Tiefgründungen
Tiefgründungen Probleme, die Berechnet werden können, Bild 32:
1- Berechnung eines axial und lateral belasteten Einzelpfahls.
2- Berechnung eines seitlich belasteten Einzelpfahles mit p-y Kurve.
3- Berechnung eines seitlich belasteten elastischen gebeteten Einzelpfahles.
4 - Tragfähigkeit und Setzung eines Einzelpfahles oder einer Pfahlwand.
5- Berechnung einer Kombinierten Pfahl-Plattengründung.
6 - Einflusszahlen der Spannungen nach GEDDES.
7 - Spundwand.
8 - Berechnung einer Einzelbarrette.
9 - Berechnung einer Barrette-Plattengründung.
10- Berechnung von Erddruck.
11- Berechnung von Effektiven vertikale Spannung.
1- Berechnung eines axial und lateral belasteten Einzelpfahls.
2- Berechnung eines seitlich belasteten Einzelpfahles mit p-y Kurve.
3- Berechnung eines seitlich belasteten elastischen gebeteten Einzelpfahles.
4 - Tragfähigkeit und Setzung eines Einzelpfahles oder einer Pfahlwand.
5- Berechnung einer Kombinierten Pfahl-Plattengründung.
6 - Einflusszahlen der Spannungen nach GEDDES.
7 - Spundwand.
8 - Berechnung einer Einzelbarrette.
9 - Berechnung einer Barrette-Plattengründung.
10- Berechnung von Erddruck.
11- Berechnung von Effektiven vertikale Spannung.
Bild 32 Optionsfeld "Tiefgründungen Probleme"
- 1- Berechnung eines axial und lateral belasteten Einzelpfahls
- 2- Berechnung eines seitlich belasteten Einzelpfahles mit p-y Kurve
- 3- Berechnung eines seitlich belasteten elastischen gebeteten Einzelpfahles
- 4 - Tragfähigkeit und Setzung eines Einzelpfahles oder einer Pfahlwand
- 5- Berechnung einer Kombinierten Pfahl-Plattengründung
- 6- Einflusszahlen der Spannungen nach GEDDES
- 7- Spundwand
- 8- Berechnung einer Einzebarrette
- 9 - Berechnung einer Barrette-Plattengründung
- 10- Berechnung von Erddruck
- 11- Berechnung von Effektiven vertikale Spannung
Der axial und lateral belastete Pfahl kann mit Mindlin-Lösungen analysiert werden. Der elastische Pfahl wird mit der Finite-Elemente-Methode analysiert und die Bodensteifigkeit wird aus analytischen Lösungen von Mindlin bestimmt. Durch die Definition der Grenzlast können lineare und nichtlineare Pfahlanalysen mit hyperbolischen Funktionen durchgeführt werden. Darüber hinaus könnte der Pfahl als einzelner Pfahl oder als mit (Stütze/Fundament) verbundener Pfahl analysiert werden. Darüber hinaus könnte der Pfahlkopf frei/fest oder eine andere Einschränkung sein, ebenso die Stützen- oder Fundamentkante. Berücksichtigt werden Halbraum- und Schichtbodenmodelle.
Der seitlich belastete Pfahl kann anhand verschiedener p-y-Kurven analysiert werden. Der elastische Pfahl wird mit der Finite-Elemente-Methode analysiert. Und die Bodenreaktion wird aus p-y-Kurven bestimmt. Der Pfahl könnte gemäß verschiedenen internationalen Designvorschriften als lineares oder nichtlineares Material analysiert werden. Der Pfahl könnte als einzelner Pfahl oder als mit (Stütze/Fundament) verbundener Pfahl analysiert werden. Der Pfahlkopf kann frei/fest sein oder eine andere Einschränkung haben, ebenso die Stützen- oder Fundamentkante. Es werden Halbraum- und Schichtbodenmodelle berücksichtigt.
Die zweite Registerkarte in diesem Formular ist die Registerkarte "Material der Pfähle". Sie können das Pfahlmaterial definieren, wenn der Pfahl als lineares Material analysiert wird. Alternativ können Sie Pfahlabschnittsmaterial auswählen, bei dem der Pfahl als nichtlineares Material analysiert werden kann (Kreisförmiger Elastischer Abschnitt, Kreisförmiger Stahlbetonabschnitt, Stahlrohr, Kreisförmiger Stahlbetonabschnitt mit Verkleidung, Mit Beton gefüllter kreisförmiger Stahlrohrabschnitt). Wenn es sich bei dem Pfahlabschnitt um einen Kreisförmiger Stahlbetonabschnitt, Kreisförmiger Stahlbetonabschnitt mit Verkleidung, Mit Beton gefüllter kreisförmiger Stahlrohrabschnitt, können Sie den Konstruktionscode wählen. Der Pfahl kann anhand von Designcodes wie ACI 318 (American Concrete Institute), EC2 (Eurocode 2), ECP (Egyptian Code of Practice), IS 456 (Indian Standard 456), BS 8110 (British Standard 8110) und CP 65 analysiert werden (Singapur Standard CP 65), CSA A23.3 (Kanadischer Standard A23.3), HK CP (Hong Kong Code of Practice) und eine weitere, um Ihre Faktoren auszuwählen, sodass der Pfahl als nichtlineares Material gemäß dem ausgewählten Design analysiert wird Code (mit dieser Option wird nur ein einzelner Pfahl ohne Fundament/Stütze analysiert).
Sie können das Bodenmodell auswählen (Weicher Ton (Matlock), API-Weicher Ton, Steifer Ton mit freiem Wasser (Reese), Steifer Ton ohne freies Wasser (Reese), Modifiziert Steifer Ton ohne freies Wasser, Sand (Reese), API-Sand, Schluffzementierter C-φ-Boden, verflüssigter Sand (Rollins), Lössboden, schwacher Fels (Reese), starkes Gestein (Vuggy Limestone) mit/ohne konstante Bodenparameter bei obere und untere Bodenschicht. Außerdem können Sie wählen, ob Sie statische oder zyklische Belastungen analysieren möchten. Darüber hinaus können Sie den Anfangsbettungsmodul definieren oder automatisch ermitteln lassen.
Sie können die Betongüte entsprechend der ausgewählten Bemessungsnorm (ACI 318, EC 2, ECP, IS 456, BS 8110, CP 65, CSA A23.3, und HK CP) auswählen, bei dem der Elastizitätsmodul und der Bruchmodul des Betons, der Abminderungsbeiwert der Betondruckfestigkeit, die Druckverformung bei Spitzenspannung, und die kompressive Verspannung beim Grundbruch bestimmt und entsprechend gewählt der Betongüte und Bemessungsnorm übernommen werden. Wenn Sie andere Parameter definieren möchten, müssen Sie die Bemessungsnorm "Anderer" wählen. Die Spannungs-Dehnungs-Kurve des Betons kann nach drei verschiedenen Modellen bestimmt werden: (Parabolic rectangular curve, Hognestad et. al. 1955, or Mander et. al. 1988).
Der seitlich belastete Pfahl kann als elastisch eingebetteter Pfahl analysiert werden. Der elastische Pfahl wird mit der Finite-Elemente-Methode analysiert, und der Bettungsmodul kann nach Bowles (1997) oder durch Definition des Moduls durch den Benutzer berechnet werden. Darüber hinaus könnte der Pfahl als einzelner Pfahl oder als mit (Stütze/Fundament) verbundener Pfahl analysiert werden. Der Pfahlkopf kann frei/fest sein oder eine andere Einschränkung haben, ebenso die Stützen- oder Fundamentkante. Berücksichtigt werden Halbraum- und Schichtbodenmodelle.
Es können die Tragfähigkeiten und Setzungen von einzelnen Bohrpfählen oder Bohrpfahl-Wänden nach DIN 4014 berechnet werden. Eingegeben werden die Abmessungen der Pfähle, der Spitzendruck von Drucksondierungen oder die Scherfestigkeit Cu der Schichten. Es können die Mantelreibungsbeiwerte am Pfahlmantel eingegeben oder nach DIN 4014 berechnet werden, (Bild 36 bis Bild 39).
Bild - 36 Eingabefeld "Tragfähigkeit und Setzung eines Einzelpfahles oder einer Pfahlwand", Daten des Pfahles.
Bild - 37 Eingabefeld "Tragfähigkeit und Setzung eines Einzelpfahles oder einer Pfahlwand", Mantelreibungsanteil.
Bild - 38 Eingabefeld "Tragfähigkeit und Setzung eines Einzelpfahles oder einer Pfahlwand", Spitzendruckanteil.
Bild - 39 Lastsetzungslinie des Pfahles nach DIN 4014.
Die Berechnung von Gruppen vertikal belasteten Pfählen und einer starren Pfahl-Plattengründung in beliebig geschichtetem Baugrund oder Halbraumbaugrund kann durchgeführt werden, (Bild 40 bis Bild 47). Die Verfahren der Bodenberechnung sind:
- Lineare Berechnung.
- Nichtlineare Berechnung mit Verwendung einer hyperbolischen Funktion für Last-Setzung.
- Nichtlineare Berechnung mit Verwendung DIN 4014 für Last-Setzung.
- Nichtlineare Berechnung mit Verwendung EA-Pfähle für Last-Setzung (untere Tabellenwerte).
- Nichtlineare Berechnung mit Verwendung EA-Pfähle für Last-Setzung (obere Tabellenwerte).
Bild - 40 Eingabefeld "Berechnung einer Pfahl-Plattengründung", Daten der Pfähle.
Bild - 41 Eingabefeld "Berechnung einer Pfahl-Plattengründung", Pfahlgeometrie.
Bild - 42 Eingabefeld "Berechnung einer Pfahl-Plattengründung", Pfahlplatte.
Bild - 43 Eingabefeld "Berechnung einer Pfahl-Plattengründung", Bodenprofil.
Bild - 44 Systemlasten.
Bild - 45 Positionen und Gruppen der Pfähle.
Bild - 46 Sohldrücke unter der Platte.
Bild - 47 Auflagerkräfte der Pfahl-Plattengründung.
Einflusszahlen der Spannungen aufgrund einer Belastung unter der Oberfläche nach GEDDES kann erhalten werden, (Bild 48 und Bild 49).
Es werden drei Lastarten berücksichtigt:
Es werden drei Lastarten berücksichtigt:
- Einflusszahlen der Spannungen für den Pfahl-Spitzenwiderstand.
- Einflusszahlen der Spannungen für die rechteckige Mantelreibung.
- Einflusszahlen der Spannungen für die dreieckige Mantelreibung.
Bild - 48 Eingabefeld "Einflusszahlen der Spannungen nach GEDDES".
Bild - 49 Einflusszahlen der Spannungen nach GEDDES.
Spundwände können in verankerte oder krage Typen eingeteilt werden und auf drei Arten analysiert werden: als Krag-Spundwand, freier aufgelagerter Spundwand oder eingespannter aufgelagerter Spundwand. Die Methode der Grenzgleichgewichtsanalyse (LEA) wird zur Analyse und Bestimmung der Spundwandlänge verwendet, während die Finite-Elemente-Methode zur Bestimmung von Verformungen der Spundwand verwendet wird.
Die Methode der Grenzgleichgewichtsanalyse (LEA) ist eine häufig verwendete Technik zur Analyse der Stabilität von Spundwänden. Bei dieser Methode werden die auf die Spundwände wirkenden Kräfte und Momente bewertet und festgestellt, ob die Wände unter den gegebenen Belastungsbedingungen stabil sind. Die LEA-Methode berücksichtigt die auf die Spundwände wirkenden Kräfte sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung. Zu den horizontalen Kräften gehören der Bodendruck und alle auf die Struktur einwirkenden äußeren Lasten, während zu den vertikalen Kräften das Gewicht der Wand und jeglicher Boden oder Wasser über der Wand gehören.
Um eine LEA-Analyse für eine Spundwand durchzuführen, werden typischerweise die folgenden Schritte befolgt:
Um eine LEA-Analyse für eine Spundwand durchzuführen, werden typischerweise die folgenden Schritte befolgt:
- Bestimmen Sie die Bodeneigenschaften: Der erste Schritt der Analyse besteht darin, die Bodeneigenschaften zu bestimmen, einschließlich Bodentyp, Festigkeit und Steifigkeit. Diese Informationen werden zur Berechnung des auf die Spundwand wirkenden Bodendrucks verwendet.
- Definieren Sie die Ladebedingungen: Der nächste Schritt besteht darin, die Ladebedingungen zu definieren, einschließlich etwaiger externer Lasten und des Wasserstands. Aus diesen Informationen werden die auf die Spundwand wirkenden Kräfte und Momente berechnet.
- Berechnen Sie die Kräfte und Momente: Anhand der Bodeneigenschaften und Belastungsbedingungen werden die auf die Spundwand wirkenden Kräfte und Momente berechnet. Dazu gehört der Bodendruck, der Wasserdruck und etwaige äußere Belastungen.
- Stabilität bewerten: Der letzte Schritt besteht darin, die Stabilität der Spundwand zu bewerten. Dazu werden die auf die Wand wirkenden Kräfte und Momente mit seiner Fähigkeit, diesen Belastungen standzuhalten, verglichen. Wenn der Wand stabil ist, ist die Analyse abgeschlossen. Andernfalls sind möglicherweise Änderungen am Design erforderlich.
Die Methode der Grenzgleichgewichtsanalyse (LEA) wird häufig verwendet, um die Länge und Stabilität von Spundwänden zu bestimmen. Dabei werden Kräfte und Momente berücksichtigt, die sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung auf die Spundwände wirken. Die Analyse umfasst die Ermittlung der Bodeneigenschaften, der Belastungszustände, die Berechnung von Kräften und Momenten sowie die Bewertung der Standsicherheit. Die Genauigkeit der Ergebnisse hängt jedoch von den Eingabedaten ab und es müssen Annahmen und Einschränkungen der Methode berücksichtigt werden. Dies sind verschiedene Arten von Spundwänden, die im Bereich der Geotechnik und des Bauwesens verwendet werden. Fünf davon können in GEO-TOOLS verwendet werden:
- Krag-Spundwand: Dies ist eine Art Stützmauer, die aus ineinandergreifenden Stahl-, Beton- oder Holzspundwänden besteht, die in den Boden gerammt werden. Die Wände sind so konzipiert, dass sie als Ausleger fungieren und auf einer Seite dem seitlichen Druck von Erde und Wasser standhalten, während sie auf der anderen Seite vom Boden gestützt werden.
- Verankerte Spundwand mit freier aufgelagerter Wand: Diese Art von Stützmauer ähnelt der freitragenden Spundwand, verfügt jedoch über zusätzliche Unterstützung in Form von Ankern, die im Boden hinter der Wand installiert werden. Die Anker bieten zusätzlichen Widerstand gegen den seitlichen Druck von Boden und Wasser.
- Verankerte Spundwand mit eingespannter aufgelagerter Wand (Blum-Methode): Bei dieser Art von Stützmauer werden die Spundwände an einem starren Strukturelement wie einem Betonbalken oder einer Betonplatte verankert. Das Strukturelement fungiert als feste Stütze und verhindert, dass sich die Spundwände nach innen durchbiegen.
- Verankerte Spundwand mit eingespannter aufgelagerter Wand (Äquivalentbalkenmethode): Bei dieser Methode wird die Spundwand als Ersatzbalken behandelt und die auf sie einwirkenden Kräfte analysiert. Das feste Ende des Balkens ist an einer starren Struktur verankert, während das freie Ende vom Boden getragen wird. Mithilfe der Analyse werden die erforderliche Größe und der Abstand der Anker ermittelt.
- Verankerte Spundwand mit eingespannter aufgelagerter Wand (Bowles-Methode): Diese Methode ähnelt der äquivalenten Balkenmethode, berücksichtigt jedoch auch den auf die Spundwand wirkenden Bodenwiderstand. Die Analyse umfasst die Berechnung des auf die Spundwände wirkenden Biegemoments und der Querkräfte sowie die entsprechende Auslegung des Ankersystems.
Lineare und nichtlineare Berechnung für Einzebarrette können durchgeführt werden. Die elastische barrette wird mit der Methode der finiten Elemente Berechnet. Es ist möglich, eine Einzebarrette unter Momenten und Belastungen in x-, y- und z-Richtungen auf geschichtetem Baugrund oder Halbraumbodenmedium zu berechnen, (Bild 55 bis Bild 59).
Bild - 55 Eingabefeld "Berechnung einer Einzebarrette".
Bild - 56 Eingabefeld "Berechnung einer Einzebarrette", Bodenprofil.
Bild - 57 Verschiebungen entlang der Barrette.
Bild - 58 Momente entlang der Barrette.
Bild - 59 Lastsetzungslinie der Barrette.
Es können die Setzungen einer Barrette-Plattengründung auf beliebig geschichtetem Baugrund berechnet werden, (Bild 60 bis Bild 64).
Die Berechnung von Barrettengruppen und Barrette-Plattengründung kann linear oder nichtlinear in folgenden Fällen durchgeführt werden:
Die Berechnung von Barrettengruppen und Barrette-Plattengründung kann linear oder nichtlinear in folgenden Fällen durchgeführt werden:
- Elastische Barrettengruppen.
- Starre Barrettengruppen.
- Starre Barrette-Plattengründung.
- Elastische Barrette-Plattengründung.
Bild - 60 Eingabefeld "Berechnung einer Barrette-Plattengründung", Daten der Barrette.
Bild - 61 Eingabefeld "Berechnung einer Barrette-Plattengründung", Barrettengeometrie.
Bild - 62 Eingabefeld "Berechnung einer Barrette-Plattengründung", Bodenprofil.
Bild - 63 Eingabefeld "Berechnung einer Barrette-Plattengründung", Barrettenplatte.
Bild - 64 Setzungen als Konturlinien.
Der seitliche Erddruck ist der Druck, den der Boden in horizontaler Richtung ausübt. Der seitliche aktive Erddruck am Punkt A im Boden ist gleich der effektiven Vertikalspannung σ'v multipliziert mit einem Koeffizienten, σh= ka σ'v. Wenn ein Grundwasserspiegel vorhanden ist, wird der horizontale hydrostatische Wasserdruck berücksichtigt. Der seitliche Wasserdruck am Punkt A im Boden ist das Gewicht der Wassersäule über diesem Punkt w=γwz.
