8. ELŐADÁS

TALAJMECHANIKA-ALAPOZÁS (BMEEOGTK701)

SÍKALAPOKTERVEZÉSE

A síkalap megválasztható jellemzői

• Típuspillér, sáv, szalag, gerendarács, lemez, doboz

• Anyagfajta- és minőség

beton, vasbeton, tégla, ill.

szilárdság

• Geometriai adatok

alapsík mélysége, alapszélesség, alapmagasság, ill. vashányad és vasátmérő

A tervezés folyamata, „rendje”

A tervezés szokásos lépései

1. az alapsík felvétele a teherbíró réteg, a talajvízszint, a fagy- és térfogatváltozási határ, a várható alapmagasság, a szomszédos alapsík, valamint az aláüregelődés, a kioldódás és a földkiemelés figyelembevételével

2. az alaptípus kiválasztása a felszerkezet elrendezése, terhei, érzékenysége és a várhatósüllyedések mérlegelése alapján

3. az alapszélesség meghatározása a talajtörés elleni biztonság és a süllyedési kritériumok

teljesülésének ellenőrző számításával

4. az alapszerkezet (anyag, magasság, vasalás) méretezése a talpfeszültség meghatározásával és tartószerkezeti

méretezéssel ellenőrzött szerkezeti megfelelőség teljesítéséhez

5. az állékonyság és felúszás ellenőrzésemerev testnek tekinthető alap, ill. építmény egyensúlyának

vizsgálatával

A talajtörés mechanizmusa Ha egy alapra fokozatosan növekvő teher hat, az alatta lévő talaj növekvő mértékben összenyomódik. Kezdetben a süllyedés az erővel, a teherrel egyenesen arányos

Függ. terhelés

Fü

gg

. sü

llye

dés

Rugalmas

átmeneti

képlékeny

Megengedhető max.Süllyedés

maximum üzemi teher

Törő-teherbírás

határteher

A talajtörés mechanizmusa

Határállapotok

HasználhatóságiHasználhatósági TeherbírásiTeherbírási

Használhatósági határállapot

Használhatósági határállapot

Erő (kN)

Maximális teher, ahol a szerkezet megfelelősége még igazolható:

• süllyedések• vízszintes elmozdulás

• billenés• elcsúszás

szempontjából

Alkalmazott terhelés

Talpfeszültség definíció

Talpfeszültség definíció

FFAlapfelület, A

talpfeszültség q = F / A

Alap tönkremeneteleAlap tönkremenetele

ErőKörcsúszólapos tönkremenetel

Talaj felpúposodásEllenállás

Általános nyírási törés

Általános nyírási törés

Csúszólapok (teljes törési felület)

merevpasszív

log spirál

Süllyedés

q

Tömörszemcsés talaj

Helyi nyírási törésHelyi nyírási törésKözepesen tömör

Szemcsés talaj

Csak lokálisfelpúposodás

Süllyedés

q

Részleges törési felület

Benyomódási törésBenyomódási törésLaza vagyPuha talajok

Nincs felpúposodás Süllyedés

q

Törési felület nincs

Terzaghi általános törési megoldása

Terzaghi a talaj törőfeszültségének képletét a következő általános alakban írta fel:

ctbt NcNtNb , ahol: Nb, Nt és Nc. - talajtörési ellenállási tényezők; értékük a belső súrlódási szögnek a függvénye - számíthatók s grafikonban vagy táblázatban megadhatók

0 5 10 15 20 25 30 35 400

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100100

0

N t( )

N c( )

N B( )

400 deg

Talajtörési határállapot vizsgálata számításos eljárással

17

Talajellenállások számításának összehasonlítása

• Talaj határereje / Talajtörési ellenállás tervezési értéke

18

 MSZ 15004-1989

 MSZ EN 1997-1

Talajellenállások számításának összehasonlítása

•Talaj törőfeszültsége:

19

Talajellenállások számításának összehasonlítása

• Drénezetlen terhelés jelentése:

• Ha gyorsan növekszik a terhelés (a

pórusvíznyomások nem tudnak

kiegyenlítődni) – kötött talajok esetében

• Ekkor a nyírószilárdság egyenlő a cu –

drénezetlen nyírószilárdsággal, Φ = 0

• A víz felhajtóerejével nem szabad számolni

(teljes feszültségek figyelembevétele)

20

Alaki tényezőkAlaki tényezőksávalap

csúszólap

pilléralap

csúszólapok

Felülnézet

Mélységi tényezőMélységi tényező

sávalap

q = g.Dfq = g.Df

MegnövekedettCsúszólap-hossz

Általában a szilárdsága mélységgel növekszik

Ferdeségi tényezőkFerdeségi tényezők

V = 1000 kNV = 1000 kNV = 906 kNV = 906 kN

H = 423 kNH = 423 kN

Ferde erő = 1000 kNErő ferdeség, q = 25o

A csúszólap laposabb és rövidebb

Ferde terhelés esetén :ic , iq , ig £ 1

Síkalapok magassági méretezése

Szélesség magasságIsmerni kell az alapsíkon a feszültségek eloszlását 

Talpfeszültségek eloszlása A talpfeszültség az alapsíkon működő feszültség; A talpfeszültségek eredőjének egyensúlyt kell tartani a terhekkel, vagyis:talapfeszültség eredője = külső teher; Eloszlásra kiható tényezők:- alaptest tulajdonságai (merevsége, alakja, szélessége), építmény merevsége, alapsík mélysége;- talaj tulajdonságai (szemcsés v. kötött);- terhelés nagysága, eloszlási módja, támadási helye.  

Merev alaptestnél az eredő helye a fontos.Hajlékony alaptestnél a terhelés eloszlása a lényeges.

Merev alapokAlsó síkjuk a terhelés hatására sem deformálódik. A közel azonos szélességű és magasságú betonalapok merevek.

Amikor a alap a talajtöréssel szemben jelentős biztonsággal rendelkezik.

Sávalapok alatti (egyszerűsített) talpfeszültség eloszlás

Hajlékony alapok

Ha a B szélességű, L hosszúságú, Es rugalmassági modulusú talajra helyezett (Eb modulusú) alap esetén:

 

a terhek és talpfeszültségek hatására az alap deformálódik, "meghajlik".

Ha az alaptest, vízszintes méretei sokszorosan nagyobbak a magasságánál (lemezalapok)

A talpfeszültség-eloszlás a terhelés helyétől és eloszlásától is függ:

az erősebben benyomódó pontok alatt feszültségtöbblet ébred;

egyéb részeken (nyílások közepén) viszont az átlagosnál kisebb talpfeszültségek keletkeznek.

Az alaplemez és az épület merevségének szerepe

Sáv-és pilléralapok magasságának meghatározása

Az alaptest nem igényel külön szilárdsági méretezést, ha

nagy teherbírású talajoknál (~500 kPa talpfeszültség felett, tömör szemcsés, kemény kötött talajok) m≥2k,

kis teherbírású talajoknál (~100 kPa talpfeszültség alatt) m≥k,

a közbenső értékeknél m≥1,5k használható.

k

m

Síkalap magassági méretezésének egyszerűsített szabályai

32

minimális magasság falazott vagy beton 50 cm, vasbeton 20 cm.

anyaga beton C4, C6 vagy C8; vasbeton C12.

Talpfeszültség:

p)(pillérala L*B

F =

(sávalap) BF =

mt

mt

Köszönöm a figyelmet !

Dr. Móczár Balázs

BME Geotechnikai Tanszék