Generell spont S120. Användingsområde. Huvudmeny

Transkript

1 Generell spont S120 Användingsområde Progrmmet behndlr oförnkrde och på fler nivåer förnkrde spont-konstruktioner med godtycklig lster i godtyckligt skiktd jord. Olik mrkvärden kn nges frmför och bkom sponten. Prtilkoefficienter enligt BKR 04 och jordtryckskoefficienter enligt Bronorm 04 kn nvänds vid beräkningen. Det finns även möjlighet tt utför beräkningen enl. Eurocode. I kohesionsskikt under schktbotten kn beräkningen utförs med nettojordtryck (Sponthndboken, kp ). Schktbotten och vttennivåer kn plcers vlfritt i mrkprofilen. Progrmmet hämtr utomtiskt rätt värden för jordens egentyngd. Genom tt enkelt kunn flytt schktbotten kn urschktningsetpper lätt beräkns utn tt övrig indt berörs, som t.ex. mrkskikten. Huvudmeny All indtregistrering sker från huvudmenyn. Vrje nropd indtrutin vsluts med tillbkgång till huvudmenyn. All indtvärden kontrollers, där så är möjligt, innn rutinen tr emot värden. Nedn följer en genomgång v smtlig indtmenyer i progrmmet. För tt underlätt för nvändren, hr vi vlt tt smtidigt med indtbeskrivningen nge erforderlig ingångsvärden till efterföljnde beräkningsexempel. 1

2 Nedn beskrivs undermenyern i huvudmenyn. 2

3 Arkiv Vis Indt Beräkning Hjälp Systemdt Vid vl v Systemdt erhålls följnde dilog. I indtfälten nges förinställd värden vid öppnndet v ett nytt projekt.. 3

4 Prtilkoefficienter γ n Säkerhetsklss. För vidre informtion se sponthndboken, kp Följnde klsser finns 1. Mindre llvrlig. Prt.koeff. = Allvrlig. = Mycket llvrlig. = 1.2. γ m Mterilkoefficient registrers för friktions- och kohesionsmteril. Det dimensionernde värdet på ett mteril beräkns enligt prtilkoefficientmetoden med f d f = k ηγ γ. ϕ d n m tn ϕ k = tn γ n γ m ϕ τ fud = γ τ fuk n γ m ϕ Bektnde v drgspänningr Drgspänningr på ktivsidn vid kohesionsjord bekts enligt följnde förfrnde: Först beräkns ktiv jordtrycket på grund v jordens egenvikt. Dett jordtrycket redoviss seprt. Vid kohesion kn negtiv spänningr förekomm. Därefter dders inverkn v ll terränglster til det ktiv jordtrycket. Förekommer fortfrnde negtiv spänningr ersätts dess med 0.0. Resulttet v denn ddition redoviss som summ ktivt jordtryck.slutligen dders ett eventuellt vttenövertryck och som resultt fås det totl ktiv trycket, som också redovoss seprt. Omströmmd spontfot Om mrkerd nges här beräknd nivå för spontfot. Om skillnden melln beräknd och ntgen nivå är för stor måste mn räkn om, nge då beräknd nivå. Jordtrycksomlgring Det ktiv jordtrycket v egentyngd och ytlster med oändlig utbredning bkåt kn omlgrs enligt figurern nedn. Jordtrycksomlgringen sker till och med skcktbotten. Fönstret till höger ger de omlgringslterntiv som finns för EAB resp EAU. För sponter med fler förnkringr skll jordtrycket normlt omfördels. Teorin för omfördelning v ktivtrycket är hämtd från nednstående publiktioner: EAB = Erläuterung Arbeitsgemeinschft Bugruben EAU= Erläuterung Arbeitsgemeinschft Ufereinfssungen 4

5 En jämnt utbredd lst, dvs. rektngulär lst, längs hel sponten. Rektngulär Ingen indt för dett lterntiv. Tringelns höjd kn sätts till 0. Indt för förhållndet e-min/e-mx ger trpetsens form. Förhållndet = 0 skpr ett tringelformt jordtryck. Tringel / Trpets eho T1 T2 ehu σ i Höjden för den övre rektngeln kn sätts till 0. Förhållndet eho/ehu=1 ger ett rektngulärt jord-tryck. Förhållndet = 0 tr bort den övre rektngeln. Tringel / Rektngel / Trpets eho ehu Nettojordtryck Här nges de prmetrr, som behövs för tt gör en beräkning enligt nettojordtryckmetoden för kohesionsskikt under schktbotten. Se sponthndboken. Finns värden registrerde görs beräkningen enligt nettojordtrycksmetoden. Skll beräkning görs enligt klssisk jordtrycksteori sätts dess prmetrr till 0 (noll). 5

6 Glidytevinkel Det finns två lterntiv för glidytns beräkning. 1. Den noggrnnre beräkningsformeln. Denn måste utnyttjs så fort väggfriktion eller råhet nvänds i beräkningen. 2. Den förenklde formeln får endst unyttjs vid gltt vägg, dvs. när δ = 0. I dett fll utbilds en brottzon v Rnkintyp med pln glidytor som skär väggen under vinkeln 45 +φ / 2. Jordtrycksvl Välj om jordtrycken v mrkens egentyngd på ktivsidn skll beräkns som Nivå schktbotten / vtten De förinställd värden på vttenytorn är vld så tt de inte skll påverk beräkningen. Vttennivåer Anges för ktiv och pssiv sid. Är det nivåskillnd melln vttenytorn beräkns utomtiskt ett vttenövertryck (dvs. skillnden i vttennivå melln ktiv- och pssivsidn) åt en eller ndr hållet. I jordprofilen skps vid beräkningen ett mrkskikt vid vttenytn. Över ytn nvänds tunghetenγ (gmm) och under ytn γ (gmm ). Schktbottens läge Läget läggs in oberoende v mrkskikt och vttennivåer. Schktbottens läge kn lltså korrigers utn, tt mn behöver ändr i övrig indt. 6

7 Spontlutning En positiv vinkel innebär tt sponten roterr medurs kring sponthuvudet. Aktiv jordtrycksndelen växer med öknde vinkel och belstninsnoll-punkten flytts nedåt. P pv P ph P p + - Finns en mrklutning får inte denn vr större än mrkens inre friktions-vinkel. Där släntens egentyngd vvi-ker från övre mrkskiktet nvänds bruten slänt. p P + - p P P v - P h Tecknen för spont- och mrklutningrns riktningr frmgår v ovnstående figur. OBS! Vid lutnde mrkyt förutsätts tt mterilet i slänten är lik med mterilet i överst mrkskiktet. Om dett inte är fllet nvänd ett tunt fiktivt överst mrkskikt med släntmterilets egenskper eller nvänd Brutn slänter nedn. Steglängd vid sökning v spontfot och utskrift v snittkrfter Ange en lämplig stegläng. Hr ingen betydelse för beräkningens noggrnhet. Steglängen vid utskrift npsss till spontlängden. Ovsett vl f steglängd beräkns mx och min Moment korrekt. Börj beräkning i mrkskikt nr. Här kn mn nge från och med vilket skikt beräkningen v ktivtrycket skll börj. Dett gäller endst jordtrycket på grund v mrkens egentyngd. Jordtryck från utbredd lster smt linje- och strimlelster beräkns som om bortvld skikt finns kvr. Anges 0 (noll) i denn position beräknr inte progrmmet något jordtryck v mrken själv eller v vertikl lster. Istället väntr sig progrmmet tt jordtrycket skll nges som horisontell tilläggslster. Du kn också nvänd jordtrycksomlgringen nedn. I dett fll skll jordtrycken beräkns på vnligt sätt, dvs. nvänd inte 0 (noll) i dett indtfält. Vid beräkning v sponter med fler förnkringr måste något v dess två lterntiv väljs. Avskärmning Avskärmningens inflytnde utförs enligt metod i Spundwnd Hndbuch. Först beräkns totljordtrycket, därefter jordtryckets storlek på vskärm-ningens nivå. Δh ϕ Δg = - γ Δh I figuren till höger viss det jordtryck (Δ g ) som skll drs från totltrycket p.g.. vskärm-ningen. ζ b g = γ h Profildt Välj i menyn om dt skll hämts från dtbs (stndrdprofiler) eller registrers mnuellt. 7

8 Stndrdprofiler Till progrmmet finns en enkel dtbs för sponter. Egen profildt Som förinställd värden finns nednstående värden eller de värden som gällde för en tidigre vld stndrdprofil. Ändr till ktuell värden. 8

9 Mrkskikt I tbellens vänstr del beskrivs ktivsidn och i den högr pssivsidn. Det är lltså möjligt tt h olik jordlger på ktiv och pssiv sidn. I tbellen nges värden för mrkens tunghet både över och under vttenytn för vrje skikt. På dett sätt är görs grundvttenytorn ovhängig v skiktgränser. Används väggfriktion är denn positiv på ktiv sidn och negtiv på pssiv sidn. önskr mn resulttutskrift v jordtrycket på en viss nivå, nger mn ett fiktivt mrkskikt på den ktuell nivåen. Mrkskikt Med ntl mrkskikt vses ntl prllell skikt verklig eller teoretisk. Mximlt 20 mrkskikt kn nges. En eventuell bruten slänt definiers seprt. Nivå Nivå vser överknt skiktgräns och denn kn t.ex. referer till verklig värden från hvsnivån. Enhet: meter (m). Jordens tunghet γ (gmm) över registrerd vttenyt och γ (gmm ) under densmm. Regisrers på båd sidor om sponten. Enhet: kn/m 3. Progrmmet väljer utomtiskt mrkskiktets tunghet beroende på vttenytns nivå, som registrerts under Vttenyt /Schktbotten. Friktionsvinkel Vid friktionsmteril skll en friktionsvinkel (enhet: grder) registrers på pssiv (Phip) respektive ktiv (Phi) sidn. OBS!!! Då belstningr på mrken förekommer måste friktionsvinkeln på ktivsidn vr skild från noll. Väggfriktion Anges ingen väggfriktion, dvs. δ=0, nses väggen h helt gltt yt och det bilds en brottzon v Rnkintyp med pln glidytor som skär väggen under vinkeln 45 +φ/ 2 mrkytn övergående i pln.. Hr väggen en rå (skrovlig) yt, dvs. väggfriktion, innehåller brottzonen närmst väggen krökt glidytor, mot 9

10 För friktionsjord eller blndd jord skll väggfriktionen nges positiv på ktivsidn (Del) och negtiv på pssivsidn (Delp). Vid överföring till ndr sidn ändrs tecknet utomtiskt. Kohesion Den odränerde skjuvhållfstheten τ fu ( c u ) hos jorden på pssiv (Cp) respektive ktiv (C) sidn. Enhet: kp. Beteckning Vrje mrkskikt kn beskrivs med en kort infotext. Mx. 8 st. tecken. Ingår sedn vid den grfisk redovisningen. 10

11 Brutn slänter I denn rutin registrers en slänt bkom sponten. Friktionsvinkel för slänten måste nges om det finns linje- eller strimlelster på slänten. Mx. 5 brutn slänter. Normlt skll släntvinkeln vr mindre än friktionsvinkeln, men sätts den större gör progrmmet utomtiskt om slänttyngden till en utbredd lst. 11

12 Förnkringr Progrmmet tillåter mx. 8 förnkringr. Erforderlig förnkringslängd för upplgstyp 1 och 2 kn bestämms i rutinen Djup glidyt NB! Vid beräkning v spont med fler förnkringr bör det ktiv jordtrycket omlgrs!! Nivå Ange nivån för upplgets plcering. Upplgstyp 1. Fjäder. Hr speciellt stor inverkn vid flerbndssponter. Genom tt nvänd fjädrr för upplgen fås en jämnre fördelning v stgkrftern smt en mer korrekt deformtion. Styvheten på fjädrrn kn beräkns med A E L c Stgets/stämpens tvärsnittsre. Stgets/stämpens elsticitetsmodul. Stgets/stämpens längd. Avståndet melln stgen/stämpen. E A S = L c Se kontrollberäkning 4 från Sponthndboken. I lterntiv b och c kn Du jämför hur fjädrrn påverkr beräkningsresulttet. 2. Fst upplg. För dett upplg kn även nges en förskjutning i mm. 3. Fst stöd vid eller under schktbotten, ej över. Kn vr upplg p.g.. grovbetong på schktbotten, bergdubb etc. Kn ej nvänds med djup glidyt. Får endst förekomm en gng som sist förnkring. Upplgsvinkel Kn nges för upplgstyp 1 och 2. Stglutningen är positiv nedåt, dvs. medurs. Enhet: Grd. Fjäder/förskjutning 12

13 Upplgstyp 1 - Här nges en fjäderkonstnt (Enhet: kn/m). Kn beräkns enligt ovn. Fjäderkonstnten får inte vr noll. Upplgstyp 2 - Här nges en eventuell given förskjutning (stödsänkning) i mm. 13

14 Lster Du kommer först till en mellnmeny där olik lsttyper kn väljs. Se nednstående skärmbild för vilk belstningslterntiv, som finns tillgänglig. Nedn går vi igenom belstningslterntiven i detlj. Figurer som visr jordtrycken för de olik lstern återges på sid Ytlster I nednstående tbell registrers ytlstern. En jämnt utbredd lst nses h oändlig horisontell utbredning från sponten. Lsten multiplicers med K gh för tt ge ett horisontellt jordtryck Lsttyp 1 är permnent lster och typ 2 nyttolster. I denn progrmversion behndls permnent lster och nyttolster lik. Prtilkoefficient nges vid krkteristisk lster. En ytlst kn ngrip på vlfri nivå. T.ex.kn en ytlst vr en bottenpltt. Mn måste lltså nge nivån där lsten ngriper. 14

15 Linje- och Strimlelster Först bestäms om spontens väggfriktion skll utnyttjs vid beräkning v jordtryckskoefficienten. Lsttyp 1 är permnente lster och typ 2 nyttolster. I denn progrmversion behndls permnent lster och nyttolster lik Linje- och strimlelster tillåts ngrip vr som helst i och på mrken på ktivsidn. Lstern multiplicers med K ph. Avståndet från spont till strimlelst = och strimlelstens utbredning = c. Progrmmet känner själv v vilken lstbild som skll nvänds, t.ex. om det er en linjelst, där utbredningen c är = 0.0 m eller om strimlelsten är sml eller bred. Lstbild nr. 1 viser inverkning v en linjelst. Lstbild nr. 2 viser inverkning v en strimlelst, där (+c)*tn(phi) <= *tn(thet). Om *tn(phi) < *tn(thet) < (+c)*tn(phi) < (+c)*tn(thet) består lstbilden v en tringel + en rektngel + en tringel. Lstbild nr. 3 viser inverkning v en strimlelst där = 0. En eventuell horisontell komponent (qh) dders direkt till det ktiv jordtrycket utn multipliktion med K ph. I nednstående förenklde figurer (lstbildern) mrkerr de mörk områden jordtrycket.. P q q Lstbild 1 Lstbild 2 Lstbild 3 15

16 Lster på sponten Det är möjligt tt plcer ett ntl linjelster på själv sponten. Dess lster påverkr inte jordtrycksberäkningen utn påförs först sponten omedelbrt före den sttisk beräkningen v sponten. Lsttyp 1 är permnente lster och typ 2 nyttolster. I denn progrmversion behndls permnent lster och nyttolster lik. 10 spontlster kn registrers och dess kn h godtycklig plcering längs sponten. Positiv riktningr är för Qv nedåt, Qh åt vänster, Moment medurs. I den grfisk kontrollen redoviss spontlstern med sin ngreppsriktningr. OBS! Spontlster påverkr inte totlstbiliteten. Tilläggslster Vttenövertryck och horisontell tilläggslster dders direkt till jordtrycket, utn multipliktion med jordtrycksprmetrrn. Däremot multiplicers vertikl tilläggslster med K gh resp. K pgh. Gemensmt för ll tilläggslster är tt registreringr endst kn görs i mrkens skiktgränser. Önsks registreringr vid speciell nivåer måste fiktiv mrkskikt skps i rutinen Mrkskikt. 16

17 Vttenövertryck I stället för tt nge GNY på ktiv och pssiv sid och låt progrmmet beräkn differenstrycket, kn mn välj tt nge dett som ett polygontåg. Se nednstående tbell. Det ngivn vttenövertrycket dders till det ktiv jordtrycket, utn multipliktion med jord-trycksprmetrrn. Registreringr skll görs i över- respektive underknt mrkskikt. OBS! Vttenövertrycket beräkns utomtiskt, när du ngivit olik vttennivåer under Vttenyt / Schktbotten. Vill mn v någon nledning korriger det utomtisk övertrycket, kn dett görs här. Värden i denn tbell dders direkt till det ktiv jordtrycket Horisontell tilläggslster Horisontell tilläggslster dders direkt till det ktiv jordtrycket utn multipliktion med jordtrycksprmetrrn. Lsttyp 1 är permnente lster och typ 2 nyttolster. Registreringr skll görs i över- respektive underknt mrkskikt. 17

18 När Du väljer Beräkning/Utskrifter i huvudmenyn fås en ny meny med olik beräkningslterntiv. I denn meny väljer Du beräkning t.ex.: Utför en seprt jordtrycksberäkning, som kn utnyttjs även för ndr tillämpningr än spontberäkningen. Utför själv spontberäkningen. Spontberäkningen måste genomförs före rutinern Vertikl jämvikt, Dimensionering v spont och Djup glidyt Totlstbilitet Totlstbiliteten kn nvänds oberoende v spontberäkningen, Progrmmet vrnr för om frligste glidyt för ett sökområde skär sponten om mn först hr genomfört en spontberäkning. Genom tt ge en fixpunkt under spontfoten behöver inte dett ske. Fler förnkringr Skll en spont med fler förnkringr beräkns kn jordtrycken omlgrs direkt v progrmmet enlig vld belstningsmodell. Existernde spont Vid kontroll v existernde spont beräkns denn som vnligt. Vid oförnkrd spont skll nedslgningsdjupet vr minst beräknt. Vid en förnkring skll nedslgningsdjupet ligg i intervllet från fritt upplgt till fst inspänt. I nednstående kpitel går vi igenom resulttpresenttionen. Resulttet redoviss på skärmen under beräkningsgången. Om Du håller på med en optimering v sponten och utför mång jämförnde beräkningr, behövs inte utskrifter för vrje beräkning. Denn behövs endst när Du är nöjd med resulttet. Jordtryck / spontberäkning Den först delen med jordtrycksberäkningen är smm för den seprt jordtrycks- och spontberäkningen. Jordtryckskoefficienter Beräknde jordtryckskoefficienter kn vid behov korrigers. Skll korrigerde koefficienter behålls måste det mrkers.därefter viss en tbell med jordtryckskoefficienter på både pssiv- och ktivsidn i smtlig skikt. Den vänstr sidn v tbellen visr ny beräknde jordtryckskoefficienter. I den högr delen kn dess korrigers och här redoviss också eventuellt ändrde och sprde jordtryckskoefficienter. Jordtrycksordintor De jordtrycksordintor som redoviss i nednstående tbell härrör endst från själv mrken smt tilläggslstern. I de horisontell tilläggslstern ingår eventuellt vttenövertryck, som skps utomtiskt v progrmmet. All nivåer, där någon diskontinuitet förekommer, skrivs ut. 18

19 19

20 Nedslgningsdjup och inspänningsgrder I tbellen nedn redoviss olik nivåer för spontfoten med tillhörnde inspänningsgrder i mrken (0 % - fritt upplgd, 100 % - fst inspänd). Nivåer för mximl moment och mximl nkrkrft redoviss också. Med öknde inspänningsgrd i mrken fås längre spont och lägre påkänningr i spont och även lägre förnkringskrft. Du hr här en möjlighet tt ekonomiskt optimer sponten. Lönr det sig tt h en längre spont med lägre nkrkrfter? Kn i dett fll stg, mellnrum melln stg, hmmrbnd etc. gör konstruktionen billigre? Pröv Dig frm. 20

21 Snittkrfter (för vlt nedslgningsdjup) På skärmbilden nedn redoviss spontens utböjning och snittkrfter. Även stgkrfter nges. Bilden är smmnstt v fler redovisningssidor. Kontroll v vertikl jämvikt och erforderligt nedslgningsdjup I denn bild redoviss de krfter som påverkr den vertikl stbiliteten. Krfter från den tidigre beräkningen fås endst om väggfriktion utnyttjts för tt få kortre spont. I exemplet nedn betrkts sponten som gltt, dvs. ingen väggfriktion. Vertiklkomponentern blir i dett fll 0 (noll). Vertikl spontlster kommer från indtn och Egentyngd spont beräkns utomtiskt v progrmmet. Tilläggslster 21

22 Här kn mn kompletter med vertikl tilläggslster som progrmmet inte tgit hänsyn till tidigre, t.ex. ev. spetsmotstånd (neg. tecken). Progrmmet beräknr den vertikl totlkrften. Positiv vid nedåtriktd krft, negtiv vid uppåtriktd. Om vertikl jämvikt inte uppnås kn följnde åtgärder görs 1. Minsk väggfriktionsvinkeln i rutinen Mrkskikt. Dett kommer tt led till något längre spont. 2. I uträkningen ovn ts inte hänsyn till den väggfriktion som utbilds för den spontförlängning som beräkns nedn. Skll denn möjlighet utnyttjs måste den beräkns mnuellt. Kompletter därefter vertikl tilläggslster. 22

23 Dimensionering (spont) Denn rutin ger en snbbkontroll v de spänningr sponten utsätts för. σ = M W + N A + N f Djup glidyt De först indtkolumnern ger uppgifter om redn registrerd indt under rutinen Förnkringr. Registrer därefter eventuell lster frmför (Q)/bkom (Qb) nkrplttn. Ange den säkerhetsfktor (Sf) som skll gäll för dimensionernde krft i nkr-stget. Dett ligger till grund för själv beräkningen v djup glidyt, dvs. hur långt bort behöver den fiktiv förnkringsväggen plcers. 23

24 Registrer nivån för underknt nkrpltt ( X uk ) och nt ett vstånd ( L p ) från sponten till en fiktiv förkringsvägg. Dett vstånd skll inte väljs för kort. Ger beräkningen smm vstånd som mn ntgit kn beräkningen görs om med kortre ntgen längd. Progrmmet räknr ut vilken längd som behövs för tt klr den djup glidytn. Hr mn ett bestämt läge för nkrplttn nges dett. Är dett vstånd större än det beräknde min. vståndet redoviss det bestämd läget med tillhörnde säkerhetsfktor. Tvärkrftens nollpunkt fås från den tidigre beräkningen liksom krftern på sponten. Därefter redoviss de beräknde värden. Erforderlig stglängd (x_l) redoviss med tillhörnde säkerhetskoefficient (Sb). Övrig resulttfält enligt skärmbild. Vid beräkningen behålls hel tiden nivån för underknt nkrpltt och progrmmet korrigerr istället stglutningen. Glidyt Fiktiv förnkringsvägg OBS! Beräkningen görs för en fiktiv förnkringsvägg. Förnkringsväggen kn motsvr både nkrpltt eller nkrpåle. I figuren ovn viss hur långt bkom den fiktiv förnkringsväggen nkrplttorn måste plcers. I kontrollberäkning Hoesch 6_12 viss en beräkning för både nkrpltt och nkrpåle. Ankrpålen skll vr ungefär dubbelt så lång som vståndet (x_l) nger. Hänsyn skll även ts till förnkringslutningen. 45 Den ngivn säkerhetskoefficienten hr nvänts vid beräkning v jordtrycket. Den extr säkerhetsfktor på 1.25 som nvänds i BYGG 3:326, är inte medräknd vid beräkning v möjlig stgkrft. Progrmmet kontrollerr inte upptryck v nkrplttn och ej heller om nkrplttns pssiv brottzon går fri från spontens ktiv brottzon. Jordtrycket för nkrplttn tr ej hänsyn till slänter, tilläggslster, linje- eller strimlelster smt beräkns lltid från skikt ett. Det finns möjlighet tt ge in en jämnt utbredd överlst bkom nkrplttn. Totlstbilitet Slutligen kn mn genomför en kontroll v totlstbiliteten med cirkulärcylindrisk glidytor. Ange ett sökom-råde för rottionscentrum (nedre vänstr hörnet till övre högr) smt steglängden melln beräkningspunktern. Därefter nges en punkt (fixpunkt) som ll glidytor skll gå igenom. Progrmmet ger spontfoten som förslg, men denn kn givetvis ändrs. Iblnd kn den frligste glidytn ligg lägre än spontfoten. Väljs fixpunkt och sökområde för rottionscentrum, så tt den frligste glidytn hmnr genom sponten. Vrnr progrmmet för dett. Tiden för beräkningen är beroende v sökområdets storlek och steglängden melln beräkningspunktern. Resulttet för den frligste glidytn nges i nedre delen v fönstret. Kontroller tt inte rottionscentrum ligger i sökområdets rnd. I dett fll flytts sökområdet och beräkningen görs om. Den frligste glidytn finns med på den grfisk presenttionen. 24

25 25

26 Utskrift Mn hr möjlighet tt välj vilk delr som skll ingå i resulttutskriften. Menyn nedn visr de lterntiv som finns. Mrker ll önskde vl. Grfiken kn sedn kopiers in i utskriftsdokumentet. Vrje utskrift kn kompletters med en kort kommentr, t.ex. vid jämförnde beräkningr. 26

27 Jordtrycksberäkning Jordtrycksberäkningen kn redoviss seprt. Spontberäkning Oförnkrd spont För oförnkrde sponter beräkns kortst möjlig inspänning i mrken smt tillhörnde tvärsnittskrfter. I redovisningen ingår deformtioner, moment och tvärkrfter i tbellform. All extremvärden redoviss!. All beräknde värden redoviss också i grfiken. Därefter kommer Du till kontroll v vertikl jämvikt. Denn kontroll är viktig om mn nvänder väggfriktion. Förnkrd spont Även för förnkrde sponter görs först en jordtrycksberäkning med korrigeringsmöjligheter enligt ovn. För spontkonstruktioner med förnkring erbjuder progrmmet en optimering v spontlängden. Vid beräkningen redovisr progrmmet nödvändigt nedslgningsdjup för sponten vid olik inspänningsförhållnden i mrken. Här ges nvändren möjlighet tt välj en inspänningsgrd melln 0 och 100 %. Vlet påverkr påkänningen i sponten smt nkrkrften. I snittkrftstbellen nges mximl fält- och stödmoment tillsmmns med ktuell deformtioner smt förnkringskrft. Kontroller Vertikl jämvikt Denn kontroll ingår i själv spontberäkningen och måste lltid utförs när väggfriktionen nvänds. Säkerhet mot djup glidyt För sponter med endst en förnkring kn, om så önsks, säkerheten mot brott i djup glidyt beräkns. Med djup glidyt vses här en yt som går från underknt förnkringspltt genom läget för tvärkrftnoll i sponten. Progrmmet dimensionerr förnkringen och räknr ut hur långt bk nkrplttn eller nkrpålen måste ligg för tt erhåll tillräckligt motstånd i glidytn. Totlstbilitet Progrmmet kontrollerr konstruktionens totlstbilitet med cirkulärcylindrisk glidytor med lmellförfrnde enligt Bishop. Rutinen kn nvänds för såväl mnuell som utomtisk sökning efter den snnolikt frligste glidytn. Ange en fixpunkt, som glidytn lltid skll gå genom. Progrmmet sätter utomtiskt underknt spont, men dett värde kn ändrs till vlfri punkt. Progrmmet vrnr för om frligste glidyt skär sponten. 27

28 Förutsättningr Följnde förutsättningr gäller för progrmmet: Mx mrkskikt. förnkringr. linjelster på spont. linje- och strimlelster på mrken. brutn slänter. vskärmning. Jordtrycket beräkns enligt klssisk jordtrycksteori med pln glidytor (Coulomb). Vid ren kohesionsjord under schktbotten kn progrmmet också räkn med nettojordtryck enl. Sponthndboken (kp ). En eventuell mrklutning hr endst inverkn på jordtrycks-koefficientern och ger lltså inget extr vertikltryck. Dett innebär tt vid skiktd mrk med stor skillnd i tunghet, kn mn få för små värden på jordtrycket. Dett kn t.ex. kompensers med en överlst. Minst två mrkskikt måste registrers, vrv ett måste finns under schktbotten. Progrmmet ntr en lägst beräkningsnivå utifrån registrerde mrkskikt. Ger beräkningen lägre spontfot än den ntgn nedre jordtrycksgränsen fås vrning från progrmmet. Ge skiktgränser på lägre nivå. Följnde rndvillkor ccepters för sponten: Fst inspänd vid oförnkrde sponter. Fritt upplgd vid sponter med en förnkring. Fri ände vid sponter med fler förnkringr. Friktionsvinkel i mrkskikt eller slänt erfordrs vid beräkning v eventuell linje- och strimlelster. 28

29 Beräkningsförfrnde Beteckningr och Jordtryckskoeff. Jordtryckskoefficientern och glidytns vinkel beräkns enligt formlern nedn 1. För beräkning v K ch och ϕ finns fler vlmöjligheter, som redoviss på indt-bilden under Systemdt. Jordtryckskoefficienter: K gh K pgh K ph K ch K pch Aktivt jordtryck v egentyngd och utbredd överlst. Pssivt jordtryck v egentyngd och utbredd överlst. Aktivt jordtryck v linje- och strimlelster. Aktivt jordtryck v kohesion. Pssivt jordtryck v kohesion. Övrig beteckningr: Se även vidstående figur. P ph ϑ Glidytns vinkel. (grder) γ Tunghet. (kn/m 3 ) ϕ Friktionsvinkel. (grder) δ Väggfriktion. (grder) c u Kohesion. (kp) α Spontens lutning. (grder) β Mrkens lutning. (grder) r Råhet. - Nednstående formler beräknr jordtryckskoefficientern för egentyngd och jämnt utbredd lst enligt Müller-Breslu. P pv p + p - - P p + - P + P P h + - P v Aktivt jordtryck : K gh = 2 cos α 1+ 2 cos ( ϕ + α) sin( ϕ + δ ) sin( ϕ β) cos( α δ ) cos( α + β) 2 Jordtryckskoefficienter för punkt- och strimlelster på ktivsidn : K ph sin( ϑ ϕ) = cos δ cos( ϑ ϕ δ ) Pssivt jordtryck : K gh = 2 cos α 1 2 cos ( ϕ α) sin( ϕ δ p ) sin( ϕ + β) cos( δ p α) cos( α + β) 2 Jordtryckskoefficienter för kohesion 2-1 Formlern finns bl.. redovisde i Hoesch Spundwnd-Hndbuch. 2 Formler enligt Sttik im Erdbu v Henner Türke. 29

30 Aktivt jordtryck : K ch cosϕ cosβ cos( δ α )( 1 tnα tn β) = 1+sin( ϕ δ α β) Pssivt jordtryck : + K pch cosϕ cosβ cos( δp α )( 1 tnα tn β) = 1-sin( ϕ δ + α + β) Gränsen för β= ϕ = ϑ. I de fll där mrken består v ren kohesionsjord, dvs. när ϕ=0, kn nednstående förenklde empirisk formel nvänds för beräkning v jordtryckskoefficienten. K r, = ch pch Beräkning v glidytns vinkel enligt noggrnn metod 3 : sin ϕ+ f ϑ cos( ϕ+ δ α) tnϑ = cos ϕ f ϑ sin ( ϕ+ δ α ) cos( α+ ϕ) f ϑ = sin( ϕ+ δ) cos( α+ β) cos( δ α) sin( ϕ+ δ ) + sin( ϕ β) 3 Formler enligt Bugruben v Weissenbch (1975). 30

31 Jordtrycksberäkning Jordtrycket v egentyngd och kohesion beräkns enligt följnde uttryck : P P h ph γ h2 2 = K 2 h c γ h2 2 gh = K + 2 h c pgh u u K K ch pch där h är djupet under mrkytn. Först beräkns vertikltrycken i skiktgränsern. Därefter multiplicers dess med tillhörnde jordtryckskoefficienter. De pssiv jordtrycken v egentyngd och kohe-sion dividers med den ingivn säkerhetskoefficienten. För kohesionsjord under schktbotten kn nettojordtryck (Sponthndboken, kp ) nvänds istället för Rnkinskt ktivt och pssivt jordtryck. σ pnetto = γ Sd, Ncb Ncb τ fud ( γ H + qd ). Bruten slänt Då bruten slänt förekommer, beräkns dess jordtryck enligt nvisningr i Hoesch Spundwnd-Hndbuch. Se även nednstående figurer. Koefficienten k beräkns med mrkvärden från skikt 1. k = K hβ Kh 0 K h0 K h0 K hβ Jordtryckskoefficienten för horisontell mrkyt. Med β=den brutn släntens lutning. OBS! Friktionsvinkel i slänten erfordrs vid beräkning v eventuell linje- och strimlelster. Δh x y β β ϕ y=k Δh x=k Δh x y ϕ β β > ϕ y= tn ϕ k h tnβ Δ x=k γ Δh γ Δh 31

32 Jämnt utbredd överlst Jämnt utbredd överlst nses h oändlig horisontell utbredning från den punkt som mn nger. Lsten multiplicers med K gh för tt ge ett horisontellt jordtryck. q q p ph = q K gh p ph Linjelst Linje- och strimlelster tillåts ngrip vr som helst i och på mrken på ktivsidn. Lstern multiplicers med K ph och det finns fyr olik lstbilder, där progrmmet utomtiskt väljer korrekt lstbild. En eventuell horisontell komponent (Q h ) dders direkt till jordtrycket utn tt multiplicers med K ph. i nednstående figurer mrkerr de mörk områden jordtrycket. Linjelst b' ' V h p p ph V P p h = V K = (tn ϑ tn ϕ) ' = tnϕ b' = tn ϑ p ph ph p hh = = 2 P ph hp 2 H b' ' ph Strimlelster 32

33 Strimlelst på vståndet från spontvägg b c' b' ' q p ph q p θ ' = tnϕ b' = tn ϑ c' = ( + b) tn ϑ p hp hh = 2 qb θ c' ' ϑ ϕ) = sin( cos( ϑ ϕ δ ) = 2 H c' ' cosδ Strimlelst intill spontvägg b c' q q p ph = q K c' = b tn ϑ ph c'/2 p ph Vttenövrtryck, horisontell tilläggslster Vttenövertryck och horisontell tilläggslster dders direkt till jordtrycket medn däremot vertikl tilläggslster först multiplicers med K gh resp. K pgh. Vttenövertrycket beräkns utomtiskt v progrmmet, som differensen melln de två vttennivåern på ktiv resp. pssiv sidn. Behöver dess värden korrigers kn dett utförs med tilläggslst - vttenövertryck. Välj metod för minst jordtryck på ktiv sidn: 1. Min. K ch. Angivet värde multiplicers med mrkskiktets egentyngd och djupet. Används för Tysk stndrd. Normlt = 0.2. Gäller både friktions- och kohesionsjord. 2. Hydrosttiskt vttentryck. Angivet värde, normlt 10 kn/m 3, multiplicers med djupet. Gäller endst kohesionsjord. Snittkrfter och deformtioner i spontkonstruktionen beräkns därefter enligt reduktionsmetoden 4. 4 Reduktionsmetoden finns beskriven i Ds reduktionsverfhren der Busttik v R. Kersten. 33

34 Omfördelning v ktivt jordtryck Vid omlgring v det ktiv jordtrycket på grund v jordens egenvikt och ytlster med oändlig utbredning skiljer mn melln två olik huvudgrupper v spontnvändingr. För spontkontruktioner vid vtten såsom hmnr, älvr och knler bör mn omfördel ktivtrycker enligt EAU 2004 och för spontkonstruktioner skchtgropr bör mn omfördel ktivtrycket enlig EAB. EAU 2004 EAU = Rekommendtioner från rbetsutvlet Hmn- knl- och kustsponter Vid omfördeling v ktivtrycket enligt EAU 2004 skiljer mn melln utgrävd spont och bkfylld spont. Utgrävd spont Bkfylls spont 34

35 EAB EAB = Rekommendtioner från rbetsutvlet Schcktgropr Formen för omfördelning v ktivtrycket enlig EAB är vhängig v ntlet förnkringr enligt nednstående figurer. Omlgring vid endst en förnkring Omlgring vid två förnkringr 35

36 Omlgring vid tre eller fler förnkringr 36

37 Teori Djup glidyt För sponter med endst en förnkring kn, om så önsks, säkerheten mot brott i djup glidyt beräkns. Med djup glidyt vses här en yt som går från underknt förnkringspltt genom läget för tvärkrftnoll i sponten. Med denn metod enligt Krnz 5 kn nkrplttns läge beräkns. Ankrplttn kn även ses som en fiktiv nkrpltt, som ersätter t.ex. en påle. Jordkroppen uppdels i horisontell strimlor med brottytn som undre begränsningslinje. Följnde krfter verkr då på jordkroppen (se även vidstående figur): q P 1 Jordtryck på bksidn v nkrplttn. P 2 W 1 Rektion från sponten mot jorden. (utn vttenövertryck) Jordkroppens tyngd. > ). q Överlst (verkr då θ φ P 2 W 1 P 1 K i R i Kohesion i glidytn. Rektionskrft i glidytn. W3 W2 K 2 R1 1 Jordtrycket på nkrplttn beräkns utn hänsyn till slänter, tilläggslster, linje- eller strimlelster och dessutom lltid från och med skikt ett. För tt kompenser eventuell överlster finns möjlighet tt ge in en extr överlst bkom nkrplttn. R 3 3 R2 2 All krfter summers i en krftpolygon enligt vidstående figur. Den möjlig hori-sontell stgkrften utn säkerhet ges v den punkt, där den sist rektionen skär förnkringskrftens verkningslinje. Tillåten S h Stbilitetsberäkningen omfttr inte kontroll v om nkrplttns pssiv brottzon går fri från spontens ktiv brottzon (jfr vidstående figur). l P min 1 Förnkringskrftens verkningslinje W1 R 1 W 2 K 2 R 2 W 3 R 3 45 ϕ 2 P ϕ 2 ω 5 Denn beräkningsmetod förklrs bl.. i Hoesch Spundwnd-Hndbuch. 37

38 Totlstbilitet Progrmmet kontrollerr cirkulärcylindrisk glidytor med lmellförfrnde enligt Bishop. Beräkningsmetoden finns beskriven på ett flertl ställen i litterturen, vrför de llmänn teoriern behndls mycket kortfttt. I den givn glidytn bestäms smtlig skär-ningr melln glidytn och sektionslinjern ( X1, Y1)...( Xn, Yn ). Den mrksektion, som ligger innnför och ovnför glidytn melln två successiv skär-ningspunkter, uppdels i lmeller enligt följn-de kriterier: X i b w X i-1 Om ( X X ) < 005. R dels ( X X ) 1 i-1 lmeller. 1 i-1 i 2 Om ( X X ) > 005. R dels ( X X ) 1 i-1 lmeller. 1 i-1 i 20 α ( X1 Xi-1) R - Horisontell vståndet melln två successiv skärningr: glidyt - sektionslinje. - Rdien för glidytn. R SF = ( c L + ( w cos α u L) tn φ + (( V V ) cos α + ( P sinψ P sin ψ )) sinα tn φ) n wx n+ 1 n n kn formeln förenkls något. Om mn låter lmelltjockleken bli reltivt liten kn mn försumm P n och P n+1 smt V n och V n+1 och därmed Om L = b secα och X = R sinα erhåller mn Bishops förenklde formel. 1 SF = W sin α ( c b + W tn φ) sec α ( 1+ (tnφ tn α / SF)) w α c b φ SF W - Vertikl trycket v en lmell. - Se figur ovn. - Skjuvhållfsthet (kohesion). - Bredd v en lmell. - Mterilets friktionsvinkel. - Säkerhetsfktor. - Effektiv trycket. Säkerhetsfktorn uppträder på båd sidor v ekvtionen, vilket medför tt lös-ningen blir en itertiv process. Rutinen kn nvänds för såväl mnuell som utomtisk sökning efter den snnolikt frligste glidytn. Ange en fixpunkt, som glidytn lltid skll gå genom. Progrmmet sätter utomtiskt underknt spont, men dett värde kn ändrs till vlfri punkt. Progrmmet vrnr för om frligste glidyt skär sponten. 38