóerő
nEk  0; nEd  0
 Résfal nyíróerő:
a maximális értéket (304 kN/m) a közvetlen megtámasztás miatt levághatjuk,
közelítően 80%-ot veszünk figyelembe
vEk = 0,8  304 = 243 kN/m; vEd = 328 kN/m
 Horgonyerő:
pEk = 303 kN/m; pEd = 409 kN/m (fajlagos) feltéve, hogy a horgonyok kiosztási
távolsága kb. B= 2,50 m
PEd = 2,50  409 = 1.022 kN (egy horgonyra)
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□
27
Igénybevételek tervezési értékének számítása - SLS
 Az igénybevétel tervezési értéke:
EE,ser = EEk
 Résfal hajlítás:
repedéstágasságot a stabilizálódó végállapotban (5.) ellenőrizzük, a biztonság
javára az ottani igénybevételekre (a víznyomást még csökkenthetnénk átlagos
vízszintre)
belül mEser = mEk = 221 kNm/m
kívül mEser = mEk = 0,9  272 = 245 kNm/m
 Résfal alakváltozás:
a maximális elmozdulás a maximálábráról leolvasható. Ennek értékét
repedésmentes keresztmetszet feltételezésével számítottuk, de a tapasztalat
szerint ez elég jól közelíti a valóságos értéket, korrekcióra nincs szükség.
Max. vízszintes elmozdulás
exk= 26 mm (résfal tetején)
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□
28
Határállapotok ellenőrzése – ULS (STR résfal törés ell.)
 A résfalra ható igénybevételek
hajlítás belül:
kívül:
nyomóerő:
nyíróerő:
A résfal vasalásának felvétele:
belül végigmenő
erősítés
kívül végigmenő
erősítés
kengyelezés
mEd= 620 kNm/m
mEd= 331 kNm/m
nEd = 0
vEd = 328 kN/m
18,0 cm2/m (0,3%)
+17,0 cm2/m,  35,0 cm2/m
18,0 cm2/m (0,3%)
+14,0 cm2/m,  32,0 cm2/m
14/40 armatúrán végigmenő
14/15 nyíróerő maximumnál
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□
29
Határállapotok ellenőrzése – ULS (STR résfal törés ell.)
 A vasalás részleteivel itt nem foglakozunk (armatúrák kialakítása stb.). A résfal
ellenőrzése a fenti igénybevételekre, a részletszámítások mellőzésével az MSZ
EN 1992-1 szerint:
 Beton C20/25 fcd = 13,3 N/mm2; betonacél: B500B fyd = 433 N/mm2;
Betonfedés 7,0 cm kengyelen, d= 60,0–(7,0+1,4+2,0/2+1,0) = 49,6 cm
 Hajlítási teherbírás:
Végigmenő alapvasalás 18,0 cm2/m
mRd= 364 kNm/m
Erősített rész belül
35,0 cm2/m
mRd= 664 kNm/m  620 Megfelel
Erősített rész kívül
32,0 cm2/m
mRd= 614 kNm/m  331 Megfelel
 Nyírási teherbírás:
Feltéve, hogy egy 2,00 m széles armatúrába kettőzött kengyeleket épí-tünk
be, a nyírási kengyelek fajlagos kersztmetszeti területe (4 db 14 szár az
armatúra kb. 2,50 m széles résfalmezőjében) asw= 4  1,5 / 2,50 = 2,4 cm2/m
Kengyelezés figyelembe vétele nélkül
VRdc = 228 kN/m
14/15 kengyelezésnél (maximum)
VRds = 395 kN/m  328 Megfelel
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□
30
Határállapotok ellenőrzése – ULS (STR résfal átsz. ell.)
 Az átszúródásra mértékadó állapot az lesz, amikor a horgonyt túlfeszítéssel
ellenőrizzük. Esetünkben a próbaerő Pp= 1.175 kN, a horgony hajlása =25,
ennek résfalra merőleges komponense akarja átszúrni a résfalat. Az átszúródási
teherbírás minimumát (vasalás figyelembevétele nélkül) az MSZ EN 1992-1
szerint számítjuk, a részletek közlése nélkül.
Alátét (ék) alaprajzi méretei:
a/b = 30/40 cm
Résfal adatai:
v = 60 cm, d = 49,6 cm, beton C20/25, betonacél B500B
Átszúródási vonal kerülete :
U1 = 2(a+b)+4d = 2(30+40) + 449,6 = 763 cm
Átszúródó kúp talpfelülete:
A1 ≈ (a/4+b/4+2d)2  = (0,075+0,10+0,99)2 = 4,3 m2
Talpreakció kúpon (levonható): q ≈ 100 kN/m2 (biztonság javára)
Átszúróerő tervezési értéke:
VEd = (1,15  Pp  cos ) – A1  q = (1,15  1175  cos25) – 4,3  100 = 795 kN
Fajl. átszúr. teherbír. minimum: vRdc,min = 0,03 kN/cm2
Átszúródási teherbírás:
VRd= U1dvRdc,min = 76349,60,03 = 1.135 kN  795 Megfelel !
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□
31
H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – U L S ( S T R h o r. s z á r s z a k . e l l . )
 A horgonyokra ható húzóerő tervezési értéke PEd = 1.022 kN. A horgony átvételi
vizsgálatánál ennek 115%-ára lesz felfeszítve, így a horgony acéltestre ható
Maximális próbaerő:
Pp= 1,15  1022 = 1.175 kN
 Alkalmazott acéltest: 7 db Fp 139/1770 kábel (fpd= 137,0 kN/cm2, A = 1,39
cm2/db). Az acél kábelköteg teherbírását az MSZ EN 1992-1 szerint számítjuk.
Acéltest teherbírása:
NRd = 7  1,39  137,0 = 1.330 kN  1.175 Megfelel
Biztonság szakadásra:
FS = (PEd /E) / NRm = (1022/1,35)/(71,39177,0) = 0,44  0,6 Megfelel
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□
32
Határállapotok ellenőrzése – ULS (GEO résfal befog. ell.)
 Ellenőriznünk kell, hogy a résfal belső oldalán mobilizált földellenállás megfelelő
tartalékkal rendelkezik a talajtöréssel szemben. Elvileg az összes tervezési
állapotra igazolni kellene, gyakorlatilag azonban csak a 3. tervezési állapot
(teljes földkiemelés horgony megtámasztással) lesz a mértékadó. Ebben az
állapotban legnagyobb a földmegtámasztás reakciója, és ekkor a modellünk
kéttámaszú tartó (felül horgony, alul földtámasz), ahol az egyik támasz kiesése
teljes tönkremenetelhez vezet. (A későbbi állapotokban többtámaszú tartóvá
alakul, ez kedvezőbb.)
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□
33
Határállapotok ellenőrzése – ULS (GEO résfal befog. ell.)
 A vizsgálatnál ellenőrizni kell, hogy a mobilizálódott földellenállás és a
földellenállás lehetséges maximuma, azaz a passzív földnyomás egymáshoz
képest legalább γR= 1,4 biztonsággal rendelkezik. A korábbiakban az
igénybevételszámítást a karakterisztikus értékekre végeztük el, így a számított
földellenállásnak is a karakterisztikus értékei állnak rendelkezésünkre, amelyet
azonban növelni kellene (DA-2 eset) γE= 1,35 tényezővel a tervezési értékhez.
Ehelyett egyszerűbben úgy járhatunk el, hogy a számított karakterisztikus földellenállást hasonlítjuk össze a passzív földnyomással, és a megkívánt teljes
„eredő” biztonság értékét FS = γE  γR = 1,35  1,4 = 1,89 értéknek tekintjük.
 Víznyomás belső oldalon
V= 80 kN/m
 Mobilizált hatékony földnyomás
E’eff 580 kN/m
 A hatékony passzív földnyomás egyszerűen számítható a szokásos módon, kézi
módszerrel. A passzív földnyomás tényezőjét (Kp) az MSZ EN 1997-1 szabvány
C.21 ábrájáról (115. oldal) olvashatjuk le a belső surlódási szög (k) és = 2/3k
falsurlódás figyelembevételével.
 Hatékony passz. Földnyomás
’p= Kp  h  ’k + 2  ck  Kp1/2
 Az ábra eredője
E’p = 1.160 kN/m
 A teljes biztonság
FS = E’p / E’eff = 1160 / 580 = 2,0  1,89 Megfelel
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□
34
Határállapotok ellenőrzése – ULS (GEO horgony befog.
ell., feszítési adatok)
 A talajbefogás ellenőrzése két lépésben történik:
 A számítás során egyszerű tapasztalati diagrammokat szokás használni,
amelyek a talajtípus és a horgonyzási technológia, injektáló nyomás stb.
alapján adják meg az ellenállás figyelembevehető értékét.
 Másfelől az elkészített horgonyokat is ellenőrizni kell. Minden egyes horgony
átvételi vizsgálaton esik át, ahol azt felfeszítik legalább 1,15PEd értékre (15%
túlterhelés) és ellenőrzik a kúszási viselkedését is.
 Esetünkben a befogási hossz 7,00 m, furatátmérő 15-18 cm, talaj kavicsos
homok és homokos kavics, takarás befogás felett min. 5,0 m, az injektálás 2-3
alkalommal, összesen kb. 80-100 lit/fm anyaggal történik, a zárónyomás p 30
bar. Az ellenőrzéshez a régi MI 04-194-82 tapasztalati diagrammját használjuk
fel.
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□
35
Határállapotok ellenőrzése – ULS (GEO horgony befog.
ell., feszítési adatok)
 Meg kell határoznunk a horgony feszítésének főbb értékeit is, hogy az
összhangban legyen a számításoknál figyelembevettekkel. Meg kell adnunk a
szükséges maradó előfeszítő erőt, a feszítési veszteségeket, a blokkoló erőt ill.
az átvételi vizsgálat próba-erejét.
 Szükséges maradó előfeszitő erő:
Esetünkben kb. a végleges horgonyerő karakterisztikus értékének 80%-át vettük
figyelembe.
Pf = 0,80 (PEd /1,35) = 0,80 (1022 /1,35)  605 kN
 Relaxációs veszteség.
A kábel R1 osztályú, kihasználtsága 75% alatti (tényleges feszültségre),
élettartama max. 6 hónap, így a feszültségveszteség kb. 3%
Pr = 0,03 (PEd /1,35) = 0,03 (1022/1,35)  23 kN
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□
36
Határállapotok ellenőrzése – ULS (GEO horgony befog.
ell., feszítési adatok)
 Ékcsúszási veszteség:
Ékcsúszás mértéke kb. É= 6 mm (tapasztalat), szabad szakasz kábelhossza
Lsz = 9,00 m, előtét kábelhossz Le= 1,20 m (résfaltól a feszítő puskába való
rögzítésig)
Pé= É  Es  As / (Lsz + Le) = 0,6  19500  (7  1,39) / (900 + 120)  112 kN
 Blokkoló erő:
A szükséges maradó előfeszítő erőt kell növelni a veszteségekkel.
PB = Pf + Pr + Pé = 605 + 23 + 112 = 740 kN
 Próbaerő ellenőrző feszítéshez (átvételi vizsgálat):
A próbaerő legalább a horgonyerő tervezési értékének 115%-a legyen
(ideiglenes horgony, lásd MSZ EN 1537).
Pp = 1,15 PEd = 1,15  1022 = 1.175 kN
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□
37
Határállapotok ellenőrzése – ULS (GEO horgonyzott résfal
belső stabilitás ellenőrzése)
Az ellenőrzés a horgonyzott földék egyensúlyát vizsgálja. A tönkremenetel itt az
lehet, ha a földék előre borulva veszíti el a stabilitását. A számítás a Kranz –
Ostermayer módszer szerint történik, grafoanalitikusan . A horgony befogási
szakasz közepéhez a résfal talpától vagy a nyíróerő nullponttól szerkesztett földék
egyensúlyát vizsgáljuk (lásd az ábrát), és az ottani erőkből szerkesztett
vektorsokszögből kiadódó lehetséges fajlagos horgonyerőnek (F) kell nagyobbnak
lenni az igénybevételszámítás szerinti szükségesnél. A megkívánt biztonság
parciális tényezője horgonynál γR= 1,1.
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□
38
Határállapotok ellenőrzése – ULS (GEO horgonyzott résfal
belső stabilitás ellenőrzése)
A mértékadó a 3. tervezési állapot (teljes földkiemelés horgonymegtámasztással),
ekkor a legnagyobb a horgonyerő. A grafoanalitikus számítást a Geo5 szoftver
elvégzi, az ábrán látható eredményeket kapjuk.
Horgonyerő fajl. tervezési értéke:
pEd = 409 kN/m
Horgonyerő lehetséges tervezési értéke:
FRd = F / R = 527 / 1,1 = 479 kN/m
A fentiek szerint:
pEd  FRd
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□
Megfelel
39
Határállapotok ellenőrzése – ULS (GEO horgonyzott résfal
külső stabilitás ellenőrzése)
Ez az ellenőrzés a résfalnak és a környező földtömegnek egy lehetséges
körcsúszólap mellett történő stabilitásvesztését vizsgálja.
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□
40
H a t á r á l l a p o t o k e l l e n ő r z é s e – U L S ( H Y D – h i d . t a l . t ö r. )
Ez az ellenőrzés annak biztonságát vizsgálja, hogy amennyiben a réstalp alatt
szivárgás indulna meg (bár az agyagtalaj ott kvázi vízzáró), akkor sem fordulhat elő
a gödörfenék talajánál hidraulikus talajtörés, ami az alsó földmegtámasztás
megszűnésével járna.
Esetünkben igazolandó:
G ∙ imax ∙ v  G ∙ ’  1,35  Imax ∙ 10,0  0,9  ’, azaz ’  15 Imax
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□
41
Határállapotok ellenőrzése – SLS
A számított elmozdulásokat kell figyelembe venni, melyek karakterisztikus értéke
a maximálábrákon jelenik meg. A résfal láthatóan közel mereven mozdul ill. billen
előre, behajlás lényegében nincs. Az alakváltozás itt nyilvánvalóan nem okoz
problémát, azonban foglalkozni kellene a résfal mögött lazuló földtömeg miatt
keletkező felszínsüllyedésekkel ill. annak a környezetre gyakorolt hatásaival
(épületsüllyedés, közművezeték elmozdulás stb.), ez azonban meghaladja ennek a
példának a kereteit.
Max. vízszintes elmozdulás:
ex,k = 26 mm (résfal tetején)
Résfal teljes hossza:
L = 13,00 m
Kéttámaszúnak tekinthető hossz:
L’ ≈ 10,00 m (nyomatéki nullpontok közt)
Relatív elmozdulás:
L’/ex,k = 1000/2,6 = 385  200 Megfelel!
A repedéstágasság számítását az MSZ EN 1992-1 szerint végezzük, ennek
részleteit itt mellőzzük.
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□
42
Kivitelezési, üzemeltetői kérdések
A szerkezet kivitelezése, annak monitoringja, helyszíni ellenőrzése stb. olyan
speciális terület
következő órán!
Néhány lényeges szempont:
 A résfal kivitelezésével, annak technológiai, minőségi stb. követelményeivel
kapcsolatban az MSZ EN 1538 előírásait kell követni.
 A talajhorgonyzásra a fentiekhez hasonlóan az MSZ EN 1536 az irányadó.
 A fenti szabványok és a kivitelező cég vonatkozó technológiai utasításai
előírják a speciális mélyépítési munkák végrehajtásának és monitoringjának,
dokumentálásának elemeit, részleteit. Lényeges elem, hogy a szerkezetek
szokásos elmozdulásmérései mellett (résfal vízszintes elmozdulása kellően
sűrű függélyekben) mérjük a külső környezet elmozdulásait is.
 Az építés kihatási távolságát általában a gödörmélység kétszeresére
becsülhetjük, ezen a területen belül mérni kell az épületek ill. a felszín
elmozdulásait. Természetesen erre a területre előzetesen el kell végezni az
épületek, közművek állapotfelmérését ill. statikai analízisét a várható
hatásokra.
 A résfalak általában fenntartási és üzemeltetési igényt nem támasztanak. (A
talajhorgony esetünkben csak építési segédszerkezet, néhány hónapos
élettartam után, a födémek beépültekor visszavágásra kerül.)
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
43

similar documents