Transcript Letöltés

Földművek gyakorlat #3
Vasalt talajtámfal tervezése
Eurocode szerint
Támfalak típusai
2.
Vasalt talajtámfal tervezése
Vasalt talajtámfal
3.
Vasalt talajtámfal tervezése
Vasalt talajtámfal alkalmazási területei
4.
Úttöltések, vasúti töltések, hídtöltések, gátak, védművek, ipari épületek,
közterek, repülőterek…
Vasalt talajtámfal tervezése
Vasalt talajtámfal
5.
Port of Seattle
Vasalt talajtámfal tervezése
Szerkezeti kialakítás
6.
1 - Támfal
2 - Rátöltés
3 - Háttöltés
4 - Homloklap
5 - Altalaj
Vasalt talajtámfal tervezése
Homlokpanel elem geometriája
1 – Beemelő kampó
2 – Betétrögzítő fül
3 – Bebetonozott
műanyagcső
4 – Elem rögzítő
acéltüske
5 – Csavarlyuk a
betétrögzítéshez
7.
Vasalt talajtámfal tervezése
Homlokpanel elem geometriája
1 – Beemelő kampó
2 – Betétrögzítő fül
3 – Bebetonozott
műanyagcső
4 – Elem rögzítő
acéltüske
5 – Csavarlyuk a
betétrögzítéshez
8.
Vasalt talajtámfal tervezése
Alternatív lehetőség
9.
Vasalt talajtámfal tervezése
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
10.
Vasalt talajtámfal tervezése
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
11.
Vasalt talajtámfal tervezése
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
12.
Vasalt talajtámfal tervezése
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
13.
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 tervezése
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)
14.
Vasalt talajtámfal tervezése
Csúszólap helyzetének meghatározása
A csúszólap adatai a belső súrlódási szög függvényében
Belső súrlódási
szög
A csúszólap
adatai
A max. húzóerőhöz
tartozó
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
  90  (0   )
15.
Vasalt talajtámfal tervezése
Csúszólap helyzetének meghatározása
16.
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:
i tg
Ri  RA  e
(ω szög radiánban!)
6. A logaritmikus spirális csúszólap megszerkeszthető a 0°-tól a belső súrlódási
szögig 5°-onként felvett ω szögekhez meghatározott Ri értékek alapján.
17.
Vasalt talajtámfal tervezése
Földnyomások meghatározása
18.
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  Kq  gk 1,2  qk 
 h,B,F  1,2  Kq  gk
f/2
f
 h, A,H  Kc    H0
0
 h,BH  1,2  Kc    H0
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  Kq  gk 1,2  qk 
 h, A,H  Kc    H0
0
1  sin 2 
K cs 
1  sin 2 
19.
H0 
Kc
h
K cs
 h,B,F  1,2  Kq  gk
 h,BH  1,2  Kc    H0
0
 h, A,F  Kq  gk  1,2  qk 
 h, A, H 0  Kc    H 0
 h,B,F  1,2  Kq  gk
 h, B, H 0  1,2  Kc    H 0
Vasalt talajtámfal tervezése
Acélszalagok méretezése
- A betéterő (Ni) meghatározása:
- A meghatározott betéterők alapján a betétek szélessége:
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:
20.
(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
biztonsági
- Az 1. sor vonalában a hatékony függőleges
feszültség tervezési értéke:
Megfelel, ha k1 ≥ 1,1·1,35≈1,5
21.
Acélszalagok méretezése
Vasalt talajtámfal tervezése
Az összes sor kihúzódási vizsgálata:
- Az összes szalag szélességének összege:
- A számításba veendő összes hossz:
- Az összes szalag kihúzódással szembeni
biztonsági tényezője:
- Az n. (legalsó) sor acélszalag vonalában a hatékony
függőleges feszültség tervezési értéke:
Megfelel, ha kn ≥ 1,1·1,35≈1,5
22.
Vasalt talajtámfal tervezése
Acélszalagok méretezése
- Betétvastagság meghatározása:
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 1,0)
fy - az acél folyáshatárának karakterisztikus értéke
23.
N i ,d
si ,alk  f y
Vasalt talajtámfal tervezése
Acélszalagok méretezése
- Korróziós többletvastagság (vk) figyelembe vétele:
ahol:
vk – korróziós többletvastagság (mm)
τ – tervezési élettartam
K1, K2, n – betét anyagától és a talajvíz agresszivitásától függő korróziós
tényezők
-Az alkalmazott betétvastagság:
24.
Valamennyi betétsorra meg kell határozni az erőtanilag szükséges betétvastagságot és a
korróziós többletvastagság figyelembe vételével az alkalmazott betétvastagságot (mm-re
felfelé kerekítve).
Vasalt talajtámfal tervezése
Elcsúszásvizsgálat
25.
Az egész vasalt talajtámfalat egyetlen tömbként kezelve kell vizsgálni az
elcsúszás lehetőségét.
Vasalt talajtámfal tervezése
Elcsúszásvizsgálat
- Az aktív földnyomási tényező:
(β=0º; δ=φ és α=0°)
- A földnyomás karakterisztikus értéke az
önsúlyból:
- A földnyomás karakterisztikus értéke az
egyenletesen megoszló felszíni teherből:
- Az igénybevétel tervezési értéke:
- Az ellenállás tervezési értéke:
-
26.
- 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
Vasalt talajtámfal tervezése
Alap alatti talajtörés vizsgálata
- Puha agyagra épített vasalt talajtámfal
- Az ellenállás karakterisztikus értéke:
- Az ellenállás tervezési értéke:
- A támfal alapsíkjára jutó terhelés tervezési értéke (igénybevétel):
ahol:
h - a támfal teljes magassága
γ - a háttöltés térfogatsúlya
γG - a állandó teherhez tartozó parciális tényező (értéke 1,35)
27.
Vasalt talajtámfal tervezése
Alap alatti talajtörés vizsgálata
28.
- A megfelelőség feltétele:
Rd  Ed
- Ha nem felel meg, a támfal maximális magassága:
Vasalt talajtámfal tervezése
Eredmények összefoglalása
29.
-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]
30.
DA-2* tervezési módszer
DA-2*=A1 ”+” M1 „+” R2
A parciális tényezőket a hatások és az ellenállások oldalán
alkalmazzuk. Az anyagjellemzőket a karakterisztikus
értékükkel vesszük figyelembe
31.
Formai követelmények

Rajzok:





Arányos, vonalvastagság
Keret
Anyagminőségek (acél, beton, talaj)
Kóták (építős jelölés)
Műszaki leírás:
 Kiindulási adatok
 Tervezési módszer
 Számítás lépései, képletei, (1 minta számítás)

Számítási melléklet:
 A számítási eredmények táblázatos
32.
összefoglalása