Konstruktionsuppgift 1 G7006B. Sofi Isaksson Lea-Friederike Koss Henrik Silfvernagel

Transkript

1 Kontruktonuppgft 1 G7006B Sof Iakon Lea-Frederke Ko Henrk Slfvernagel 1

2 1. Inlednng Beräknngar Metod 1, töd Metod 1, töd Metod 2, töd Metod 2, töd Sättnngdfferen Dkuon

3 1. Inlednng Denna kontruktonuppgft yftar tll att beräkna ättnngar för brofundament med två olka metoder. Sättnngarna beräkna för två efterföljande fundament, töd 2 och töd 3, var dfferen ej får övertga 30mm. Därefter dkutera lämplg grundläggnngmetod. 3

4 2. Beräknngar 2.1 Metod 1, töd 2 Några ndata fnn gvna uppgften, grundläggnngdjupet är 3 m, den vertkala laten från fundamentet är 7138 kn, effektv bredd är 4,46 m och effektv längd är 4,94 m. Den urprunglga vertkala effektvpännngen beräkna med formel (1) och jorden anta vara and med låga halter av lt och lera vlket ger en dentet på 2,0 t/m3 enlgt tabell Formelamlng för Väg- och Vattenbyggare. σ ' v 0 = ρ g h = 2, = 60kPa (1) Därefter kan nettopännngöknngen q netto beräkna enlgt formel (2). q F 7138 = σ ' v 0 = 60 = kpa (2) B L 4,46 4, netto ef ef Jordproflen dela n 13 lager av varerande tjocklek ner tll djupet z = 4BBef = 17,84 m enlgt blaga 2 och pännngöknngen mttpunkten varje kkt beräkna enlgt formel (3). Tllkottpännngen, σ v, tllkott, får borte från enlgt ntruktonen för uppgften. 2. Djupet från grundläggnngnvå tll kktmtt beteckna z. σ B L Δ = + σ (3) ef ef q netto v, tllkott ( Bef + z) ( Lef + z) För töd 2 fnn tre onderngdagram att använda om grund för framtagnng av ättnngmodulen E. Medelvärden för de olka kkten beräkna och ättnngmodulen nterpolera fram från värden tabell 1:3 från kontruktonuppgftkompendet. Det värde om är lägt på ättnngmodulen ger den törta ättnngen och välj därför. Dea värden motvarar ättnngarna 10-år värde och ger enlgt formel (4) ättnngarna vd to år. I formeln är h lagertjocklek. I blaga 1 redova amtlga värden för metod 1 och töd 2. h = Δσ v (4) E = 0,0451 m = Sättnngar vd 10 år. För att beräkna ättnngarna vd 1 år reducera n 1år = η = 1 med faktorn η = 0, 51 1 år = 0,0230 m Slutlgen beräkna ättnngarna vd 100 år genom att ättnngarna vd 10 år multplcera av en tdfaktor, ekvaton (5). Där t är tden år = 100 år. 4

5 tdfaktor = 1+ 0,2 log(10t) = 1,6 (5) 100 år = 0,0721 m Reultaten kan här e tabell 1. Sättnng vd 1 år 0,0230 m Sättnng vd 10 år 0,0451 m Sättnng vd 100 år 0,0721 m Tabell 1. Fulltändga beräknngar fnn blaga Metod 1, töd 3 Beräknnggången är amma om för töd 2 och kllnaden är att grundläggnngdjupet är 4 m, den vertkala laten från fundamentet är 8328 kn, effektv bredd är 4,91 m och effektv längd är 5,44 m. Den urprunglga vertkala effektvpännngen beräkna med formel (1) och jorden anta även här vara and med låga halter av lt och lera vlket ger en dentet på 2,0 t/m3 enlgt tabell Formelamlng för Väg- och Vattenbyggare. σ ' v 0 = ρ g h = 2, = 80kPa Därefter kan nettopännngöknngen q netto beräkna enlgt formel (2). q F 8328 = σ ' v 0 = 80 = 231, B L 4,91 5,44 netto 8 ef ef Jordproflen dela n 12 lager enlgt blaga 2 och pännngöknngen mttpunkten varje kkt beräkna enlgt formel (3). Data redova blaga 3. Nya ättnngmoduler beräkna på amma ätt om för töd 2 och fnn angvna blaga 3. Sättnngarna för töd 3 beräkna även de på amma ätt och reultatet redova tabell 2 nedan. Sättnng vd 1 år 0,0154 m Sättnng vd 10 år 0,0303 m Sättnng vd 100 år 0,0484 m Tabell 2. kpa 2.3 Metod 2, töd 2 Grundläggnngdjupet, effektvpännngen, belatnngytan, nettopännngöknngen, ättnngmoduler amt jordproflen har amma värden om för metod 1, töd 2. 5

6 Den vertkala effektvpännngen före avchaktnng, σ ' vm 0, beräkna enlgt formel (6) för varje kktmtt. 1 z 1 z Δ σ = ( 1+ (3 2 λ) ) (1 ) + σ (6) v 3 q netto v, tllkott g Bef g Bef σ v,tllkott ätt även här tll noll enlgt ntruktonen för uppgften.2 och jordarttalet λ, välj tll 0 för grovkorng jord om ane motvara aktuell jordart. Parametern g, beräkna enlgt formel (7). Beff Beff Beff g = 4,0021 2, ,2571 0,26667 (7) Leff Leff Leff g = 2,537 2 När Δ σ v är känt kan den relatva kompreonen, ε, beräkna med formel (8) där P a är referenpännng och är gven tll 100 kpa uppgften, pännngexponenten β ätt tll 0,5 om gäller för gru, and och grov lt enlgt kontruktonuppgften. P σ ' vmq +Δσ σ ' a v β vmq β ε = (( ) ( ) ) (8) E β P P a a Sättnngarna vd 10 år kalkylera därefter med ekvaton (9). Data redova blaga 2. = ε h ) (9) ( = 0,0378 m Sättnngarna vd 1 år beräkna med hjälp av reduktonfaktorn, η = 0, 47 och formel (10) = η ( ε h ) (10) 1år 1 år = 0,0178 m Sättnngarna efter 100 år beräkna med multplcerng med amma tdfaktor om föregående metod, e ekvaton (5) för tdfaktorberäknng och ekvaton (11) för ättnngberäknngen vd 100 år. = 1,6 ( ε h ) (11) 100år 100 år = 0,0605 m 3 6

7 Reultatet va tabell 3 nedan. Sättnng vd 1 år 0,0178 m Sättnng vd 10 år 0,0378 m Sättnng vd 100 år 0,0605 m Tabell Metod 2, töd 3 Grundläggnngdjupet, effektvpännngen, belatnngytan, nettopännngöknngen, ättnngmoduler amt jordproflen har amma värden om för metod 1, töd 3. Den vertkala effektvpännngen före avchaktnng, σ ' vm 0, beräkna enlgt formel (6) för varje kktmtt. σ v,tllkott ätt även här tll noll enlgt ntruktonen för uppgften.2 och jordarttalet λ, välj tll 0 för grovkorng jord om ane motvara aktuell jordart. Parametern g, beräkna enlgt formel (7). När Δ σ v är känt kan den relatva kompreonen, ε, beräkna med formel (8) där P a är referenpännng och är gven tll 100 kpa uppgften, pännngexponenten β ätt tll 0,5 om gäller för gru, and och grov lt enlgt kontruktonuppgften. Sättnngarna vd 10 år kalkylera därefter med ekvaton (9) = 0,0138 m Sättnngarna vd 1 år beräkna med hjälp av reduktonfaktorn, η = 0, 47 och formel (10) 1 år = 0,0294 m Sättnngarna efter 100 år beräkna med formel (11). 100 år = 0,0471 m Reultatet va tabell 4 nedan. Sättnng vd 1 år 0,0138 m Sättnng vd 10 år 0,0294 m Sättnng vd 100 år 0,0471 m Tabell 4. Övrga data och fnn blaga 4. 7

8 3. Sättnngdfferen Den maxmalt tllåtna ättnngkllnaden mellan två brofundament är 30 mm enlgt kontruktonuppgften. För att kolla hur tor ättnngkllnaden är mellan töd 2 och töd 3 räkna ett medelvärde ut från de två olka metoderna, e tabell 5 för töd 2 och tabell 6 för töd 3. Sättnngarna om kontrollera är de om bldat efter 100 år då dea har tört dfferen. år metod 1 metod 2 medel 1 0,0230 0,0178 0,0204 m 20,4 mm 10 0,0451 0,0378 0,04145 m 41,45 mm 100 0,0721 0,0605 0,0663 m 66,3 mm Tabell 5, medelvärde på ättnngar för töd 2. metod 1 metod 2 medel 1 0,0154 0,0138 0,0146 m 14,6 mm 10 0,0303 0,0294 0,02985 m 29,85 mm 100 0,0484 0,0471 0,04775 m 47,75 mm Tabell 6, medelvärde på ättnngar för töd 2. Därefter kan ättnngkllnaden beräkna med formel (12) nedan där två då detta ger det högta värdet på ättnngkllnaden och ättnngarna för töd 3 efter 100 år. Δ = d k (12) k d beräkna från töd är det karaktertka värdet på Där = d k γ m γ Rd γ m = 1,4 från blaga 4 kontruktonuppgftntruktonen ochγ Rd kan ätta tll 1,0 vd beräknng av dmenonerande ättnng enlgt blaga 5 avntt 4 kontruktonuppgften. d = 66,3 1,4 = 92, 82mm k = 47, 75mm Δ = d k = 45, 07mm Denna kllnad ättnngar mellan töd 2 och töd 3 överkrder kravet på maxmalt 30 mm och därför kan det vara lämplgt att använda pålnng för att mnka ättnngarna töd 2. 8

9 4. Dkuon Enlgt de beräknngar och antaganden om gör klarar nte ättnngarna kravet på maxmalt 30 mm kllnad. Därför kan en metod om pålnng vara av ntree. Pålnng är dyrare och har en längre produktontd än vanlg platta på mark men detta fall måte en åtgärd ta för att mnka ättnngarna och då främt för töd 2. 9