14.1. ZADATAK Zadan je pilot kružnog poprečnog presjeka

14.1. ZADATAK
Zadan je pilot kružnog poprečnog presjeka, postavljen kroz dva sloja tla. Svojstva tla i
dimenzije pilota su zadane na skici.
a) Odrediti graničnu nosivost pilota u vertikalnom smjeru.
b) Odrediti proračunsku nosivost prema EN 1997-1:2004 (proračunski pristup 2).
Q (promjenjivo)
P (stalno)
V (kPa)
C
2
cuk=50 (kN/m )
uk=0
=17 (kN/m3)
L
W
L2 = 3.0 (m)
136.0
2
S
c2k=0 (kN/m )
2k=30
=20 (kN/m3)
N60=21
d=0.9 (m)
11.0
196.0
z (m)
RJEŠENJE
Proračun na osnovi rezultata ispitivanja tla.
a) Granična nosivost pilota u vertikalnom smjeru
Granična nosivost na bazi pilota:
Jedinična otpornost na dubini osnovice pilota u krupnozrnatom tlu:
gdje je:
-
koeficijent vitkosti prema tablici L.1 (HRN EN 1997-1:2012)
L/d=11/0.9=12.2
-
Očitano iz tablice za φ=300:
L/d=10 → αT=0.67
L/d=15 → αT=0.61
L/d=12.2 → αT=0.6436
- jedinična otpornost na bazi:
Granična nosivost trenjem po plaštu:
- sloj C:
- sloj S:
nedrenirani uvjeti u sitnozrnom tlu:
drenirani uvjeti u krupnozrnom tlu:
za
- jedinična otpornost po plaštu:
- jedinična otpornost po plaštu:
∑
Granična nosivost pilota u vertikalnom smjeru
Težina pilota:
Granična nosivost:
a) Proračunska nosivost prema EN 1997-1:2004 (proračunski pristup 2)
Prema EN 1997-1:2004:
- Geotehnička kategorija 2
- Granično stanje nosivosti: GEO
- Proračun temeljen na analitičkoj metodi
- Za odabrani proračunski pristup 2: A1 + M1 + R2
trajna nepovoljna djelovanja (A1):
G;sup = 1.35
promjenjiva nepovoljna djelovanja (A1):
Q = 1.5
trajna povoljna djelovanja (A1):
G;inf = 1.00
tangens kuta unutarnjeg trenja (M1):
' = 1.00
efektivna kohezija (M1):
c' = 1.00
nedrenirana posmična čvrstoća (M1):
cu = 1.00
bušeni pilot otpornost osnovica (R2):
b = 1.20
bušeni pilot otpornost plašt (tlačni pilot) (R2): s = 1.20
Proračunski parametri cud i φd:
- za sloj C (nedrenirani uvjeti u sitnozrnom tlu):
⁄
- za sloj S (drenirani uvjeti u krupnozrnom tlu):
⁄
Proračunska nosivost na bazi pilota:
Efektivna otpornost na dubini osnovice pilota u krupnozrnatom tlu:
gdje je:
-
koeficijent vitkosti prema tablici L.1 (HRN EN 1997-1:2012)
L/d=11/0.9=12.2
Očitano iz tablice za φ=300:
L/d=10 → αT=0.67
L/d=15 → αT=0.61
L/d=12.2 → αT=0.6436
- jedinična otpornost na bazi:
Gdje je:
- koeficijent modela s kojim je potrebno pomnožiti vrijednosti parcijalnih
faktora
i
(HRN EN 1997-1:2012). Vrijednosti koeficijenata modela jesu:
- 1.5 za sve pilote, PP2
- 1.1 za pilote u krupnozrnatom tlu, PP3
- 1.3 za pilote u sitnozrnatom tlu, PP3
- parcijalni koeficijent za otpornost bušenih pilota prema tablici A.7 (HRN
EN 1997-1:2012).
Proračunska nosivost trenjem po plaštu:
- sloj 1:
- sloj 2:
nedrenirani uvjeti u sitnozrnom tlu:
drenirani uvjeti u krupnozrnom tlu:
za
- jedinična otpornost po plaštu:
- jedinična otpornost po plaštu:
∑
Provjera nosivosti pilota u vertikalnom smjeru
14.2. ZADATAK
Provjeriti da li bušeni pilot kružnog poprečnog presjeka prema skici, može prenijeti
projektiranu vertikalnu silu, ako se stišljivi sloj oko pilota sliježe. (EN 1997-1:2004,
proračunski pristup 2)
P=500 (kN)
V (kPa)
s
8.0 (m)
cuk=155 (kN/m2)
k=0
=18 (kN/m3)
144.0
1.5 (m)
8.0
z (m)
Vapnenac
f=5100 (kPa)
1.2
RJEŠENJE
Prema EN 1997-1:2004:
- Geotehnička kategorija 2
- Granično stanje nosivosti: GEO
- Proračun temeljen na analitičkoj metodi
- Za odabrani proračunski pristup 2: A1 + M1 + R2
trajna nepovoljna djelovanja (A1):
G;sup = 1.35
tangens kuta unutarnjeg trenja (M1):
' = 1.00
nedrenirana posmična čvrstoća (M1):
cu = 1.00
bušeni pilot otpornost osnovica (R2):
b = 1.20
bušeni pilot otpornost plašt (tlačni pilot) (R2): s = 1.20
Proračunski parametri cud i φd:
- nedrenirani uvjeti u sitnozrnom tlu:
⁄
Zadano opterećenje pilota: P  500 (kN)
Težina pilota: G  0.62    9.5  25  268.47 (kN)
Proračunska nosivost trenjem po plaštu:
- nedrenirani uvjeti u sitnozrnom tlu:
(
)
- jedinična otpornost po plaštu:
Proračunska nosivost na bazi pilota:
- jedinična otpornost na bazi:
Provjera nosivosti pilota u vertikalnom smjeru
- zbog slijeganja tla oko pilota javlja se "negativno trenje":
Uslijed pojave negativnog trenja uvjet nosivosti je zadovoljen.
14.3. ZADATAK
Za obalnu konstrukciju sa skice dimenzionirati potreban promjer zabijenih pilota. Obalna
konstrukcija sastoji se od armirano betonske ploče koja je dijelom zasuta nasipom. Sa prednje
strane na konstrukciju se oslanja konstrukcija od čeličnog žmurja koja pridržava zasip ispod
armirano betonske ploče. Za proračun pretpostaviti sa su zabijeni piloti zglobno vezani za
ploču. Tlo oko konstrukcije je pijesak sa svojstvima prikazanim na skici (karakteristične
vrijednosti). Za jednostavniji proračun, prednji zakošeni dio konstrukcije je analiziran kao
vertikalni zid. (EN 1997-1:2004, proračunski pristup 2)
10.0 (m)
8.0 (m)
1.0 1.0
2.0 (m)
V2
H1
1.0
R
V1
V3
H3
PIJESAK:
 =19 (kN/m3)
´= 9 (kN/m3)
ck = 0
k=26
SPT=8
II
III
3.0 (m)
I
ZAGATNA
STIJENA
3.0 (m)
H2
7.0 (m)
2.0 (m)
2.0 (m)
A
4.4 (m)
7.2 (m)
RJEŠENJE
Prema EN 1997-1:2004: geotehnička kategorija 2, granično stanje nosivosti: GEO, proračun
temeljen na analitičkoj metodi, za odabrani proračunski pristup 2: A1 + M1 + R2:
trajna nepovoljna djelovanja (A1):
G;sup = 1.35
trajna povoljna djel. (A1):
G;inf = 1.00
tangens efektivnog kuta trenja (M1):
' = 1.00
bušeni pilot otpornost osnovica (R2):
b = 1.20
bušeni pilot otpornost plašt (tlačni pilot) (R2): s = 1.20
Opterećenja na konstrukciju (prema oznakama na skici):
H1 - aktivni tlak od zasipa pored armirano-betonske konstrukcije
1
d  1
26 
2
2

2
2


H1   γ  H  tg  45     19  4  tg  45 
  60 (kN m')
2
2  2
2



H2  25 (kN m') - sila veza od broda (radi pojednostavljenja primjera, sila se tretira kao trajno
nepovoljno djelovanje, što u stvarnosti nije.)
H3  125 (kN m') - sila pridržanja čeličnog žmurja
Težina armirano betonske ploče i zasipa na njoj:
V1  4.0  2.0  25  200 (kN m')
V2  8.0  3.0  19  456 (kN m')
V3  8.0  1.0  25  200 (kN m')
Rezultanta sila na armirano betonsku konstrukciju je zbroj svih V i H sila na konstrukciji.
Položaj rezultante je određen iz sume momenata na točku A.
 MAx  0
V1 1.0  (V2  V3 )  6.0  V1  V2  V3   rx
200  3936
rx 
 4.83 (m)
856
 MAy  0
H1  2.67  H2  2.0  H3  4.0  H1  H2  H3   ry
ry 
160.2  50  500
 3.38 (m)
210
Sile koje preuzima pojedini pilot određene su
grafičkim uravnoteženjem sila, pri čemu je
armirano betonska konstrukcija analizirana kao
kruta prosta greda sa osloncima na mjestima
pričvršćenja na glave pilota. Poligon sila
prikazan je na skici. Sa skice su očitanje
vrijednosti sila koje preuzima pojedini pilot
(grupa pilota).
Za dimenzioniranje potrebnog presjeka odabran je najviše opterećen pilot PII = 543 (kN/m'). U
proračunu je pretpostavljeno da se jedan red pilota postavlja na svakih 1.0 (m') konstrukcije.
Zbog malog presjeka pilota proračun je izvršen uz pretpostavku da pilot prenosi opterećenje
na tlo samo trenjem po plaštu.
U smjeru II predviđena su dva paralelna pilota, pa se dimenzioniranje vrši na silu:
P = PII / 2 = 544 / 2 = 272.0 (kN/m')
Nosivost trenjem po plaštu:
Gdje je:
- cjevasti pilot
- puni pilot
za
Treba biti zadovoljeno:
Ed  R d
R γ
(P)  γ G;sup  s;k G;inf
1.5  γs
2r  L  q s  
P   G;sup 
1.5  γs
P  γ G;sup  γ G;inf  1.5  γs 272.0  1.35  1.0  1.5  1.20
r

 0.225 (m)
2π  L  q t
2π  10  46.79
G;inf

Download Report