scia.a.soil - Interakce s podložím

Stanovení skutečných parametrů C a výpočet interakce mezi konstrukcí a zeminou s uvažováním sednutí. Průběh tahových napětí v zemině pod základem, průběh a velikost zatížení, kontaktní napětí mezi konstrukcí a podložím, geometrie kontaktní vrstvy a geologické charakteristiky podloží v konkrétním místě. Protože parametry C a kontaktní napětí se navzájem ovlivňují, závisí sednutí kontaktní vrstvy (a parametry C) na kontaktním napětí. Výpočet vlastností je proto iterační. Výpočtem se získají existující nastavení a jejich vliv na konstrukci. Výpočet je založen na Pasternakově modelu.

• Modul počítá parametry C pro interakci mezi základovou deskou a podložím se zohledněním rozložení a intenzity zatížení, kontaktního napětí na styku konstrukce a zeminy, geometrie základu a místních geologických podmínek.
• Modul Soil-in využívá tzv. energetický neboli více-konstantový model a v praxi je využíván od roku 1975. Na základě porovnání s mnoha měřeními provedenými in-situ lze říci, že se jedná o spolehlivý model. Termín „více-konstantový model “ je odkazem na kapacitu energetického modelu:
  • smyková tuhost podloží C2 s použitím Pasternakova modelu;
  • ortotropie a anizotropie podloží prostřednictvím konstant C2x, C2y a C2xy;
  • povrchové tření na styku konstrukce a podloží prostřednictvím konstant C1x, C1y.

• Modul Soil-in využívá vrstevnatý model podprostoru s těmito vlastnostmi:
  • Můžete aplikovat Boussinesqovu funkci na výpočet průběhu svislé složky napětí sigma Z v podloží pro jakékoli přitížení povrchu bez ohledu na polohu vrstev, nesouvislé složení zeminy a jiné anomálie. Tuto metodu povolují nejrůznější geotechnické normy.
  • Můžete stanovit přitížení na povrchu výkopu s pomocí Boussinesqovy rovnice pro poloprostor zatížený v libovolné hloubce.
  • K naznačení nestlačitelných vrstev využívá model přibližné řešení pružné vrstvy konečné tloušťky.
  • Model počítá složky tlakového přetvoření zeminy a sednutí se zohledněním povahy vrstev podloží.
• Program počítá podle Eurocode 7.

Zadání

Vyberete základové desky, na kterých má modul Soil-in určit tuhost. To znamená, že můžete vybrat pouze ty základové desky, které mají být modulem Soil-in počítány.

Model se definuje několika vrtanými sondami s různými vrstvami a vlastnostmi:

• t = tloušťka vrstvy;
• E =  deformační modul zeminy v tlaku (normová válcová zkouška);
• n = Poissonovo číslo;
• g = měrná hmotnost - suchá a vlhká;
• m = součinitel strukturní pevnosti zeminy (různý pro různé normy).

Pokud k interakci základové desky a podloží nedochází v úrovni původního terénu, je třeba zohlednit  vliv výkopu. Program počítá parametry automaticky.

Výpočet

Program potřebuje parametry interakce konstrukce a podloží pro následné iterace. První aproximace kontaktního napětí je získána výpočtem nadzemní konstrukce metodou konečných prvků s pomocí (ručně zvolených) výchozích hodnot parametrů C.

Tyto hodnoty kontaktního napětí se použijí jako vstupy pro Soil-in. Program spočte sednutí a opravené hodnoty parametrů C. Program opakuje tento cyklus (výpočet MKP + Soil-in) dokud není splněna iterační podmínka. Tím se získají správné hodnoty deformace a vnitřních sil.

Pokud je zapnuta funkcionalita Interakce s podložím a v projektu je zadán alespoň jeden seismický zatěžovací stav, nastavení řešiče nabízí možnost vynásobit tuhost zeminy obecným součinitelem určeným výhradně pro výpočet seismických zatěžovacích stavů. Pro běžné zemní podmínky se hodnota součinitele pohybuje v rozmezí 3 - 10 podle typu podloží. Pro ostatní zatěžovací stavy a pro jiné typy výpočtu (stabilita, dynamika) se zemina chová podle základní definice bez uvažování tohoto součinitele pro seismicitu. Typická nastavení řešiče jsou ukázána na obrázku.

Výsledky

K dispozici jsou grafické a numerické výsledky spolu se standardními možnostmi SCIA Engineer výstupu - izopásy, izoliniemi, DXF exportem, vyhledáním extrémů, dokumentací.

Program spočte a vykreslí součinitele C1z, C2x a C2y . K dispozici jsou také hodnoty kontaktního napětí na styku konstrukce a podloží z každé iterace.