EUROKOD 7
U GEOTEHNIČKOM INŽENJERSTVU RH
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ.
TEHNIČKO VELEUČILIŠTE U ZAGREBU
Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu
Zagreb, TVZ, 14. -15. studeni 2014.
1
SADRŽAJ
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Stvaranje Eurokodova
Sustav i misija Eurokoda
Sustav i misija Eurokoda 7
Eurokod 7 – osnovni pojmovi
Eurokod 7 – projektiranje po graničnim stanjima
Eurokod 7 – bitni zahtjevi za građevinu
Eurokod 7 – pristupi provjere
Eurokod 7 – geotehničke kategorije
Eurokod 7 – granična stanja
Eurokod 7 – proračunski pristupi
Eurokod 7 – tablice parcijalnih koeficijenata
Eurokod 7 – numerički primjer
Zaključak
Reference
2
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
STVARANJE EUROKODOVA
•
•
•
•
•
U prosincu 1988 godine Komisija EU donijela je zajedničku
direktivu 89/106/EEC (Construction Products Directive)
kojim su postavljeni osnovni zahtjevi za konstrukciju
Osnovni zahtjevi su:
Mehanička otpornost i stabilnost
Sigurnost u slučaju požara
Zadovoljenje higijenskih i zdravstvenih uvjeta te zaštita okoliša
Sigurnost u korištenju
Komisija je dala nalog europskom komitetu za standardizaciju (CEN-Committe
Europeen de Normalisation) da pripremi seriju europskih normi (EN) kojima će
se odrediti unificirane metode za postizanje osnovnih uvjeta.
CEN je osnovao Tehnički komitet 270 (TC 270) Europskog odbora za
normizaciju (CEN) čije su članice zemlje EU i CEFTA, a od 01.07.2013. i
Hrvatska.
3
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
SUSTAV EUROKODA 7
•
•
•
•
Objavljivanjem Tehničkog propisa za betonske konstrukcije u čl. 35. (NN 139/09),
Eurokod 7 se uvodi u primjenu normativa u RH, a stupa na snagu od 01.01.2011.
godine kao prednorma (verzija EC7 iz 2004.).
HRN ENV 1997-1:2001 Eurokod 7: Geotehničko projektiranje – 1. dio:
Opća pravila (ENV 1997-1:1994)
HRN ENV 1997-2:2001 Eurokod 7: Geotehničko projektiranje – 2. dio:
Projektiranje uporabom laboratorijskih ispitivanja (ENV 1997-2:1999)
HRN ENV 1997-3:2001 Eurokod 7: Geotehničko projektiranje – 3. dio:
Projektiranje uporabom terenskih ispitivanja (ENV 1997-3:1999)
•
•
•
HRN – hrvatska norma
ENV – europske prednorme objavljene u razdoblju 1994.-1999.
EN – europske norme 2007.-2009.
•
•
Od 2004. godine Eurokod 7 se javlja u dva dijela:
EN 1997-1 Geotehničko projektiranje –Dio 1: Opća pravila,
EN 1997-2 Geotehničko projektiranje –Dio 2: Istraživanje i ispitivanje temeljnog tla
4
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
SUSTAV EUROKODA 7
•
Sukladno Teničkom propisu, odnosno Izmjenama i dopunama tehničkog propisa
za betonske konstrukcije (NN 136/12), zaključuje se:
•
Obzirom da je skup nizova normi HRN EN 1990., HRN EN 1991, HRN EN 1992,
HRN EN 1997 i HRN EN 1998 dostupan zajedno s nacionalnim dodacima za
primjenu od 30. travnja 2013. godine, projekti betonskih konstrukcija mogu se
izrađivati u skladu s tim nizovima normi nakon toga datuma, moraju se
projektirati u skladu s tim nizovima normi nakon 30. lipnja 2013. godine.
•
Glavni projekti izrađeni u skladu s hrvatskim prednormama na način određen
Tehničkim propisom za betonske konstrukcije valjani su dokument za uprave i
druge postupke odobravanja početka građenja te početak građenja do 31.
prosinca 2013. godine.
•
Ovim zaključkom prestaje se upotrebljavati Pravilnik o tehničkim normativima za
temeljenje građevinskih objekata (Sl. list 15/1990)
5
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
SUSTAV EUROKODOVA
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
EN 1990 Eurokod 0: Osnove projektiranja konstrukcija
EN 1991 Eurokod 1: Djelovanja na konstrukciju
EN 1992 Eurokod 2: Projektiranje betonskih konstrukcija
EN 1993 Eurokod 3: Projektiranje čeličnih konstrukcija
EN 1994 Eurokod 4: Projektiranje kompozitnih čeličnih i betonskih konstrukcija
EN 1995 Eurokod 5: Projektiranje drvenih konstrukcija
EN 1996 Eurokod 6: Projektiranje zidanih konstrukcija
EN 1997 Eurokod 7: Geotehničko projektiranje
EN 1998 Eurokod 8: Projektiranje konstrukcija otpornih na potres
EN 1999 Eurokod 9: Projektiranje aluminijskih konstrukcija
-
Eurokodovi ne obuhvaćaju (za sada):
klizišta, nasute brane, tunele
djelovanje morskih valova
konstrukcije od stakla, plastike, novih materijala
posebne vrste građevina: nuklearne elektrane, platforme u moru
6
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
SUSTAV EUROKODOVA
Eurokodovi 2, 3, 4, 5, 6 i 9 su
takozvani materijalni eurokodovi
relevantni za dijelove
konstrukcija iz pojedinih
građevinskih materijala, dok su
EN 1990, Eurokod 1, 7 i 8
zajednički za sve konstrukcije.
Tako svaki od „materijalnih“
eurokodova čini cjelinu tek uz
zajedničke eurokodove i bez njih
se ne može koristiti.
7
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
STRUKTURA EUROKODOVA I VEZA IZMEĐU NJIH
EN 1990
Mehanička otpornost i stabilnost,
uporabivost i trajnost
EN 1991
Djelovanje na konstrukcije
EN 1992
EN 1993
EN 1994
EN 1995
EN 1996
EN 1999
EN 1997
EN 1998
Projektiranje i razrada, materijalni
(u funkciji materijala)
Projektiranje u geotehničkom
inženjerstvu i seizmika
EN 1997-1 Geotehničko projektiranje - Dio 1: Opća pravila
EN 1997
EN 1997-2 Geotehničko projektiranje - Dio 2: Terenski i
laboratorijski istražni radovi
Tijekom 90’ tih tiskane su pred-norme (ENV)
U rujnu 2005. godine kompletirane su norme (EN)
8
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
MISIJA EUROKODOVA
Eurokodovi su pisani u obliku pobrojenih članaka.
Unutar sustava tih normi članak ima ili status
principa za koje nema alternative ili status
preporuke koja zadovoljava principe, ali su
dozvoljene alternative.
Ako se primjenjuje predložena preporuka,
ne treba dokazivati da ona zadovoljava principe,
dok za primjenu neke alternative treba dokazivati
da ona zadovoljava principe.
Takvim formatom eurokodovi dobivaju na fleksibilnosti i, što je još
važnije, omogućuju primjenu novo razvijenih i dokazanih postupaka.
Time je sustav eurokodova osigurao prilagođavanje stalno
napredujućem znanju u struci
9
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
SUSTAV EUROKODA 7
Hrvatska Norma (Eurokod 7), službenog naziva HRN EN 1997-1:2008,
HRN EN 1997-2:2008 sastoji se iz dva dijela:
HRN EN 1997-1:2008 Geotehničko projektiranje – 1. dio: Opća pravila,
HRN EN 1997-2:2008 Geotehničko projektiranje – 2. dio: Istraživanje i
ispitivanje temeljnog tla
Kao i drugi eurokodovi, EC7 se oslanja na niz pratećih normi.
To su norme za izvođenje posebnih geotehničkih radova, na primjer:
EN 1536:1999 Bušeni piloti,
EN 1537:1999 Sidra u tlu,
EN 12063:1999 Stijene od talpi,
EN 12699:2000 Razmičući piloti (zabijeni i utisnuti)
EN 14199 Mikropiloti,
EN-ISO 13793:2001 Toplinsko ponašanje zgrada
Toplinsko projektiranje temelja radi izbjegavanja izdizanja od smrzavanja. Još
nekoliko normi za posebne geotehničke radove je pri donošenju. Standardizacija
laboratorijskih i terenskih pokusa na tlu i stijenama u nadležnosti je CEN - ovog
tehničkog komiteta TC 341 i u završnoj je fazi.
10
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7
HRN EN 1997-1:2008 Geotehničko projektiranje –1. dio: Opća pravila
Obuhvaća:
- Planiranje terenskih i laboratorijskih geotehničkih istražnih radova
- Geotehničko projektiranje različitih geotehničkih konstrukcija:
• Osnove geotehničkog projektiranja
• Geotehnički podaci
• Nadzor, opažanje i održavanje
• Nasipavanje, odvodnja, poboljšanje tla i armiranje
• Plitki temelji
• Temelji na pilotima
• Sidra
• Potporne konstrukcije
• Hidraulički slom
• Opća stabilnost
• Nasipi
• Dodaci (parcijalni i korelacijski faktori, pozadina proračunskih
pristupa 1, 2 i 3, granične vrijednosti pritiska tla na vertikalne zidove,
analitička metoda proračuna nosivosti tla, primjer proračuna slijeganja,
nosivost plitkih temelja na stijeni, granične vrijednosti deformacija
konstrukcija i temelja, podsjetnik za provođenje nadzora i opažanja ponašanja)
11
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7
HRN EN 1997-2:2008 Geotehničko projektiranje – 2. dio: Istraživanje i
ispitivanje temeljnog tla
Obuhvaća:
– Planiranje istraživanja tla
– Uzorkovanje tla i stijena te mjerenja podzemne vode
– Terensko ispitivanje tla i stijena
– Laboratorijsko ispitivanje tla i stijena
– Izvještaj o istraživanju terena
– Dodaci
(popis rezultata geotehničkih standardnih
ispitivanja, planiranje, primjer dugotrajnog
ispitivanja tlaka podzemne vode, CPT i CPTU
ispitivanje, presiometarsko ispitivanje, SPT, G itd )
12
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7
EC7 – 1. Dio – Anexi (dodaci)
A
B
C
D
E
F
G
H
J
Parcijalni i korelacijski faktori za granična stanja
Dodatne informacije za projektne pristupe 1, 2 i 3,
Primjeri određivanja graničnih pritisaka na
vertikalne stijene,
Analitički postupak proračuna nosivosti tla,
Poluempirijski postupak proračuna nosivosti tla,
Primjer proračuna slijeganja,
Procjena nosivosti stijene,
Granične vrijednosti deformacija konstrukcija i
pomicanja temelja,
Popis provjere za nadzor nad izvođenjem i
monitoring ponašanja konstrukcije,
EC7 – 2. Dio – Anexi (dodaci)
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Popis ishoda pokusa prema geotehničkim propisima
Program geotehničkih ispitivanja
Primjer određivanja razine podzemne vode temeljem modela
i dugotrajnih mjerenja
Statički penetrometar bez i s mjerenjem pornog tlaka
Pokus presiometrom (PMT)
Standardni penetracijski pokus (SPT)
Dinamički penetracijski pokus (DP)
Ispitivanje teškom sondom (WST)
Ispitivanje krilnom sondom (FVT)
Ispitivanje plosnatim dilatometrom (DMT)
Ispitivanje probnom pločom (PLT)
Podroban opis pripreme primjeraka tla za ispitivanje
Podroban opis pokusa za razredbu, prepoznavanje i opis tla
Podroban opis pokusa za ispitivanje kemijskih svojstava tla
Podroban opis pokusa za ispitivanje parametara (indeksa)
čvrstoće tla
Podroban opis pokusa za ispitivanje čvrstoće tla
Podroban opis pokusa za ispitivanje stišljivosti tla
Podroban opis pokusa za ispitivanje zbijenosti tla
Podroban opis pokusa za ispitivanje vodopropusnosti tla
Pripreme za ispitivanje primjeraka stijene
Razredbeni pokusi stjenskog gradiva
Ispitivanje bujanja stijene
Ispitivanje čvrstoće stijene
Bibliografija
13
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7
Izgled zaglavlja hrvatske norme
HRN EN 1997-1 (hrvatskog EC7-1)
Izgled zaglavlja hrvatske norme
HRN EN 1997-1:2012/NA (nacionalnog dodatka)
14
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
MISIJA EUROKODA 7
Eurokod 7 je namijenjen:
- za konstrukcije u građevinarstvu
- rješavanju problema interakcije temeljnih i
potpornih konstrukcija s tlom, odnosno stijenom
- definiranju načina proračuna geotehničkog
djelovanja na konstrukcije
- proračunavanju otpora tla na vanjska djelovanja od
konstrukcije
- davanju pravila pri projektiranju za korištenje u
standardnoj inženjerskoj praksi, u svijetlu
problematike geotehničkog inženjerstva
15
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – OSNOVNI POJMOVI
Uvode se (novi) osnovni pojmovi:
•Geometrijski podaci (a): svi geometrijski podaci koji opisuju konstrukciju
uključivo i tlo (debljine slojeva, razina podzemne vode...itd.)
•Djelovanja (F, ∆, G): opterećenje silom, temperaturom ili pomakom na
konstrukciju (stalna G, promjenjiva Q, sila u sidru P, potresna AE , G )
•Učinak djelovanja (E): sila, moment, naprezanje ili tlak; ili pomak, rotacija
ili deformacija u nekom presjeku, dijelu ili čitavoj konstrukciji koji nastaju
zbirom svih djelovanja na konstrukciju u nekom trenutku njenog izvođenja
ili korištenja
•Otpornost (R): najmanja sila, moment, naprezanje ili tlak koji izazivaju
slom (ili prestanak nosivosti ili velike-neprihvatljive deformacije) u nekom
presjeku, dijelu ili čitavoj konstrukciji u nekom trenutku njene izgradnje ili
korištenja; slom u bilo kom dijelu ili čitavoj konstrukciji je neprihvatljivo
ponašanje konstrukcije
16
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 - 1. DIO – OSNOVNI POJMOVI
•Najveći dopušteni učinak djelovanja - pomaci ili deformacije (Cd):
najveći pomak, kut zaokreta ili deformacija koju konstrukcija smije
doživjeti tijekom izgradnje ili korištenja, a da se ne ugrozi njena
uporabivost
•Granično stanje: stanje konstrukcije ili njenog dijela na granici između
prihvatljivog i neprihvatljivog ponašanja pod učinkom djelovanja u
odnosu na otpornost (rušenje ili neprihvatljivo oštećenje) R (granično
stanje nosivosti) ili dozvoljeni učinak djelovanja C kod kojeg konstrukcija
još može služiti svojoj svrsi (granično stanje uporabivosti)
•Proračunska situacija: mogući trenutak tijekom izvođenja ili korištenja
konstrukcije zajedno s mehanizmom koji dovodi do prekoračenja jednog
graničnog stanja (uključuje trenutačnu geometriju konstrukcije,
djelovanja, proračunski model tla s pripadnim parametrima materijala –
uključivo tlo i stijenu, stanje u podzemnoj vodi zajedno s mehanizmom
dosezanja graničnog stanja).
17
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 - 1. DIO – OSNOVNI POJMOVI
•Proračunski model tla: proračunska metoda i potrebni
podaci (geometrijski i materijalni) o tlu koji će se koristiti
u provjeri da li je u jednoj od kritičnih proračunskih
situacija došlo do prekoračenja graničnog stanja
(stvarno mehaničko ponašanje tla idealizirano u
matematičko-mehanički oblik)
•Karakteristična vrijednost (indeks k): ona statistički definirana ili
utvrđena veličina djelovanja, učinka djelovanja, parametra
materijala, otpornosti ili geometrijskog podatka za koju je
vjerojatnost da će biti prekoračena u nepovoljnom smislu manja
od 5 % - što se statistički naziva 5 postotnim fraktilom odnosi se i
na parametre tla ili stijene koje zbog ograničenog broja ispitivanja
nije priklano statistički obrađivati – u tom slučaju izboru
karakteristične vrijednosti parametra tla ili stijene Eurokod 7
posvećuje posebnu pažnju, te umjesto statističke obrade upućuje
na opreznu procjenu karakteristične vrijednosti parametra.
18
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 - 1. DIO – OSNOVNI POJMOVI
•Parametri materijala konstrukcije
uključivo tlo i stijenu (X): parametri
koji su potrebni za dokaz mehaničke
otpornosti i stabilnosti konstrukcije ili
njenog dijela putem proračuna
(krutost, čvrstoća, gustoća,
vodopropusnost, G)
•Proračunska vrijednost (indeks d): vrijednost djelovanja, učinka
djelovanja, otpornosti ili geometrijskog podatka izvedena iz
karakterističnih vrijednosti tih parametara uz uključenje dopuštenog
stupnja rizika od prekoračenja pojedinog granično stanje (dopuštena
vjerojatnost da se prekorači odgovarajuće granično stanje); za granično
stanje nosivosti Eurokod bira vjerojatnost manju ili jednaku 10-4
(0.0001), dok za granično stanje uporabivosti ta je vjerojatnost manja ili
jednaka 1.
19
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 - 1. DIO – OSNOVNI POJMOVI
•Parcijalni koeficijent (γ): koeficijenti ili grupa koeficijenata kojima se
množe karakteristične vrijednosti djelovanja (F) ili karakteristične
vrijednosti učinka djelovanja (E), te dijele karakteristične vrijednosti
otpornosti (R) ili karakteristične vrijednosti parametara tla (M) da bi se
odredile proračunske vrijednosti djelovanja, učinka djelovanja ili
otpornosti. Ti su koeficijenti određeni tako da uvažavaju vjerojatnosti
rizika od prekoračenja odgovarajućeg graničnog stanja.
Na primjer;
parcijalni koeficijent za stalno opterećenje za sva granična stanja
nosivosti iznosi 1.35 i množi se s karakterističnom vrijednošću tog
opterećenja da bi se dobila njegova proračunska vrijednost (jer je
procijenjeno da je vjerojatnost da stalno opterećenje bude premašeno
35 % oko 10-4); za prolazno opterećenje, koje je teže držati pod
kontrolom od stalnog pa je i rizik od prekoračenja veći, parcijalni
koeficijent je veći i obično iznosi 1.5; za granično stanje uporabivosti ti
su koeficijenti u najvećem broju slučajeva jednaki 1.
20
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 - 1. DIO – OSNOVNI POJMOVI
Djelovanja kao pojmovi:
- trajna (oznaka G) kao što je vlastita težina, pritisak vode, pritisak tla...
- prolazna djelovanja (oznaka Q) kao što su prometna opterećenja,
opterećenja vjetrom, opterećenja od temperature, i slično;
- djelovanja prednapinjanja (oznaka P) kao što je sila u sidru,...
- slučajna djelovanja (oznaka A) kao što je eksplozija, pad kamenja,
udar broda u stup mosta, i slično;
- djelovanja od potresa (oznaka AE).
Pojedina se djelovanja mogu javiti u kombinacijama s drugim
djelovanjima (prvenstveno Q djelovanja) pa se u tom slučaju množe
kombinacijskim faktorima ψ.
Umnožak karakteristične vrijednosti djelovanja s kombinacijskim
faktorom daje reprezentativnu vrijednost djelovanja
Frep= ψ x Fk
21
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 - 1. DIO – OSNOVNI POJMOVI
•Reprezentativna vrijednost (Frep) i kombinacijski koeficijenti (ψi):
karakteristična vrijednost zamjenjujućeg djelovanja koja objedinjuje
neku moguću kombinaciju karakterističnih prolaznih djelovanja; dobiva
se kao težinski zbroj karakterističnih vrijednosti pojedinih djelovanja uz
primjenu kombinacijskih koeficijent (ψi) – težinskih faktora (na primjer
najveće prometno opterećenje i najveći vjetar na mostu – vrlo je malo
vjerojatno da će se najveće vrijednosti tih opterećenja javiti istovremeno
pa će reprezentativna vrijednost prolaznog djelovanja biti puna
vrijednost prometnog djelovanja i samo dio opterećenja vjetra ili
obratno; za neke česte slučajeve Eurokod 7 predlaže odgovarajuće
kombinacijske faktore);
Primjer za granično stanje nosivosti:
rep=11+22; d=(G)+(Qrep) (na pr.: 1=1.00,2=0.50,G=1.35,Q=1.50)
Primjer za granično stanje uporabivosti:
rep=11+22; d=(G)+(Qrep) (na pr.: 1=1.00,2=0.50,G=1.00,Q=1.00)
22
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – 1. DIO – BITNI ZAHTJEVI ZA GRAĐEVINU
Eurokodovi traže da svaka građevina tijekom njene izgradnje kao i
tijekom njenog korištenja zadovolji bitne zahtjeve. Ti zahtjevi su:
1. nosivost,
2. uporabivost,
3. otpornost na požar,
4. robustnost,
5. trajnost
6. pouzdanost.
Nosivost je sposobnost konstrukcije da izdrži sva predvidiva mehanička
opterećenja bez da doživi oštećenja koja izazivaju njezino rušenje ili
gubitak integriteta, odnosno nosivost je svojstvo mehaničke otpornosti i
stabilnosti konstrukcije u odnosu na predvidiva mehanička opterećenja.
Uporabivost predstavlja zahtjev da konstrukcija za „normalna“
opterećenja zadrži svoju bitnu funkciju kojoj je namijenjena, to jest da
ostane uporabiva.
23
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – 1. DIO – BITNI ZAHTJEVI ZA GRAĐEVINU
Otpornost na požar je sposobnost konstrukcije
da zadrži nosivost za predvidivo djelovanje
požara. Ona zahtjeva posebne mjere
projektiranja za mnoge konstrukcije, ali kako
je to za geotehničke konstrukcije manje
značajan zahtjev, pa se neće posebno
obrađivati.
Robustnost je zahtjev da oštećenje jednog manjeg dijela konstrukcije ne
ugrozi nosivost većeg dijela konstrukcije, ili, da šteta na konstrukciji ne
bude neproporcionalno veća od uzroka koji je izazvao štetu.
Trajnost je zahtjev da konstrukcija zadovolji ostale bitne zahtjeve za
vrijeme njenog zahtijevanog vijeka trajanja.
Pouzdanost je zahtjev da planirana svojstva konstrukcije tijekom njene
izgradnje i korištenja budu i ostvarena.
24
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
PRISTUPI PROVJERE BITNIH ZAHTJEVA ZA GRAĐEVINU
Četri su pristupa provjere bitnih zahtjeva za građevinu, a to su:
1. PRORAČUNOM; koristeći proračunske postupke određivanja učinka
djelovanja (E) i otpornosti (R) konstrukcija ili njenih dijelova temeljem
analitičkih, polu-empirijskih i numeričkih modela; to je pretežit postupak
provjere bitnih zahtjeva za većinu geotehničkih konstrukcija (obično za
geotehničke kategorije 2 i 3); glavnina sadržaja Eurokoda 7 odnosi se
na ovaj način provjere bitnih zahtjeva
2. PROPISANIM MJERAMA ; koje se sastoje od uobičajenih i općenito
konzervativnih, na nacionalnoj razini utvrđenih, pravila i postupaka
projektiranja bez eksplicitne provjere bitnih zahtjeva na konstrukciju; ove
mjere uključuju i kontrolu materijala, postupaka građenja, zaštite i
postupaka održavanja; ove se mjere koriste za vrlo jednostavne
slučajeve, ili slučajeve vrlo malog rizika kod kojih postoji usporedivo
iskustvo i za koje se složeni proračuni ne isplate ili čak koji puta nisu
raspoloživi.
25
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
PRISTUPI PROVJERE BITNIH ZAHTJEVA ZA GRAĐEVINU
3. EKSPERIMENTALNIM MODELIMA; koji uključuju fizičke modele kao
što su probna opterećenja na dijelovima konstrukcije ili na modelima u
realnom ili umanjenom mjerilu; to su postupci koji se najčešće koriste pri
projektiranju geotehničkih sidara i pilota, a rjeđe kod drugih geotehničkih
konstrukcija ili njihovih dijelova; na ovim se modelima
eksperimentalnom metodom neposredno utvrđuje najčešće
karakteristična otpornost (Rk) konstrukcije ili njenog dijela;
4. METODOM OPAŽANJA; kojom se projekt tijekom građenja
neprekidno preispituje temeljem sustavnog opažanja; ovom metodom
se proračunske pretpostavke, kao što su geotehnički i proračunski
model, neprestano kalibriraju prema rezultatima opažanja i mjerenja
tijekom izgradnje te se temeljem toga, ako okolnosti dozvoljavaju,
mijenjaju pojedine dimenzije konstrukcije i građevinskog zahvata
općenito ili se mijenjaju detalji izvedbe (po složenosti postupka ova
metoda obično geotehnički zahvat svrstava u geotehničku kategoriju 3)
26
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
GEOTEHNIČKE KATEGORIJE (razredi)
Za minimalne zahtjeve, glede opsega i kvalitete
geotehničkih istražnih radova, treba odrediti
“težinu i kompleksnost” geotehničkog projekta.
U tu svrhu Eurokod 7 uvodi klasifikaciju od
tri geotehničke kategorije (ili razreda) prema
složenosti i rizičnosti geotehničke konstrukcije ili
zahvata kako bi se racionalizirao opseg istražnih
radova i složenost postupka dokazivanja
stabilnosti i uporabivosti za građevine bitno
različitih stupnjeva složenosti i različitih
stupnjeva izloženosti riziku
27
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
DIJAGRAM TOKA ZA ODREĐIVANJE GEOTEHNIČKE KATEGORIJE
Je li konstrukcija mala i relativno jednostavna?
NE
DA
KATEGORIJA 1
DA
NE
DA
NE
NE
Je li opterećenje izrazito veliko?
DA
DA
Postoje li neuobičajeni rizici?
Jesu li uvjeti u tlu ekstremno teški?
DA
Je li rizik zanemariv s obzirom na globalnu
stabilnost ili pomake tla?
DA
NE
Jesu li uvjeti u tlu, poznati na osnovu iskustva
na lokaciji, dovoljni za provedbu rutinskih
NE
postupaka projektiranja i izvedbe?
Ako je potrebno provesti iskope ispod razine
podzemne vode, govori li iskustvo na lokaciji
da je to moguće rutinski?
Je li konstrukcija jako velika i neuobičajena?
DA
NE
Je li objekt u visoko seizmičnom području?
DA
NE
NE
Je li objekt u području s mogućom pojavom
nestabilnosti ili permanentnih pomaka tla?
DA
NE
KATEGORIJA 2
Npr. plitko temeljenje, temeljni roštilji, piloti,
potporni zidovi, iskopi, temelji mostova,
geotehnička sidra, tuneli u čvrstim stijenama.
KATEGORIJA 3
28
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
GEOTEHNIČKE KATEGORIJE (razredi)
GEOTEHNIČKA KATEGORIJA 1
Obuhvaća male i jednostavne
konstrukcije kao što su:
• lagani objekti sa centričnom silom po
stupu manjom od 250 kN ili ispod zida
manjom od 100 kN
• potporni ili razuporni zidovi niži od 2m,
• nasipi niži od 3m ispod prometnih
površina, odnosno 1m ispod temelja,
• jednokatne ili dvokatne stambene
zgrade na plitkim temeljima ili pilotima,
• mali iskopi za drenaže i sl.
29
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
GEOTEHNIČKE KATEGORIJE (razredi)
GEOTEHNIČKA KATEGORIJA 2
Obuhvaća konstrukcije gdje s
kvantitativnim geotehničkim
podacima i analizama, radi
zadovoljenja osnovnih zahtjeva,
a moguće je primjeniti uobičajene
postupke projektiranja i
izvođenja, a to su:
• pojedinačni plitki temelji-smaci,
• roštilji,
• piloti,
• potporni zidovi,
• iskopi,
• upornjaci i stupovi mostova,
• nasipi i zemljani radovi,
• geotehnička sidra i sl.
30
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
GEOTEHNIČKE KATEGORIJE (razredi)
GEOTEHNIČKA KATEGORIJA 3
Svi slučajevi koji ne ulaze u prve dvije kategorije. Zahtjeva
uključivanje kvalificiranog inženjera, s odgovarajućim iskustvom u
rješavanju različitih problema u geotehničkom inženjerstvu. Propis
ne daje detaljne zahtjeve na projektantske postupke za tu kategoriju,
osim što se podrazumjeva da zahtjevi za drugu kategoriju čine donju
granicu, a tu spadaju:
• zgrade s izuzetnim opterećenjem, višekatni podrumi,
• brane, veliki mostovi i tuneli u lošem tlu, te s prisutnošću vode,
• temelji strojeva s velikim dinamičkim opterećenjem,
• priobalne konstrukcije,
• nuklearne centrale,
• industrijski objekti, koji rabe opasne kemikalije,
• zgrade jače osjetljive na seizmička opterećenja,
• iskopi u složenim uvjetima (većinom u urbanim cjelinama),
• konstrukcije na kolapsibilnom ili ekspanzivnom tlu
31
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
GEOTEHNIČKE KATEGORIJE (razredi)
32
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
GRANIČNA STANJA
Pod graničnim stanjima podrazumijevaju se granični slučajevi
između prihvatljivog i neprihvatljivog ponašanja konstrukcije.
Projektom treba dokazati da će konstrukcija zadovoljiti sve bitne
zahtjeve u slučaju dosezanja bilo kojeg od mogućih graničnih stanja.
Po karakteru šteta koje mogu nastati prelaskom u neprihvatljivo
ponašanje konstrukcije, Eurokod 7 razlikuje dvije vrste
graničnih stanja:
- granična stanja nosivosti
- granična stanja uporabivosti.
Provjera dosezanja graničnih stanja konstrukcije
ili njenog dijela počinje izborom odgovarajućih
projektnih situacija.
Projektne situacije razvrstavaju se obzirom na njihov karakter na
trajne, prolazne, slučajne (obično štetne), i potresne.
33
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
MODELIRANJE KONSTRUKCIJE
Provjera zadovoljenja bitnih zahtjeva konstrukcije ili njenih dijelova
provodi se modeliranjem konstrukcije (modelima).
Modeliranje u većini slučajeva se obavlja
analitičkim ili numeričkim proračunom uz
primjenu zakona mehanike, ali može biti
i fizičkim modeliranjem, rjeđe na modelima
u umanjenom mjerilu, a češće probnim
opterećenjem dijelova konstrukcije.
Cilj modeliranja je provjera učinka opterećenja
ili drugih vrsta djelovanja te određivanja otpornosti
konstrukcije ili njenih dijelova na učinke opterećenja.
Proračunski modeli će rijetko biti potpuno vjerna slika stvarnog
ponašanja konstrukcije. No, uvijek je dobro držati se modela koji su se
pokazali uspješnim u praksi.
34
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
GRANIČNA STANJA NOSIVOSTI, (ultimate limit state – ULS)
Eurokod 7 (EN 1997-1:2004) uvodi pet graničnih stanja nosivosti
STR, GEO, EQU, UPL, HYD
Potrebno je dokazati da slijedeća granična stanja nisu dosegnuta:
STR: (structural - kostrukcijski ), slom ili velika deformacija betonske,
metalne, drvene ili zidane konstrukcije ili njenog elementa, uključivo
temelje, pilote, sidra i potporne zidove, u kojima čvrstoća
konstruktivnog materijala bitno pridonosi otpornosti (na primjer slom
pri jakom savijanju armirano-betonske dijafragme, izvijanje pilota u
jako mekom tlu, klizanje
blokova obalnog zida na vodoravnim reškama među blokovima,
popuštanje čelične šipke geotehničkog sidra pod vlačnim
opterećenjem, propadanje podložne ploče sidra kroz sloj prskanog
betona zaštitne potporne konstrukcije, slom pilota od vodoravnog
opterećenja)
35
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
GRANIČNA STANJA NOSIVOSTI, (ultimate limit state – ULS)
GEO: (geotechnical - geotehnički ), slom ili velika deformacija tla pri
kojoj čvrstoća tla ili stijene bitno pridonosi otpornosti gubitka ravnoteže
konstrukcije ili temeljnog tla, (na primjer slom tla ispod temelja, slom tla
oko vodoravno opterećenog pilota, veliko slijeganje pilota, naginjanje
potpornog zida, čupanje sidra iz tla, slom i propadanje tla iznad
tunelskog iskopa, klizanje i odron tla, značajno popuštanje oslonca luka
mosta, izdizanje i slom dna građevne jame u mekom tlu)
EQU: (equilibrium - ravnoteža ), gubitak ravnoteže konstrukcije ili tla
razmatranog kao kruto tijelo, u slučajevima kada čvrstoće materijala
konstrukcije i temeljnog tla nisubitne za otpornost, odnosno u kojem
čvrstoća konstruktivnog materijala ili tla značajno ne doprinosi
otpornosti (na primjer prevrtanje gravitacijskog betonskog zida na
podlozi od čvrste stijene).
36
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
PRIMJERI GRANIČNNIH STANJA NOSIVOSTI ZA STR / GEO
37
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
GRANIČNA STANJA NOSIVOSTI, (ultimate limit state – ULS)
UPL: (uplift - uzgon), gubitak ravnoteže konstrukcije ili tla uslijed uzgona
vode ili drugih vertikalnih sila (na primjer izdizanje lagane podzemne
konstrukcije pod pritiskom uzgona podzemne vode, izdizanje i probijanje
slabo propusnog sloja tla na dnu građevne jame od uzgona podzemne
vode u nižem vodonosnom sloju, čupanje temelja dalekovodnog stupa);
HYD: (hydraulic - hidrotehnički), hidrauličko izdizanje (hidraulički slom),
interna erozija tla uzrokovana hidrauličkim gradijentima (na primjer
hidraulički slom u pjeskovitom dnu građevne jame uslijed vertikalnog
strujanja vode prema dnu jame, interna erozija pjeskovitog tla od
strujanja vode u nasipu i stvaranje erozijskih kanala).
U EN 1990 još se definira i granično stanje vezano za zamor materijala
(FAT), ali toga nema u Eurokodu 7.
38
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
PRIMJERI GRANIČNNIH STANJA NOSIVOSTI ZA EQU, UPL i HYD
39
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
ILUSTRACIJA GRANIČNNIH STANJA NOSIVOSTI (STR-GEO-EQU)
STR uključuju
geot. djelovanja
Pristupi
40
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
OSNOVNE VARIJABLE U MODELIRANJU I PROVJERE
Osnovne varijable u analizi zadovoljenja bitnih zahtjeva na konstrukciju su:
-djelovanja, F, (opterećenja, zadani pomaci, temperatura...)
-parametri materijala, X,
-geometrijski podaci, a.
-Osnovne veličine tih varijabli nazivaju se karakterističnim (Fk, Xk i ak) , ,
gdje indeks k označava da je veličina karakteristična.
Opći izraz za provjeru otpornosti za granično stanje nosivosti, prema
grupama parcijalnih koeficijenata, glasi:
γE , γR su parcijalni faktor za učinak djelovanja, odnosno za otpornost.
Postupkom se provjerava da proračunski učinak djelovanja Ed (na pr.
opterećenje temelja na tlo) ne ugrožavaju proračunsku otpornost
konstrukcije ili njenih dijelova Rd (na pr. nosivost tla).
41
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – 1. DIO – PROJEKTIRANJE PO GRANIČNIM STANJIMA
•Projektiranje u odnosu na granična stanja
– Izbor kritičnih proračunskih situacija (uvijek graničnih stanja
nosivosti, a obično i graničnih stanja uporabivosti – ponekad je
provjera graničnih stanja nosivosti za neku geotehničku konstrukciju
dovoljan dokaz da će pomaci temelja biti mali, a njihova točna
veličina nebitna pa se provjera graničnih stanja uporabivosti niti ne
provode)
– Provjerava se da ni u jednoj od kritičnih proračunskih situacija nije
prekoračeno njeno granično stanje
– za granično stanje nosivosti:
d ≤ d
– za granično stanje uporabivosti:
d ≤ d
Ed – proračunski učinak djelovanja
Rd - proračunska otpornost
Cd - najveći dopušteni učinak djelovanja za uporabivost - pomaci ili deformacije
42
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – 1. DIO – PROJEKTIRANJE PO GRANIČNIM STANJIMA
•Primjena parcijalnih koeficijenata: proračunske vrijednosti djelovanja,
proračunske vrijednosti parametara materijala (uključivo tla) te
proračunske vrijednosti otpornosti izračunavaju se iz karakterističnih
vrijednosti uz primjenu parcijalnih koeficijenata; ponekad, ako
proračunski modeli nisu dovoljno sigurni, proračunska otpornost se
dodatno umanjuje dijeljenjem s koeficijentom modela
•Uvažavanje stupnja rizika (geotehničke kategorije ili razredi)
– Obzirom na stupanj rizika i moguće štete u slučaju havarija, uvode se tri
geotehničke kategorije (razredi) građevina ili njenih dijelova:
1. kategorija - najjednostavnija
2. kategorija - uobičajena (njome se bavi Eurokod)
3. kategorija - jako rizična za zahtjevne konstrukcije
– O kategoriji će ovisiti opseg i sadržaj istražnih radova, složenost
proračunskih modela, veličine parcijalnih koeficijenata, razrada projekta...
43
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 - PROVJER STABILNOSTI GRANIČNIH STANJA
Provjera stabilnosti
za pet graničnih
stanja primjenom
parcijalnih
koeficijenata
44
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 - PROVJER STABILNOSTI GRANIČNIH STANJA
45
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – 1. DIO – PRORAČUNSKI PRISTUPI ZA STR I GEO
Prednorma Eurokoda 7 je predviđala
tri kombinacije parcijalnih koeficijenata,
s kojima se trebala provjeriti otpornost
konstrukcije za svako granično stanje nosivosti.
U raspravama su se izdvojila tri pristupa
za granična stanja STR i GEO, ali nije
uspostavljen konsenzus kojeg prihvati.
Rješenje je nađeno da se u normu uključe
sva tri pristupa s time da se prepusti
pojedinim zemljama da izaberu za sebe
najpovoljnije rješenje i to objave u nacionalnom dodatku normi.
Navedena tri pristupa odnose se na granično stanje STR i GEO, dok je za ostala
granična stanja zadržan jedinstveni pristup.
Tri se pristupa uglavnom razlikuju po fazi proračuna u kojoj će se primijeniti
parcijalni faktori:
Parcijalni koeficijenti podijeljeni su za svaki proračunski pristup:
u grupu A za djelovanja, grupu M za svojstva materijala i grupu R za otpornosti.
Kombiniraju se razne varijacije A + M + R.
46
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – 1. DIO – PRORAČUNSKI PRISTUPI PP za GEO
Proračunski
Mjesto primjene parcijalnih
pristup (PP)
koeficijenata
1
Broj kombinacija proračuna
Na izvoru: primjena na
2, (dvije kombinacije parcijalnih koeficijenata na
djelovanja i na parametre tla
djelovanja i otpornost; u jednoj kombinaciji
(osim za pilote i sidra)
parcijalni koeficijenti za djelovanja su jednaki 1, a
u drugoj tu vrijednost imaju parcijalni koeficijenti
za parmaetre tla)
2
Na mjestu učinka djelovanja:
1, primjenjuje se u Hrvatskoj samo kao alternativa
primjena na djelovanja ili
za PP3 za nosivost pilota i za nosivost sidara
učinke djelovanja i otpornost
3
Na izvoru: primjena na
1, primjenjuje se u Hrvatskoj za sve geotehničke
djelovanja i na parametre tla
proračunske situacije GEO
47
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – 1. DIO – PRORAČUNSKI PRISTUPI ZA STR I GEO
Parcijalni koeficijenati za granična stanja STR i GEO za
Nosivost tla ispod plitkih temelja
Projektni
pristup
1
A1 + M1 + R1
2
A2 + M2 + R1
A1 + M1 + R2
3
Djelovanje (γγF)
TRAJNO
Nepovoljno
Povoljno
POVREMENO
Nepovoljno
Povoljno
Kombinacije
Parametri tla (γγM)
Simbol
M1
M2
Kut unutarnjeg trenja
γϕ′
1,00
1,25
Efektivna kohezija
γc'
1,00
1,25
Nedrenirana čvrstoća
γcu
1,00
1,40
Jednoosna čvrstoća
γqu
1,00
1,40
Jedinična težina tla
γγ
1,00
1,00
A1 ili A2 + M2 + R3
Simbol
A1
A2
γG
γG
1,35
1,00
1,00
1,00
γQ
γQ
1,50
0
1,30
0
Otpor (γγR)
Simbol
R1
R2
R3
Nosivost
γRv
1,00
1,40
1,00
Klizanje
γRh
1,00
1,10
1,00
48
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – 1. DIO – PRORAČUNSKI PRISTUPI ZA STR I GEO
Hrvatska je generalno prihvatila za sve geotehničke građevine:
PP3 - proračunski pristup 3: (A1d ili A2e) + M2 + R3
d - za sile od konstrukcije
e - za geotehničke sile
S time da se samo za nosivost pilota i nosivost sidara ravnopravno koristi i
PP2 - proračunski pristup 2: A1 + M1 + R2
49
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – PARCIJALNI KOEFICIJENTI ZA GRANIČNA STANJA
•
Granično stanje uporabivosti:
• Svi parcijalni keficijenti su jednaki 1,0
•
Granična stanja nosivosti:
Veličina parcijalnih koeficijenata ovisi o raznim okolnostima
• o karakteru karakteristične vrijednosti: djelovanja, materijalni parametri,
otpornosti ili uvažavanje nesigurnih proračunskih modela
• o vrsti proračunske situacije
• o trajnosti proračunske situacije
• o učestalosti djelovanja: trajno, promjenjivo, udesno, potresno
• o povoljnosti djelovanja: povoljno ili nepovoljno
• o procjeni projektanta o uključenim rizicima
50
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – HRN EN 1997-1:2012/NA:2012 – Dodatak A
Parcijalni koeficijenti i koeficijenti korelacije za granična stanja nosivosti
Generalno:
Djelovanja ili učinci djelovanja se množe sa parcijalnim koeficijentima (A)
Parametri tla se dijele sa parcijalnim koeficijentima (M)
Otpornost se dijeli sa parcijalnim koeficijentima (R)
51
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – HRN EN 1997-1:2012/NA:2012 – Dodatak A
Parcijalni koeficijenti i koeficijenti korelacije za granična stanja nosivosti
52
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – HRN EN 1997-1:2012/NA:2012 – Dodatak A
Parcijalni koeficijenti i koeficijenti korelacije za granična stanja nosivosti
53
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – HRN EN 1997-1:2012/NA:2012 – Dodatak A
Parcijalni koeficijenti i koeficijenti korelacije za granična stanja nosivosti
54
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – HRN EN 1997-1:2012/NA:2012 – Dodatak A
Parcijalni koeficijenti i koeficijenti korelacije za granična stanja nosivosti
55
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – HRN EN 1997-1:2012/NA:2012 – Dodatak A
Parcijalni koeficijenti i koeficijenti korelacije za granična stanja nosivosti
56
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – HRN EN 1997-1:2012/NA:2012 – Dodatak A
Parcijalni koeficijenti i koeficijenti korelacije za granična stanja nosivosti
57
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – HRN EN 1997-1:2012/NA:2012 – Dodatak A
Parcijalni koeficijenti i koeficijenti korelacije za granična stanja nosivosti
58
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
EUROKOD 7 – HRN EN 1997-1:2012/NA:2012 – Dodatak A
Parcijalni koeficijenti i koeficijenti korelacije za granična stanja nosivosti
59
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
NUMERIČKI PRIMJER:
NOSIVOST CENTRIČNO OPTEREĆENOG TEMELJA S OBZIROM NA SLOM TLA
POD TEMELJEM – NEDRENIRANO STANJE
(trajno opt.)
Pk = 270 kN
Qk = 70 kN
h2 = 0.5 m
kN/m3
γk = 18
cu,k = 30 kPa
φu,k = 0
(povremeno opt.)
γ’k = 25 kN/m3
h1 = 0.5 m
B×B
EUROCODE 7
PRAVILNIK 1990
R/A' = (π
π +2)×cu×sc×bc×ic + q
sc = 1 + 0.2×(B'/L')
bc = 1 - 2×α
α/5.14 = 1, za α=0
ic = 1 , za centrično opterećenje
q = γk×(h1 + h2)
qa = (π
π +2)×cu×sc×dc×ic + q
sc = 1 + 0.2×(B'/L')
dc = 1 + 0.35× ×(h1 + h2)/B’
ic = 1 , za centrično opterećenje
q = γk×(h1 + h2)
60
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
NUMERIČKI PRIMJER:
Projektni pristup 1 Kombinacija 1
A1 + M1 + R1
Provjera Ed ≤ Rd za odabrane dimenzije temelja 2.0×2.0 m
Gt,k = 2.02×(0.5×18 + 0.5×25) = 86 kN
Ed = γG×(Pk + Gt,k) + γQ×Qk
Ed = 1.35×(270 + 86) + 1.5×70 = 586 kN
cu,d = cu / γcu
cu,d = 30 / 1.0 = 30 kN/m2
sc = 1.2 za odnos stranica B’/L’ = 1
bc = 1, horizontalna baza temelja
ic = 1, centrično opterećenje
qd = (γ/ γγ ) ×(h1 + h2) = (18/ 1.0 ) ×(0.5 + 0.5) = 18 kN/m2
Rk /A’ = 5.14×30×1.2×1×1 + 18 = 203 kN/m2
Rd = Rk / γR,v = 203×2.0×2.0/1.0 = 812 kN
Uvjet Ed ≤ Rd je zadovoljen jer vrijedi 586 kN < 812 kN
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
61
NUMERIČKI PRIMJER:
Projektni pristup 1 Kombinacija 2
A2 + M2 + R1
Provjera Ed ≤ Rd za odabrane dimenzije temelja 2.0×2.0 m
Gt,k = 2.02×(0.5×18 + 0.5×25) = 86 kN
Ed = γG×(Pk + Gt,k) + γQ×Qk
Ed = 1.0×(270 + 86) + 1.3×70 = 447 kN
cu,d = cu / γcu
cu,d = 30 / 1.4 = 21.4 kN/m2
sc = 1.2 za odnos stranica B’/L’ = 1
bc = 1, horizontalna baza temelja
ic = 1, centrično opterećenje
qd = (γ/ γγ ) ×(h1 + h2) = (18/ 1.0 ) ×(0.5 + 0.5) = 18 kN/m2
Rk /A’ = 5.14×21.4×1.2×1×1 + 18 = 150 kN/m2
Rd = Rk / γR,v = 150×2.0×2.0/1.0 = 600 kN
Uvjet Ed ≤ Rd je zadovoljen jer vrijedi 447 kN < 600 kN
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
62
NUMERIČKI PRIMJER:
Projektni pristup 2
A1 + M1 + R2
Provjera Ed ≤ Rd za odabrane dimenzije temelja 2.0×2.0 m
Gt,k = 2.02×(0.5×18 + 0.5×25) = 86 kN
Ed = γG×(Pk + Gt,k) + γQ×Qk
Ed = 1.35×(270 + 86) + 1.5×70 = 585 kN
cu,d = cu / γcu
cu,d = 30 / 1.0 = 30 kN/m2
sc = 1.2 za odnos stranica B’/L’ = 1
bc = 1, horizontalna baza temelja
ic = 1, centrično opterećenje
qd = (γ/ γγ ) ×(h1 + h2) = (18/ 1.0 ) ×(0.5 + 0.5) = 18 kN/m2
Rk /A’ = 5.14×30×1.2×1×1 + 18 = 203 kN/m2
Rd = Rk / γR,v = 203×2.0×2.0/1.4 = 580 kN
Uvjet Ed ≤ Rd nije zadovoljen jer je 585 kN > 580 kN
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
63
NUMERIČKI PRIMJER:
Projektni pristup 3
A1 + M2 + R3
Provjera Ed ≤ Rd za odabrane dimenzije temelja 2.0×2.0 m
Gt,k = 2.02×(0.5×18 + 0.5×25) = 86 kN
Ed = γG×(Pk + Gt,k) + γQ×Qk
Ed = 1.35×(270 + 86) + 1.5×70 = 585 kN
cu,d = cu / γcu
cu,d = 30 / 1.4 = 21.4 kN/m2
sc = 1.2 za odnos stranica B’/L’ = 1
bc = 1, horizontalna baza temelja
ic = 1, centrično opterećenje
qd = (γ/ γγ ) ×(h1 + h2) = (18/ 1.0 ) ×(0.5 + 0.5) = 18 kN/m2
Rk /A’ = 5.14×21.4×1.2×1×1 + 18 = 150 kN/m2
Rd = Rk / γR,v = 150×2.0×2.0/1.0 = 600 kN
Uvjet Ed ≤ Rd je zadovoljen jer vrijedi 585 kN < 600 kN
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
64
NUMERIČKI PRIMJER:
PRAVILNIK 1990.
qa = (π
π +2)×cu×sc×dc×ic + q
sc = 1 + 0.2×(B'/L')
dc = 1 + 0.35× ×(h1 + h2)/B’
ic = 1 , za centrično opterećenje
q = γk×(h1 + h2)
Provjera Ed ≤ Rd za odabrane dimenzije temelja 2.0×2.0 m
cum = cu/FSc = 30/2.0 = 15 kN/m2
qa = 5.14×15×1.2×(1+0.35/2.0) ×1 + 18 = 127 kN/m2
Rd = 127×2.0×2.0 = 508 kN
Ed = Gt,k + Pk + Qk = 86 + 270 + 70 = 426 kN
Uvjet Ed ≤ Rd je zadovoljen jer vrijedi 426 kN < 508 kN
65
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
ZAKLJUČAK
•
Karakteristično je da je po prvi puta postignuto da se
koristi jedinstven pristup projektiranju za sve
građevinske konstrukcije, pa tako i za geotehničko
projektiranje.. Ovakava pristup trebao bi značajno
projektiranje
doprinjeti, boljoj sur
sura
adnji projektanat različitih
specijalnosti..
specijalnosti
•
Jednoobraznost i harmonizacija projektiranja među
različitim građevisnkim strukama uvela je u
geotehničku normu niz novina čiju će primjenu u praksi
trebati potvrditi
potvrditi..
•
Postavlja se zahtjev prema stručnjacima da moraju
dobro poznavati i pratiti novija istraživanja u struci
struci.. Bez
toga norma će se teško koristi
koristi..
•
Da bi se norma Eurokod 7 što bezbolnije uvela u
praksu RH,
RH, potrebno ju je implementirati u sve
obrazovno edukativne ustanove (veleučilišta fakultete,
strukovna društva i sl.
sl.)
66
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
Reference:
BSI 2004. BS EN 1997-1:2004; Eurocode 7: Geotechnical design – Part 1: General rules. British standard.
Eurokod 7: Geotehničko projektiranje – 1. dio: Opća pravila (EN 1997-1:2004+AC:2009) (iz 2012)
Eurokod 7: Geotehničko projektiranje – 1. dio: Opća pravila – Nacionalni dodatak (iz 2012)
Fardis, M. N., Carvalho, E., Alnashai, A., Faccioli, E., Pinto, P., Plumier, A. 2005. Designers' Guide to EN 1998-1 and
EN 1998-5, Eurocode 8: Design Provisions for Earthquake resistant Structures. Thomas Telford, London.
Frank, R. Bauduin, C., Driscoll, R., Kavvadas, M., Krebs Ovesen, N., Orr, T., Schuppener, B. 2004. Designers' Guide
to EN 1997-1, Eurocode 7: Geotechnical design – General rules. Thomas Telford, London.
Lebo, Ž. 2007. Regulativa u geotehničkom inženjerstvu, Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i
inženjera u graditeljstvu, Tehničko veleučilište u Zagrebu, Zagreb
Orr, T. L. L., Farrell, E. R. 1999. Geotechnical Design to Eurocode 7. Springer, London.
Orr, T. L. L. 2005. Review of Workshop on the Evaluation of Eurocode 7. Proceedings of International Workshop on
Evaluation of Eurocode 7. Dublin March-April 2005. Department of Civil, Structural and Environmental
Engineering, Trinity College Dublin.
Szavits-Nossan, A. Eurokod 7 – norma geotehničkog projektiranja
Szavits-Nossan, A. 2006. Observations on the Observational Method. U: Logar, J., Gaberc, A., Majes, B. (urednici):
Active Geotechnical Design in Infrastructure Development - Proceedings XIII Danube-European Conference on
Geotechnical Engineering, Ljubljana. Slovensko geotehniško društvo, Ljubljana, Vol. 1: Special and keynote
lectures, 171-178.
67
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.
HVALA NA PAŽNJI !
68
Mr.sc. Željko Lebo, dipl.ing.građ., Program stručnog usavršavanja ovlaštenih arhitekata i inženjera u graditeljstvu , TVZ, Zagreb 14.-15.11.2014.