Výpočet kotvené stěny v patě vetknuté
Kotvené stěny v patě vetknuté jsou řešeny jako spojitý nosník deformační variantou metody konečných prvků tak, aby byly splněny předpoklady paty vetknuté v zemině. Před vlastním výpočtem se stanovuje v několika krocích zatížení konstrukce zemním tlakem. Tlak za konstrukcí je uvažován jako aktivní tlak, před konstrukcí jako pasivní tlak.
Pasivní tlak lze redukovat součinitelem redukce pasivního tlaku. Při uvažování plného pasivního zemního tlaku většinou dostaneme deformace konstrukce, které nemohou vzniknout. Skutečný pasivní zemní tlak může u konstrukce při nulové deformaci mít hodnotu tlaku v klidu a přes všechny mezilehlé hodnoty až hodnotu pasivního zemního tlaku při plné deformaci konstrukce (natočení cca 10 mRad - tj. deformace 10 mm na 1 m výšky konstrukce). Z tohoto důvodu je vhodné uvažovat zmenšené hodnoty pasivního zemního tlaku pomocí "Součinitele redukce pasivního tlaku" s hodnotou menší nebo rovnou jedné, přičemž se doporučuje uvážit následující hodnoty:
- 0,67 - deformace se zmenší přibližně na polovinu
- 0,33 - deformace se zmenší přibližně na dvacet procent původní deformace
Program umožňuje dva způsoby stanovení aktivního tlaku:
- dopočet ze zadaných parametrů zemin, vody, přitížení, terénu včetně zavedení minimálního dimenzačního tlaku
- zadání libovolného průběhu zemního tlaku až do hloubky nulového bodu (takto lze zadat libovolnou redistribuci zemního tlaku)
Nulový bod, tj. bod, ve kterém je celková velikost tlaku rovna nule se stanovuje podle vzorce:
kde: | u | - | hloubka nulového bodu |
σa | - | velikost aktivního tlaku za konstrukcí u dna jámy | |
K | - | součinitel celkového tlaku | |
γ | - | objemová tíha zeminy pod dnem stavební jámy |
Základním předpokladem při výpočtu konstrukce v patě vetknuté je, že bod nulového zatížení N (v hloubce u) je shodný s bodem nulového momentu. Konstrukce se pro výpočet rozdělí na dvě části - na horní část až do nulového bodu a na spodní náhradní nosník:
Výpočet stěny v patě vetknuté
Nejprve se spočte horní nosník a spočtou se síly v kotvách F a reakce v nulovém bodu R. Poté se dopočte délka náhradního nosníku x tak, aby byla splněna momentová výminka rovnováhy k patě konstrukce (nosník je zatížen reakcí R a rozdílem tlaků). Aby byla splněna součtová výminka posouvajících sil, prodlužuje se ještě spočtená délka vetknutí o hodnotu Δx podle obrázku:
Výpočet prodloužení stěny oΔx