Ana səhifə

Pohjarakenteiden mitoitus


Yüklə 63.43 Kb.
tarix25.06.2016
ölçüsü63.43 Kb.

POHJARAKENTEIDEN MITOITUS

”RAKENTEET ON SUUNNITELTAVA SITEN, ETTÄ POHJARAKENTEILLA ON RIITTÄVÄ VARMUUS SORTUMISTA, MURTUMISTA, HALKEILUA SEKÄ LIIAN SUURIA KIMMOISIA JA PLASTISIA MUODON- MUUTOKSIA VASTAAN”

”MYÖS MAAPOHJAN VARMUUDEN MURTUMISTA TAI LIIAN SUURIA MUODONMUUTOKSIA VASTAAN ON OLTAVA RIITTÄVÄ”
MÄÄRITELMIÄ:
GEOTEKNINEN KANTAVUUS: ON SE POHJAPAINE, JOLLA ON RIITTÄVÄ VARMUUS MURTUMISTA VASTAAN JA JOLLA PAINUMAT PYSYVÄT SALLITUISSA RAJOISSA ELI MITOITUSARVO, JOSSA ON OTETTU HUOMIOON SEKÄ VARMUUS MURTUMISTA VASTAAN, ETTÄ SALLITUT PAINUMAT
KANTOKYKY: MITOITUSARVO, JOSSA ON OTETTU HUOMIOON VAIN VARMUUS MURTUMISTA VASTAAN
KAPASITEETTI: RAKENTEIDEN KYKY OTTAA VASTAAN KUORMIA TAI SIETÄÄ MUODONMUUTOKSIA. ÄÄRIARVO, JOTA LASKENTAKUORMIEN AIHEUTTAMAT RASITUKSET EIVÄT SAA YLITTÄÄ.
LASKENTALUJUUS: MATERIAALILUJUUS, JOTA KÄYTTÄEN KAPASITEETTI LASKETAAN = OMINAISLUJUUS/OSAVARMUUSKERROIN
OMINAISARVO: GEOTEKNISEN OMINAISUUDEN LUKUARVO, JOKA SAADAAN TIETYSSÄ JÄNNITYSTILASSA TEHTYJEN LUOTETTAVIEN MÄÄRITYSTEN PERUSTEELLA KESKIARVONA

KANTAVUUS LASKETAAN JOKO RAJATILAMENETELMÄLLÄ TAI KOKONAISVARMUUSMENETELMÄLLÄ




  1. RAJATILAMENETELMÄ

MAAPOHJAN MURTUMINEN LASKETAAN MURTORAJATILASSA JA PAINUMA KÄYTTÖRAJATILASSA.


MURTORAJATILA: LASKENNASSA OSOITETAAN, ETTÄ LASKENTAKUORMIEN AIHEUTTAMAT RASITUKSET EIVÄT YLITÄ RAKENTEEN TAI MAPOHJAN KAPASITEETTIA (KANTAVUUS-LASKELMAT). MURTORAJATILA ON RAJATILA, JONKA YLITTYESSÄ RAKENNE MENETTÄÄ KANTAVUUTENSA.
KÄYTTÖRAJATILA: LASKENNASSA OSOITETAAN, ETTÄ OMINAISKUORMIEN AIHEUTTAMAT MUODONMUUTOKSET EIVÄT YLITÄ ANNETTUJA RAJOJA (PAINUMALASKELMAT). KÄYTTÖRAJATILA ON RAJATILA, JONKA YLITTYESSÄ RAKENNE LAKKAA TAVALLISESSA KÄYTÖSSÄ TÄYTTÄMÄSTÄ SEN KÄYTTÖKELPOISUUDEN EHDOKSI ASETETUT VAATIMUKSET, KOSKA RAKENTEIDEN MUODONMUUTOKSET TULEVAT HAITALLISEN SUURIKSI.
MURTORAJATILAN LASKENTAKUORMAT SAADAAN KERTOMALLA OMINAISKUORMAT OSAVARMUUSKERTOIMILLA
ESIM: Maan ja tukirakenteiden paino, osavarmuuskerroin = 1,0

  • maanpaine, kerroin =1,0

MURTORAJATILAN LASKENTALUJUUSARVOT SAADAAN JAKAMALLA OMINAISLUJUUDET OSAVARMUUSKERTOIMILLA.






kitkakulman laskenta-arvo
kitkakulman osavarmuuskerroin
koheesion laskenta-arvo
koheesion osavarmuuskerroin

KITKAN OSAVARMUUSKERROIN

1,2 (maan sisäinen kitka, maan ja rakenteen välinen kitka)

1,1 (vakavuus, maanpaine, työnaikaiset rakenteet)

1,25 (anturoiden ja paalujen kantokyky)
KOHEESION OSAVARMUUSKERROIN

1,5 (vakavuus, maanpaine, pysyvät rakenteet)

1,3 ( -”- -”- , työaikaiset rakenteet)

1,75 (anturoiden kantokyky)

2,0 (paalujen kantokyky)



  1. KOKONAISVARMUULUKUMENETELMÄ

KOKONAISVARMUUSMENETELMÄLLÄ MITOITUS SUORITETAAN SITEN, ETTÄ OMINAISKUORMALLA LASKETTU KOKONAISVARMUUS MURTOKUORMAAN (KAPASITEETTIIN) NÄHDEN ON RIITTÄVÄ


(VARMUUSLUKUA SOVELLETAAN LOPPUTULOKSEEN, RAJATILASSA PARAMETREIHIN)
Kokonaisvarmuuskertoimia (PRO-88)
- maanvaraisen perustuksen kantokyky 2,0

- perustuksen liukuminen tai kaatuminen 1,5

- hydraulinen murtuminen koheesiomaassa 1,5

- hydraulinen murtuminen karkea Si, HHk 2,0


KANTAVUUS

GEOTEKNISEN KANTAVUUDEN MÄÄRÄÄ SIIS:



  • MAAPOHJAN MURTUMINEN

  • PAINUMINEN

PERUSTUKSEN KANTAVUUTEEN VAIKUTTAA:



  • MAAPOHJAN LUJUUS- JA MUODONMUUTOSOMINAISUUDET

  • PERUSTUKSEN MITAT JA PERUSTUSSYVYYS

  • YLÄRAKENTEEN MUODONMUUTOSTEN SIETOKYKY

  • KUORMITUSTEN SUURUUS, SIJAINTI JA SUUNTA




KANTAVUUS ILMOITETAAN JOKO TIETYNKOKOISEN ANTURAN SUURIMPANA SALLITTUNA KUORMANA


Qsall, Psall [kN] , [kN/m]
TAI
SUURIMPANA SALLITTUNA POHJAPAINEEN ARVONA
qsall, psall [kN/m2]

KANTAVUUDEN LASKENTA

MAAPOHJAN KANTOKYKY (VARMUUS MAAPOHJAN MURTUMISTA VASTAAN) LASKETAAN TAVALLISESTI




  • MURTOTILAAN PERUSTUVILLA PUOLIKOKEELLISILLA ns. KANATAVUUSKAAVOILLA, KUN MURTOVYÖHYKE ON HOMOGEENISESSA TAI LÄHES HOMOGEENISESSA MAASSA

  • LIUKUPINTA-ANALYYSILLA KERROKSELLISISSA MAISSA

KANTAVUUSKAAVAT ON JOHDETTU TASOJÄNNITYSTILASSA, JOKA VASTAA ÄÄRETTÖMÄN PITKÄÄ ANTURAA, KÄYTÄNNÖSSÄ PERUSMUURIANTURAA.


KANTAVUUSKAAVOJA ON USEITA HIEMAN TOISISTAAN POIKKEAVIA.

POHJARAKENNUSOHJEEN YLEISELLÄ KANTAVUUSKAAVALLA SAADAAN LASKETTUA ANTURAN KANTOKYVYN MÄÄRÄÄVÄ KESKIMÄÄRÄINEN POHJAPAINE qmd




kantokyvyn laskenta-arvo (kantokyvyn määräävä keskimääräinen pohjapaine) [kN/m2]

koheesion laskenta-arvo [kN/m2]

D anturan pienin perustamissyvyys

B anturan pienempi sivumitta

, , kantavuuskertoimia, jotka saadaan taulukosta kitkakulman funktiona

perustamistason yläpuolisen maan tehokas tilavuuspaino

perustamistason alapuolisen maan tehokas tilavuuspaino

, , anturan muodon vaikutuskertoimia

,, kuormitusresultantin vaikutuskertoimia



Hd Vaakakuorman laskenta-arvo;

Vd pystykuorman laskenta-arvo;

A anturan pohjapinta-ala



KUN MAAPOHJA ON SAVEA, VOIDAAN KANTOKYKY LYHYTAIKAISELLE KUORMITUKSELLE MÄÄRITTÄÄ KAAVALLA:



suljetun leikkauslujuuden laskenta-arvo

= 5,14




PUHTAASSA KITKAMAASSA KANTAVUUS ON:


Taulukko. Kantavuuskertoimet

Kitkakulman laskenta-arvo

NC

ND

NB

0

5,1

1,0

0

2,5

5,8

1,3

0,1

5

6,5

1,6

0,2

7,5

7,3

2,0

0,2

10

8,3

2,5

0,4

12,5

9,5

3,1

0,7

15

11,0

3,9

1,2

17,5

12,7

5,0

1,9

20

14,8

6,4

2,9

22,5

17,5

8,2

4,5

25

20,7

10,7

6,8

27,5

24,8

13,9

10,1

30

30,1

18,4

15,1

32,5

37,0

24,6

22,5

35

46,1

33,3

33,9

37,5

58,4

45,8

51,6

VÄLIARVOT SAADAAN INTERPOLOIMALLA SUORAVIIVAISESTI


Kokonaisvarmuusmenetelmässä saadaan kantavuuskaavalla pohjapaineen “murtoarvo”, josta saadaan sallittu arvo jakamalla luku kokonaisvarmuuskertoimella.

Rajatilamenetelmällä varmuuskertoimia on jo käytetty kuormitusten ja lujuuksien laskenta-arvojen määrittämiseen, joten kantavuuskaavalla saadaan ”sallittu” arvo pohjapaineelle.
Kuorma saadaan kertomalla pohjapaine anturan pohjan pinta-alalla. Perusmuurilla kerrotaan yleensä pohjapaine anturan leveydellä, jolloin saadaan kuorma perusmuurin pituusyksikköä (yhtä metriä) kohti
, yksikkönä [kN/m]


, yksikkönä [kN]

TILAVUUSPAINOT JA LUJUUSARVOT ERILAISISSA TILANTEISSA:


YLEISESSÄ KANTAVUUSKAAVASSA PERUSTUSTASON ALAPUOLINEN TEHOKAS TILAVUUSPAINO TARKOITTAA ns. MURTOVYÖHYKKEESSÄ OLEVAN MAAN TILAVUUSPAINOA, JONKA OLETETAAN OLEVAN SAMANSUURUINEN KOKO KERROKSESSA. MURTOVYÖHYKKEEN PAKSUUS ON 1,5 X B, MISSÄ B ON ANTURAN PIENIN SIVUMITTA.
TODELLISUUDESSA PERUSTUSTASON ALLA MURTOVYÖHYKKEESSÄ VOI OLLA ERILAISIA MAALAJEJA ERI TIIVEYSTILASSA JA LISÄKSI POHJAVESIPINTA VOI VAIHDELLA MURTOVYÖHYKKEESSÄ. NÄISSÄ TAPAUKSISSA ON ENSIN LASKETTAVA KAAVASSA KÄYTETTÄVÄN

-TERMIN

LASKENTA-ARVO, SAMOIN KITKAKULMA. LASKENTA TEHDÄÄN LASKEMALLA ERILAISTEN TEHOKKAIDEN TILAVUUSPAINOJEN PAINOTETTU KESKIARVO. OHJEITA ERI TILANTEISIIN LÖYTYY mm. POHJARAKENNUSOHJEISTA JA RIL:N KÄSIKIRJOISTA.

MYÖS PERUSTASON YLÄPUOLELLA VOI OLLA KERROKSELLINEN MAA, JOLLOIN TOIMITAAN SAMALLA TAVALLA.

PERUSTAMINEN MASSANVAIHDOLLE





  • JOS MASSANVAIHDON PAKSUUS ON SUUREMPI KUIN ANTURAN LEVEYS  KÄYTETÄÄN MASSANVAIHTOMATERIAALIN KITKAKULMAN ARVOJA (N-KERTOIMET) JA TILAVUUSPAINOJA

  • JOS MASSANVAIHDON PAKSUUS < 0,25 x B  KÄYTETÄÄN POHJAMAAN ARVOJA

  • VÄLIARVOT INTERPOLOIDAAN SUORAVIIVAISESTI

YHDISTELMÄMAALAJI (KOHEESIO+KITKAMAA)
KOHEESION JA KITKAN HUOMIOON OTTAMINEN VOI ANTAA ARVELUTTAVAN SUURIA KANTAVUUSARVOJA, SUOSITELLAAN KÄYTETTÄVÄKSI PELKÄSTÄÄN KITKAN AIHEUTTAMAA KANTAVUUTTA.
JOS PERUSTUSTASON YLÄPUOLELLA KITKAMAAT+YHDISTELMÄMAATA (TAI KOHEESIOMAATA TAI VAIHTELEVAA KITKAMAATA)
 LASKETAAN VAIN MAAN PAINO =
TAI
KOHEESIOMAALTA PAINO JA KITKAMAALTA

PAINO x KANTAVUUSKERROIN

=

RIL 157 ”KÄYTÄNNÖSSÄ D ON MELKEIN AINA NIIN PIENI, ETTÄ SAADAAN RIITTÄVÄ TARKKUUS, JOS OTETAAN HUOMIOON AINOASTAAN YLÄPUOLISEN MAAN PAINO. ( ND – TERMI JÄÄ POIS TAI =1)



KOHEESIOMAALLA



, laskukaavassa on vain ykis laskenta-arvo koheesiolle ja tilavuuspainollelaskenta tehdään perustustason alapuolisen Su – arvon mukaan, yläpuoli on mukana vain painona .


PERUSTAMISTASON ALLA KERROKSELLINEN MAA




KITKAMAA





  • JOS  JA  VAIHTELEVAT VAIN VÄHÄN -> KÄYTETÄÄN PERUSTASOSTA SYVYYDELLE 0,5 x B OLEVAN MAAN ARVOJA

  • JOS ERI KERROSTEN KITKAKULMAT POIKKEAVAT KESKIARVOSTA VÄHEMMÄN KUIN 3O KÄYTETÄÄN KESKIARVOJA

  • JOS ARVOT POIKKEAVAT ENEMMÄN TAI LUJUUS HEIKKENEE ALASPÄIN  LIUKUPINTA-ANALYYSI


KOHEESIOMAA




C1


C2




  • JOS C1 ON LÖYHEMPI KERROS (PIENEMPI LUJUUS), KÄYTETÄÄN C1 - ARVOJA , JOS KERROKSEN PAKSUUS < B

  • JOS C2 ON LÖYHEMPI, LASKETAAN


Nm riippuu suhteesta C1/C2 (suljettujen leikkauslujuuksien suhteesta), kerrospaksuuden ja anturan leveyden suhteesta ja anturan muodosta. Arvo saadaan käyrästöstä RIL 157-2.

KUORMITUKSEN EPÄKESKISYYS







B


B
t




Bt/2




L




Lt

Lt/2

EÄKESKISESTI KUORMITETUN PERUSTUKSEN TEHOKAS PINTA-ALA ON




(symmetrinen - pisteen suhteen)
Pituussuunnan epäkeskisyyttä eL on kuvassa merkitty
Leveyssuunnan epäkeskisyyttä eB on merkitty


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©atelim.com 2016
rəhbərliyinə müraciət