Mechanika zemin a zakládání staveb LS 2011/2012 Mechanika zemin a zakládání staveb 9. přednáška Podpořeno projektem FRVŠ č. 2883/2011

Současné postupy při navrhování geotechnických konstrukcí

ENPC Paris

Europská technická povolení Návrhové normy : Eurokódy (TC 250) Materiálové normy (ocel, beton …) a Výrobkové normy (nosníky, okna, dveře…) Europská technická povolení Technologické normy (např. předpisy pro provádění ocelových nebo betonových konstrukcí, pro speciální geotechnické práce – TC 341) Normy pro zkoušení (např. geotechnické zkoušky, odběry vzorků apod. – TC 341)

Bezpečnost, použitelnost a trvanlivost Zatížení na konstrukce Navrhování ko+pr EN 1997 EN 1998 EUROCODES - VAZBY Geotechnické k. Seismicita

G. B . Sällfors, Dept. of Geoengineering, Chalmers University of Technology

Pro každou G návrhovou situaci ověřit relevantní MEZNÍ STAV Zásady navrhování GK Pro každou G návrhovou situaci ověřit relevantní MEZNÍ STAV Faktory pro definici MS: podmínky staveniště druh, velikost konstrukce,… životnost podmínky okolí (doprava, sítě, vegetace, chemikálie) základové poměry podzemní voda seismicita vliv okolního prostředí (poklesy, hydrologie, klima…)

MS – v konstrukci (K) v základové půdě (ZP) kombinované porušení K a ZP OVĚŘENÍ MS … NÁVRHOVÉ POSTUPY výpočtem přijetím předepsaných opatření experimentálními modely a zatěž.zkouškami observační metodou GEOTECHNICKÉ KATEGORIE 1. – 3.

NÁVRHOVÉ SITUACE (NS) krátkodobé dlouhodobé Specifikace NS v GT návrhu má obsahovat: zatížení, kombinace, zatěžovací případy vhodnost ZP dispozice a klasifikace zón zeminy, horniny a prvků konstrukce vstupujících do výpočetního M sklon vrstev hornické práce – interakce se staršími díly etc. citlivost konstrukce na deformace vliv nové konstrukce na … …

Způsoby ověřování MS výpočtem „Dobrá znalost vlastností podloží na základě kvalitního GT průzkumu a kontrola provedení stavby je běžně důležitější pro splnění základních podmínek než preciznost výpočetního modelu a dílčích součinitelů.“ VM: analytické, semi-empirické, numerické VM: přesné, nepřesné, ale vždy na straně „bezpečnosti“

VSTUPNÍ DATA pro zatížení -zatížení dle EC 1990 definice, hodnoty EC 1991 hodnoty se mohou změnit během návrhu musí se uvažovat interakce K a ZP doporučeno uvažovat 20 typů zatížení pro vlastnosti ZP charakteristické a návrhové hodnoty zdroj: výsledky zkoušek, přímo nebo korelací, teorií nebo empiricky nebo z jiných relevantních údajů pro geometrické údaje

Základní mezní stavy Ultimate Limit State – mezní stav porušení (únosnosti) bezpečnost lidí/konstrukcí II. Limit State of Serviceability – mezní stav použitelnosti funkčnost/komfort… Ad I. EQU-ztráta rovnováhy GK nebo ZHP jako celku STR-vnitřní porušení prvků, deformace (pevnost mater.) GEO-nejčastější, porušení nebo deformace ZHP UPL-ztráta rovnováhy v důsledku vztlaku HYD-porušení hydraulickým gradientem (vnitřní eroze, sufoze)

PODMÍNKY pro jednotlivé MS porušení EQU Edst,d ≤ Estb,d + Td STR a GEO Ed ≤ Rd UPL Vdst,d ≤ Gstb,d + Rd HYD udst,d ≤ σstb,d nebo Sdst,d ≤ G‘stb,d

N H CH H dílčí součinitel A pro ZATÍŽENÍ nebo ÚČINEK zatížení charakteristická, reprezentativní SOUBORY D.S. A pro ZATÍŽENÍ nebo ÚČINEK zatížení M pro parametry zeminy (materiálu) R pro odpory (únosnosti)

SPECIFIKACE pro STR a GEO Ed ≤ Rd Ed = E (γF Frep ; Xk / γm ; ad ) nebo Ed = γE E (Frep ; Xk / γm ; ad ) Rd = R (γF Frep ; Xk / γm ; ad ) nebo Rd = R (γF Frep ; Xk ; ad ) / γR nebo Rd = R (γF Frep ; Xk / γm ; ad ) / γR γR … dílčí součinitel pro odpor (únosnost)

EXISTUJÍ 3 NÁVRHOVÉ POSTUPY 1 (MS porušení nebo nadměrné deformace) kombinace A1 + M1 + R1 A2 + M2 + R1 neplatí pro osově zatížené piloty a kotvy A1 + M1 + R1 A2 + (M1 nebo M2) + R4 2 A1 + M1 + R2 3 (A1 nebo A2) + M2 + R3

PRO PLOŠNÉ ZÁKLADY, OPĚRNÉ STĚNY A CELKOVOU STABILITU NP 1: KOMBINACE 1 PRO PLOŠNÉ ZÁKLADY, OPĚRNÉ STĚNY A CELKOVOU STABILITU všechny součinitele pro M1, R1 = 1 ale A1 : nepříznivé stálé zatížení γG = 1,35 nepříznivé proměnné γQ = 1,5 (příznivé=0) KOMBINACE 2 A2: nepříznivé proměnné γQ = 1,3 M2: ! nejpodobnější ČSN 73 1001 ! soil parameter M1 M2 pro tg φef 1,0 1,25 pro cef pro cu 1,4 pro qu pro g

NP 2: KOMBINACE A1 + M1 +R2 R2: PLOŠNÉ ZÁKLADY 1,4 svislá únosnost 1,1 usmyknutí v Z.S. (vodor. ú.) SVAHY a CELKOVÁ STABILITA … 1,1 (odpor) OPĚRNÉ STĚNY … 1,4 (svislá), 1,1 (vodorovná), 1,4 (odpor) D.S. se použijí na zatížení nebo na účinky zatížení a na ODPOR

NP 3: KOMBINACE A1 nebo A2 + M1 +R3 A1 – na konstrukční zatížení A2 – na geotechnická zatížení pro R3 jsou doporučeny D.S. rovné 1 … dtto NP1/KOMB 2 D.S. použijeme jen na zatížení nebo na účinky zatížení a na parametry základové půdy

Rozvoj a trendy Nové materiály Oblast konstitutivních modelů, zkoušení a ověřování Zjišťování vstupních parametrů, ověřování Výpočetní metody Riziková analýza Změny klimatu, přírodní katastrofy…