Flächengründungen

Flächengründungen Probleme, die Berechnet werden können:
1. Spannungen im Baugrund
2. Dehnungen im Baugrund
3. Verschiebungen im Baugrund
4. Konsolidationssetzung
5. Verfestigungsgrad
6. Zeitsetzungskurve
7. Verschiebung einer starren Platte
8. Konsolidation einer starren Platte
9. Setzungen von Fundamentgruppen
10. Berechnung eines Gründungsbalkens
11. Modifizierter Cam-Ton Modell
Bild 2 Optionsfeld "Flächengründungen Probleme"
Spannungen im Boden können unter jedem Punkt auf dem Fundament oder auf jeder Ebene unter dem Fundament, bestimmt und dargestellt werden, Bild 3 und Bild 4.
Bild - 3 Eingabefeld "Spannungen im Baugrund".
Bild - 4 Ergebnisse als Diagramme unter einem Punkt auf dem Fundament.
 
Dehnungen im Boden können unter jedem Punkt auf dem Fundament oder auf jeder Ebene unter dem Fundament, bestimmt und dargestellt werden, Bild 5 und Bild 6.
Bild - 5 Eingabefeld "Dehnungen im Baugrund".
Bild - 6 Dehnungen im Boden als Farbige Isolinien.
Verschiebungen im Boden können unter jedem Punkt auf dem Fundament oder auf jeder Ebene unter dem Fundament, bestimmt und dargestellt werden, Bild 7 und Bild 8.
Bild - 7 Eingabefeld "Verschiebungen im Baugrund".
Bild - 8 Verschiebungen im Boden als Farbige Isolinien.
Die Endkonsolidationssetzung für irreguläre Gründungen auf geschichteten Boden kann bestimmt werden, (Bild 9 bis Bild 11).
Bild - 9 Eingabefeld "Konsolidationssetzung".
Bild - 10 Eingabefeld "Konsolidationssetzung", Baugrunddaten.
Bild - 11 Endkonsolidationssetzung unter einem Rechtecklast belasteter Bereich.
Der Verfestigungsgrad für lineare und nichtlineare Berechnung kann für mehrschichtige tonige Böden mit unterschiedlichen Berechnungsverfahren bestimmt werden. Die zyklische Belastung für mehr als 14 Arten zyklischer Belastung kann ebenfalls bestimmt werden. Der anfängliche Porenwasserdruck auf den Tonschichten kann vom Benutzer definiert oder aufgrund unterschiedlicher Arten von Last Geometrien auf der Oberfläche bestimmt werden. Die Konsolidationssetzung an der Stelle (x, y) aufgrund von Punktlast, rechteckiger gleichmäßiger Belastung oder kreisförmiger gleichmäßiger Belastung auf der Oberfläche kann bestimmt werden, Bild 12 bis Bild 16.
Bild - 12 Eingabefeld "Verfestigungsgrad".
Bild - 13 Eingabefeld "Verfestigungsgrad", Baugrunddaten.
Bild - 14 Eingabefeld "Verfestigungsgrad", Porenwasserdrücke.
Bild -15 Porenwasserdrücke mit der Zeit für mehrschichtiges toniges Boden.
Bild -16 Verfestigungsgrad für die zyklische Belastung.
 
Die Zeitsetzungskurve eines Bauwerkes kann nach drei Methoden bestimmt werden. Ferner lässt sich das Eingabefeld zur Extrapolation der Setzung während der Bauzeit und Endsetzung aus Messergebnissen verwenden. Die Last kann schrittweise über die Zeit aufgetragen werden, (Bild 17 bis Bild 20).
Bild - 17 Eingabefeld "Zeitsetzungskurve".
Bild - 18 Eingabefeld "Zeitsetzungskurve", Zeit-Belastungsdaten.
Bild - 19 Zeitbelastungskurve.
Bild - 20 Korrigierte Zeit-Setzungsberechnung
 
Es kann die Verschiebungen, Sohldrücke und Bettungsmoduli einer starren Rechteck- oder Kreisplatte auf elastischer Bodenschicht analytisch oder numerisch berechnet werden. Auch das Halbraum-Bodenmodell kann berücksichtigt werden, (Bild 21 und Bild 22).
Bild - 21 Eingabefeld "Verschiebung einer starren Platte".
Bild - 22 Sohldruckverteilung einer starren Platte.
 
Die Endkonsolidationssetzung, Sohldrücke und die Bettungsmoduli unter einer starren rechteckigen oder kreisförmigen Platte auf einer Tonschicht können analytisch oder numerisch berechnet werden. Auch das Halbraumbodenmodell kann berücksichtigt werden, (Bild 23 bis Bild 25).
Bild - 61 Eingabefeld "Konsolidation einer starren Platte".
Bild - 62 Sohldrücke als farbige Isolinien unter einer starren Platte mit Systemlasten.
Bild - 63 Konsolidationssetzung als farbige Isolinien unter einer starren Platte mit Systemlasten.
 
Die Grenztiefe, Setzungen, Sohldrücke und die Bettungsmoduli der Fundamentgruppe auf einem geschichteten Boden können berechnet werden, (Bild 26 bis Bild 31).
Bild - 26 Eingabefeld "Setzungen von Fundamentgruppen".
Bild - 27 Eingabefeld "Setzungen von Fundamentgruppen", Belastungen und Abmessungen.
Bild - 28 Eingabefeld "Setzungen von Fundamentgruppen", Bodenprofil.
Bild - 29 Systemlasten und Dimensionen der Fundamentgruppe.
Bild - 30 Setzungen von Fundamentgruppen mit Systemlasten.
Bild - 31 Grenztiefe Berechnung und Spannungen unter dem Fundament.

Es ist möglich, dieselben Daten für die Analyse von Balkenfundamenten mit fünf verschiedenen konventionellen und verfeinerten Berechnungsmethoden zu verwenden, die auf den drei Standard-Untergrundmodellen mit dem Programm GEOTOOLS basieren. Die in GEOTOOLS verfügbaren Baugrundmodelle zur Analyse von Balkenfundamenten (Standardmodelle) sind:

  1. Einfaches Annahmemodell.
  2. Winklers
  3. Kontinuumsmodell

Das einfache Annahmemodell berücksichtigt nicht die Interaktion zwischen Balkenfundament und Boden. Das Modell geht von einer linearen Verteilung der Sohldruck unterhalb des Fundaments aus. Winklers Modell ist das älteste und einfachste. Dabei wird die Interaktion zwischen Balkenfundament und Boden berücksichtigt. Das Modell stellt den Boden als elastische Federn dar. Das Kontinuumsmodell ist kompliziert. Außerdem berücksichtigt dieses Modell die Interaktion zwischen Balkenfundament und Boden. Es stellt den Boden als geschichtetes Kontinuumsmedium dar.

Die drei Standard-Bodenmodelle werden durch fünf verschiedene numerische Berechnungsmethoden beschrieben. Die Methoden reichen von der einfachsten zur komplizierteren und umfassen die Analyse der häufigsten Balkenfundamentprobleme.

Gemäß den drei Standard-Bodenmodellen (einfaches Annahmemodell – Winkler-Modell – Kontinuumsmodell) werden fünf numerische Berechnungsmethoden zur Analyse des Balkenfundaments wie folgt in Betracht gezogen:

  • Spannungstrapezverfahren (Einfaches Annahmemodell)
  • Elastischer Gründungsbalken mit dem Bettungsmodulverfahren nach Kany/El Gendy (1995) (Winklers Modell)
  • Elastischer Gründungsbalken mit dem Bettungsmodulverfahren nach Kany (1974) (Kontinuumsmodell)
  • Starres Gründungsbalken mit dem Steifemodulverfahren nach Kany (1972)(Kontinuumsmodell)
  • Schlaffer Gründungsbalken mit dem Steifemodulverfahren (Kontinuumsmodell)

Es ist auch möglich, unregelmäßige Bodenschichten und die in jedem Element variierende Dicke des Grundbalkens zu berücksichtigen. Darüber hinaus können der Einfluss von Temperaturänderungen, die zusätzlichen Bodensenkungen und die Entwurf von Stahlbeton.

Über den Befehl "Berechnung eines Gründungsbalkens" erscheint ein neues Formular mit verschiedenen Registerkarten. Die erste Registerkarte in diesem Formular ist die Registerkarte "Berechnungsverfahren". Sie können das Bodenmodell auswählen. Außerdem haben Sie zwei Möglichkeiten, den Bettungsmodul zu bestimmen, der aus Bodenschichten berechnet oder vom Benutzer vorgegeben werden kann. Wenn Sie den Bettungsmodul aus Bodenschichten berechnen möchten, können Sie das Untergrundmodell als Schicht- oder Halbraummodell definieren. Darüber hinaus konnten die Bestimmung der Grenztiefe, der Einfluss von Temperaturänderungen auf die Setzungen, der Einfluss zusätzlicher Bodensenkungen sowie der Entwurf von Stahlbeton ausgewählt werden.

Das modifizierte Cam-Clay-Modell ist ein weit verbreitetes konstitutives Modell für die Bodenmechanik, das das nichtlineare elastische und plastische Verhalten gesättigter Tonböden unter verschiedenen Belastungsbedingungen erfassen kann. Das Modell basiert auf dem Konzept der Bodenmechanik im kritischen Zustand, das davon ausgeht, dass eine einzigartige Beziehung zwischen der mittleren effektiven Spannung, der deviatorischen Spannung und dem spezifischen Volumen des Bodens im kritischen Zustand besteht, in dem der Boden als Reibung fließt Flüssigkeit ohne Spannungs- oder Volumenveränderung. Das Modell verwendet eine elliptische Fließfläche in der Ebene der mittleren effektiven Spannung und der deviatorischen Spannung, die sich bei plastischer Verformung gemäß einer Verfestigungsregel entwickelt, die vom spezifischen Volumen abhängt. Das Modell verwendet auch eine zugehörige Fließregel, die impliziert, dass die Richtung des plastischen Dehnungszuwachses senkrecht zur Fließfläche verläuft. Die Modellparameter werden aus experimentellen Daten wie isotropen Kompressionstests und triaxialversuche ermittelt und können mit Bodeneigenschaften wie dem anfänglichen Hohlraumverhältnis, dem Vorverfestigungsdruck und dem Reibungswinkel in Beziehung gesetzt werden. Das modifizierte Cam-Clay-Modell kann einige wichtige Merkmale des Tonverhaltens reproduzieren, wie z. B. Kompression und Quellung, Querverfestigung und -erweichung sowie Dilatanz und Kontraktion.

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