Földművek gyakorlat. Vasalt talajtámfal tervezése Eurocode szerint

Földművek gyakorlat

Vasalt talajtámfal tervezése Eurocode szerint

Vasalt talajtámfal tervezése

Vasalt talajtámfal

2.


Vasalt talajtámfal alkalmazási területei

3.

Úttöltések, vasúti töltések, hídtöltések, gátak, védművek, ipari épületek, közterek, repülőterek…


Vasalt talajtámfal

4.

Port of Seattle


Szerkezeti kialakítás

5.

1 - Támfal

2 - Rátöltés

3 - Háttöltés

4 - Homloklap 5 - Altalaj


Homlokpanel elem geometriája 1 – Beemelő kampó 2 – Betétrögzítő fül 3 – Bebetonozott műanyagcső 4 – Elem rögzítő acéltüske 5 – Csavarlyuk a betétrögzítéshez

6.


Homlokpanel elem geometriája 1 – Beemelő kampó 2 – Betétrögzítő fül 3 – Bebetonozott műanyagcső 4 – Elem rögzítő acéltüske 5 – Csavarlyuk a betétrögzítéshez

7.


Alternatív lehetőség

8.


Kiindulási adatok Geometriai adatok h - a támfal teljes magassága l - szalagok hossza (l=0,8h) ht - a befogás mélysége h’ - a támfal szabad magassága r - a rátöltés magassága t - a betétek (acélszalagok) vízszintes távolsága f - a betétek (acélszalagok) függőleges távolsága

9.


Kiindulási adatok Talajadatok γ - a szemcsés háttöltés térfogatsúlya (kN/m3) φk - a szemcsés háttöltés belső súrlódási szöge (º) c’k=0 kPa - a szemcsés háttöltés kohéziója μ - a betétek és a szemcsés háttöltés közötti súrlódási tényező c’k,A - a vasalt talajtámfal alatti puha agyag kohéziója

10.


Kiindulási adatok Terhek, egyéb adatok gk és gd - a rátöltés súlyának kar. és tervezési értékei (gd =γG·gk ) qk és qd - a járműteher karakterisztikus és tervezési értéke (qd =γQ·qk )

fy – az acélszalag folyási feszültségének karakterisztikus értéke (N/mm2) K1, K2 és n - az acélszalagok korróziós tényezői τ - tervezési élettartam

11.


Vasalt talajtámfal méretezése Külső stabilitási vizsgálatok Súlytámfal: - homlokfelület: vasbeton elemek - hátlap: betétek szabad végén átmenő fiktív függőleges sík - alapfelület: homloklap alsó élén átfektetett vízszintes sík

Vizsgálni kell: - Elcsúszás vizsgálat (helyettesítő súlytámfal) - GEO - Kiborulás vizsgálat (támfal külső, alsó sarokpontjára) – EQU (csak

12.

a támfal alatti kőzet esetén) - Alaptest méretezése (homloklapok súlyával terhelt sávalap) -GEO - Alaptörés vizsgálat (talajtörés a fal teljes tömbje alatt) - GEO - Általános állékonyság vizsgálata (GEO, DA-3)


Vasalt talajtámfal méretezése Belső stabilitási vizsgálatok (STR és GEO) - Csúszólap helyzetének megállapítása - Betéterők számítása a vízszintes földnyomásból - Betétszélesség meghatározása - Teljes betétrendszer kihúzódási vizsgálata - Erőtanilag szükséges betétvastagság számítása - Alkalmazott betétvastagság - (Betét és fül kapcsolatának számítása)

13.


Csúszólap helyzetének meghatározása A csúszólap adatai a belső súrlódási szög függvényében Belső súrlódási szög

A felszíni terheléshez tartozó

földnyomási tényező

[ϕ]

[ω]

[D/h]

[Kc]

[Kq]

25°

43,5°

0,43

0,26

0,70

30°

38°

0,37

0,21

0,60

35°

32,5°

0,31

0,18

0,50

40°

27°

0,26

0,15

0,41

ϕ, h 14.

A csúszólap adatai

A max. húzóerőhöz tartozó

- ω, Kc, Kq (lineáris interpolációval) - D (D/h arányból)

  90  (0   )


Csúszólap helyzetének meghatározása

15.

1 – aktív zóna 2 – passzív zóna 3 – csúszólap Szerkesztés: A3

Logaritmikus spirál csúszólap szerkesztése

Csúszólap helyzetének meghatározása Vasalt talajtámfal tervezése

A szerkesztés menete: 1. A támfal felszínén (az A-A síkon) felmérjük a D távolságot, a végpontjában (felszíni csúszólap metszékből) felmérjük a φ szöget. 2. A támfal alsó síkjából felmérjük a zárósugár irányszögét (ε). 3. A két egyenes metszéspontja megadja az O pontot. 4. A szerkesztésből lemérhetőek az RA és RB távolságok. 5. A logaritmikus csúszólap felrajzolásához szükséges pontok az alábbi összefüggésből határozhatók meg:

Ri  RA  ei tg

(ω szög radiánban!)

6. A logaritmikus spirális csúszólap megszerkeszthető a 0°-tól az ω szögig 5°onként felvett ωi szögekhez meghatározott Ri értékek alapján.

16.


Földnyomások meghatározása

17.

A vízszintes földnyomás (σh,B) terheletlen térszín esetén H0 határmélységig lineárisan növekszik, innen a támfal alsó síkjáig állandó. A felszíni terhelés (σh,A) ugyanezen H0 mélységig lineárisan csökkenő tendenciával növeli a vízszintes földnyomás értékét.  h, A, F  K q  g k  1,2  qk 

 h, B, F  1,2  K q  g k

f/2

f

 h, A, H  Kc    H 0 0

 h, BH  1,2  Kc    H 0 0

A σh,A és a σh,B feszültségeket az összes betétsor magasságában ki kell számítani és ezt követően meg kell szerkeszteni a maximálábrát is (σh).

Földnyomások meghatározása Vasalt talajtámfal tervezése

 h, A, F  K q  g k  1,2  qk 

 h, A, H  Kc    H 0 0

1  sin 2  K cs  1  sin 2 

18.

H0 

Kc h K cs

 h, B, F  1,2  K q  g k

 h, BH  1,2  Kc    H 0 0

 h, A, F  K q  g k  1,2  qk 

 h, A, H 0  Kc    H 0

 h, B, F  1,2  K q  g k

 h, B, H 0  1,2  Kc    H 0


Acélszalagok méretezése - A betéterő (Ni) meghatározása:

Ni ,k   hi  t  f

Ni ,d   G  Ni ,k - A meghatározott betéterők alapján a betétek szélessége:

si   R 

N i ,d

2l  Di      vi

salk,i  si

ahol: γR - a kihúzódáshoz tartozó parciális tényező (értéke 1,1) l - a betétek hossza (l-Di a betétek csúszólapon kívül eső hossza) μ - a súrlódási tényező σvi - a betétek szintjén a függőleges feszültség:

19.

 vi  hi    g k

(A betétek szélessége: 4-6-8-10-12-15-20 cm lehet)

Acélszalagok méretezése Vasalt talajtámfal tervezése

Teljes betétrendszer kihúzódási vizsgálata Az egyes betétek méretezésén túl vizsgálni kell a teljes betétrendszer kihúzódását is. A feltételezett tönkremenetel: ellenőrizni kell, hogy a felső acélszalag-sor kihúzódhat-e. Ezt el kell végezni a felső két sor, a felső három sor, stb… az összes sor esetére is.

A felső sor kihúzódási vizsgálata: - A kihúzódással tényező:

szembeni

k1 

biztonsági

2    salk,1  (l  D1 )   v1 N1,k

- Az 1. sor vonalában a hatékony függőleges feszültség tervezési értéke:

 v1  g k  h1  

Megfelel, ha k1 ≥ 1,1·1,35≈1,5 20.

Acélszalagok méretezése Vasalt talajtámfal tervezése

Az összes sor kihúzódási vizsgálata: salk,össz 

- A számításba veendő összes hossz:

lössz 

- A számításba veendő összes hossz:

2    salk,össz  lössz   v ,n

kn 

- Az n. (legalsó) sor acélszalag vonalában a hatékony függőleges feszültség tervezési értéke:

Megfelel, ha kn ≥ 1,1·1,35≈1,5 21.

s

- Az összes szalag szélességének összege:

alk,i

 l  D  i

N

i ,k

 v,n  g k  hn  


Acélszalagok méretezése - Betétvastagság meghatározása:

N pl, Rd 

si ,alk  vi  f y

 M0

N pl, Rd  Ni ,d

vi 

ahol: Npl,Rd - a teljes acél keresztmetszet folyási ellenállása si,alk - az i-edik sorban alkalmazott betétek szélessége vi - az i-edik betétsor betéteinek vastagsága γM0 - az anyagjellemzőhöz tartozó parciális tényező (értéke 1) fy - az acél folyáshatárának karakterisztikus értéke

22.

N i ,d si ,alk  f y


Acélszalagok méretezése - Korróziós többletvastagság (vk) figyelembe vétele:

vk  K1  (  K 2 ) n ahol: vk – korróziós többletvastagság (mm) τ – tervezési élettartam K1, K2, n – betét anyagától és a talajvíz agresszivitásától függő korróziós tényezők -Az alkalmazott betétvastagság:

23.

valk,i  vi  vk

Valamennyi betétsorra meg kell határozni az erőtanilag szükséges betétvastagságot és a korróziós többletvastagság figyelembe vételével az alkalmazott betétvastagságot (mm-re felfelé kerekítve).


Elcsúszásvizsgálat

24.

Az egész vasalt talajtámfalat egyetlen tömbként kezelve kell vizsgálni az elcsúszás lehetőségét.


Elcsúszásvizsgálat - Az aktív földnyomási tényező:

Ka 

(β=0º; δ=φ és α=0°)

cos   cos 2 (   )  sin(   )  sin(   )   cos 2    cos(     cos(   )   Pa , g ,h,k 

- A földnyomás karakterisztikus értéke az önsúlyból: - A földnyomás karakterisztikus értéke az egyenletesen megoszló felszíni teherből: - Az igénybevétel tervezési értéke:

h2   2

2

 Ka

Pa,q,h,k  qk  h  K a

Ed   G  Pa,g ,h,k   Q  Pa,q,h,k

- Az ellenállás tervezési értéke: Rd  ( Pa, g ,v,k  Pa,q,v,k  Gk )  tg b /  R,h  c'k , A l /  R,h  Pp,k /  R,e -

25.

- Ellenőrzés:

a szemcsés talajban feltételezve: tgδb=tgφ és c’k,A =0 az elcsúszást az agyagban feltételezve: tgδb=0 és c’k,A

megfelel, ha Ed≤Rd


Alap alatti talajtörés vizsgálata - Puha agyagra épített vasalt talajtámfal - Az ellenállás karakterisztikus értéke: - Az ellenállás tervezési értéke: -

Rk  2  c'k , A (1   / 2)

Rd  Rk /  R

A támfal alapsíkjára jutó terhelés tervezési értéke (igénybevétel, Ed):

Vd  g d  qd   G  h  

ahol: h - a támfal teljes magassága γ - a háttöltés térfogatsúlya γG - a állandó teherhez tartozó parciális tényező (értéke 1,35)

26.


Alap alatti talajtörés vizsgálata

27.

- A megfelelőség feltétele:

Rd  Ed - Ha nem felel meg, a támfal maximális magassága:

hmax

Rd  g d  qd   G 


Eredmények összefoglalása

28.

-Táblázatos formában

- az összefoglaló táblázat fejléce: Betét szintek

Vízszintes földnyomás

Betéterők

Tapadási hossz

Szükséges betét szélesség

Alk. betét szélesség

-

σH [kPa]

Ni [kN]

la.i [m]

si [cm]

si.alk [cm]

Alk. vízszintes távolság

Erőtanilag szükséges. vastagság

Korróziós többlet vastagság

Alk. teljes vastagság

Betét hossz.

Alkalmazott függőleges távolság

ti [m]

vi [mm]

vk [mm]

vi.alk [mm]

li [m]

fi [m]

29. 1,00

1,50

,75

11,00

12,00

,37

,80

,70

1,40


Mintakeresztszelvény 10,50

5

,18 3.00

,50 7,50

,50

9,60

Földművek gyakorlat. Vasalt talajtámfal tervezése Eurocode szerint

Recommend Documents