EC7-Xanthi-2006

14
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΣΧΟΛΗ  ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ  ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ   ΤΟΜΕΑΣ ΤΟΜΕΑΣ  ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣ 5 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής Ξάνθη, 31/5 έως 2/ 6 - 2006 Μ Μ . Καββαδάς Καββαδάς ,  Αναπλ  Αναπλ. Καθηγητής Καθηγητής  ΕΜΠ ΕΜΠ Εφαρμογή Εφαρμογή  στην στην  Ελλάδα Ελλάδα  των των  Τρόπων Τρόπων  Ανάλυσης  Ανάλυσης  του του Ευρωκώδικα Ευρωκώδικα 7.1 ( 7.1 (EC 7.1 EC 7.1 - Design Approaches) Design Approaches) ( Ευρωκώδικας 7 Γεωτεχνικός σχεδιασμός   Μέρος 1: Γενικοί κανόνες )  Ευστάθεια πρανών  Επιφανειακές θεμελιώσεις  Έργα αντιστήριξης  Αγκυρώσεις Πρόγραμμα εφαρμογής του EC-7.1 στην Ελλάδα 2005 2006 :  Διετής περίοδος βαθμονόμησης  Μετάφραση στα Ελληνικά (Ιαν. 2006 – ΟΑΣΠ)  Συγγραφή Εθνικού Προσαρτήματος (National Annex) (Ιαν. 2006 – ΟΑΣΠ)  Δοκιμαστική Εφαρμογή -  προαιρετική χρήση για βαθμονόμηση των μεθόδων και συντελεστών 2007 2009 : Τριετής περίοδος συνύπαρξης  Εναλλακτική εφαρμογή του EC-7.1 με τους Εθνικούς Κανονισμούς (ΕΚ)  Δυνατότητα επιλογής μεταξύ EC-7.1 και ΕΚ (όπου αντίκεινται) 31 Μαρτίου 2010 : Υποχρεωτική εφαρμογή του EC-7.1  και απόσυρση των αντικρουόμενων ΕΚ

Transcript of EC7-Xanthi-2006

7/16/2019 EC7-Xanthi-2006

http://slidepdf.com/reader/full/ec7-xanthi-2006 1/14

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΣΧΟΛΗΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝΜΗΧΑΝΙΚΩΝ – – ΤΟΜΕΑΣΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣ

5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής

Ξάνθη, 31/5 έως 2/6 - 2006

Μ Μ .. Καββαδάς Καββαδάς ,, Αναπλ Αναπλ.. Καθηγητής Καθηγητής ΕΜΠ ΕΜΠ

ΕφαρμογήΕφαρμογή στηνστην ΕλλάδαΕλλάδα τωντων ΤρόπωνΤρόπων Ανάλυσης Ανάλυσης τουτου

ΕυρωκώδικαΕυρωκώδικα 7.1 (7.1 (EC 7.1EC 7.1 -- Design Approaches)Design Approaches)( Ευρωκώδικας 7 Γεωτεχνικός σχεδιασμός – Μέρος 1: Γενικοί κανόνες )

• Ευστάθεια πρανών

• Επιφανειακές θεμελιώσεις

• Έργα αντιστήριξης

• Αγκυρώσεις

Πρόγραμμα εφαρμογής του EC-7.1 στην Ελλάδα

2005 – 2006 : Διετής περίοδος βαθμονόμησης

• Μετάφραση στα Ελληνικά (Ιαν. 2006 – ΟΑΣΠ)

• Συγγραφή Εθνικού Προσαρτήματος (National Annex) (Ιαν. 2006 – ΟΑΣΠ)

• Δοκιμαστική Εφαρμογή - προαιρετική χρήση για βαθμονόμηση τωνμεθόδων και συντελεστών

2007 – 2009 : Τριετής περίοδος συνύπαρξης

• Εναλλακτική εφαρμογή του EC-7.1 με τους Εθνικούς Κανονισμούς (ΕΚ)

• Δυνατότητα επιλογής μεταξύ EC-7.1 και ΕΚ (όπου αντίκεινται)

31 Μαρτίου 2010 :Υποχρεωτική εφαρμογή του EC-7.1 και απόσυρση των αντικρουόμενων ΕΚ

7/16/2019 EC7-Xanthi-2006

http://slidepdf.com/reader/full/ec7-xanthi-2006 2/14

Εφαρμογή του Ευρωκώδικα EC-7.1 στην Ελλάδα

Εθνικό Προσάρτημα, National Annex (Σχέδιο – Ιαν 2006) :

• Επιλογή του επιθυμητού βαθμού ασφάλειας των έργων (τιμές των

επιμέρους συντελεστών και λοιπών συντελεστών εθνικής επιλογής)

• Επιλέχθηκαν οι συνιστώμενες τιμές του EC-7.1 (Annex A)

• Κατάλογος των συμβατών κειμένων υποστήριξης (που δεν μπορούν να

αντίκεινται στον EC-7.1)

• Όλες οι διεθνώς αποδεκτές μέθοδοι υπολογισμού : π.χ. μέθοδοι ανάλυσης

βαθιών εκσκαφών, ελέγχου ευστάθειας πρανών, ανάλυσης υπογείων

έργων

• Επιλογή του Εθνικού Τρόπου Ανάλυσης (Design Approach) των έργων

Αντικείμενο αυτής της παρουσίασης

(για όλα τα έργα, εκτός πασσάλων)

ΤίΤί αλλάζειαλλάζει μεμε τηντην εισαγωγήεισαγωγή τουτου ΕυρωκώδικαΕυρωκώδικα 77 :: ΝέεςΝέες έννοιεςέννοιες

• Εδαφικές παράμετροι (X) : π.χ. γωνία τριβής, συνοχή

• Δράσεις (F) : Φορτία και εξαναγκασμοί (πχ. υποχώρηση στήριξης)

• Γεωτεχνικές δράσεις (G) : Δράσεις από το έδαφος (πχ. ώθηση γαιών)

• Εντάσεις (E) : Αποτελέσματα των δράσεων (πχ. εντατικά μεγέθη)

• Αντιστάσεις (R) : πχ. φέρουσα ικανότητα πεδίλου / πασσάλου

Ε

RR

EE

R

R = T r

Ε = Wx

G = G (F, X) E = E (F, X) R = R (F, X)

7/16/2019 EC7-Xanthi-2006

http://slidepdf.com/reader/full/ec7-xanthi-2006 3/14

ΤίΤί αλλάζειαλλάζει μεμε τηντην εισαγωγήεισαγωγή τουτου ΕυρωκώδικαΕυρωκώδικα 77 :: ΝέεςΝέες έννοιεςέννοιες

Ε

• Χαρακτηριστικές τιμές : δράσεων (Fk , Gk) , εδαφικών παραμέτρων (Xk),

εντάσεων (Εk) και αντιστάσεων (Rk).

Gk = G (Fk , Xk) (γεωτεχνικές δράσεις)

Ek = E (Fk , Xk) (εντάσεις)

Rk = R (Fk , Xk) (αντιστάσεις)

Παράγωγα μεγέθη :

Θεμελιώδη μεγέθη : Fk (δράσεις), Xk (εδαφικές παράμετροι)

Εξαίρεση : Rk

πασσάλων και αγκυρώσεων

Υπολογισμός και με άλλους τρόπους (π.χ. μέσω δοκιμαστικών φορτίσεων)

R

R

E

Συντηρητικές εκτιμήσεις ( όπως μέχρι τώρα )

ΤίΤί αλλάζειαλλάζει μεμε τηντην εισαγωγήεισαγωγή τουτου ΕυρωκώδικαΕυρωκώδικα 77 :: ΝέεςΝέες έννοιεςέννοιες

• Επιμέρους συντελεστές : δράσεων (γF ), εδαφικών παραμέτρων (γM ),

εντάσεων (γE = γF ), αντιστάσεων (γR )

• Τιμές σχεδιασμού : δράσεων (Fd , Gd ) , εδαφικών παραμέτρων (Xd ) ,

εντάσεων (Εd ) και αντιστάσεων (Rd )

αλλά : Gd = γF

G(Fk , Xk) ή Gd = G (Fd , Xd)

Ed = γE

E(Fk , Xk) ή Ed = E (Fd , Xd)

Rd = (1/γR

) R (Fk , Xk) ή Rd = R (Fd , Xd)

όπου : Fd = γF Fk και Xd = (1 / γΜ ) Xk

Ε

Έλεγχος επάρκειας :d d E R ≥

Ε

RR( ( όθεν όθεν ,, τρείς τρείς ΤρόποιΤρόποι Ανάλυσης Ανάλυσης ) )

7/16/2019 EC7-Xanthi-2006

http://slidepdf.com/reader/full/ec7-xanthi-2006 4/14

ΤίΤί aaλλάζειλλάζει μεμε τηντην εισαγωγήεισαγωγή τουτου ΕυρωκώδικαΕυρωκώδικα 7 :7 :

Έλεγχος μέσω των "επιμέρους συντελεστών" (γ F =γ Ε , γ M , γ R )με τρείς Τρόπους Ανάλυσης (Design Approaches – DA)

F =δράση, Χ =εδαφ. ιδιότητα , R=αντοχή , E =εντατικό μέγεθος ( π . χ . τάση )

Έως τώρα :( )

( )

( ) ( ) ( ) X F E FS X F R FS

X F E

X F R,,

,

,⋅≥⇒≥

Κατά EC-7:

η (ΙΙ) δίνει :

E

d d E R ≥

( ) ),(),( k k R E k k X F E X F R γ γ ≥

( ) ( )k k E k k

R

X F E X F R ,,1 γ γ

( Ι )

( ΙΙ )

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ≥⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

M

k k F

M

k k F

X F E

X F R

γ γ

γ γ ,,

R E FS γ γ =

ΤίΤί αλλάζειαλλάζει μεμε τηντην εισαγωγήεισαγωγή τουτου ΕυρωκώδικαΕυρωκώδικα 77Τρείς εναλλακτικοί Τρόποι Ανάλυσης της κατάστασης αστοχίας :

Επ.χ. Έλεγχος έναντι ολίσθησης :

d d E R ≥

DA-3 :

γ F = ΔΟΜ : 1.35 ή 1.5 ΓΕΩΤ: 1.0 ή 1.3 , γ M = 1.25 (ενεργές) ή 1.4 (ολικές)

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ≥⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

M

k k F

M

k k F

X F E

X F R

γ γ

γ γ ,,

DA-1 : ⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ≥⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

M

k k F

M

k k F

X F E

X F R

γ γ

γ γ ,,

Αναλύσεις γενικήςευστάθειας (Κεφ. 11)

DA-2* : ( ) ( )k k E k k

R

X F E X F R ,,1

γ γ

γ R = 1.1 - 1.4 (αναλόγως τύπου αστοχίας) γ F = γ E = 1.35 (μον) ή 1.5 (κιν)

Όλες οι αναλύσεις(Κεφ. 6-10)

εκτός γενικής ευστάθειας

DA-2 :( ) ( )k k F k k F

R

X F E X F R ,,1

γ γ γ

Συνδυασμός 1 : γF = 1.35 (μον) ή 1.5 (κιν) , γ M = 1.0

Συνδυασμός 2 : γ F = 1.0 (μον) ή 1.3 (κιν) , γ M = 1.25 (ενεργές) ή 1.4 (ολικές)

7/16/2019 EC7-Xanthi-2006

http://slidepdf.com/reader/full/ec7-xanthi-2006 5/14

Εφαρμογή του EC-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα)

Επιλογή του «Τρόπου Ανάλυσης» (Design Approach) μεταξύ των DA-1, 2 , 3

Τρόπος Ανάλυσης 3 (DA-3) :

Εφαρμογή σε αναλύσεις γενικής ευστάθειας (Κεφ. 11 του EC-7.1)

• χωρίς δομικά στοιχεία αντιστήριξης (επιχώματα, φυσικά πρανή, ορύγματα με

ελεύθερα πρανή, φράγματα)

• με δομικά στοιχεία αντιστήριξης (οπλισμένα επιχώματα, ορύγματα με ηλώσεις

αγκυρώσεις ή πασσάλους)

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ≥⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

M

k k F

M

k k F

X F E

X F R

γ γ

γ γ ,,

επιβολή επιμέρους συντελεστών σε δράσεις και εδαφικές ιδιότητες (c, φ)Τιμές των επιμέρους συντελεστών :

γ F = ΔΟΜ : 1.35 (μον) ή 1.5 (κιν) - ΓΕΩΤ: 1.0 (μον) ή 1.3 (κιν)

γ M = 1.25 (ενεργές) ή 1.4 (ολικές)

Παρατήρηση : Οι σταθεροποιητικές δράσεις των δομικών στοιχείων αντιστήριξης

(π.χ. δυνάμεις αγκύρωσης) θεωρούνται ως ευνοϊκές δράσεις (με επιμέρους

συντελεστή γF=1) και όχι ως αντιστάσεις

Εφαρμογή του EC-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα)Παράδειγμα : Γενική ευστάθεια έργου αντιστηρίξεως με κατακόρυφο πρανές και

δομικά στοιχεία ενίσχυσης (πάσσαλοι και αγκυρώσεις)

Τρόπος ανάλυσης DA-3 :

• Επιβολή επιμέρους

συντελεστών (>1) στις

εδαφικές παραμέτρους (c,

φ) και τα δυσμενή φορτία

(π.χ. q).

• Επιβολή μοναδιαίων

επιμέρους συντελεστών

(γF=1) στις ευνοϊκές

δράσεις των δομικών

στοιχείων αντιστηρίξεως

(πάσσαλος και αγκύρωση)

• Υπολογισμός του

“συντελεστή ασφαλείας” με

κύκλους ολισθήσεως

qk = 8.5 kPa

qd = 1.5 x 8.5 = 13 kPa

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ′=′

M

k d

γ

ϕ ϕ

tanarctan

M

k d

cc

γ

′=′ γ M = 1.25

• Για αποδεκτή ευστάθεια, αρκεί ο «συντελεστής ασφαλείας» να είναι ≥ 1.0

• Ισοδύναμος συντελεστής ασφαλείας : FS = 1.25 (ενεργές) =1.40 (ολικές)

Fd

= 1 Fk

Fd

= 1 Fk

7/16/2019 EC7-Xanthi-2006

http://slidepdf.com/reader/full/ec7-xanthi-2006 6/14

Εφαρμογή του EC-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα)

Τρόπος Ανάλυσης 2 (DA-2*) : ( ) ( )k k E k k

R

X F E X F R ,,1

γ γ

επιβολή επιμέρους συντελεστών στις εντάσεις και τις αντιστάσεις

γ R = 1.1 - 1.4 (αναλόγως τύπου αστοχίας) γ E = 1.35 (μον) ή 1.5 (κιν)

Κατά τον EC7.1, o Τρόπος Ανάλυσης 2 μπορεί να εφαρμοσθεί και με επιβολή

των επιμέρους συντελεστών στις δράσεις (F) αντί στις εντάσεις (E) με γF = γE :

( ) ( )k k F k k F

R

X F E X F R ,,1

γ γ

γ

Επειδή το δεξί μέλος είναι ίδιο, οι δύο μέθοδοι διαφέρουν μόνον όταν οι

αντιστάσεις (R), εξαρτώνται από τις δράσεις (F). Τούτο συμβαίνει στη

φέρουσα ικανότητα πεδίλων υπό λοξή ή/και έκκεντρη φόρτιση.

Στην Ελλάδα επιλέχθηκε η μέθοδος DA-2* ως απλούστερη (FS = γ Ε γ R )

DA-2 :

Παρατήρηση :

Εφαρμογή του EC-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα)

Τρόπος Ανάλυσης 2 (DA-2*) : ( ) ( )k k E k k

R

X F E X F R ,,1

γ γ

• Έλεγχος γεωτεχνικών (GEO) και δομικών (STR) οριακών καταστάσεων αστοχίας

επιφανειακών θεμελιώσεων, βαθιών θεμελιώσεων, αγκυρώσεων και έργων

αντιστηρίξεως

• Έλεγχος δομικών (STR) οριακών καταστάσεων αστοχίας πρανών ή εκσκαφών

ενισχυμένων με δομικά στοιχεία (δηλαδή υπολογισμός της φέρουσας ικανότητας

των πασσάλων, αγκυρώσεων, κλπ)

• Έλεγχος γεωτεχνικών (GEO) και δομικών (STR) οριακών καταστάσεων αστοχίας

(πλήν γενικής ευστάθειας) με χρήση αριθμητικών μεθόδων (π.χ αναλύσεις μεπεπερασμένα στοιχεία). Στην περίπτωση αυτή υπάγεται η ανάλυση υπογείων

έργων και βαθιών εκσκαφών με πεπερασμένα στοιχεία (ή άλλα μοντέλα).

• Έλεγχος έναντι υδραυλικής αστοχίας λόγω άνωσης (UPL) ή υδραυλικής κλίσης

(HYD) – στις περιπτώσεις αυτές , δεν έχουν νόημα οι τρόποι DA-1 και DA-3.

επιβολή επιμέρους συντελεστών στις εντάσεις και τις αντιστάσεις

γ R = 1.1 - 1.4 (αναλόγως τύπου αστοχίας) γ E = 1.35 (μον) ή 1.5 (κιν)

Εφαρμογή σε όλες τις περιπτώσεις ανάλυσης πλήν γενικής ευστάθειας :

7/16/2019 EC7-Xanthi-2006

http://slidepdf.com/reader/full/ec7-xanthi-2006 7/14

d vd RV ,≤

Τιμές σχεδιασμού (design values) των φορτίων (δράσεων) εκ της

ανωδομής

1. Ελεγχος φέρουσας ικανότητας :

d pd hd R R H ,, +≤

=d d H V ,

=d hd v R R ,, ,

=d p R ,

Τιμές σχεδιασμού της αντοχής του εδάφους (φέρουσα ικανότητα) –

κατακόρυφη και οριζόντια συνιστώσα

Τιμή σχεδιασμού της ώθησης του εδάφους στην παρειά του θεμελίου

(όποτε υπάρχει)

2. Ελεγχος ολίσθησης :

Απαιτούμενοι έλεγχοι (γενικώς E d ≤ Rd ) :

ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1 : Έλεγχος επάρκειας επιφανειακών θεμελιώσεων

(Οριακή κατάσταση ULS – Αστοχία τύπου GEO)

Ισοδύναμο FS = γΕ γR = 1.40 x 1.40 = 1.96 ≈ 2.0

Ισοδύναμο FS = γΕ γR = 1.40 x 1.10 = 1.54 ≈ 1.5

∑∑ += k vk E d GV V ,ψ ψ γ

Υπολογισμός δράσεων :

όπου : ( )k k vk v cGG φ tan,, =

ψ = συντελεστής συνδυασμού δράσεων (≤1)

V k , H k , ck , φk = χαρακτηριστκές τιμές των αντίστοιχων μεγεθών

Gv , Gh = κατακόρυφη / οριζόντια συνιστώσα γεωτεχνικών δράσεων (πχ. ώθηση γαιών)

γ Ε = επιμέρους συντελεστής συνιστάμενης δράσης (συνήθως = γ F )

∑∑ += k hk E d G H H ,ψ ψ γ

( )k k hk h cGG φ tan,, =

ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1 : Έλεγχος επάρκειας επιφανειακών θεμελιώσεων

Υπολογισμός κατακόρυφης αντίστασης Rv,d : ( )k k k

R

d v F c R R ψ φ γ ,tan,1

, =Το Rv,k υπολογίζεται με οποιαδήποτε μέθοδο «φέρουσας ικανότητας» επιφανειακών

θεμελιώσεων (με χρήση των χαρακτηριστικών τιμών των εδαφικών παραμέτρων)

Ο EC=7.1 συνιστά τη μέθοδο Brinch-Hansen ( πρακτικώς ίδια με τη μέθοδο DIN 4017)

7/16/2019 EC7-Xanthi-2006

http://slidepdf.com/reader/full/ec7-xanthi-2006 8/14

ψ = συντελεστής συνδυασμού δράσεων (≤1)ck , φk = χαρακτηριστκές τιμές των εδαφικών παραμέτρων αντοχής

F k = χαρακτηριστική τιμή δράσης που υπεισέρχεται στον υπολογισμό της αντίστασης

γ F = επιμέρους συντελεστής δράσεων - γ R = επιμέρους συντελεστής αντιστάσεων

ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1 : Έλεγχος επάρκειας επιφανειακών θεμελιώσεων

1. Ελεγχος υπό στραγγισμένες συνθήκες :

R

k k d h

V R γ

δ tan, =

2. Ελεγχος υπό αστράγγιστες συνθήκες :

R

k u

d h

L Bc R

γ

′′= ,

,και : d d h V R 4.0, ≤

δk = χαρακτ. τιμή της γωνίας τριβής στη βάση του πεδίλου (τριβή πεδίλου-εδάφους)

cu,k = χαρακτηριστική τιμή της αστράγγιστης διατμητικής αντοχής

Υπολογισμός οριζόντιας αντίστασης Rh,d : ( )k k k

R

d h F c R R ψ φ γ

,tan,1

, =

Τιμές των επιμέρους συντελεστών ( Α) : γ F = γ E (Μ) : γ Μ (R) : γ R

Συνδ. 1

Συνδ. 2

Συνδυ-

ασμός

DA-3

DA-2

DA-1

Τρόπος

Ανάλυσης

( Α1) + (Μ1) + (R1)

( Α2) + (Μ2) + (R1) , πάσσαλοι : ( Α2) + (Μ1ή2) + (R4)Τύποι Ι

[( Α1)* ή ( Α2)** ] + (Μ2) + (R3)Τύποι Ι +

( Α1) + (Μ1=1) + (R2)Τύποι ΙI

Τιμές των επιμέρους συντελεστών

(από τους πίνακες που ακολουθούν και

περιλαμβάνουν τα Αi, Mi, Ri)

Τύποι

υπολογισμού

+ Για τον υπολογισμό των δράσεων μπορεί να εφαρμοσθούν και οι τύποι Ι I

* Για δράσεις από την ανωδομή ( δομοστατικές δράσεις )

** Για γεωτεχνικές δράσεις ( από το έδαφος , π . χ . ωθήσεις γαιών )

Παρατηρήσεις :

1. Η επιλογή ενός εκ των τριών Τρόπων Ανάλυσης γίνεται σε εθνικό επίπεδο. Στην

Ελλάδα εφαρμόζεται ο DA-2 για τις επιφανειακές θεμελιώσεις.

2. Στον Τρόπο Ανάλυσης 1, εφαρμόζεται ο δυσμενέστερος των Συνδυασμών 1 & 2

ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1 : Έλεγχος επάρκειας επιφανειακών θεμελιώσεων

7/16/2019 EC7-Xanthi-2006

http://slidepdf.com/reader/full/ec7-xanthi-2006 9/14

Επιμέρους

συντελεστές

δράσεων (γF και γΕ)

Επιμέρους

συντελεστέςεδαφικού υλικού (γΜ)

Μέθοδος των επιμέρους

συντελεστών (partial

factors) – κατά τον

Ευρωκώδικα 7

Επιμέρους συντελεστές αντιστάσεων (γR) για επιφανειακές θεμελιώσεις

Έλεγχος έναντι φέρουσας ικανότητας και ολίσθησης

Μέθοδος των επιμέρους συντελεστών (partial factors) – κατά τον Ευρωκώδικα 7

7/16/2019 EC7-Xanthi-2006

http://slidepdf.com/reader/full/ec7-xanthi-2006 10/14

Παράδειγμα εφαρμογής :

Προσδιορισμός του μέγιστου δυνατού φορτίου λωριδωτού πεδίλου που έχει τα

εξής χαρακτηριστικά :

• Πλάτος Β=2.5m, Βάθος D=1.5m, επιφόρτιση q=0 (δυσμενής παραδοχή)

• Φορτίο κατακόρυφο : θ = 0, μηδενική εκκεντρότητα (e=0), οριζόντια βάση (α=0).• Εδαφος με χαρακτηριστικές ιδιότητες : γk = 20 kN/m3, ck = 10 kPa, φk=25o

• Ξηρό έδαφος (υδροφόρος ορίζοντας σε μεγάλο βάθος)

φ γ ,, c

ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1 : Έλεγχος επάρκειας επιφανειακών θεμελιώσεων

Παράδειγμα εφαρμογής :Επίλυση με τη μέθοδο του συνολικού συντελεστή ασφαλείας (με FS=3)

Μέθοδος υπολογισμού του pu κατά τον Ευρωκώδικα 7 / DIN 4017 :

Για φ=25ο ⇒ Νc= 20.72 , Nq= 10.66 , Nγ = 9.01

Αρα :

γ γ γ N B N D N c p qcu2

1++=

pu = 10 x 20.72 + 20 x 1.5 x 10.66 + 0.5 x 20 x 2.5 x 9.01 = 752.2 kPa

Φέρουσα ικανότητα πεδίλου :

Pu = pu B = 752.2 x 2.5 = 1880.5 kN/m ⇒ Pu = 1880.5 kN / m

Μέγιστο επιτρεπόμενο φορτίο πεδίλου (FS=3) :

Vmax = Pu / FS = 1880.5 / 3 ⇒ Vmax = 627 kN / m

φ γ ,, c

Vmax

7/16/2019 EC7-Xanthi-2006

http://slidepdf.com/reader/full/ec7-xanthi-2006 11/14

Παράδειγμα εφαρμογής ( συνέχεια )

Επίλυση με τη μέθοδο των επιμέρους συντελεστών (Ευρωκώδικας 7)

Τρόπος Ανάλυσης 2 :

Fk = 0 (η φέρουσα ικανότητα δεν εξαρτάται από δράσεις : όχι λοξή φόρτιση)

Υπολογισμός φέρουσας ικανότητας pu από :

Συνεπώς, υπολογισμός της φέρουσας ικανότητας για φk=25ο, ck=10 kPa

Οπότε (ως προηγουμένως) : pu,k = pu (ck, φk) = pu (c, φ) = 752.2 kPa

A1 ⇒ γF = 1.35 (μόνιμη - δυσμενής δράση στο πέδιλο)

Μ1 ⇒ γΜ = 1.00 (για το φ και c)

R2 ⇒ γR = 1.40

ψ = 1 (μόνον μόνιμες δράσεις)

( )k k k

R

d v F c R R ψ φ γ

,tan,1

, =

Rv,d = pu,d B = 537.3 x 2.5 = 1343.2 kN / m ⇒ Rv,d = 1343 kN / m

γ γ γ N B N D N c p qcu2

1++=

pu,d = pu,k / γR

= 752.2 / 1.40 ⇒ pu,d = 537.3 kPa

Σύγκριση των τριών Τρόπων Ανάλυσης του Ευρωκώδικα 7 (EC-7) και της μεθόδου

του συνολικού συντελεστή ασφαλείας :

1881 kN / m

1084 kN / m

1343 kN / m

1084 kN / m

Τιμή σχεδιασμού της

οριακής αντίστασης

(Rv,d)

959 kN / mΤρόπος Ανάλυσης 2

1881 / 3 = 627 kN / m

1881 / 2 = 941 kN / m

Μέθοδος συνολικού συντελεστή

ασφαλείας (FS=2÷3)

774 kN / mΤρόπος Ανάλυσης 3

774 kN / mΤρόπος Ανάλυσης 1

Χαρακτηριστική τιμή (Vk)

του φορτίου του πεδίλου

Vk ≈ Rv,d / 1.40 *

Τρόπος Ανάλυσης

* θεωρώντας ένα «μέσο» επιμέρους συντελεστή δράσεων ανωδομής : γF=1.40

Συμπεράσματα :

• Ο Τρόπος Ανάλυσης 2 δίνει την λιγότερο συντηρητική τιμή (αντιστοιχεί σε FS=2)

• Οι άλλοι Τρόποι Ανάλυσης αντιστοιχούν σε FS=2.4 (στην προκείμενη περίπτωση)

Προσοχή : ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΠΟΔΕΚΤΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ

d vd RV ,≤ F d k V V γ /=

ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1 : Έλεγχος επάρκειας επιφανειακών θεμελιώσεων

7/16/2019 EC7-Xanthi-2006

http://slidepdf.com/reader/full/ec7-xanthi-2006 12/14

Απαιτούμενοι έλεγχοι οριακών καταστάσεων αστοχίας (ULS) :• Προσδιορισμός βάθους έμπηξης (GEO) : με DA-2

• Στατική επάρκεια του τοίχου (STR) : με DA-2

• Σχεδιασμός αγκύρωσης (STR + GEO) : με DA-2

• Υδραυλική αστοχία πυθμένα εκσκαφής (HYD) : με DA-2

• Γενική ευστάθεια συστήματος τοίχου – εδάφους (GEO) : με DA-3

(Στιφρή άργιλος)

( Αμμοχάλικο)

ΕΦΑΡΜΟΓΗ 2 : Έλεγχος επάρκειας εύκαμπτου τοίχου αντιστηρίξεως

d d E R ≥ ( ) ( )k k E k k

R

X F E X F R ,,1

γ γ

1. Προσδιορισμός βάθους έμπηξης (GEO) και έλεγχος στατικής επάρκειας του

τοίχου (STR) :

ΕΦΑΡΜΟΓΗ 2 : Έλεγχος επάρκειας εύκαμπτου τοίχου αντιστηρίξεως

Τρόπος Ανάλυσης (DA-2) :

Ε με

γΕ=1.35

Ε με γΕ=1

R με γR=1.4

Ισορροπία ροπών (ως προς Ο) ⇒ απαιτούμενο βάθος έμπηξης τοίχου

Ισορροπία οριζόντιων δυνάμεων ⇒ δύναμη αγκύρωσης και καμπτικές ροπές

Ο

Ε με γΕ=1.35 - 1.5

7/16/2019 EC7-Xanthi-2006

http://slidepdf.com/reader/full/ec7-xanthi-2006 13/14

ΕΦΑΡΜΟΓΗ 2 : Έλεγχος επάρκειας εύκαμπτου τοίχου αντιστηρίξεως

Επιμέρους

συντελεστές

δράσεων (γF και γΕ)

Επιμέρους

συντελεστές

αντίστασης (γR)

Συμπέρασμα : Ισοδύναμος συντελεστής ασφαλείας έναντι παθητικής ώθησης :

FS = γΕ γR = 1.40 x 1.40 = 1.96 ≈ 2.0

F d = τιμή σχεδιασμού της δύναμης αγκύρωσης. Υπολογίζεται είτε απευθείας από

την ανάλυση του τοίχου αντιστήριξης είτε μέσω της χαρακτηριστικής της

τιμής ( F k ) : F d = γ F F k όπου γ F = 1.35

Ra,d

= τιμή σχεδιασμού της αντίστασης εξόλκευσης της αγκύρωσης. Υπολογίζεται

μέσω της χαρακτηριστικής της τιμής : Ra,d = Ra,k / γ R

d d a F R ≥, Έλεγχος αγκύρωσης έναντι εξόλκευσης :

Ra,k = χαρακτηριστική τιμή της αντίστασης εξόλκευσης της αγκύρωσης.

Υπολογίζεται μέσω δοκιμών ή με υπολογισμούς (βλέπε κατωτέρω)

ΕΦΑΡΜΟΓΗ 3 : Έλεγχος επάρκειας προεντεταμένης αγκύρωσης

Συμπέρασμα : Ισοδύναμος συντελεστής ασφαλείας αγκύρωσης :

FS = γF γR = 1.35 x 1.10 = 1.485 ≈ 1.50

7/16/2019 EC7-Xanthi-2006

http://slidepdf.com/reader/full/ec7-xanthi-2006 14/14

Υπολογισμός της χαρακτηριστικής τιμής της αντίστασης εξόλκευσης Ra,k

1. Με υπολογισμούς :

2. Από τα αποτελέσματα δοκιμαστικών εξολκεύσεων : Ra,1 , Ra,2 , … Ra,n

k y sk su f k a f A f L D R ,,, ,min π =D = διάμετρος οπής ενεμάτωσης αγκυρίου

Lf = μήκος πάκτωσης

f su,k = χαρακτηριστική τιμή οριακής πλευρικής τριβής ενέματος-εδάφους

Αs = εμβαδόν χαλύβδινου τένοντα

f y,k = χαρακτηριστική τιμή ορίου διαρροής χάλυβα τένοντα

( ) ∑==

n

iiameanma Rn R 1

,,

1naaama R R R R ,2,1,min, ,....,min=

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

=2

min,

1

,

, ,mina

ma

a

meanma

k a

R R R

ξ ξ 1.101.101.20ξα2 =

1.101.151.20ξα1 =

≥ 321n =

ΕΦΑΡΜΟΓΗ 3 : Έλεγχος επάρκειας προεντεταμένης αγκύρωσης