Analiza statyczno-wytrzymałościowa ściany szczelinowej podziemia rezydencji Hyatt przy ulicy Belwederskiej i Spacerowej w Warszawie.pdf

(688 KB) Pobierz
Numerical Analysis of Cross-sectional Behaviour of an Arbitrar
XIII Konferencja Naukowa - Korbielów' 2001
"Metody Komputerowe w Projektowaniu i Analizie Konstrukcji Hydrotechnicznych"
Analiza statyczno-wytrzymałościowa ściany szczelinowej
podziemia rezydencji Hyatt przy ulicy Belwederskiej i
Spacerowej w Warszawie
Paweł Sorbjan 1
Andrzej Truty 2
Aleksander Urbański 3
Wojciech Wolski 4
1. WSTĘP
W artykule podjęto zadanie oszacowania sił wewnętrznych w ścianie szczelinowej
podziemia rezydencji Hyatt przy ulicy Belwederskiej i Spacerowej w Warszawie.
Zagadnienie to, przy uwzględnieniu wieloetapowego wykonywania wykopu w warstwach
pęczniejących iłów oraz postępującej zmiany schematu statycznego samej ściany, wydaje
się być nie do rozwiązania, w racjonalny sposób, na bazie obowiązujących norm. W
związku z tym zbudowano model numeryczny rozważanego zagadnienia, a następnie
rozwiązano go przy użyciu systemu metody elementów skończonych Z_SOIL.PC 3D v.5.
W pracy wskazano na szczególnie ważne aspekty przy projektowaniu tego typu
konstrukcji, takie jak sztywność gruntu w zakresie małych odkształceń, uwzględnianie
efektów konsolidacji i pęcznienia oraz wierne odwzorowanie całego procesu
technologicznego w modelowaniu numerycznym co pozwala na racjonalne projektowanie.
2. OPIS MODELU NUMERYCZNEGO
Obliczenia wykonuje się przy założeniu hipotezy płaskiego stanu odkształcenia w
przekroju prostopadłym do powierzchni ściany. Jako przekrój obliczeniowy wybrano
przekrój najbardziej niekorzystny (rys 2.1.a) to jest taki, w którym wpływ
dwukierunkowego zginania ściany, stężonej poziomo stropami, jest pomijalny.
Pominięcie efektów zginania ścian w kierunku poziomym prowadzi do rozważania
1
Mgr inż, Geoteko Warszawa
2
Dr inż., Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Krakowska
3
Dr inż., Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Krakowska
4
Prof dr hab. inż. Wojciech Wolski, Geoteko, Warszawa
(najniekorzystniejszego) stanu zginania walcowego. Ograniczenie się w analizie jedynie
do zginania walcowego w kierunku pionowym jest również podyktowane faktem braku
poziomego zbrojenia w ścianie.
Rys. 2.1.a
Rys.2.1.b
Jednocześnie z uwagi na znaczną sztywność przestrzenną konstrukcji podziemia zakłada
się że parcie gruntu wokół obwodu wykopu na danej rzędnej jest w przybliżeniu
jednorodne co pozwala na przyjęcie schematu połówkowego, symetrycznego jak na rys
2.1b.
Przyjmuje się, że w interfejsie pomiędzy ścianą a gruntem może występować nieciągła
deformacja co realizuje się poprzez wprowadzenie elementów kontaktowych.
3. MODELOWANIE WŁAŚCIWOŚCI OŚRODKA GRUNTOWEGO
W profilu geotechnicznym wyszczególniono 3 zasadnicze warstwy geotechniczne tj.
nasypy występujące średnio do głębokości 3m poniżej poziomu terenu, następnie warstwę
piasków występującą średnio na głębokości od 3m do 7.5m poniżej poziomu terenu oraz
od głębokości 7.5m warstwy prekonsolidowanych iłów. Zwierciadło wody gruntowej
pojawia się warstwie piasków na głębokości około 4.5 poniżej poziomu terenu.
Dla wszystkich warstw przyjęto idealnie spreżysto-plastyczny model ośrodka gruntowego
wg hipotezy Coulomba-Mohra, opisywany parametrami sprężystymi tj. modułem Younga
E i wsp. Poissona oraz parametrami wytrzymałościowymi tj. kohezją c, kątem tarcia
wewnętrznego  oraz kątem dylatancji . Wszystkie przyjęte do obliczeń wartości
parametrów geotechnicznych są traktowane jako wartości charakterystyczne. Wartości
obliczeniowe użyte przy sprawdzaniu nośności elementów konstrukcji uzyskano poprzez
wprowadzenie globalnego współczynnika obciążenia do uzyskanych wartości sił
wewnętrznych.
Za opracowaniem [1], dla poszczególnych warstw podłoża przyjęto następujące parametry
geotechniczne zestawione w tabeli 3.1.
319679126.001.png
Tabela 3.1
Parametr
Warstwa:
Nasypy
0<Y<-3m
Piaski
–3m<Y<–7.5m
Iły
Y<–7.5 m
Ciężar objętościowy  kN/m 3 ]
powyżej / poniżej zw. Wody
17 / -
18.5 / 20
- / 19.27
Edometryczny moduł
ściśliwości pierwotnej M o
[kN/m 2 ]
20 000
35 000
zmienny, wg formuły:
M o
(
1
*
h
)
*
1000
[
kPa
]
Edometryczny moduł
ściśliwości
wtórnej M [kN/m 2 ], M=M o /
30 000
40 000
M=M o / 
Współczynnik Poissona  0.32
0.25
0.37
Moduł sprężystości pierwotny
E o [kN/m 2 ]
14 000
26 000
(
v
)(
1
2
v
)
M
1
v
o
Moduł sprężystości wtórny
E [kN/m 2 ]
21 000
29 700
(
v
)(
1
2
v
)
M
1
v
kohezja c [kN/m 2 ]
0
0
20 ( maksymalna)/
18 (rezydualna)
kąt tarcia wewnętrznego 
20
31
15(maksymalny) /
8 (rezydualny)
kąt dylatancji   10
15
Współczynnik filtracji k
[m/month]
1000
3000
2.6.10 -5
wskaznik porowatości e o
-
-
0.375
W obliczeniach przyjmowano wtórne moduły sprężystości.
Podane w tabeli wartości modułów sztywności są pewnymi wartościami siecznymi. W
związku z tym rozważono również sytuację gdzie wartość modułu sprężystości
(wyznaczona w aparacie trójosiowym z pomiarem lokalnych deformacji), została przyjęta
dla zakresu małych odkształceń i dla całej warstwy iłów wynosiła E = 100000 kN/m2.
319679126.002.png
4. SCHEMATY OBLICZENIOWE I ETAPOWANIE
W obliczeniach przyjęto następującą kolejność zdarzeń , przypisanych kolejnym chwilom
umownego czasu T1 < T < T2 :
T1 T2
Zdarzenie:
Schemat obliczeniowy .
0
1
Stan początkowy ,
uwzględnione K 0 =0.9 w
warstwie iłów
Stan in situ
1
3
Zabudowa ścianki
szczelnej (beton 1.0m)
Przyłożenie obciążenia
naziomu.
belka pionowa + elementy "interface" po jej obu
stronach
319679126.003.png
3
4.9
Pierwsza warstwa
wykopu do poziomu –
6.0
(2 kondygnacje).
Zastosowano technikę
stopniowego odprężania
usuniecie elementów w obrębie wykopów
4.9 8
Zabudowa stropów
(beton gr. 0.3m) na
poziomach 0.0, -3.0,
-6.0
Po zabudowie
2-ga warstwa wykopu
do poziomu -9.5
(1 kondygnacja).
Zastosowano technikę
stopniowego odprężania
Wprowadzenie elementów belkowych stropu
usuniecie elementów continuum w obrębie
wykopów
8 10 Zabudowa stropu na
poziomach -9.0.
(beton gr. 0.3m)
10 11.9 3-ga warstwa wykopu
do poziomu -12.5
(1 kondygnacja).
Zastosowano technikę
stopniowego odprężania
j.w.
319679126.004.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin