Eurokody konstrukcyjne . Projektowanie fundamentów według Eurokodu 7

1. Katedra Geotechniki i Budownictwa Drogowego WYDZIAŁ NAUK TECHNICZNYCH Uniwersytet Warmińsko-Mazurski Eurokody konstrukcyjne. Projektowanie fundamentów według Eurokodu 7 Ireneusz Dyka

3. Europejskie normy geotechniczne • EN 1997-1:2004 Eurokod 7: Projektowanie geotechniczne. Cz.1: Zasady ogólne • EN 1997-2:2003 Eurokod 7: Projektowanie geotechniczne. Cz.2: Badania podłoża gruntowego • EN 1998-5 Eurokod 8: Projektowanie konstrukcji na oddziaływania sejsmiczne. Cz. 5: Fundamenty, konstrukcje oporowe...

4. PN-EN 1997-1 Eurokod 7: Projektowanie geotechniczne. Część 1: Zasady ogólne Rozdział 2 (Podstawy projektowania) obejmuje m.in.: kategorie geotechniczne, stany graniczne nośności i użytkowalności, warunki obliczeniowe, podejścia projektowe i inne wymagania. Rozdział 3 (Dane geotechniczne) dotyczy badań geotechnicznych i oceny podłoża oraz dokumentacji badań. Rozdział 4 (Nadzór robót, monitorowanie, utrzymanie) zajmuje się kontrolą warunków i zachowania konstrukcji podczas budowy i użytkowania. Rozdziały 5-12 dotyczą projektowania różnych rodzajów konstrukcji, takich jak: nasypy i wzmacnianie gruntu, odwodnienia, fundamenty bezpośrednie, palowe, zakotwienia, konstrukcje oporowe, zniszczenie hydrauliczne, stateczność ogólna i nasypy komunikacyjne.

5. Wg EN 1997-1 Cztery metody projektowania: na podstawie • obliczeńanalitycznych, pół-empirycznych oraz modeli numerycznych, • wymagańprzepisów(prescriptive measures) – np. tablice oporów pali w DIN 1054:2003, • modelidoświadczalnych lub próbnych obciążeń elementów konstrukcji (zwłaszcza pali), modeli w skali naturalnej albo zmniejszonej, • postępowania metodą obserwacyjną, w której projekt jest w sposób ciągły weryfikowany podczas budowy.

6. Stany graniczne nośności w projektowaniu geotechnicznym EQU–utrata równowagi budowli lub podłoża traktowanych jako sztywna bryła (w stanie tym wytrzymałość gruntu nie wpływa na nośność), STR–wewnętrzne zniszczenie lub nadmierne odkształcenie konstrukcji lub jej elementów (np. fundamentów, ścian oporowych), na nośność znacząco wpływa wytrzymałość materiału konstrukcji, GEO–zniszczenie lub nadmierne odkształcenie podłoża (na nośność znacząco wpływa wytrzymałość gruntu lub skały), UPL–utrata równowagi budowli lub podłoża wskutek działania sił wyporu wody, HYD–wyparcie hydrauliczne w podłożu spowodowane wpływem gradientów hydraulicznych (ciśnienia spływowego).

7. Stany graniczne nośności w projektowaniu geotechnicznym STR i GEO Podejścia obliczeniowe (Design Approach – DA)

8. Stany graniczne nośności w projektowaniu geotechnicznym STR i GEO EdRd Wartość obliczeniowa efektów oddziaływań: Ed = E{gFFrep; Xk/gM; ad}lub Ed = gEE{Frep; Xk/gM; ad} Wartość obliczeniowa oporu (nośności): Rd = R{gFFrep; Xk/gM; ad}lubRd = R{gFFrep; Xk; ad}/gR lubRd = R{gFFrep; Xk/gM; ad}/gR Frep – wartość reprezentatywna oddziaływania; gF – częściowy współczynnik dla oddziaływania. gE – częściowy współczynnik dla efektu oddziaływania. Xk – wartość charakterystyczna właściwości materiału; gM – częściowy współczynnik dla parametru geotechnicznego (współczynnik materiałowy). ad – wartość obliczeniowaparametru geometrycznego.

9. Stany graniczne nośności: STR i GEO Podejście obliczeniowe 1 (DA1) DA1.1  Kombinacja 1: A1’’+”M1’’+’’R1 DA1.2  Kombinacja 2: A2’’+”M2’’+’’R1 Dla pali obciążonych osiowo oraz kotew gruntowych: DA1.1  Kombinacja 1: A1’’+”M1’’+’’R1 DA1.2  Kombinacja 2: A2’’+”(M1 lub M2)’’+’’R4 Podejście obliczeniowe 2 (DA2) Kombinacja: A1’’+”M1’’+’’R2 Podejście obliczeniowe 3 (DA3) Kombinacja: (A1* lub A2†)’’+”M2’’+’’R3 * - oddziaływania konstrukcyjne (STR) † - oddziaływania geotechniczne (GEO)

10. Współczynniki częściowe – Załącznik A

11. Współczynniki częściowe – Załącznik A

12. Projektowanie fundamentów bezpośrednich Współczynniki częściowe

13. GEO – nośność podłoża pod stopą fundamentową VdRd wg Terzaghi’ego: dla fundamentu ciągłego: dla fundamentu kwadratowego: dla fundamentu kołowego:

14. GEO – nośność podłoża pod stopą fundamentową wg EN-1997-1, Annex D: wg Vesica (1973/75): wg Brinch-Hansena (1970) wg PN-81/B-03020:

15. GEO – nośność podłoża pod stopą fundamentową VdRd wg PN-81/B-03020: wg EN-1997-1, Annex D:

16. GEO – nośność podłoża pod stopą fundamentową VdRd Wyniki obliczeń dla B = L = 1,7 m

17. Eurokod 7 (PN-EN 1997): „prawidłowo opracowane parametry geotechniczne i kontrola jakości wykonania robót na budowie ma większe znaczenie dla spełnienia podstawowych wymagań projektu niż dokładność modeli obliczeniowych i wartości współczynników częściowych”

18. KATEGORIA GEOTECHNICZNA: • Ustalając kategorię geotechniczną należy brać pod uwagę szereg czynników charakteryzujących dany obiekt, takich jak: • sposób przenoszenia obciążeń, odkształceń i drgań na podłoże gruntowe; • sposób oddziaływania podłoża na konstrukcję w zależności od jej sztywności i podatności podłoża z uwzględnieniem osiadań; • stopień zagrożenia życia i mienia awarią konstrukcji; • stopień złożoności warunków gruntowych. kategoria zagrożenia bezpieczeństwa obiektu wynikająca ze stopnia skomplikowania projektowanej konstrukcji, jej fundamentów i oddziaływań oraz warunków geotechnicznych, mająca wpływ na zaprogramowanie rodzaju i zakresu badań geotechnicznych, obliczeń projektowych i kontroli konstrukcji

19. Kategoria 1

20. Kategoria 2

21. Kategoria 3

22. Program badań geotechnicznych – opracowanie określające przeznaczenie i cel badań, kategorię geotechniczną obiektu, zakres i sposób wykonania badań, rodzaj i zakres dokumentacji, granice terenu badań oraz przedsięwzięcia konieczne ze względu na ochronę obiektów sąsiednich i ochronę środowiska Dokumentacja geotechniczna – dokumentacja powstała na podstawie zespołu czynności badawczych, wykonywanych w celu określenia rodzaju, właściwości, cech wytrzymałościowych i odkształcalności gruntów, ich zmienności, poziomu wody gruntowej oraz stateczności wykopów i nasypów PN-B-02479: 1998. Geotechnika. Dokumentowanie geotechniczne. Zasady ogólne. Ps, szg, w Nm//T, mpl g, F, Y, c, Mo PN-B-02481: 1998. Geotechnika.Terminologia podstawowa, symbole literowe i jednostki miar. Gp, pl G/Gp, tpl/pl PN-B-04452:2002 Geotechnika. Badania polowe.

23. Grupy norm europejskich w projektowaniu geotechnicznym • Normy projektowania: Eurokody • EN 1997-1:2004 Eurokod 7: Projektowanie geotechniczne. Cz.1: Zasady ogólne • EN 1997-2:2003 Eurokod 7:Projektowanie geotechniczne. Cz.2:Rozpoznanie podłoża i badania gruntu • EN 1998-5: Eurokod 8: Projektowanie na oddziaływania sejsmiczne. Cz. 5: Fundamenty, konstrukcje oporowe... • Ponad 30 norm badań gruntów: EN-ISO oraz specyfikacje TC 341 • PN-EN ISO 1688-1:2002 Badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów. Cz.1: Oznaczanie i opis • PN-EN ISO 1688-2:2004 Badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów. Cz. 2: Zasady klasyfikowania • Grupa 13 norm EN “Wykonawstwospecjalnych robót geotechnicznych • Normy wyrobów budowlanych

24. Podział gruntów spoistych ze względu na uziarnienie clsaSi – clayey, sandy silt clSa – clayey sand Klasyfikacja wg PN-EN ISO 1688-2:2004 clSi – clayey silt msaCl – medium sandy clay

25. PODSUMOWANIE • Eurokody zawierają ogólne zasady projektowania, brak w nich szczegółów obliczeń. Liczne są odesłania do przepisów i załączników krajowych. • Konieczne będą dokumenty (normy?) krajowe uzupełniające Eurokody. • Należy dokonać wyborupodejść obliczeniowych fundamentów DA1, DA2 lub DA3. • Ważne - gromadzenie doświadczeń krajowych. • Potrzebne są prace ułatwiające wdrażanie norm EN - studia, komentarze, poradniki, szkolenia m.in. wykładowców i studentów • Z Eurokodami i innymi normami międzynarodowymi trzeba się zaprzyjaźnić, bo nie ma innej alternatywy w jednoczącej się Europie.