23
GEOPROGRAM ul. Waszyngtona 18/23, 81-342 Gdynia [email protected] www.geoprogram.eu Tel.: +48 502 180 637 NIP: 586-205-14-69 Regon: 192871036 INSTRUKCJA UŻYTKOWANIA PROGRAMU PALE2005 (v.758) OBLICZANIE NOŚNOŚCI PALI OSIOWO WCISKANYCH I WYCIĄGANYCH WG PN-83/B-02842 Autor : mgr inż. Adam Pinkowski Konsultacje: dr hab. inż. Kazimierz Gwizdała, prof. PG Gdańsk, listopad 2009

GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

  • Upload
    doque

  • View
    241

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

G E O P R O G R A M

ul. Waszyngtona 18/23, 81-342 Gdynia [email protected] www.geoprogram.eu

Tel.: +48 502 180 637NIP: 586-205-14-69 Regon: 192871036

INSTRUKCJA UŻYTKOWANIA PROGRAMU PALE2005 (v.758)

OBLICZANIE NOŚNOŚCI PALI OSIOWO WCISKANYCH I WYCIĄGANYCH WG PN-83/B-02842

Autor : mgr inż. Adam Pinkowski

Konsultacje: dr hab. inż. Kazimierz Gwizdała, prof. PG

Gdańsk, listopad 2009

Page 2: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 2

Spis treści:

1. Wstęp ............................................................................................. 3

2. Przeznaczenie programu................................................................

3. Zasady obliczania nośności w programie Pale2005.......................

3

4

4. Instalacja i rejestracja programu..................................................... 12

5. Prezentacja i opis formularzy programu......................................... 13

5.1. Formularz podstawowy ....................................................... 14

5.2. Wprowadź/Zmień współczynniki pala.................................. 21

5.3. Wykres szczegółowy........................................................... 22

Page 3: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 3

1. WSTĘP

Program Pale2005 służy do obliczania nośności pali osiowo wciskanych

lub wyciąganych, pracujących pojedynczo lub w grupie, zgodnie z zaleceniami oraz

wytycznymi zawartymi w następujących materiałach:

1. Kazimierz Gwizdała, Adam Pinkowski, Metoda obliczania nośności pali

fundamentowych osiowo wciskanych i wyciąganych wg PN-83/B-02482.

Gdańsk 2009.

2. PN-83/B-02482 Fundamenty budowlane. Nośność pali i fundamentów

palowych. Warszawa 1984.

3. Mieczysław Kosecki, Komentarz do normy PN-83/B-02482. Szczecin 1988.

4. Mieczysław Kosecki, Statyka ustrojów palowych. Zasady obliczania

konstrukcji palowych metodą uogólnioną i fundamentów płytowo-palowych

metodą podłoża dwuparametrowego. Szczecin 2006.

5. Jerzy Świniański Instrukcja użytkowania. Program NP89. Obliczanie

nośności pali osiowo wciskanych i wyciąganych wg PN-83/B-02482. Gdańsk

1993.

2. PRZEZNACZENIE PROGRAMU

Za pomocą programu Pale2005 oblicza się stan graniczny nośności pali

osiowo wciskanych i wyciąganych siłami statycznymi zgodnie z rozdziałami 2 i 3

normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem

wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony.

Obliczenia odnoszą się do pali o średnicy trzonu do 1.8 m, pionowych

lub nachylonych, o maksymalnym nachyleniu 1:1.

W programie oblicza się nośność:

- wszystkich rodzajów pali podanych w tab. 4 normy,

- pali rurowych stalowych lub żelbetowych z dnem otwartym,

- pali stalowych z profili otwartych np. typu H,

- innych - możliwość zdefiniowania współczynników technologicznych pali

nie ujętych w normie.

Przekrój poprzeczny pali może być kołowy, prostokątny lub inny - bardziej

złożony.

W jednym przebiegu programu można obliczać pale wyciągane

Page 4: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 4

lub wciskane. Można analizować pale o krokowo zmiennej długości. Podłoże

gruntowe może być dowolnie uwarstwione, z warstwami słabymi występującymi

pod powierzchnią terenu i głębiej. Maksymalna liczba warstw wynosi 15.

Można uwzględnić w obliczeniach wytrzymałość gruntu na ścinanie Su

(np. z badań gruntu „in situ"). W obliczeniach pali wciskanych można

uwzględnić dodatkowo tarcie negatywne gruntu.

W przypadku pali wierconych z poszerzoną podstawą program uwzględnia

redukcję tarcia pobocznicy nad poszerzoną podstawą pala.

Program Pale2005 nie oblicza nośności pali posadowionych na skale (p. 2.2.5

normy), a także wciskanych pali tarciowych (zawieszonych).

3. ZASADY OBLICZANIA NOŚNOŚCI W PROGRAMIE PALE2005

Zasady obliczania nośności pali są zgodne z normą PN-83/B-02482 i oparte

na „Metodzie obliczania nośności pali fundamentowych osiowo wciskanych

i wyciąganych wg PN-83/B-02482”.

Nośność pali wyciąganych obliczana jest według wzorów 3, 10 lub 14 normy.

Podstawowe założenia realizowane przez program Pale2005 przy obliczaniu

nośności pali wciskanych i wyciąganych przedstawia rys.1.

Rysunek 1. Schemat obliczeń nośności pali w programie Pale2005 [1]

Page 5: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 5

Wartości charakterystyczne jednostkowego oporu gruntu pod podstawą pala q

(tablica 1 normy) oraz jednostkowego oporu gruntu wzdłuż pobocznicy pala t

(tablica 2 normy) są w programie wczytane na stałe. Istnieje jednak możliwość

wprowadzenia tych wartości przez projektanta. Wartości współczynników

redukcyjnych m1 dla pali w grupie (tab. 8) oraz wykres zależności tarcia t od

wytrzymałości gruntu Su (rys.3 normy) są w programie opisane odpowiednimi

funkcjami.

W przypadku pali wierconych z poszerzoną podstawą, co program rozpoznaje po

zadanej średnicy podstawy większej od średnicy trzonu, następuje automatyczna

redukcja tarcia na pobocznicy wg rys.4 normy.

Page 6: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 6

Rysunek 2. Sposoby interpolacji q i t w różnych warunkach gruntowych [1]

Obliczanie wartości q i t oraz nośności pali w szczególnych warunkach

gruntowych, przedstawionych na rys.2 - (rys.5 normy), jest w programie

realizowane według punktu 2.2.4 normy i zaleceń Komentarza do normy.

Wyjściowa rzędna zi do interpolacji q i t (rys.1) może być wprowadzona

Page 7: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 7

bezpośrednio przez użytkownika lub wyznaczana automatycznie przez program, na

podstawie określonej przez użytkownika liczby warstw tarcia negatywnego.

W ostatnim przypadku w sytuacjach przedstawionych na rys.2c, 2e, 2h i 2i

(uaktualniony rys.5 normy) zastępczy poziom interpolacji obliczany jest według

propozycji „Komentarza do normy...".

Dodatkowo uwzględniana jest głębokość wykopu (rys.2d normy) oraz

automatycznie wyszukiwane są głębiej leżące nienośne warstwy gruntu

o miąższości hi, powyżej 0.5 m (rys.2a, 2b, 2g i 2h normy).

Wartości obliczeniowe tarcia negatywnego (ujemnego) gruntu mogą być

w programie wyznaczane:

- automatycznie – w programie przyjmuje się ze znakiem ujemnym wartości

tarcia t wg. pkt 2.2.6.a z tab. 3 (należy wprowadzić γm=1) i z tab.2 normy,

zgodnie z punktem 2.2.6.b normy (należy wprowadzić γm≥1.1).

- ręcznie – podanie w danych ze znakiem ujemnym wartości obliczeniowych

tarcia negatywnego umożliwia uwzględnienie przypadku b punktu 2.2.6

normy wg. oceny projektanta, np. na podstawie analizy osiadania gruntu

względem pala pod wpływem ciężaru własnego i/lub obciążenia naziomu,

albo w wyniku obniżenia poziomu wód gruntowych.

Współczynniki technologiczne Sp , Ss , Sw są wyznaczane automatycznie

z wczytanej na stałe w programie tablicy 4 normy, na podstawie podanego rodzaju

pala oraz znanych charakterystyk kolejnych warstw gruntu. Puste miejsca w tablicy 4

normy zastąpiono zerami w przypadku gruntów spoistych, a dla gruntów niespoistych

o ID > 0.67 wartościami odpowiadającymi gruntom średnio zagęszczonym.

W ostatnim przypadku w programie przyjmuje się do obliczeń automatycznie wartości

q z tab.1 i t z tab.2 normy dla ID=0.67.

Ponadto w programie jest możliwość zdefiniowania nowego rodzaju pala

poprzez wprowadzanie własnych współczynników technologicznych.

W przypadku pali rurowych otwartych nośności pali obliczane są według wzorów

9 i 10 normy, a wartości współczynników redukcyjnych a1 - do nośności podstawy

i a2i - do nośności pobocznicy pala wyznaczane są automatycznie według tablic 5 i 6

normy. Istnieje również możliwość wprowadzenia ręcznego zmienionej wartości tych

współczynników dla pierwszej, wyjściowej długości pala. Bowiem przy obliczaniu

nośności pali wielu długości, dla kolejnych pali automatycznie określane są tylko

wartości normowe współczynników a1 i a2i (zmienia się wartość h/Dw).

Page 8: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 8

Program Pale2005 sprawdza automatycznie warunki zagłębienia pali w gruncie

wg wymagań pkt. 2.2.4 oraz 2.2.9.1 normy i warunków dodatkowych, które nie

zostały ujęte w wydaniu normy PN-83/B-02482 z roku 1984, a mianowicie:

a) Program Pale2005 informuje odpowiednim komunikatem na podstawie

wprowadzonych do obliczeń długości pala, że:

- cały pal tkwi w gruncie nienośnym,

- grunty nośne są uwarstwione, a podstawa pala wciskanego znajduje się

w gruncie luźnym, plastycznym lub miękkoplastycznym.

b) Jako minimalne zagłębienie podstawy pala wciskanego w warstwie gruntu

nośnego w programie przyjęto:

1.0 m - dla gruntów zagęszczonych (ID >0.67), spoistych zwartych

i półzwartych (IL ≤0) oraz

1.5 m - gdy nośność podstawy przekracza 50% całej nośności pala,

2.0 m - dla gruntów średnio zagęszczonych (0.33< ID ≤ 0.67)

i twardoplastycznych (0<IL ≤0.25),

5.0 m - dla gruntów luźnych (0.2<ID≤0.33) i spoistych plastycznych (0.25<IL≤0.5)

i to tylko w przypadku, gdy cała (co najmniej 5m) ta część pala

osadzona jest wyłącznie w takich gruntach, opór gruntu q przyjmuje się

dla gruntu słabszego oraz spełniony jest warunek c.2 (pkt 2.2.4 normy)

b1) Jeżeli minimalne zagłębienie pala nie jest spełnione w warstwie

osadzenia jego podstawy, to w gruntach uwarstwionych jest analizowane

zagłębienie łączne z uwzględnianiem nadległych warstw gruntu nośnego.

b2) - Łączne zagłębienie pala w warstwach gruntów nośnych jest

sprawdzane przy spełnieniu warunku minimalnego zagłębienia podstawy

pala dla najsłabszej z warstw gruntów nadległych o ID>0.33 lub IL≤0.25,

Do porównania nośności gruntów warstw nadległych wykorzystywana jest

jednostkowa nośność obliczeniowa gruntu podstawy pala określona

z uwzględnieniem współczynników technologicznych (pod warunkiem, że

ich wartości są większe od zera):

)1()1()1(

)()()(

+++

=ipimi

ipimi

SqSq

WQPγγ

Page 9: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 9

gdzie WQP - współczynnik porównawczy;

- jeżeli łączne zagłębienie pala nie jest spełnione z uwzględnieniem

kolejnych warstw nośnych, to drukowany jest komunikat

o niedostatecznym zagłębieniu pala w gruncie nośnym;

- jeżeli łączne zagłębienie pala w warstwach nośnych jest spełnione,

a podstawa pala osadzona jest w warstwie dolnej słabszej, to obliczana

jest nośność podstawy pala z uwzględnieniem parametrów

geotechnicznych warstwy dolnej słabszej;

- jeżeli łączne zagłębienie w warstwach nośnych gruntu jest wystarczające,

a pal jest zagłębiony mniej niż 1 m w warstwie dolnej o większej nośności

podstawy pala, to do obliczania nośności podstawy pala brana jest

warstwa górna słabsza z uwzględnieniem aktualnego zagłębienia

podstawy pala. Przy zagłębieniu podstawy pala co najmniej 1m

w warstwie dolnej o większej nośności, obliczana jest nośność podstawy

pala z uwzględnieniem parametrów geotechnicznych warstwy dolnej

o większej nośności.

c) Po spełnieniu warunków zagłębienia pala wciskanego w gruncie nośnym, program

analizuje warunki geotechniczne pod jego podstawą:

c1) Jeżeli podstawa pala dla jego rozpatrywanej długości jest zagłębiona

poprawnie w gruncie nośnym spoistym, a niżej, w warstwie następnej,

występuje grunt nośny niespoisty, to obliczenia są wykonywane i drukowana

jest informacja, ze takie zagłębienie pala w gruncie nośnym nie jest

zalecane.

c2) Jeżeli podstawa pala jest dostatecznie zagłębiona w gruncie nośnym

w programie sprawdzany jest warunek czy w odległości od podstawy pala

mniejszej niż 5Dp występuje grunt organiczny lub spoisty w stanie

miękkoplastycznym (IL > 0.5) o miąższości h ≥ 0.2m. Jeżeli zachodzi taki

przypadek, to program nie drukuje wyników obliczeń, a odpowiedni

komunikat.

Uwaga: Średnicę podstawy pala Dp program określa automatycznie na

podstawie rodzaju pala i kształtu jego przekroju, przyjmując:

- dla pali o przekroju kołowym średnicę podstawy pala,

Page 10: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 10

- dla pali o przekroju prostokątnym średnicę zastępczą przekroju

kołowego równego powierzchni przekroju prostokątnego,

- dla pali o przekroju złożonym większą wartość średnicy zastępczej,

obliczonej z obwodu lub powierzchni podstawy pala o przekroju

złożonym.

c3) Jeżeli pal jest osadzony prawidłowo w uwarstwionym gruncie nośnym i nie

zachodzi przypadek c2), program sprawdza czy głębiej, w odległości od

podstawy pala mniejszej niż 2.5Dp, występuje warstwa gruntu spoistego w

stanie plastycznym (0.25<IL≤0.50) lub niespoistego luźnego (0.20≤ID≤0.33).

Jeżeli tak, to wyniki obliczeń nie są zapisywane dla takiej długości pala i

drukowany jest o tym odpowiedni komunikat.

c4) Jeżeli nie zachodzi przypadek c2) lub c3), a w odległości od podstawy pala

mniejszej niż 2.5Dp znajduje się następna warstwa nośna gruntu o innych

parametrach geotechnicznych to nośność podstawy pala jest określona dla

warstwy słabszej, z uwzględnieniem aktualnej rzędnej jej osadzenia.

c5) Jeżeli nie zachodzi przypadek c2), a odległość od podstawy pala do stropu

warstwy następnej wynosi co najmniej 2.5Dp, program oblicza dla danej

długości nośność pala.

Warunki dodatkowe sformułowane w pkt. 2.2.9.2 i 2.2.9.3 normy nie są

w programie uwzględnione. Możliwe jest pośrednie sprawdzanie warunku pkt.

2.2.9.2 normy przez umowne określenie w danych rzędnej przecięcia osi pala

z teoretyczną linią klina odłamu przez „rzędną wykopu” (por. pkt 5.1).

W programie Pale2005 może być analizowana nośność pali w grupie.

W pierwszej kolejności sprawdzane są wtedy warunki zawarte w pkt. 3.1 i 3.2 normy.

Jeżeli warunki opisane w pkt. 3.1 i 3.2 są spełnione program przyjmuje wartość

współczynnika m1 = 1. W pozostałych przypadkach wyznaczane są strefy naprężeń

w gruncie wokół pali według punktu 3.4 i tablicy 7 normy. W gruntach uwarstwionych

obliczenia stref naprężeń prowadzone są od stropu pierwszej warstwy nośnej. Dla

warstw nienośnych gruntu (t = 0) leżących powyżej pierwszej warstwy nośnej

przyjęto tg α= 0.0. Jeżeli poniżej warstw nośnych (t > 0) występują dalsze warstwy

słabe (t = 0) np. grunty organiczne, względnie bardzo luźne piaski (ID < 0.2) lub

miękkoplastyczne grunty nieorganiczne (IL > 0.75), to w obliczeniach stref naprężeń

w tych gruntach przyjęto, że α= 1° (tg α = 0.017). W przypadku wzorów (13) i (14)

Page 11: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 11

normy program automatycznie przyjmuje współczynnik redukcyjny m1 wyznaczony

dla zadanych rozstawów osiowych pali.

Program Pale2005 wyklucza możliwość liczenia nośności pali w grupie przy

zbyt małych rozstawach R pali wyciąganych lub wciskanych, a mianowicie, jeżeli

rozstaw tych pali wynosi:

- R < 2D dla pali wierconych,

- R < 3.5D dla pali Franki,

- R < 3D dla pozostałych rodzajów pali.

gdzie D - średnica trzonu pala określona automatycznie przez program, dla

przekroju pala:

- kołowego - średnica trzonu pala,

- prostokątnego - średnia długość boku przekroju prostokątnego,

- złożonego - średnica okręgu obliczona z obwodu pala o przekroju

złożonym.

Program Pale2005 i norma PN-83/B-02482 nie ograniczają długości osadzenia pali

w gruntach nośnych. Dlatego ważne jest, aby w danych do obliczeń programem

Pale2005 były podawane realne długości pali, czyli takie, które można zrealizować

w występujących warunkach geotechnicznych wg projektowanej technologii

wykonania pali.

Uwaga! Występują pewne różnice w obliczeniach programu Pale2005

w stosunku do NP89.

Do programu Pale2005 wprowadzono, zgodnie z normą palową, uściślone

zasady obliczania nośności pali wciskanych w gruntach uwarstwionych (por. pkt 3).

Istnieje również różnica dotycząca sposobu wyznaczania współczynników

technologicznych Sp i Ss, w gruntach niespoistych, dla pali Vibro. Program Pale2005

wyznacza te współczynniki analogicznie do metody dla pali Franki, opisanej

w Komentarzu do normy.

Page 12: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 12

4. INSTALACJA I REJESTRACJA PROGRAMU

Instalacja programu Pale2005 jest bardzo prosta. Wystarczy ściągnąć

aktualną wersję w postaci pliku pale2005.zip ze strony www.geoprogram.eu lub

www.pale.wilis.pg.gda.pl i rozpakować jego zawartość do dowolnego katalogu.

Uruchomić plik SetupPale2005.exe i kliknąć kilka razy przycisk Dalej.

Po przeprowadzeniu instalacji w menu Start pojawi się ikona programu

oraz katalog Pale2005, w którym oprócz skrótu do programu znajduje się także skrót

do niniejszej instrukcji. Ikonę programu będzie można również znaleźć w pasku

szybkiego uruchamiania.

Po uruchomieniu pliku Pale2005.exe wyświetli się formularz podstawowy

(Rys. 4). Można do niego od razu wprowadzać dane, jednak aby je zapisać i/lub

przeprowadzić obliczenia należy najpierw zarejestrować program. Można tego

dokonać postępując wg zaleceń zawartych w formularzu Rejestracja programu

Pale2005 (Rys. 3), który uruchomi się po wybraniu menu Pomoc -> Rejestruj

na formularzu podstawowym.

Rysunek 3. Formularz Rejestracja programu Pale2005

Page 13: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 13

5. PREZENTACJA I OPIS FORMULARZY PROGRAMU

5.1 . Formularz podstawowy

Po uruchomieniu programu zobaczymy formularz podstawowy (Rys.4).

Za pomocą tego formularza można wprowadzać i zmieniać wszystkie niezbędne do

obliczeń dane.

Menu formularza składa się z trzech pozycji Plik, Obliczenia i Pomoc. W menu

Plik znajdują się następujące opcje:

- Nowy

- Otwórz

- Import danych programu NP89

- Zapisz jako...

- Zapisz

- Zamknij

Większość tych opcji nie wymaga komentarza. Warto jednak wiedzieć,

że pliki programu Pale2005 zapisywane są z rozszerzeniem *.pin.

Przydatną funkcją zawartą w menu jest Import danych programu NP89. Funkcja

ta pozwala na wprowadzanie danych zapisanych za pomocą programu NP89.

Ma ona jednak pewne ograniczenia. Program Pale2005 analizuje jednocześnie tylko

jeden przekrój poprzeczny pala i jeden sposób pracy (albo wciskanie albo

wyciąganie). Dlatego podczas importu danych wybierane są wymiary pierwszego

przekroju i jeden rodzaj pracy.

W menu Obliczenia znajdują się następujące pozycje:

- Opory jednostkowe q i t

- Nośność pala

- Utwórz kod wykresów dla programu AutoCAD

- Wykresy interpolacji

- Zapisz wyniki w pliku *.txt

- Zapisz wyniki w pliku *.slk

Dokładny opis wymienionych funkcji przedstawiony jest kilka stron dalej,

przy okazji omawiania ramki Obliczenia.

Page 14: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 14

W menu Pomoc mamy do dyspozycji opcje:

- Instrukcja

- Aktualizuj

- Rejestruj

- Pale2005

Pierwsza z wymienionych wyżej opcji, to skrót do niniejszej instrukcji. Zostanie

ona również uruchomiona po wciśnięciu klawisza F1. Po wybraniu opcji Aktualizuj

program zostanie zastąpiony najnowszą wersją znajdującą się w Internecie. Program

Pale2005 jest jednak wyposażony w narzędzia, które automatycznie sprawdzają, czy

zainstalowana wersja jest „najświeższa”, o ile komputer jest podłączony do Internetu.

O Rejestracji wspomniano już wyżej (patrz 3). Wybranie opcji Pale2005

spowoduje uruchomienie formularza, który zawiera między innymi numer wersji

programu oraz okno, w którym otwierana jest strona internetowa, na której zawsze

znajduje się najświeższa wersja programu. Dzięki temu można łatwo sprawdzić

aktualność programu.

Niżej przedstawiono przykładowy wydruk formularza podstawowego

z wprowadzonymi danymi, po wykonaniu obliczeń.

Rysunek 4. Formularz podstawowy

Page 15: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 15

Aby wprowadzić nazwę projektu należy dwukrotnie kliknąć na napis Nowy

projekt, znajdujący się tuż pod paskiem narzędzi, w górnej, lewej części formularza.

W celu ułatwienia użytkowania programu wszystkie kontrolki na formularzu

zgrupowano w pięciu ramkach głównych:

- Dane pala (zawiera ramkę wewnętrzną Sposób pracy)

- Profil geotechniczny

- Wykres

- Obliczenia (zawiera ramkę wewnętrzną Poziom interpolacji)

- Wielokrotne obliczenia

Dane pala

Po uruchomieniu zarejestrowanego programu, w pierwszej kolejności należy

wybrać rodzaj pala. Służy do tego rozwijane menu. Zawiera ono 21 pozycji:

- Pal prefabrykowany żelbetowy wbijany

- Pal prefabrykowany żelbetowy wpłukiwany (ostatni 1m wbijany)

- Pal prefabrykowany żelbetowy wwibrowywany

- Pal Franki

- Pal Vibro

- Pal wiercony w rurze obsadowej wyciąganej

- Pal wiercony z pozostawieniem rury obsadowej w gruncie

- Pal wiercony w przypadku zagłębienia i wyciągania rury obsadowej

głowicą pokrętną

- Pal wiercony w zawiesinie iłowej

- Pal wiercony metodą obrotowo-ssącą z płuczką wodną

- Pal Wolfsholza

- Pal stalowy rurowy z dnem zamkniętym wbijany

- Pal stalowy rurowy z dnem zamkniętym wpłukiwany (ostatni 1m

wbijany)

- Pal stalowy rurowy z dnem zamkniętym wwibrowywany

- Pal stalowy z profilu wbijany

- Pal stalowy z profilu wpłukiwany (ostatni 1m wbijany)

- Pal stalowy z profilu wwibrowywany

- Pal rurowy z dnem otwartym wbijany

- Pal rurowy z dnem otwartym wpłukiwany (ostatni 1m wbijany)

- Pal rurowy z dnem otwartym wwibrowywany

- Inny

Page 16: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 16

W zależności od wyboru rodzaju pala program automatycznie uaktywnia,

dezaktywuje lub zmienia odpowiednie kontrolki na formularzu. Oto przykłady:

Kiedy wybierzemy dowolne pale wiercone zablokuje się menu wyboru kształtu

pala i ustawi wartość kołowy.

Po wybraniu pali stalowych z profilu uaktywni się kontrolka (obliczenia wg pkt.

2.2.1 normy).

Jeżeli wybrany zostanie jeden z pali rurowych z dnem otwartym uaktywnią się

kontrolki Wypełniony betonem i Rura żelbetowa (obliczenia wg normy).

Jeżeli, w końcu, wybierzemy rodzaj pala Inny uaktywni się przycisk

Wprowadź/Zmień współczynniki. Jego naciśnięcie spowoduje uruchomienie

odpowiedniego formularza (patrz 4.2).

Po wybraniu rodzaju pala należy wybrać kształt przekroju pala za pomocą

wspomnianego już menu wyboru. Podobnie jak wcześniej zmiany wartości

na rozwijanej liście (Kołowy, Prostokątny, Złożony) spowodują pewne zmiany

na formularzu, a konkretnie – opisy dwóch niższych pól.

Po wybraniu wartości Kołowy poniższe etykiety zmienią wartości na Średnica trzonu

[m] oraz Średnica podstawy [m] (dla pali wierconych) lub Wsp.zwiększenia [-]

(dla pozostałych). Jeżeli wybierzemy Prostokątny wyświetli się Bok a [m] i Bok b [m].

Wybór Złożony spowoduje, że owe pola będą opisane Obwód [m] (długość

najmniejsza wieloboku niewklęsłęgo opisanego po obwodzie profilu) oraz Pole

podstawy [m2]. Dla pali o przekroju złożonym z profili stalowych otwartych,

pole powierzchni podstawy w gruntach niespoistych zostanie zwiększone do obliczeń

o 30%, zgodnie z pkt. 2.2.1 normy.

W ramce dane pala widoczne są także okienka:

Długość pala [m],

Rzędna głowicy [mppt],

Rzędna wykopu [mppt] (nazwa umowna, pod którą można wprowadzić do obliczeń

również np.: rzędną oczepu lub rzędną przecięcia osi pala

z płaszczyzną klina odłamu)

Rzędna zmiany średnicy [mppt].

Page 17: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 17

To ostatnie będzie zawsze zablokowane z wyjątkiem obliczania pali wierconych

z podstawą poszerzoną, w których Średnica trzonu będzie różna od Średnicy jego

podstawy.

Za poziom odniesienia (rzędna = 0[mppt]) program przyjmuje poziom terenu,

przy czym wartości rzędnych rosną wraz z głębokością. Stąd wprowadzenie wartości

ujemnej w okienku Rzędna głowicy spowoduje przyjęcie pala z głowicą powyżej

poziomu terenu.

W omawianej ramce Dane pala znajduje się wewnętrzna ramka Sposób pracy.

Znajdują się tu dwa rozwijane menu. W pierwszym wybieramy czy pal pracuje jako

Wciskany czy Wyciągany. Drugie menu służy do ustalenia czy pal pracuje, jako

Pojedynczy czy W grupie. Różne kombinacje tych wartości spowodują aktywacje

lub dezaktywację zawartych tu okienek: Rozstaw [m], Liczba pali, Szer.gr. [m],

oraz Dł.gr. [m].

Profil geotechniczny

Uwaga! Parametry geotechniczne podłoża należy określać do głębokości większej

niż 5Dp pod podstawą obliczanego pala.

Ustalenie Liczby warstw gruntu (1-15), za pomocą pionowego suwaka,

spowoduje wyświetlenie odpowiedniej liczby okienek z parametrami gruntów.

Pomiędzy suwakiem, a oknami do wprowadzania parametrów gruntu znajdują się

przyciski służące do dodawania (pomiędzy istniejące warstwy) lub usuwania

konkretnych warstw gruntu.

Pierwsza kolumna okienek to Nr, czyli najzwyczajniej liczba porządkowa.

Na listę h [m] wpisujemy miąższości kolejnych warstw. Można jednak również

wprowadzać rzędne spągów. W tym celu należy kliknąć nagłówek tej kolumny. Jego

opis zmieni się wówczas na rz.sp. [mppt].

Na liście grunt możemy wybrać odpowiedni rodzaj gruntu za pomocą rozwijanego

menu. Lista IL/ID [-] służy do wprowadzenia stanu gruntu. W przypadku gruntów

spoistych zwartych o IL<0, zamiast IL należy podawać zastępczo IL’= - wn/wp, gdzie

wn – wilgotność naturalna, wp – granica plastyczności.

Na liście wsp.mat.[-] należy podać współczynniki γm (pkt. 2.2.3.normy).

Efektywny ciężar objętościowy gruntu wprowadzamy na liście gam(‘)[kN/m3].

Page 18: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 18

Lista woda służy do zaznaczenia, od której warstwy występuje woda

gruntowa. Wskazanie wody na dowolnym poziomie spowoduje, że w warstwie

wskazanej oraz niższych wartość woda ustawi się na . Jeżeli chcemy później

obniżyć poziom wody należy „odhaczać” ją kolejno w niższych warstwach.

Ustalenie poziomu wody spowoduje wyświetlenie odpowiedniego symbolu na

wykresie pomocniczym. Poziom ten ma jednak wpływ tylko na wartości parametrów

a1 i a2 dla pali rurowych z dnem otwartym.

Na liście Su [kPa] możemy wprowadzić wytrzymałość gruntu na ścinanie (jeżeli

chcemy wykorzystać ją do obliczeń).

Druga lista wsp.mat.[-] dotyczy współczynników materiałowych dla Su.

Wykres

Następną w kolejności ramką jest Wykres. Prosty rysunek służy do bieżącej

kontroli wprowadzanych wartości. Pozwala to na kontrolę położenia pala w stosunku

do warstw gruntu. Ponadto z wykresu można odczytać rzędne spągów warstw,

rzędną podstawy pala, oraz poziom wody.

Wykres zostanie wygenerowany po wprowadzeniu dodatniej długości pala

oraz miąższości pierwszej warstwy gruntu.

Klikając na niego dwukrotnie otwiera się okno dialogowe umożliwiające zapis

wykresu w postaci pliku graficznego.

Obliczenia

Nazwa kontrolki Przyjąć do obliczeń Su sama ją opisuje. Po wybraniu tej opcji

i wprowadzeniu wartości Su oraz współczynnika materiałowego dla dowolnej warstwy

geotechnicznej wartości obliczeniowe oporów gruntu będą obliczane według punktów

2.2.2.1 oraz 2.2.3.1 normy.

Wprowadzona przez użytkownika liczba warstw tarcia neg. określa nr warstwy, która

będzie ostatnią (licząc od góry) obciążającą pal tarciem negatywnym. W przypadku

pali wyciąganych kontrolka ta będzie nieaktywna i wyłączona.

W ramce wewnętrznej Poziom interpolacji, znajdują się dwie opcje do wyboru.

Przy wybranej opcji automatycznie program będzie wyznaczał poziom zi względem

rzędnej spągu ostatniej warstwy obciążających pal tarciem negatywnym. Wybranie

opcji manualnie w m ppt pozwala wprowadzić wartość poziomu interpolacji wprost.

Page 19: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 19

Po naciśnięciu przycisku Nośność pala z paska narzędzi lub menu Obliczenia

program, w pierwszej kolejności, dokona sprawdzenia, czy użytkownik wprowadził

poprawnie wszystkie dane. W przypadku zerowej miąższości lub zerowego ciężaru

gruntu oraz przy braku informacji o rodzaju gruntu w podstawie pala obliczenia są

przerywane i wyświetlany jest odpowiedni komunikat.

Jeżeli wszystkie dane są wprowadzone prawidłowo, wyznaczane są:

- opory jednostkowe gruntu (z tablic 1 i 2 normy PN-83/B-02842),

występujące wzdłuż pobocznicy i pod podstawą pala oraz

odpowiadające im

- wartości obliczeniowe, które poprzez swoją zależność od głębokości

krytycznych, uwzględniają rodzaj pala,

- normowe współczynniki technologiczne Ss i Sp lub Sw oraz opcjonalnie

- współczynniki a1 i a2 dla pali rurowych otwartych.

Wyniki tych obliczeń będą wyświetlone na pięciu poniższych listach w kolumnach.

Od lewej:

- numer warstwy geotechnicznej,

- normowe (za wyjątkiem rodzaju pala Inny) wartości współczynników

technologicznych Ss i Sp (lub tylko Sw w przypadku pali wyciąganych),

- normowe wartości graniczne oporów gruntu t i q (lista aktywna) oraz

odpowiadające im

- wartości obliczeniowe (lista aktywna),

- współczynniki a2 i a1 – w przypadku pali rurowych z dnem otwartym

(lista aktywna).

Aktywność list oznacza, że po dwukrotnym kliknięciu w dowolną pozycję lub

wciśnięciu klawisza Enter po wybraniu wartości, można ją zmienić za pomocą

uruchamianego wówczas okna dialogowego.

Jeżeli zmieni się któreś z tych wartości, przy ponownym obliczaniu nośności,

program zapyta, czy wyznaczyć je automatycznie, czy przyjąć, te które są

na formularzu (na listach). Informacje o wprowadzonych, ewentualnych zmianach

zostaną ujęte na wydrukach wyników.

W dalszej kolejności program sprawdza dodatkowe warunki poprawności

danych, a następnie oblicza nośność pala. Wyniki wyświetlane są na najniższej w tej

ramce liście. Oprócz wartości nośności wyświetlane są także różne wartości

pośrednie wykorzystywane przez program do obliczeń.

Page 20: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 20

Ponadto, jeżeli w ramce Wielokrotne obliczenia wprowadzone będą dodatnie

wartości w okienkach Liczba zmian długości oraz Przyrost długości, program

wyznaczy nośności dla kolejnych pali, o skokowo rosnącej długości (szczegóły

dotyczące ramki Wielokrotne obliczenia opisano niżej).

Po wybraniu opcji: Utwórz kod wykresów dla programu AutoCAD, Wykresy

interpolacji, Zapisz wyniki w pliku *.txt lub Zapisz wyniki w pliku *.slk z menu

Obliczenia lub paska narzędzi, program wykonuje te same obliczenia, co po

naciśnięciu przycisku Nośność pala, lecz następnie uruchamia dodatkowe procedury.

Przycisk Utwórz kod wykresów dla programu AutoCAD powoduje wprowadzenie do

schowka systemowego kodu, który należy wkleić do wiersza poleceń programu

AutoCAD. Po wykonaniu tych czynności zostaną wyświetlone wykresy interpolacji

wartości oporów jednostkowych.

Przyciski Wykres interpolacji powoduje otwarcie formularza opisanego w punkcie 4.3.

Naciśnięcie przycisku Zapisz wyniki w pliku *.txt rozpocznie procedurę prowadzącą

do zapisania wyników w pliku tekstowym i wyświetlenie tego pliku za pomocą

notatnika systemowego.

Przycisk Zapisz wyniki w pliku *.slk służy do zapisania wyników obliczeń programu

w pliku edytowalnym przez program Microsoft Excel.

Wielokrotne obliczenia

Ramka to służący do porównania nośności pali dla długości skokowo

rosnących. W okienku Liczba zmian długości wpisujemy dla ilu różnych długości

mają być wykonane obliczenia. Natomiast w okienku Przyrost długości [m]

wprowadzamy krok zmiany długości dla kolejnych pali. Jeżeli w okienku Liczba zmian

długości wpiszemy wartość większą od zera, to na wydrukach wyników (Zapisz

wyniki w pliku *.txt oraz Zapisz wyniki w pliku *.slk) znajdą się wyniki obliczeń

nośności dla wszystkich kolejnych długości. Jednak część wyników pośrednich

będzie dotyczyła tylko pala o długości wyjściowej.

W przypadku, gdy dla ostatniej długości pala nie będzie znany grunt

w podstawie, program przerwie obliczenia informując użytkownika odpowiednim

komunikatem.

Skrócone wyniki obliczeń wyświetlane są na formularzu, na zamieszczonych

listach.

Page 21: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 21

5.2. Wprowadź/Zmień współczynniki pala

Poniższy formularz zostanie uruchomiony po naciśnięciu przycisku

Wprowadź/Zmień współczynniki w ramce Dane pala formularza podstawowego

(patrz 5.1). Przycisk ten będzie aktywny po wybraniu rodzaju pala Inny.

Rysunek 5. Formularz Wprowadź/Zmień współczynniki pala

Formularz ten służy do definiowania własnego rodzaju pala. Po wprowadzeniu

współczynników i opisu rodzaju pala oraz wciśnięciu przycisku OK dane pala zostaną

zapisane w otwartym projekcie. Ponadto istnieje tu możliwość zapisania

wprowadzonych współczynników „na zewnątrz” za pomocą przycisku z ikoną

dyskietki. Jeżeli użyjemy tej opcji wprowadzone współczynniki zostaną zapisane w

pliku o rozszerzeniu *.pal i będą mogły być wykorzystane w innym projekcie. W celu

wprowadzenia zapisanych wcześniej współczynników należy użyć przycisku

oznaczonego ikoną katalogu (folderu).

Uwaga! Współczynniki technologiczne Sp i Ss, dla gruntów niespoistych,

dla pali inny interpolowane są analogicznie, jak dla pali Franki i Vibro.

Obliczeniowa wartość oporu gruntu pod podstawą pala interpolowana jest, jak

dla pali niewierconych (rys 1.a normy).

Page 22: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 22

5.3. Wykres szczegółowy

Poniższy formularz zostanie uruchomiony po wybraniu opcji Wykresy

interpolacji z menu Obliczenia lub naciśnięciu przycisku oznaczonego ikoną wykresu

na pasku narzędzi.

Rysunek 6. Formularz Wykres szczegółowy

Formularz ten służy do sprawdzenia poprawności obliczeń. Przedstawiono tu

warstwy gruntu, położenie pala, przebieg promienia strefy naprężeń.

Oznaczono także sposób interpolacji qr. Można stąd odczytać poziom

interpolacji zi, głębokość krytyczną hci, maksymalny opór jednostkowy

pod podstawą q oraz wynik interpolacji qr.

Po prawej stronie znajdują się wykresy interpolacji tr. Przedstawiono tu

fragmenty wykresów odpowiadające kolejnym warstwom gruntu oraz wartości

oporów jednostkowych.

W menu Wykres formularza dostępna jest opcja Zapisz jako bitmapę. Służy

ona do zapisania wykresu w postaci pliku o rozszerzeniu *.bmp.

Page 23: GEOPROGRAM · normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony

Instrukcja użytkowania programu PALE2005 23

Mamy nadzieję, że program Pale2005 został opisany w sposób wyczerpujący,

a praca z nim będzie dla Państwa przyjemnością. W razie pytań lub uwag prosimy

o kontakt ([email protected]). Dołożymy wszelkich starań aby usprawnić

jego działanie i ułatwić Państwu pracę.

mgr inż. Adam Pinkowski