8 . elŐadÁs
DESCRIPTION
TALAJMECHANIKA-ALAPOZÁS ( BMEEOGTK701). 8 . ELŐADÁS. SÍKALAPOK TERVEZÉSE. A síkalap megválasztható jellemzői. Típus pillér, sáv, szalag, gerendarács, lemez, doboz Anyagfajta- és minőség beton, vasbeton, tégla, ill. szilárdság Geometriai adatok - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
8. ELŐADÁS
TALAJMECHANIKA-ALAPOZÁS (BMEEOGTK701)
SÍKALAPOKTERVEZÉSE
A síkalap megválasztható jellemzői
• Típuspillér, sáv, szalag, gerendarács, lemez, doboz
• Anyagfajta- és minőség
beton, vasbeton, tégla, ill.
szilárdság
• Geometriai adatok
alapsík mélysége, alapszélesség, alapmagasság, ill. vashányad és vasátmérő
A tervezés folyamata, „rendje”
A tervezés szokásos lépései
1. az alapsík felvétele a teherbíró réteg, a talajvízszint, a fagy- és térfogatváltozási határ, a várható alapmagasság, a szomszédos alapsík, valamint az aláüregelődés, a kioldódás és a földkiemelés figyelembevételével
2. az alaptípus kiválasztása a felszerkezet elrendezése, terhei, érzékenysége és a várhatósüllyedések mérlegelése alapján
3. az alapszélesség meghatározása a talajtörés elleni biztonság és a süllyedési kritériumok
teljesülésének ellenőrző számításával
4. az alapszerkezet (anyag, magasság, vasalás) méretezése a talpfeszültség meghatározásával és tartószerkezeti
méretezéssel ellenőrzött szerkezeti megfelelőség teljesítéséhez
5. az állékonyság és felúszás ellenőrzésemerev testnek tekinthető alap, ill. építmény egyensúlyának
vizsgálatával
A talajtörés mechanizmusa Ha egy alapra fokozatosan növekvő teher hat, az alatta lévő talaj növekvő mértékben összenyomódik. Kezdetben a süllyedés az erővel, a teherrel egyenesen arányos
Függ. terhelés
Fü
gg
. sü
llye
dés
Rugalmas
átmeneti
képlékeny
Megengedhető max.Süllyedés
maximum üzemi teher
Törő-teherbírás
határteher
A talajtörés mechanizmusa
Határállapotok
HasználhatóságiHasználhatósági TeherbírásiTeherbírási
Használhatósági határállapot
Használhatósági határállapot
Erő (kN)
Maximális teher, ahol a szerkezet megfelelősége még igazolható:
• süllyedések• vízszintes elmozdulás
• billenés• elcsúszás
szempontjából
Alkalmazott terhelés
Talpfeszültség definíció
Talpfeszültség definíció
FFAlapfelület, A
talpfeszültség q = F / A
Alap tönkremeneteleAlap tönkremenetele
ErőKörcsúszólapos tönkremenetel
Talaj felpúposodásEllenállás
Általános nyírási törés
Általános nyírási törés
Csúszólapok (teljes törési felület)
merevpasszív
log spirál
Süllyedés
q
Tömörszemcsés talaj
Helyi nyírási törésHelyi nyírási törésKözepesen tömör
Szemcsés talaj
Csak lokálisfelpúposodás
Süllyedés
q
Részleges törési felület
Benyomódási törésBenyomódási törésLaza vagyPuha talajok
Nincs felpúposodás Süllyedés
q
Törési felület nincs
Terzaghi általános törési megoldása
Terzaghi a talaj törőfeszültségének képletét a következő általános alakban írta fel:
ctbt NcNtNb , ahol: Nb, Nt és Nc. - talajtörési ellenállási tényezők; értékük a belső súrlódási szögnek a függvénye - számíthatók s grafikonban vagy táblázatban megadhatók
0 5 10 15 20 25 30 35 400
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100100
0
N t( )
N c( )
N B( )
400 deg
Talajtörési határállapot vizsgálata számításos eljárással
17
Talajellenállások számításának összehasonlítása
• Talaj határereje / Talajtörési ellenállás tervezési értéke
18
MSZ 15004-1989
MSZ EN 1997-1
Talajellenállások számításának összehasonlítása
•Talaj törőfeszültsége:
19
Talajellenállások számításának összehasonlítása
• Drénezetlen terhelés jelentése:
• Ha gyorsan növekszik a terhelés (a
pórusvíznyomások nem tudnak
kiegyenlítődni) – kötött talajok esetében
• Ekkor a nyírószilárdság egyenlő a cu –
drénezetlen nyírószilárdsággal, Φ = 0
• A víz felhajtóerejével nem szabad számolni
(teljes feszültségek figyelembevétele)
20
Alaki tényezőkAlaki tényezőksávalap
csúszólap
pilléralap
csúszólapok
Felülnézet
Mélységi tényezőMélységi tényező
sávalap
q = g.Dfq = g.Df
MegnövekedettCsúszólap-hossz
Általában a szilárdsága mélységgel növekszik
Ferdeségi tényezőkFerdeségi tényezők
V = 1000 kNV = 1000 kNV = 906 kNV = 906 kN
H = 423 kNH = 423 kN
Ferde erő = 1000 kNErő ferdeség, q = 25o
A csúszólap laposabb és rövidebb
Ferde terhelés esetén :ic , iq , ig £ 1
Síkalapok magassági méretezése
Szélesség magasságIsmerni kell az alapsíkon a feszültségek eloszlását
Talpfeszültségek eloszlása A talpfeszültség az alapsíkon működő feszültség; A talpfeszültségek eredőjének egyensúlyt kell tartani a terhekkel, vagyis:talapfeszültség eredője = külső teher; Eloszlásra kiható tényezők:- alaptest tulajdonságai (merevsége, alakja, szélessége), építmény merevsége, alapsík mélysége;- talaj tulajdonságai (szemcsés v. kötött);- terhelés nagysága, eloszlási módja, támadási helye.
Merev alaptestnél az eredő helye a fontos.Hajlékony alaptestnél a terhelés eloszlása a lényeges.
Merev alapokAlsó síkjuk a terhelés hatására sem deformálódik. A közel azonos szélességű és magasságú betonalapok merevek.
Amikor a alap a talajtöréssel szemben jelentős biztonsággal rendelkezik.
Sávalapok alatti (egyszerűsített) talpfeszültség eloszlás
Hajlékony alapok
Ha a B szélességű, L hosszúságú, Es rugalmassági modulusú talajra helyezett (Eb modulusú) alap esetén:
a terhek és talpfeszültségek hatására az alap deformálódik, "meghajlik".
Ha az alaptest, vízszintes méretei sokszorosan nagyobbak a magasságánál (lemezalapok)
A talpfeszültség-eloszlás a terhelés helyétől és eloszlásától is függ:
az erősebben benyomódó pontok alatt feszültségtöbblet ébred;
egyéb részeken (nyílások közepén) viszont az átlagosnál kisebb talpfeszültségek keletkeznek.
Az alaplemez és az épület merevségének szerepe
Sáv-és pilléralapok magasságának meghatározása
Az alaptest nem igényel külön szilárdsági méretezést, ha
nagy teherbírású talajoknál (~500 kPa talpfeszültség felett, tömör szemcsés, kemény kötött talajok) m≥2k,
kis teherbírású talajoknál (~100 kPa talpfeszültség alatt) m≥k,
a közbenső értékeknél m≥1,5k használható.
k
m
Síkalap magassági méretezésének egyszerűsített szabályai
32
minimális magasság falazott vagy beton 50 cm, vasbeton 20 cm.
anyaga beton C4, C6 vagy C8; vasbeton C12.
Talpfeszültség:
p)(pillérala L*B
F =
(sávalap) BF =
mt
mt
Köszönöm a figyelmet !
Dr. Móczár Balázs
BME Geotechnikai Tanszék