24
10.1. ZADATAK Za zadani primjer zasjeka sa lomljenom linijom tla iza zida, grafičkim postupkom prema Culmann-u, odrediti silu aktivnog tlaka. Za tlo su zadana svojstva: c k =0 (kPa), k =40, =20 (kN/m 3 ). Pretpostaviti da nema trenja na dodiru tla i potporne konstrukcije (=0). RJEŠENJE Odredimo veličinu sile aktivnog tlaka za nagib linije tla iza zida za položaj I i II, i to grafičkim postupkom prema Culmann-u (crteži u nastavku). Nađimo raspodjelu aktivnog tlaka za oba nagiba: položaj I - visina 6.0 (m) položaj II - visina 7.0 (m)

10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

  • Upload
    doduong

  • View
    214

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

10.1. ZADATAK

Za zadani primjer zasjeka sa lomljenom linijom tla iza zida, grafičkim postupkom prema

Culmann-u, odrediti silu aktivnog tlaka. Za tlo su zadana svojstva:

ck=0 (kPa),

k=40,

=20 (kN/m3).

Pretpostaviti da nema trenja na dodiru tla i potporne konstrukcije (=0).

RJEŠENJE

Odredimo veličinu sile aktivnog tlaka za nagib linije tla iza zida za položaj I i II, i to

grafičkim postupkom prema Culmann-u (crteži u nastavku). Nađimo raspodjelu aktivnog tlaka

za oba nagiba:

položaj I - visina 6.0 (m)

položaj II - visina 7.0 (m)

Page 2: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

Položaj I: (treba odabrati mjerilo crtanja sila)

)m'kN( 6012

620a

2

hγW 1

i

(težina trokuta tla za nagib tla: položaj I)

Položaj II:

)m'kN( 72.512

cos15720a

2

hγW 2

i

(težina trokuta tla za nagib tla: položaj II)

S crteža očitano: PAI= 190 (kN/m')

PAII= 195 (kN/m')

Page 3: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

Raspodjela naprezanja:

(kPa) 71.550.7

2195

h

2Pe

(kPa) 33.630.6

2190

h

2Pe

2

AII

2A

1

AI

1A

Promatrano od vrha zasjeka, raspodjela za nagib 30 vrijedi do sjecišta sa raspodjelom za

nagib 15. Pretpostavimo linearnu raspodjelu od vrha dijagrama za nagib I do sjecišta ova dva

dijagrama, a od sjecišta do dna zasjeka raspodjelu za nagib II.

Ukupna sila aktivnog tlaka je PA = P1 + P2:

)(kN/m' 7.492

07.34.32P

1

)(kN/m' 1.12993.22

7.554.32P

2

)(kN/m' 8.1781.1297.49PPP21A

Page 4: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

10.2. ZADATAK

Provjeriti da li zadane dimenzije AB potporne konstrukcije zadovoljavaju uvjete stabilnosti i

nosivosti tla za zadano opterećenje (proračun prema EN 1997-1:2004, proračunski pristup 3).

Zadana su svojstva tla prema skici:

RJEŠENJE

Geometrijski parametri:

- neplanirani iskop: 0.5(m)0.27(m);10%HminΔH usvojeno (m)0.27ΔH

- proračunska visina denivelacije: (m).9720.272.7ΔHHHd

- proračunska dubina temelja: (m)0.530.278.0ΔHDDff,d

- ukupna visina zida: (m)3.5DHDHh dfdf ,

- širina pete zida: (m)10245025082xtBb s ....

Za primjenu vertikalne virtualne ravnine zida (i ostvarenje Rankine-ovih uvjeta) širina pete

zida mora zadovoljiti sljedeći uvjet:

(m)02223045tg53245tgDHbb kfmin .. zadovoljava

Page 5: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

EN 1997-1:2004 Za proračun stabilnosti na klizanje i nosivost tla koristimo granično stanje nosivosti: GEO

- Za proračunski pristup 3: (A1d ili A2

e) + M2 + R3

d - za sile od konstrukcije

e - za geotehničke sile

Parcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ____________________________________________________________________________________________________________________

(1) Parcijalni faktori djelovanja (F) i učinka djelovanja (E)

Djelovanja simbol A1 A2 ____________________________________________________________________________________________________________________

trajna nepovoljna G;sup 1.35 1.0

povoljna G;inf 1.0 1.0

promjenjiva nepovoljna Q 1.5 1.3

povoljna Q 0 0 ____________________________________________________________________________________________________________________

(2) Parcijalni faktori svojstva materijala (tlo, stijena) ( M)

Svojstvo simbol M1 M2 ____________________________________________________________________________________________________________________

tangens efektivnog kuta trenja ' 1.0 1.25

efektivna kohezija c' 1.0 1.25

težinska gustoća 1.0 1.0 ____________________________________________________________________________________________________________________

(3) Parcijalni faktori otpora ( R):

Otpornost simbol R1 R2 R3 R4 ____________________________________________________________________________________________________________________

Potporne konstrukcije nosivost R;v 1.0 1.4 1.0 -

klizanje R;h 1.0 1.1 1.0 -

otpor tla R;e 1.0 1.4 1.0 -

prevrtanje R 1.0 1.0 1.0 - ____________________________________________________________________________________________________________________

U nekim slučajevima za proračun stabilnosti na prevrtanje možemo koristiti granično stanje

nosivosti: EQU (equilibrium limit state)

Parcijalni faktori za granično stanje EQU: ____________________________________________________________________________________________________________________

(1) Parcijalni faktori djelovanja (F) i učinka djelovanja (E)

Djelovanja simbol iznos ____________________________________________________________________________________________________________________

trajna nepovoljna G;dst 1.1

povoljna G;stb 0.9

promjenjiva nepovoljna Q;dst 1.5

povoljna Q;stb 0 ____________________________________________________________________________________________________________________

(2) Parcijalni faktori svojstva materijala (tlo, stijena) ( M)

Svojstvo simbol iznos ____________________________________________________________________________________________________________________

tangens efektivnog kuta trenja ' 1.25

efektivna kohezija c' 1.25

težinska gustoća 1.0 ____________________________________________________________________________________________________________________

Page 6: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

Proračun stabilnosti na prevrtanje (GEO/STR)

Proračunski parametri cd i d:

(kPa)01.25

0

γ

cc

c'

1k1d

24.81.25

tg30 tgarc1d

- zasip

(kPa)01.0

0

γ

cc

c'

2k2d

17.301.25

tg36 tgarc

2k2d

- tem. tlo

Koeficijent aktivnog tlaka prema Rankine-u za proračunske vrijednosti parametara posmične

čvrstoće: 0.41224.845tg245tgK 21d

2A

Sila aktivnog tlaka:

)m(kN/35140.413.510KhqP

)m(kN/20545053410531850hKhP

AA2

A11A

.

......

Težina zida podijeljenog na elemente (bet = 25 kN/m3):

)(kN/m' 020 252503053 tthW

)(kN/m' 021253082tBW

betsb2

betb1

....

...

Težina zasipa:

)(kN/m' 96120 181023053 bthW 1b3 ....

Ukupne težina zida (sa zasipom):

)(kN/m'96161 9612020.021.0 WWWW 321 ..

Dodatno (promjenjivo) opterećenje:

)(kN/m' 5234508210 xBqQ ...

Page 7: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

Kontrola stabilnosti na prevrtanje oko točke A:

dd RE

1.0

11.6323.501.75120.960.57520.01.421.01.01.7514.351.31.1745.41.0

γ

1aQγaWaWaWγ2hPγ3hPγ

R

4Q332211infG;A2QA1supG;

6522885 .. zadovoljava

Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti:

%034100252.6

85.8(%)100

R

EU

d

d .

Još jedan odnos pomoću kojeg se može izraziti kontrola stabilnosti jest faktor sigurnosti:

azadovoljav0.194.28.85

6.252F

0.12DHP3DHP

2/)bt(xQ2btxW2txW2BWF

P

P

S

f2AQf1Asup;G

sQs3s21inf;G

S

Faktor sigurnosti na prevrtanje se definira kao odnos momenata svih sila oko točke A koje

zadržavaju zid da se ne prevrne, prema momentu svih sila koje prevrću konstrukciju.

Proračun stabilnosti na prevrtanje (EQU) (za primjer)

(EQU uz pretpostavku nestišljive podloge, stijena nema slijeganja)

Proračunski parametri cd i d:

(kPa)01.25

0

γ

cc

c'

1k1d

24.81.25

tg30 tgarc1d

- zasip

Koeficijent tlaka mirovanja prema Jaky-ju za pr. vrijednosti parametara posmične čvrstoće:

0.5824.8sin1sin1K 1d0

Sila tlaka mirovanja:

)m(kN/3200.583.510KhqP

)m(kN/94635053580531850hKhP

0A2

011A

.

......

Destabilizirajući učinak djelovanja (moment sila koje destabiliziraju zid):

)m(kNm/6.13575.13.205.117.194.631.1232;1;;

hPhPEAdstQAdstGddst

Stabilizirajući učinak djelovanja (moment sila koje stabiliziraju zid):

)m(kNm/32.22775.15.23075.196.120575.00.204.10.219.0

2/)bt(xQ2btxW2txW2BWEsstb;Qs3s21stb;Gd;stb

Page 8: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

Kontrola stabilnosti na prevrtanje oko točke A:

dstb;ddst;EE

32276135 .. zadovoljava

Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti:

%7.59100227.3

135.6(%)100

E

EU

dstb;

ddst; 01681

6135

3227F

PS ..

.

.

Nosivost tla ispod temelja (GEO/STR)

Sile za zadane proračunske parametre određene su kod proračuna stabilnosti na prevrtanje.

)m(kN/2054P 1A . , )m(kN/3514PA2 . , )(kN/m' 523Q .

)(kN/m'96161 9612020.021.0 WWWW 321 ..

Proračunske sile Vd, Hd i moment Md oko točke S:

)m(kN/9.2535.235.196.16135.1sup;

QWVQGd

)m(kN/9.6335.143.120.450.121sup;

AQAGd

PPH

)m(kNm/08.53

225.05.325.117.135.1475.120.450.135.096.201825.002035.1M

2)t(b2BQγ

3hP2hPγ2b2BW2tx2BW0WγM

d

sQ

A2A1supG;3s21supG;d

Ekscentricitet sile Vd:

(m)467.06

B(m)0.21

253.9

53.08

V

Me

d

d(B)

B

(m)38.20.2122.8e2BB'B

Traka ( L' )

)(m38.2m1B'A' 2

Page 9: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

Nosivost tla ispod plitkog temelja za drenirane uvjete se određuje prema izrazu:

isbNB50isbNisbNcq qqqqvoccccdf '.'

- faktori nosivosti:

818Nq . , 530Nc . , 620N .

- nagib baze temelja ():

za horizontalnu bazu 01bbb qc .

- faktori oblika temelja:

za trakasti temelj ( L' ) 01sss qc .

- faktori nagiba rezultante djelovanja:

eksponent 2

L

B1

L

B2

mm B

'

''

'

56.016.30096.19.253

9.631

'1

2

22

ctgctgcAV

Hi

m

ddd

d

q

42.016.30096.19.253

9.631

'1

31

22

ctgctgcAV

Hi

m

ddd

d

54.016.305.30

56.0156.0

1

2

tgtgN

iii

dc

q

qc

42.00.10.16.200.2238.25.056.00.10.18.182253.054.00.10.15.300qf

(kPa)27.349qf

(kPa)27.3490.1

27.349qq

v;R

f

Rd

Kontrola za nosivost tla:

dd RE

'AqV Rdd (ako je rezultanta u jezgri presjeka odnosno ako je 6

Be u oba smjera.)

38.227.3499.253

25.8319.253 zadovoljava

Iz uvjeta stabilnosti može se izraziti i stupanj iskorištenosti kao:

%54.30100831.25

253.9(%)100

R

EU

d

d

Page 10: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

Proračun stabilnosti na klizanje (GEO/STR)

Proračunske sile Vd, Hd:

)m(kN/96.1615.23096.1610.1inf;

QWVQGd

)m(kN/9.6335.143.120.450.1PPH2AQ1A;supGd

Kontrola stabilnosti na klizanje:

dd RE

hR

ddtgVH

;

1

=k·2d

k=2/3 – za prefabricirane elemente (pre-cast)

k=1 –betoniranje in-situ (cast-in-place)

=1·36º =36º

01

11630tg96161963

....

194963 .. zadovoljava

Iz uvjeta stabilnosti može se izraziti i stupanj iskorištenosti kao:

%96710094.1

63.9(%)100

R

EU

d

d .

Faktor sigurnosti:

azadovoljav0.147.19.63

1.941;

d

hRd

potrebno

moguce

SH

tgV

T

TF

k

Page 11: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

10.3. ZADATAK

Provjeriti da li zadane dimenzije potporne konstrukcije zadovoljavaju uvjete stabilnosti i

nosivosti tla za osnovno opterećenje (proračun prema EN 1997-1:2004, proračunski pristup 3).

Zadana svojstva prema skici:

zasip: temeljno tlo:

1 =18.0 (kN/m3) = 10 2 =20.0 (kN/m

3)

1k = 26 = 0 2k = 35

c1k = 0 (kPa) = 10 c2k = 0 (kPa)

RJEŠENJE

Prema EN 1997-1:2004:

Za proračun klizanja, prevrtanja i nosivosti tla koristimo granično stanje nosivosti: GEO

- Za proračunski pristup 3: (A1d ili A2

e) + M2 + R3

d - za sile od konstrukcije

e - za geotehničke sile

Geometrijski parametri:

- neplanirani iskop: 0.5(m)0.3(m);10%HminΔH usvojeno (m)0.35ΔH

- proračunska visina denivelacije: (m)3.850.353.5ΔHHHd

- proračunska dubina temelja: (m)0.650.350.1ΔHDDfdf,

- ukupna visina zida: (m)4.5DHDHh,d

dff

Proračun stabilnosti na prevrtanje (GEO)

Proračunski parametri cd i d:

(kPa)01.25

0

γ

cc

c'

1k1d

.3211.25

tg26 tgarc1d

- zasip

Page 12: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

Određivanje sile aktivnog tlaka:

Za općeniti slučaj nagnutog terena (), nagnute poleđine zida () i trenja između zida i tla ()

EC7 predlaže sljedeći približan numerički postupak.

ccaKqqaK(z)vσaK(z)ahσae

gdje su:

θβcoscosβKK nγ - koeficijent horizontalnog tlaka za jediničnu težinu tla

θ-βcos

cosβKβcosKK γ

2nq - koeficijent horizontalnog tlaka za dodatno opterećenje

cot1KK nc - koeficijent horizontalnog tlaka za koheziju

nK predstavlja koeficijent normalnog tlaka na stražnju površinu zida, a za aktivni tlak

definiran je kao:

θ)tanmβ2(m

t

wn

wte)sin(2msin1

)sin(2msin1K

gdje su:

436βsin

sinβcosarc

2

1mt .

446δsin

sinδcosarc

2

1mw .

5100Kn .

Za kut nagiba stražnje plohe zida =0 slijedi:

βcosKKK 2naqaγ = 0.495

cot1KK nac = 1.255

ccaKq(z)v

σaK(z)ahσ(z)ae , c=0 i q=0 hγaγK(h)ae

Page 13: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

Sila aktivnog tlaka:

)(kN/m' 90.210.54.54.5180.4950.5h(h)eP aAh

)(kN/m'15.9110tg 2190tgPP dAhAv .

Težina zida podijeljenog na elemente (bet = 24 kN/m3):

)(kN/m' 060 245201W

)(kN/m' 531 242

153750W

)(kN/m' 063 2453750W

3

2

1

...

...

...

)(kN/m' 5154Wi .

Kontrola stabilnosti na prevrtanje oko točke A:

ddRE

0.1

15.291.150.125.10.605.15.31125.20.630.135.421.900.1

15.225.15.1125.23

inf,321inf,sup,

R

AvGGAhGPWWWhP

92953135 .. zadovoljava

Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti:

%745100295.9

135.3(%)100

E

EU

dstb,

ddst,. 01192

3135

9295F

PS ..

.

.

Nosivost tla ispod temelja (GEO)

Proračunski parametri cd i d:

(kPa)01.25

0

γ

cc

c'

1k1d

.3211.25

tg26 tgarc1d

- zasip

(kPa)01.25

0

γ

cc

c'

2k2d

.3291.25

tg35 tgarc2d

- tem. tlo

Sile za zadane proračunske parametre određene su kod proračuna stabilnosti na prevrtanje.

)m(kN/2190PAh . , )m(kN/9115PAv .

)(kN/m'5154 WWWW 321 .

Proračunske sile Vd, Hd i moment Md oko točke S:

)m(kN/49.2245.15435.191.150.1sup,sup,

WPVGAvGd

Page 14: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

)m(kN/21.9024.1020.1sup,

AhGd

PH

)m(kNm/38.305.121.9025.191.510.100.0625.05.130.8750.3635.1M

5.1P25.1Pγ0W25.0W0.875WγM

d

AhAvsupG,321supG,d

Ekscentricitet sile Vd:

(m)42.06

(m)0.14224.49

30.38

V

Me

d

d(B)

B

B

(m)2.220.1422.5e2BB'B

Traka ( L' )

)(m2.22m1B'A' 2

Nosivost tla ispod plitkog temelja za drenirane uvjete se određuje prema izrazu:

isbNB50isbNisbNcq qqqqvoccccdf '.'

(kPa)13.00.6519ΔhDγσ' fvo ,

- faktori nosivosti:

916Nq . , 428Nc . , 817N .

- nagib baze temelja ():

za horizontalnu bazu 01bbb qc .

- faktori oblika temelja:

za trakasti temelj ( L' ) 01sss qc .

- faktori nagiba rezultante djelovanja:

2mm B , 36.0qi , 21.0

i , 170ic .

21.00.10.18.170.2022.25.036.00.10.19.160.1317.00.10.14.280 f

q

(kPa)08.162qf

(kPa)08.1620.1

162.08qq f

Rd

R

Kontrola za nosivost tla:

dd RE

'AqV Rdd

22.208.16249.224

81.35949.224 zadovoljava!!

Iz uvjeta stabilnosti može se izraziti i stupanj iskorištenosti kao:

%4.62100359.81

224.49(%)100

R

EU

d

d

Page 15: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

Proračun stabilnosti na klizanje (GEO)

Proračunske sile Vd, Hd:

)m(kN/41.1705.1540.191.150.1;inf;inf

WPVGAvGd

)m(kN/21.9021.900.1;sup

AhGd

PH

Kontrola stabilnosti na klizanje:

dd RE

Rhdd

1tgVH

=k·2d=1·29.3º =29.3º

k=1 – ljevani beton (cast-in-place)

01

1329tg411702190

....

63952190 .. zadovoljava

Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti:

%39410095.63

90.21(%)100

R

EU

d

d . , 0612190

6395

T

TF

potrebno

moguceS

k.

.

.

Page 16: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

10.4. ZADATAK

Provjeriti stabilnost na prevrtanje i klizanje armiranobetonskog zida sa konzolom, sa

dimenzijama danim na skici u nastavku. Veličinu aktivnog tlaka odrediti analitički (proračun

prema EN 1997-1:2004, proračunski pristup 3).

Parametri zasipa iza zida:

(kPa) 0c

35

k

k

15

15

)mkN( 0.19 3

RJEŠENJE

Prema EN 1997-1:2004:

Za proračun klizanja, prevrtanja i nosivosti tla koristimo granično stanje nosivosti: GEO

- Za proračunski pristup 3: (A1d ili A2

e) + M2 + R3

d - za sile od konstrukcije

e - za geotehničke sile

Page 17: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

Geometrijski parametri:

- neplanirani iskop: 0.5(m)0.8(m);10%HminΔH usvojeno (m)0.5ΔH

- proračunska visina denivelacije: (m)5.80.50.8ΔHHHd

- proračunska dubina temelja: (m)1.00.55.1ΔHDDfdf,

- ukupna visina zida: (m).59DHDHh,d

dff

Za primjenu vertikalne virtualne ravnine zida širina konzole mora zadovoljiti sljedeći uvjet:

(m)82123545tg53245tghb(m)2.0b kmin .. zadovoljava

Proračun stabilnosti na prevrtanje (GEO)

Proračunski parametri cd i d:

(kPa)01.25

0

γ

cc

c'

kd

3291.25

tg35 tgarcd .

- zasip

Koeficijent horizontalnog tlaka za jediničnu težinu tla (prema EC7 - za kut nagiba stražnje

plohe zida =0): βcosKKK 2naqaγ = 0.373

Raspodjela aktivnog tlaka :

(kPa) 6427373019044Kze abbA ...

(kPa) 55.79373019887Kze accA ..

(kPa) 71.090.3731910.04Kγze aγddA

Uspravne i vodoravne komponente dijelova sile aktivnog tlaka (vidjeti skicu):

PAH (kN/m') PAV (kN/m') PA (kN/m')

I 57,78 15,48 59,82

II 107,12 28,70 110,90

III 137,03 36,72 141,87

301,94 80,90

2Ah

2AvAdspzAhAvAh PPP)δtg(θPPskicu)(vidiP

Težine dijelova zida (b = 24.0 (kN/m3)) i tla u zasipu iznad konzole:

W1 = 1.0·8.0·24 = 192.0 (kN/m)

W2 = 1.0·8.0·0.5·24 = 96.0 (kN/m)

W3 = 1.5·2.8·24 = 100.8 (kN/m)

W4 = 0.6·2.0·24 = 28.8 (kN/m)

W5 = 3.27·2.0·19 = 124.3 (kN/m)

)m'kN( 541.9Wi

Page 18: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

(x1=4.8(m), x2= x3=2.8(m), y1=7.35 (m) , y2=3.44(m), y3=1.07 (m))

Kontrola stabilnosti na prevrtanje oko točke A:

ddRE

R

i

i

AVinfG,54321infG,i

i

AHsupG,γ

1xPγ3.8W3.7W1.4W1.47W2.3WγyPγ

215606939 .. zadovoljava

Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti:

%2.601001560.2

939.6(%)100

R

EU

d

d 016616939

21560F

PS ..

.

.

Proračun stabilnosti na klizanje (GEO)

Proračunske sile Vd, Hd:

)m(kN/4.6555.5750.190.800.1inf,inf,

WPVGAvGd

)m(kN/9.3019.3010.1sup,

AhGdPH

Kontrola stabilnosti na klizanje:

dd RE

Rhdd

1tgVH

=k·2d=1·29.3º =29.3º

01

1329tg46559301

....

13679301 .. zadovoljava

Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti:

%282100367.1

301.9(%)100

R

EU

d

d . , 2219301

1367

T

TF

potrebno

moguceS

k

..

.

Page 19: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

10.5. ZADATAK

Provjeriti stabilnost na prevrtanje i klizanje armiranobetonskog zida sa zategom (proračun

prema EN 1997-1:2004, proračunski pristup 3). Zatega je pričvršćena na zid na svaka 4.0 (m)

dužine zida. Silu aktivnog tlaka odrediti analitički prema teoriji Rankine-a. Parametri zasipa iza

zida: k = 40.1; = 0 (pretpostavka samo za ovaj primjer); = 20 (kN/m3).

RJEŠENJE

Prema EN 1997-1:2004:

- Za proračunski pristup 3: (A1d ili A2

e) + M2 + R3

d - za sile od konstrukcije

e - za geotehničke sile

Proračunski parametri cd i d:

(kPa)01.25

0

γ

cc

c'

kd ,

.97331.25

40.10tgtgarcd

Težina zida (b =25 (kN/m3)):

)(kN/m' 0.50 250.10.2W

)(kN/m' 25.31250.55.05.0W

)(kN/m' 5.62250.55.0W

3

2

1

)'mkN( 75.143Wi

Sila aktivnog tlaka za proračunske vrijednosti parametara posmične čvrstoće zasipa iza zida:

)m'kN( 101.920.2836.020.06.02

1Khγh

2

1P

0.283/245tgK

AA

d2

A

Page 20: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

Sila pasivnog otpora koju preuzima sidreni blok zatege:

5323245tgK d2

p ./

(kPa) 106.03.5321.520.0e

(kPa) 35.3 3.5320.520.0e KHγe

p2

p1pp

)m'(kN 35.30.52

106.035.31.00.5

2

eeP

p2p1p

(koristi se 50% mogućeg otpora jer pomak dovoljan da se aktivira puna vrijednost aktivnog

tlaka iznosi 0.002H, a pomak potreban za punu vrijednost pasivnog otpora je 0.05 H; gdje je H

–visina zida)

Sila u zatezi (odgovara sili pasivnog otpora koju preuzima sidreni blok):

)m'(kN 35.3PZ p zida, ili stvarna sila u zatezi: Z*=4 35.3=141.3 (kN)

(jedna zatega na 4 (m) zida).

Izračunamo vrijednosti komponenti rezultante (R) svih sila koje djeluju na zid (poligon sila):

)m'(kN 66.635.3101.9ZPR

)m'(kN 143.75WWWR

AH

321V

Nagib rezultante svih sila u odnosu na okomicu na temeljnu plohu:

463075143

666

R

R tg

V

H ..

.

Kontrola klizanja po temeljnoj površini (GEO):

Fizikalna formulacija:

tg tg 67404630 .. azadovoljav014614630

6740

tg

tgF d

Sk

..

.

.

Page 21: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

Uvjet stabilnosti na klizanje:

dd RE

azadovoljav

tg

WZPdGiGGA

8.966.66

0.1197.330.175.1430.13.350.19.101

γ1 tghR,inf;inf;sup;

Stupanj iskorištenosti:

68.8%100

96.8

66.6100(%)

γ1 tgγW

γZγPU

hR,dinfG;i

infG;supG;A

Faktor sigurnosti na klizanje:

azadovoljav1.01.46

66.6

96.8

γZγP

γ1 tgγW

T

TF

infG;supG;A

hR,dinfG;i

potrebno

moguce

Sk

Kontrola prevrtanja oko krajnje točke stope zida (GEO):

dd RE

R

infG;sup;γ

1γ)()( bZxWaP

iiGA

0.1

1)95.40.133.175.1()0.2(

inf;321sup;

GGAZWWWP

011014.95)35.41.050.01.3331.251.75(62.51.02.0)(101.88 ..

23768203 .. zadovoljava

Stupanj iskorištenosti (za prevrtanje):

%2.45100376.2

203.8(%)100

γa)(P

γ1γb)ZxW(U

infG;A

RsupG;ii

Faktor sigurnosti na prevrtanje:

azadovoljav1.01.85FP

S

Zadana potporna konstrukcija zadovoljava stabilnost na prevrtanje i klizanje. Za potpunu

analizu stabilnosti konstrukcije potrebno je provjeriti i ostale uvjete stabilnosti.

Page 22: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

10.6. ZADATAK

Odrediti pritisak od zasipa i vode na potporni zid prema skici. Za proračun aktivnog tlaka

korištena je teorija Coulomb-a. Svojstva zasipa navedena su na skici.

RJEŠENJE

)(kN/m 487.2670.281.9G 3

ws

3464.053.01

53.0

e1

en

)(kN/m 3.17487.26)3464.01()n1( 3

s

)(kN/m 9.10)81.9487.26()3464.01()()n1(' 3

ws

Ukupni pritisak na zid sastoji se od pritiska koji je posljedica opterećenja od čvrstog skeleta

tla (efektivno naprezanje) i hidrostatičkog pritiska vode u porama tla (porni pritisak).

Proračun je prikazan u tablici u nastavku.

z

(m)

pritisak od čvrstog skeleta tla

(kPa)

porni pritisak

(kPa)

0.0 0.0 0.0

2.0

6610

308002317Kz A1

.

...

0.0

6.0

0924

3080049106610

Kz2811 A2

.

....

'.

24.39

0.481.9z2w

Page 23: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

Grafički prikaz pritiska na potporni zid:

10.7. ZADATAK

Izračunati sile u razuporama (od 1 do 5) za podgradu građevne jame prema skici koristeći

raspodjelu aktivnog tlaka koju su dali Terzaghi & Peck (1948.). Svojstva tla:

kPa 0ck 35k 3kN/m 3.17 272.0KA

Page 24: 10.1. ZADATAK - · PDF fileParcijalni faktori za granična stanja STR i GEO: ... Iz uvjeta stabilnosti mogu se izraziti stupanj iskorištenosti i faktor sigurnosti: 100 59.7% 227.3

RJEŠENJE

Analiza je izrađena uz pretpostavku da se podgrada sastoji od niza zasebnih elemenata koji

se spajaju na mjestu oslonca (razupore):

0MB

42.066.2436.190.22P8.11

)(kN/m' 06.23P1

0H

)(kN/m' 50.2406.2390.2266.24B

)(kN/m' 43.2685.525.0DC

)(kN/m' 81.19E

)(kN/m' 14.10P5

Sile u razuporama su:

)(kN/m' 06.23P1

)(kN/m' 93.50CBP2

)(kN/m' 85.52DCP3

)(kN/m' 24.46EDP4

)(kN/m' 14.10P5

Za dimenzioniranje razupora vršimo proračun za granično stanje nosivosti: STR. Za odabrani

proračunski pristup 3 izvršiti proračun s proračunskim vrijednostima parametara:

(kPa)01.25

0

γ

cc

c'

1k

1d

3.291.25

tg35 tgarc

1k1d

Proračunske sile u razuporama su:

)(kN/m' 31.1323.061.35PγP1supG;d1,

)(kN/m' 75.6893.5035.1γ2supG;,2

PPd

)(kN/m' 35.7185.5235.1γ3supG;,3

PPd

)(kN/m' 25.6224.4635.1γ4supG;,4

PPd

)(kN/m' 69.1314.1035.1γ5supG;,5

PPd