Pomoc online

Nośność pionowa - metoda sprężysta

Moduł "Pal - metoda sprężysta" jest częścią programu Pal. Służy do wyznaczania nośności pionowej pali w posadowionych w podłożu uwarstwionym. W obliczeniach przeprowadzonych tą metodą wyznaczane są: graniczna krzywa obciążeniowa (obciążenie-osiadanie) oraz rozkłady sił i przemieszczeń wzdłuż pala.

Główną zaletą metody sprężystej jest dostępność wymaganych parametrów wejściowych masywu gruntowego wokół pala - należy zdefiniować jedynie: kąt tarcia wewnętrznego, spójność, ciężar jednostkowy i moduł odkształcenia danego gruntu.

Procedura rozwiązania w module "Pal - metoda sprężysta" wykorzystuje podejście pół-analityczne. Odpowiedź otaczającego pal gruntu wynika z dobrze znanego rozwiązania podłoża uwarstwionego w postaci uogólnienionego modelu Winkler’a-Pasternak’a. Sprężysta sztywno-plastyczna odpowiedź na ścinanie na styku pala z gruntem modelowana jest z zastosowaniem kryterium wytrzymałościowego Mohr’a-Coulomb’a. Naprężenie normalne działające na pal wyznaczane jest z naprężenia geostatycznego i parcia spoczynkowego gruntu (mieszanki betonowej). 

Wpływ wody gruntowej w pobliżu pala wprowadzany jest nie tylko do nośności na ścinanie pobocznicy pala, ale także wpływa na głębokość strefy wpływu poniżej pala.

W przypadku gdy pal sięga podłoża nieściśliwego metoda sprężysta nie może być zastosowana.

Na osiadanie pala może także wpływać osiadanie otaczającego terenu. W szczególności, osiadanie gruntu może redukować nośność pala. Osiadanie pala rośnie wówczas bez zwiększania obciążenia. Zjawisko to jest modelowane w programie jako tak zwane ujemne tarcie na pobocznicy.

Analiza może również uwzględnić wpływ technologii wykonania pala na sztywność fundamentu palowego.

Rozwiązanie podzielone jest na kilka kroków:

1. W obliczeniach pal dzielony jest na pewną liczbę elementów (segmentów). Podział na pojedyncze elementy odpowiada warunkowi, że stosunek pomiędzy długością pala a jego średnicą powinien być mniej więcej równy 2,5. Minimalna liczba segmentów wynosi 10.
2. W obliczeniach, każdy segment charakteryzowany jest za pomocą podpory sprężystej (sprężyny). Sztywność tej sprężyny służy do modelowania zarówno wytrzymałości na ścinanie pobocznicy pala, jak i sztywności gruntu pod podstawą pala.
3. Dla każdego elementu wyznaczana jest wartość graniczna siły tnącej przenoszonej przez pobocznicę T_lim.
4. Pal obciążany jest na górze przyrostami obciążenia pionowego. Dla każdego przyrostu obciążenia wyznaczana jest wartość siły w podporze sprężystej każdego elementu. Wartość ta nie może przekroczyć wartości granicznej siły tnącej na pobocznicy pala T_lim. Oczywistym jest, że dla pewnego poziomu obciążenia, we wszystkich podporach sprężystych siły przestaną przyrastać, a dodatkowy przyrost obciążenia spowoduje, że pal będzie podparty tylko podporą sprężystą w podstawie, która nie ma ograniczeń w odniesieniu do przenoszonej siły.
5. W wyniku przeprowadzonej analizy otrzymywane są: graniczna krzywa obciążeniowa (obciążenie-osiadanie), rozkłady sił zmobilizowanych w palu oraz wykres pokazujący zmianę siły tnącej w funkcji odkształcenia w danym położeniu.