Exam June 2017, questions and answers PDF

Preview

Summary

Kolokwium z rozwiązaniem...

Description

Zadanie 2

±0.00

Dla jakiej długości pali spełniony jest warunek nośności na wciskanie i wyciąganie dla pali Vibro o średnicy φ 460 mm dla

-1.3 m

warunków jak na rysunku. Obliczenia wykonać dla rozstawu pali

-2.5 m

r = 1.8 m. Przyjąć, że tarcie negatywne działa od poziomu

-3.5 m

posadowienia do spągu warstwy namułu.

-5.0 m

Gπ, IL = 0.20 γ = 20 kN/m3

Pd, ID = 0.33, γ = 18 kN/m3 γ’ = 10 kN/m3

Nm, IL = 0.70 Obciążenia działające na pojedyncze pale wynoszą: – maksymalna siła wciskająca: Qr = 1200 kN, – maksymalna siła wyciągająca: Qrw = 500 kN.

γ’ = 5 kN/m3 -10.0 m

Ps, ID = 0.68 Komentarz:

γ’ = 11 kN/m3

Pale Vibro znane są również pod nazwą Vibro-Fundex. Średnice pali zależne są od średnicy rury zastosowanej do wbijania. Najczęściej są to rury o średnicach φ 457 mm lub φ 508 mm.

???

W zadaniu zaokrąglono wartość średnicy do 460 mm.

Wartości współczynników technologicznych oraz kąta rozchodzenia się naprężeń: Sp

Ss

Sw

wg tablicy 4:

α

tg α

Gπ

1.0

0.9

0.6

p. 3, IL = 0 ÷ 0.75

4º

0.070

Pd

1.4

1.1

0.6

p. 3, ID = 0.67 ÷ 0.20

5º

0.087

Nm

1.0

0.9

0.6

p. 3, IL = 0 ÷ 0.75

1º

0.017

Pr

1.1

1.0

0.6

p. 3, ID > 0.67

7º

0.123

Poziom interpolacji oporów „t” i „q” dla gruntu nośnego: w-wa

hi [m]

γi [kN/m3]

hi × γi [kPa]

Gπ

2.5

20.0

50.0

Pd

1.0

18.0

18.0

Pd

1.5

10.0

15.0

Nm

5.0

5

25.0

Σ

108.0

wysokość hz nad stropem gruntu nośnego: hz =0.65× 108.0/11.0 = 6.38 m rzędna poziomu interpolacji: ZI = -10 m ppt + 6.38 m = -3.62 m

Interpolacja wartości oporów na pobocznicy i pod podstawą pala: – warstwa Gπ, IL = 0.20 IL

0

0.50

0.20

t(n)

50

31

42.4

– dla pali wciskanych: t(r) = 1.1 × 42.4 = 46.6 kPa – dla pali wyciąganych: t(r) = 0.9 × 42.4 = 38.2 kPa – warstwa Pd, ID = 0.33 ID

0.33

t(n)

31

– dla pali wciskanych: t(r) = 1.1 × 31.0 = 34.1 kPa – dla pali wyciąganych: t(r) = 0.9 × 31.0 = 27.9 kPa – warstwa Nm, IL = 0.70 – dla pali wciskanych: z tablicy 3 przyjęto : t(r) = 10.0 kPa – dla pali wyciąganych: t(r) = 0.0 kPa – warstwa Ps, ID = 0.68 ID

0.67

1.0

0.68

t(n)

74

132

75.8

– dla pali wciskanych i wyciąganych: t(r) = 0.9 × 75.8 = 68.2 kPa ID

0.67

1.0

0.68

q(n)

3600

5850

3668.2

q(r) = 0.9 × 3668.2 = 3301.4 kPa Głębokości krytyczne dla oporów na pobocznicy: – dla gruntów z tarciem negatywnym: ht = 5.0 m, ZI = -5.0 m ppt – dla gruntów nośnych: ht = 5.0 m, ZI = -3.62 m ppt – 5.0 m = -8.62 m Głębokości krytyczne dla oporów pod podstawą pala: hci = 10 m × (0.46 m / 0.4 m)0.5 = 10.72 m,

ZI = -3.62 m ppt – 10.72 m = -14.34 m

Powierzchnia podstawy pala: Ap = (π D2)/4 = (π 0.462)/4 = 0.166 m2 Przyjęto współczynnik zwiększenia powierzchni podstawy: 1.1 Powierzchnia pobocznicy 1mb pala: As(1m) = π D×1 = π 0.46 = 1.445 m2

Interpolacja oporów „t” i „q” dla pali wciskanych: ±0.00 -1.3 m

Gπ

2.5 m

-3.5 m

t(r)= 17.7 kPa

5.0 m

-2.5 m

-3.62 m

Pd

-10.0 m

t(r)= 34.1 kPa

t(r)= 46.6 kPa

5.0 m

hci = 10.72 m

Nm

hz = 6.38 m

-5.0 m

t(r)= 25.6 kPa

Pd

Gπ -8.62 m

t(r)= 68.2 kPa

Ps -14.34 m q(r)= 3301.4 kPa

???

Ps Ps Interpolacja oporów „t” dla pali wyciąganych: ±0.00

-3.5 m -5.0 m

t(r)= 14.5 kPa

Pd t(r)= 38.2 kPa

Nm

5.0 m

Gπ

2.5 m

-2.5 m

5.0 m

-1.3 m

Gπ

t(r)= 21.0 kPa t(r)= 27.9 kPa

Pd

-10.0 m

Ps

t(r)= 68.2 kPa

???

Ps

Tabela obliczeń nośności pali na wciskanie Długść Nośność podstawy (r) Rzędna Warstwa Sp Np pala, L q [mppt]

[m]

-1.3 poziom pos. -2.5 Gp -5.0 Pd -10.0 Nm -12.3 Ps -13.3 Ps -14.3 Ps -15.3 Ps -16.3 Ps -17.3 Ps -18.3 Ps -19.3 Ps -20.3 Ps -21.3 Ps

11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0

[kPa]

2673.1 2981.1 3289.0 3301.4 3301.4 3301.4 3301.4 3301.4 3301.4 3301.4

1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

Nośność pobocznicy (r)

hi

[kN]

[kPa]

[m]

542.4 604.9 667.4 669.9 669.9 669.9 669.9 669.9 669.9 669.9

-17.7 -25.6 -10.0 68.2 68.2 68.2 68.2 68.2 68.2 68.2 68.2 68.2 68.2

t

1.2 2.5 5.0 2.3 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

Ssi

0.9 1.1 0.9 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

Nsi

Ns

Tn

[kN]

[kN]

[kN]

-27.6 -27.6 -101.7 -129.4 -65.0 -194.4 226.7 226.7 -194.4 98.5 325.2 -194.4 98.5 423.7 -194.4 98.5 522.3 -194.4 98.5 620.8 -194.4 98.5 719.3 -194.4 98.5 817.9 -194.4 98.5 916.4 -194.4 98.5 1014.9 -194.4 98.5 1113.5 -194.4

Strefy naprężeń, r=1.8m m1 Ri r/Ri tgα αi [m]

0.123 0.123 0.123 0.123 0.123 0.123 0.123 0.123 0.123 0.123

0.51 0.64 0.76 0.88 1.00 1.13 1.25 1.37 1.50 1.62

Nośność pala, m=0.9 Nt Ntg mNtg [kN]

3.51 2.83 2.37 2.04 1.79 1.60 1.44 1.31 1.20 1.11

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

574.7 735.7 896.8 997.8 1096.3 1194.9 1293.4 1391.9 1490.5 1589.0

[kN]

574.7 735.7 896.8 997.8 1096.3 1194.9 1293.4 1391.9 1490.5 1589.0

[kN]

497.8 642.7 787.6 878.6 967.3 1055.9 1144.6 1233.3 1322.0 1410.6

Tabela obliczeń nośności pali na wyciąganie Długść Rzędna

Warstwa

[mppt]

-1.3 poziom pos. -2.5 Gp -5.0 Pd -10.0 Nm -12.3 Ps -13.3 -14.3 -15.3 -16.3 -17.3 -18.3 -19.3 -20.3 -21.3

Ps Ps Ps Ps Ps Ps Ps Ps Ps

pala, L

t(r)

[m]

[kPa]

Nośność pobocznicy Nsi hi S wi [m]

Ns

[kN]

[kN]

Strefy naprężeń, r=1.8m tgα αi R1 R 2 r/R max m1 [m]

[m]

Nośność pala, m=0.9 Nw [kN]

Nwg [kN]

mNwg [kN]

11.0

14.5 21.0 0.0 68.2

1.2 2.5 5.0 2.3

0.6 0.6 0.6 0.6

15.1 45.5 0.0 136.0

15.1 60.6 60.6 196.6

0.100 0.100 0.100 0.100

0.60 0.60 0.60 0.60

0.46

3.00

1.00

196.6

196.6

176.9

12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0

68.2 68.2 68.2 68.2 68.2 68.2 68.2 68.2 68.2

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6

59.1 59.1 59.1 59.1 59.1 59.1 59.1 59.1 59.1

255.7 314.8 373.9 433.1 492.2 551.3 610.4 669.5 728.7

0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100

0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60

0.56 0.66 0.76 0.86 0.96 1.06 1.16 1.26 1.36

3.00 2.73 2.37 2.09 1.88 1.70 1.55 1.43 1.32

1.00 1.00 1.00 1.00 0.98 0.95 0.93 0.91 0.86

255.7 314.8 373.9 433.1 492.2 551.3 610.4 669.5 728.7

255.7 314.8 373.9 433.1 482.3 523.7 567.7 609.3 626.6

230.1 283.3 336.5 389.8 434.1 471.4 510.9 548.3 564.0

Sprawdzenie wartości współczynnika mn: – jeżeli Gg ≥ Tn → mn = 1.0, – jeżeli Gg < Tn → mn = Gg/Tn, gdzie: Gg – ciężar gruntu wokół pala w strefie działania tarcia negatywnego (liczony dla walca o średnicy równej rozstawowi pali „r”) Gg = π × 1.8 (1.2×20 + 1.0×18 + 1.5×10 + 5.0×5) = 463.7 kN > Tn = 194.4 → mn = 1.0

Warunek stanu granicznego nośności dla pali wciskanych: Qr = 1200 kN < m (Np + m1×Ns) – mn×Tn = 0.9 (669.9 +1.0× ×916.4) – 1.0× ×194.4 = 1233.3 kN – warunek spełniony dla pali o długości roboczej L = 18.0 m

Warunek stanu granicznego nośności dla pali wyciąganych: Qrw = 500 kN < m × m1 × Nw = 0.9 × 0.93 × 610.4 = 510.9 kN – warunek spełniony dla pali o długości roboczej L = 18.0 m...