Oporné konštrukcie

1. Oporné konštrukcie Cvičenie č. 7

2. Zadanie č. 7 Navrhnite gravitačný oporný múr pre výškový rozdiel terénu 4,2 m a urobte posúdenie návrhu. Základovú pôdu tvorí 1,0 m mocná vrstva siltu triedy F5 s charakteristikami φ'F5,k = 20° , c'F5,k = 16 kPa, gF5,k = 19,3 kN.m-3. Ďalej štrk triedy G1 s charakteristikami φ'G1,k = 40°, c'G1,k = 0 kPa, Edef,k = 380 MPa, gG1,k = 20,4 kN.m-3, n = 0,2. Schéma k príkladu je na obr.

4. Konštrukciu budeme posudzovať podľa návrhového postupu 2 na únosnosť základovej pôdy, bezpečnosť proti preklopeniu, bezpečnosť proti posunutiu a na naklonenie múru. Konštrukciu teda posudzujeme na medzný stav GEO s kombináciou parciálnych súčiniteľov "A1 + M1 + R2"

6. Hĺbku základovej škáry volíme D = 1,2 m, čím sme dodržali minimálnu nezamŕzajúcu hĺbku 0,8 m. Celková výška múru bude: h = h1 + h2 Šírku múru navrhneme podľa nasledovného vzťahu: B = (0,3 až 0,45)∙h Šírka múru v korune bude k = 0,8 m. Výška základového bloku t = 1,0 m. Vyloženie základového bloku uvažujeme ako:

7. Charakteristická hodnota tiaže oporného múru: Objemovú tiaž betónu uvažujeme gb = 24 kN.m-3 Návrhová hodnota vlastnej tiaže oporného múru: Uvažujeme ako trvalé zaťaženie, ktoré priaznivo vplýva na stabilitu konštrukcie, preto gG = 1,0, pri posúdení únosnosti zákl. pôdy však vlastná tiaž pôsobí nepriaznivo, preto gG = 1,35 G1,d = G1,k · gG G2,d = G2,k · gG G3,d = G1,k · gG

8. Pôsobisko vlastnej tiaže oporného múru určíme z  momentovej podmienky k bodu A. Kolmé vzdialenosti (ramená) jednotlivých zložiek G1,d, G2,d a G3,d k tomuto bodu sú: A

9. Charakteristická hodnota tiaže zeminy pred oporným múrom: Tiaž zeminy pred oporným múrom uvažujeme gz = 20,4 kN.m-3 Návrhová hodnota tiaže zeminy pred oporným múrom: Uvažujeme ako premenné zaťaženie, ktoré priaznivo vplýva na stabilitu konštrukcie, preto gG = 1,0, pri posúdení únosnosti zákl. pôdy však vlastná tiaž pôsobí nepriaznivo, preto gG = 1,35

10. Kolmá vzdialenosť (rameno) sily Gzk bodu A je: A

11. Výpočet zemného tlaku: Parciálne súčinitele parametrov zemín gM sú pre tento návrhový postup (návrhový postup 2) rovné 1,0. Návrhová hodnota uhla vnútorného trenia potom bude: Súčinitele aktívneho zemného tlaku: silt F5: štrk G1:

12. Súčinitele pasívneho zemného tlaku: silt F5: štrk G1: Náhradná výška vplyvom kohézie pri aktívnom stave napätosti pre súdržnú zeminu F5: Návrhová hodnota kohézie siltu F5 bude: Vzhľadom na to, že náhradná výška hca je väčšia ako skutočná hrúbka h1vrstvy siltu F5, zemina nebude na konštrukciu pôsobiť aktívnym zemným tlakom a do výpočtu zemných tlakov ju preto nezahrnieme.

13. Horizontálne napätie na rozhraní siltu a štrku určíme z predpokladu, že vrstva siltu sa nahradí fiktívnou vrstvou štrku. Náhradná výška štrku potom bude: Pri plytko založených základoch, kde D < B, môžeme pasívny odpor zeminy pred lícom oporného múru zanedbať. Aktívny zemný tlak bude:

14. Odklon aktívneho tlaku zeminy od vodorovnej roviny, v dôsledku trenia medzi zeminou a oporným múrom, uvažujeme: Tlak zeminy rozložíme na vertikálnu a horizontálnu zložku:

15. Výpočet výslednice síl v základovej škáre: Vertikálna a horizontálna zložka výslednice síl: Výslednica síl: Odklon výslednice od zvislice:

16. 1) Posúdenie únosnosti základovej pôdy: Základová škára svojou šírkou vyhovuje, ak je splnená podmienka: Výslednica Fd pôsobí v základovej škáre ako sila šikmá a excentrická. Excentricitu určíme z momentovej podmienky k bodu A: Excentricita výslednice síl vzhľadom k stredu základu potom je: < e <

17. V ďalších výpočtoch je nutné uvažovať s excentricitou. Kontaktné napätie v základovej škáre: Návrhová únosnosť základovej pôdy:

18. Návrhová hodnota uhla vnútorného trenia (pre zeminu v základovej škáre, ktorou je štrk G1): Návrhová hodnota kohézie (pre zeminu v základovej škáre, ktorou je štrk G1): Efektívne priťaženie vplyvom hĺbky založenia: Návrhová efektívna objemová tiaž základovej pôdy pod základovou škárou:

19. Súčinitele únosnosti, závislé od návrhovej hodnoty uhla šmykovej pevnosti: Súčinitele tvaru základu pre pásový základ (L=∞):

20. Súčinitele hĺbky založenia: Súčinitele šikmosti zaťaženia: Súčinitele šikmosti terénu:

21. 2) Bezpečnosť voči preklopeniu: A

22. Bezpečnosť proti posunutiu: • (pasívny odpor zeminy na líci múru zanedbáme Spd = 0): > Hd 4) Naklonenie oporného múru pre homogénne prostredie:

23. kBsúčiniteľ závislý od tvaru základu a od mocnosti hrúbky stlačiteľnej vrstvy z. Táto vrstva sa rovná buď hĺbke nestlačiteľného podložia pod základom zic, alebo hĺbke deformačnej zóny zz. V našom prípade z = zz= 3·B pri neprítomnosti nestlačiteľného podložia pod múrom Hodnoty súčiniteľu km

24. Hodnoty súčiniteľov kL, kB, kc