Projektowanie według Eurokodów – EN 1997
Wprowadzenie norm Europejskich (Eurokodów) do powszechnego użycia znacząco zmienia proces projektowania, począwszy od zestawiania obciążeń i ich kombinacji, wyznaczania sił wewnętrznych, wymiarowania elementów konstrukcyjnych po całościową analizę danego zagadnienia geotechnicznego. Kolejne paragrafy poświęcono zagadnieniom związanym z nowym podejściem do projektowania oraz nowej terminologii, które pojawiają się w programach GEO5 począwszy od wersji 10.
Metodologia obliczeń – EN 1997-1 / Podejście klasyczne
Obecnie, programy GEO5 umożliwiają projektowanie zgodnie z normą EN 1997-1. Pozostawiono w nich jednak możliwość wyboru podejścia klasycznego, tj. zastosowania w obliczeniach metody stanów granicznych lub współczynnika bezpieczeństwa.
Wprowadzenie normy EN 1997-1, pociąga za sobą konieczność analizy przez projektanta nowych zagadnień. Najważniejsze z nich to:
- Wybór podejścia obliczeniowego
- Wybór lub modyfikacja współczynników częściowych
- Wykonanie obliczeń i wymiarowania
Wybór podejścia obliczeniowego oraz dobór wartości współczynników częściowych są wyczerpująco opisane w Załącznikach krajowych do EN 1997-1. Natomiast metodologia analizy sprawdzającej oraz wymiarowania jest bardzo zbliżona do wykorzystywanej dotychczas w teorii stanów granicznych.
Teorie obliczeniowe
Eurocode 1997-1 nie specyfikuje szczegółowo analitycznych metod obliczeniowych, wymaga jedynie stosowania powszechnie akceptowanych i zweryfikowanych metod. Stosowane w programach GEO5 metody obliczeniowe (określanie parć gruntu, wyznaczanie nośności podłoża fundamentowego, obliczenia stateczności itp.) pozostały bez zmian. W szczególnych przypadkach, w załącznikach do EN 1997-1 podane są informatywnie metody rekomendowane, są one również zaimplementowane w programach GEO5.
Załączniki krajowe
Załączniki krajowe specyfikują warunki stosowania normy EN 1997-1 w poszczególnych krajach. Determinują wybór podejścia obliczeniowego dla konkretnych zagadnień geotechnicznych oraz określają wartości współczynników częściowych (np. rekomendują stosowanie wartości zalecanych w normie EN 1997-1). Celem twórców oprogramowania GEO5 jest zaimplementowanie do programów wszystkich Załączników krajowych. Niestety nie we wszystkich krajach zostały one już zatwierdzone i wprowadzone do użytkowania. Obecnie swoje Załączniki krajowe mają już następujące państwa: Austria, Finlandia, Grecja, Holandia, Niemcy, Portugalia, Słowacja, Słowenia, Węgry oraz Wielka Brytania. Załączniki te są już dostępne w programach GEO5. Zatwierdzenie i wprowadzenie do użytkowania Polskiego Załącznika krajowego planowane jest na styczeń 2011, wówczas zostanie on niezwłocznie dodany w naszym oprogramowaniu.
Podejścia obliczeniowe
Wybór podejścia obliczeniowego jest zasadniczym zagadnieniem w projektowaniu z zastosowaniem Eurokodów. W każdym kraju UE, dla każdego zagadnienia geotechnicznego (typu konstrukcji) jedno z podejść obliczeniowych powinno być rekomendowane przez załącznik krajowy. We wszystkich podejściach obliczeniowych analizy prowadzone są z uwzględnieniem współczynników częściowych do oddziaływań (F-force). Każde z oddziaływań występujących w obliczeniach przemnażane jest przez te współczynniki.
- Podejście obliczeniowe 1 wprowadza dodatkowo redukcję parametrów gruntowych (M – material). W podejściu tym wymagane są obliczenia dwóch kombinacji – z uwzględnieniem redukcji oddziaływań lub parametrów gruntów (F lub M), a następnie wybierane jest rozwiązanie bardziej niekorzystne.
- Podejście obliczeniowe 2 wprowadza dodatkowo redukcję odporu (R – resistance), w której redukowane są końcowe siły utrzymujące (nośności, moment utrzymujący itp.).
- Podejście obliczeniowe 3 wprowadza redukcję parametrów gruntów (M) oraz oddziaływań (F) jednocześnie. W podejściu tym rozróżnia się oddziaływania konstrukcyjne (STR) i oddziaływania geotechniczne (GEO), do których stosuje się inne współczynniki częściowe.
Współczynniki częściowe
Programy GEO5 wyposażone są w tablicę wyboru podejścia obliczeniowego oraz definiowania współczynników częściowych odpowiednich dla poszczególnych zagadnień. W tablicy tej podane są standardowe współczynniki częściowe określone na podstawie Eurokodu oraz na podstawie Załączników Krajowych. Wszystkie współczynniki mogą być modyfikowane według własnych potrzeb użytkownika, mogą być także zróżnicowane w zależności od sytuacji obliczeniowych.
Sytuacje obliczeniowe
Programy GEO5 wprowadzają sytuacje obliczeniowe zgodnie z EN 1990 – trwałe, przejściowe, wyjątkowe i sejsmiczne. Wybór sytuacji obliczeniowej następuje w każdej fazie budowy. Determinuje to, jaki zestaw współczynników częściowych będzie zastosowany w obliczeniach.
Analiza konstrukcji oporowych
Analizy konstrukcji oporowych według Eurokodów jest znacznie bardziej skomplikowana niż w klasycznym podejściu do projektowania. Do każdego z oddziaływań na konstrukcję, przy różnych sposobach zniszczenia, stosuje się inne współczynniki częściowe, w zależności od tego czy oddziaływanie to jest korzystne czy niekorzystne.
Przykładowo, przy analizie konstrukcji oporowej ze względu na przesuw lub obrót ciężar własny konstrukcji jest oddziaływaniem korzystnym. Natomiast przy obliczaniu nośności fundamentu tej konstrukcji w większości przypadków oddziałuje on w sposób niekorzystny (zwiększa naprężenia). Wyjątkiem są przypadki fundamentów z dużymi mimośrodami obciążenia, wówczas znowu ciężar własny konstrukcji oporowej może stanowić oddziaływanie korzystne.
Analiza stateczności
W obliczeniach stateczności zboczy ciężar poszczególnych pasków mnożony jest współczynnikiem częściowym zależnym od tego czy pasek oddziałuje korzystnie czy niekorzystnie. W podejściach obliczeniowych 1 i 3 dodatkowo redukowane są parametry gruntów, a w podejściu 2 całkowity opór na powierzchni poślizgu. Definiowane obciążenia redukowane są całościowo niezależnym współczynnikiem częściowym.
Obliczenia fundamentów
W przypadku analizy fundamentów, ciężar własny konstrukcji oraz ciężar nadkładu gruntu nad fundamentem bezpośrednim są mnożone przez współczynniki częściowe do oddziaływań. W związku z powyższym przyjęte obciążenia powinny być wyznaczane zgodnie z normami EN 1990 i EN 1991. W przypadku zastosowania pierwszego podejścia obliczeniowego, każdy stan obciążeniowy analizowany jest osobno z zastosowaniem odpowiednich współczynników częściowych wynikających z wyboru typu kombinacji obliczeniowej.
Obliczenia parcia oraz ścian wykopów
Programy GEO5 uwzględniają całkowite parcie gruntu na ścianę i przemnażają jego składowe przez współczynniki częściowe. Założono, że parcie czynne oddziałuje w sposób niekorzystny, a odpór w sposób korzystny. Poszczególne wykresy parcia są wobec tego mnożone przez odpowiednie współczynniki częściowe do oddziaływań.
GEO5 Wersja 13
- Nowy program Nasypy zbrojone
- Modelowanie wody na podstawie wyniku obliczeń przepływu (MES)
- Projektowanie Sejsmiczne według Eurocode 8
- Udoskonalony system raportowania