Instrukcja użytkowania

Transkrypt

G E O P R O G R A M
ul. Waszyngtona 18/23, 81-342 Gdynia
[email protected]
www.geoprogram.eu
Tel.: +48 502 180 637
NIP: 586-205-14-69
Regon: 192871036
INSTRUKCJA UŻYTKOWANIA PROGRAMU
PALE2005 (v.758)
OBLICZANIE NOŚNOŚCI PALI OSIOWO WCISKANYCH
I WYCIĄGANYCH WG PN-83/B-02842
Autor :
mgr inż. Adam Pinkowski
Konsultacje: dr hab. inż. Kazimierz Gwizdała, prof. PG
Gdańsk, listopad 2009
Spis treści:
1. Wstęp .............................................................................................
3
2. Przeznaczenie programu................................................................
3
3. Zasady obliczania nośności w programie Pale2005.......................
4
4. Instalacja i rejestracja programu.....................................................
12
5. Prezentacja i opis formularzy programu.........................................
13
5.1. Formularz podstawowy .......................................................
14
5.2. Wprowadź/Zmień współczynniki pala..................................
21
5.3. Wykres szczegółowy...........................................................
22
Instrukcja użytkowania programu PALE2005
2
1. WSTĘP
Program Pale2005 służy do obliczania nośności pali osiowo wciskanych
lub wyciąganych, pracujących pojedynczo lub w grupie, zgodnie z zaleceniami oraz
wytycznymi zawartymi w następujących materiałach:
1. Kazimierz Gwizdała, Adam Pinkowski, Metoda obliczania nośności pali
fundamentowych osiowo wciskanych i wyciąganych wg PN-83/B-02482.
Gdańsk 2009.
2. PN-83/B-02482 Fundamenty budowlane. Nośność pali i fundamentów
palowych. Warszawa 1984.
3. Mieczysław Kosecki, Komentarz do normy PN-83/B-02482. Szczecin 1988.
4. Mieczysław Kosecki, Statyka ustrojów palowych. Zasady obliczania
konstrukcji palowych metodą uogólnioną i fundamentów płytowo-palowych
metodą podłoża dwuparametrowego. Szczecin 2006.
5. Jerzy Świniański Instrukcja użytkowania. Program NP89. Obliczanie
nośności pali osiowo wciskanych i wyciąganych wg PN-83/B-02482. Gdańsk
1993.
2. PRZEZNACZENIE PROGRAMU
Za pomocą programu Pale2005 oblicza się stan graniczny nośności pali
osiowo wciskanych i wyciąganych siłami statycznymi zgodnie z rozdziałami 2 i 3
normy
PN-83/B-02482.
Nośność
obliczana
w
programie
jest
wynikiem
wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony.
Obliczenia odnoszą się do pali o średnicy trzonu do 1.8 m, pionowych
lub nachylonych, o maksymalnym nachyleniu 1:1.
W programie oblicza się nośność:
-
wszystkich rodzajów pali podanych w tab. 4 normy,
-
pali rurowych stalowych lub żelbetowych z dnem otwartym,
-
pali stalowych z profili otwartych np. typu H,
-
innych - możliwość zdefiniowania współczynników technologicznych pali
nie ujętych w normie.
Przekrój poprzeczny pali może być kołowy, prostokątny lub inny - bardziej
złożony.
W
jednym
przebiegu
programu
można
obliczać
pale
wyciągane
3
lub wciskane. Można analizować pale o krokowo zmiennej długości. Podłoże
gruntowe może być dowolnie uwarstwione, z warstwami słabymi występującymi
pod powierzchnią terenu i głębiej. Maksymalna liczba warstw wynosi 15.
Można uwzględnić w obliczeniach wytrzymałość gruntu na ścinanie Su
(np. z badań gruntu „in situ"). W obliczeniach pali wciskanych można
uwzględnić dodatkowo tarcie negatywne gruntu.
W przypadku pali wierconych z poszerzoną podstawą program uwzględnia
redukcję tarcia pobocznicy nad poszerzoną podstawą pala.
Program Pale2005 nie oblicza nośności pali posadowionych na skale (p. 2.2.5
normy), a także wciskanych pali tarciowych (zawieszonych).
3. ZASADY OBLICZANIA NOŚNOŚCI W PROGRAMIE PALE2005
Zasady obliczania nośności pali są zgodne z normą PN-83/B-02482 i oparte
na „Metodzie obliczania nośności pali fundamentowych osiowo wciskanych
i wyciąganych wg PN-83/B-02482”.
Nośność pali wyciąganych obliczana jest według wzorów 3, 10 lub 14 normy.
Podstawowe założenia realizowane przez program Pale2005 przy obliczaniu
nośności pali wciskanych i wyciąganych przedstawia rys.1.
Rysunek 1. Schemat obliczeń nośności pali w programie Pale2005 [1]
4
Wartości charakterystyczne jednostkowego oporu gruntu pod podstawą pala q
(tablica 1 normy) oraz jednostkowego oporu gruntu wzdłuż pobocznicy pala t
(tablica 2 normy) są w programie wczytane na stałe. Istnieje jednak możliwość
wprowadzenia
tych
wartości
przez
projektanta.
Wartości
współczynników
redukcyjnych m1 dla pali w grupie (tab. 8) oraz wykres zależności tarcia t od
wytrzymałości gruntu Su (rys.3 normy) są w programie opisane odpowiednimi
funkcjami.
W przypadku pali wierconych z poszerzoną podstawą, co program rozpoznaje po
zadanej średnicy podstawy większej od średnicy trzonu, następuje automatyczna
redukcja tarcia na pobocznicy wg rys.4 normy.
5
Rysunek 2. Sposoby interpolacji q i t w różnych warunkach gruntowych [1]
Obliczanie wartości q i t oraz nośności pali w szczególnych warunkach
gruntowych, przedstawionych na rys.2 - (rys.5 normy), jest w programie
realizowane według punktu 2.2.4 normy i zaleceń Komentarza do normy.
Wyjściowa rzędna zi do interpolacji q i t (rys.1) może być wprowadzona
6
bezpośrednio przez użytkownika lub wyznaczana automatycznie przez program, na
podstawie określonej przez użytkownika liczby warstw tarcia negatywnego.
W ostatnim przypadku w sytuacjach przedstawionych na rys.2c, 2e, 2h i 2i
(uaktualniony rys.5 normy) zastępczy poziom interpolacji obliczany jest według
propozycji „Komentarza do normy...".
Dodatkowo uwzględniana jest głębokość wykopu (rys.2d normy) oraz
automatycznie
wyszukiwane
są
głębiej
leżące
nienośne
warstwy
gruntu
o miąższości hi, powyżej 0.5 m (rys.2a, 2b, 2g i 2h normy).
Wartości obliczeniowe tarcia negatywnego (ujemnego) gruntu mogą być
w programie wyznaczane:
- automatycznie – w programie przyjmuje się ze znakiem ujemnym wartości
tarcia t wg. pkt 2.2.6.a z tab. 3 (należy wprowadzić γm=1) i z tab.2 normy,
zgodnie z punktem 2.2.6.b normy (należy wprowadzić γm≥1.1).
- ręcznie – podanie w danych ze znakiem ujemnym wartości obliczeniowych
tarcia negatywnego umożliwia uwzględnienie przypadku b punktu 2.2.6
normy wg. oceny projektanta, np. na podstawie analizy osiadania gruntu
względem pala pod wpływem ciężaru własnego i/lub obciążenia naziomu,
albo w wyniku obniżenia poziomu wód gruntowych.
Współczynniki technologiczne Sp , Ss , Sw są wyznaczane automatycznie
z wczytanej na stałe w programie tablicy 4 normy, na podstawie podanego rodzaju
pala oraz znanych charakterystyk kolejnych warstw gruntu. Puste miejsca w tablicy 4
normy zastąpiono zerami w przypadku gruntów spoistych, a dla gruntów niespoistych
o ID > 0.67 wartościami odpowiadającymi gruntom średnio zagęszczonym.
W ostatnim przypadku w programie przyjmuje się do obliczeń automatycznie wartości
q z tab.1 i t z tab.2 normy dla ID=0.67.
Ponadto w programie jest możliwość zdefiniowania nowego rodzaju pala
poprzez wprowadzanie własnych współczynników technologicznych.
W przypadku pali rurowych otwartych nośności pali obliczane są według wzorów
9 i 10 normy, a wartości współczynników redukcyjnych a1 - do nośności podstawy
i a2i - do nośności pobocznicy pala wyznaczane są automatycznie według tablic 5 i 6
normy. Istnieje również możliwość wprowadzenia ręcznego zmienionej wartości tych
współczynników dla pierwszej, wyjściowej długości pala. Bowiem przy obliczaniu
nośności pali wielu długości, dla kolejnych pali automatycznie określane są tylko
wartości normowe współczynników a1 i a2i (zmienia się wartość h/Dw).
7
Program Pale2005 sprawdza automatycznie warunki zagłębienia pali w gruncie
wg wymagań pkt. 2.2.4 oraz 2.2.9.1 normy i warunków dodatkowych, które nie
zostały ujęte w wydaniu normy PN-83/B-02482 z roku 1984, a mianowicie:
a) Program
Pale2005
informuje
odpowiednim
komunikatem
na
podstawie
wprowadzonych do obliczeń długości pala, że:
- cały pal tkwi w gruncie nienośnym,
- grunty nośne są uwarstwione, a podstawa pala wciskanego znajduje się
w gruncie luźnym, plastycznym lub miękkoplastycznym.
b) Jako minimalne zagłębienie podstawy pala wciskanego w warstwie gruntu
nośnego w programie przyjęto:
1.0 m - dla gruntów zagęszczonych (ID >0.67), spoistych zwartych
i półzwartych (IL ≤0) oraz
1.5 m - gdy nośność podstawy przekracza 50% całej nośności pala,
2.0 m - dla gruntów średnio zagęszczonych (0.33< ID ≤ 0.67)
i twardoplastycznych (0<IL ≤0.25),
5.0 m - dla gruntów luźnych (0.2<ID≤0.33) i spoistych plastycznych (0.25<IL≤0.5)
i to tylko w przypadku, gdy cała (co najmniej 5m) ta część pala
osadzona jest wyłącznie w takich gruntach, opór gruntu q przyjmuje się
dla gruntu słabszego oraz spełniony jest warunek c.2 (pkt 2.2.4 normy)
b1) Jeżeli minimalne zagłębienie pala nie jest spełnione w warstwie
osadzenia jego podstawy, to w gruntach uwarstwionych jest analizowane
zagłębienie łączne z uwzględnianiem nadległych warstw gruntu nośnego.
b2) - Łączne zagłębienie pala w warstwach gruntów nośnych jest
sprawdzane przy spełnieniu warunku minimalnego zagłębienia podstawy
pala dla najsłabszej z warstw gruntów nadległych o ID>0.33 lub IL≤0.25,
Do porównania nośności gruntów warstw nadległych wykorzystywana jest
jednostkowa nośność obliczeniowa gruntu podstawy pala określona
z uwzględnieniem współczynników technologicznych (pod warunkiem, że
ich wartości są większe od zera):
WQP =
q( i ) γ m ( i ) S p ( i )
q( i +1)γ m ( i +1) S p ( i +1)
8
gdzie WQP - współczynnik porównawczy;
- jeżeli łączne zagłębienie pala nie jest spełnione z uwzględnieniem
kolejnych
warstw
nośnych,
to
drukowany
jest
komunikat
o niedostatecznym zagłębieniu pala w gruncie nośnym;
- jeżeli łączne zagłębienie pala w warstwach nośnych jest spełnione,
a podstawa pala osadzona jest w warstwie dolnej słabszej, to obliczana
jest
nośność
podstawy
pala
z
uwzględnieniem
parametrów
geotechnicznych warstwy dolnej słabszej;
- jeżeli łączne zagłębienie w warstwach nośnych gruntu jest wystarczające,
a pal jest zagłębiony mniej niż 1 m w warstwie dolnej o większej nośności
podstawy pala, to do obliczania nośności podstawy pala brana jest
warstwa górna słabsza z uwzględnieniem aktualnego zagłębienia
podstawy pala. Przy zagłębieniu podstawy pala co najmniej 1m
w warstwie dolnej o większej nośności, obliczana jest nośność podstawy
pala z uwzględnieniem parametrów geotechnicznych warstwy dolnej
o większej nośności.
c) Po spełnieniu warunków zagłębienia pala wciskanego w gruncie nośnym, program
analizuje warunki geotechniczne pod jego podstawą:
c1) Jeżeli podstawa pala dla jego rozpatrywanej długości jest zagłębiona
poprawnie w gruncie nośnym spoistym, a niżej, w warstwie następnej,
występuje grunt nośny niespoisty, to obliczenia są wykonywane i drukowana
jest informacja, ze takie zagłębienie pala w gruncie nośnym nie jest
zalecane.
c2) Jeżeli podstawa pala jest dostatecznie zagłębiona w gruncie nośnym
w programie sprawdzany jest warunek czy w odległości od podstawy pala
mniejszej niż 5Dp
występuje grunt organiczny lub spoisty w stanie
miękkoplastycznym (IL > 0.5) o miąższości h ≥ 0.2m. Jeżeli zachodzi taki
przypadek, to program nie drukuje wyników obliczeń, a odpowiedni
komunikat.
Uwaga: Średnicę podstawy pala Dp program określa automatycznie na
podstawie rodzaju pala i kształtu jego przekroju, przyjmując:
- dla pali o przekroju kołowym średnicę podstawy pala,
9
- dla pali o przekroju prostokątnym średnicę zastępczą przekroju
kołowego równego powierzchni przekroju prostokątnego,
- dla pali o przekroju złożonym większą wartość średnicy zastępczej,
obliczonej z obwodu lub powierzchni podstawy pala o przekroju
złożonym.
c3) Jeżeli pal jest osadzony prawidłowo w uwarstwionym gruncie nośnym i nie
zachodzi przypadek c2), program sprawdza czy głębiej, w odległości od
podstawy pala mniejszej niż 2.5Dp, występuje warstwa gruntu spoistego w
stanie plastycznym (0.25<IL≤0.50) lub niespoistego luźnego (0.20≤ID≤0.33).
Jeżeli tak, to wyniki obliczeń nie są zapisywane dla takiej długości pala i
drukowany jest o tym odpowiedni komunikat.
c4) Jeżeli nie zachodzi przypadek c2) lub c3), a w odległości od podstawy pala
mniejszej niż 2.5Dp znajduje się następna warstwa nośna gruntu o innych
parametrach geotechnicznych to nośność podstawy pala jest określona dla
warstwy słabszej, z uwzględnieniem aktualnej rzędnej jej osadzenia.
c5) Jeżeli nie zachodzi przypadek c2), a odległość od podstawy pala do stropu
warstwy następnej wynosi co najmniej 2.5Dp, program oblicza dla danej
długości nośność pala.
Warunki dodatkowe sformułowane w pkt. 2.2.9.2 i 2.2.9.3 normy nie są
w programie uwzględnione. Możliwe jest pośrednie sprawdzanie warunku pkt.
2.2.9.2 normy przez umowne określenie w danych
rzędnej przecięcia osi pala
z teoretyczną linią klina odłamu przez „rzędną wykopu” (por. pkt 5.1).
W programie Pale2005 może być analizowana nośność pali w grupie.
W pierwszej kolejności sprawdzane są wtedy warunki zawarte w pkt. 3.1 i 3.2 normy.
Jeżeli warunki opisane w pkt. 3.1 i 3.2 są spełnione program przyjmuje wartość
współczynnika m1 = 1. W pozostałych przypadkach wyznaczane są strefy naprężeń
w gruncie wokół pali według punktu 3.4 i tablicy 7 normy. W gruntach uwarstwionych
obliczenia stref naprężeń prowadzone są od stropu pierwszej warstwy nośnej. Dla
warstw nienośnych gruntu (t = 0) leżących powyżej pierwszej warstwy nośnej
przyjęto tg α= 0.0. Jeżeli poniżej warstw nośnych (t > 0) występują dalsze warstwy
słabe (t = 0) np. grunty organiczne, względnie bardzo luźne piaski (ID < 0.2) lub
miękkoplastyczne grunty nieorganiczne (IL > 0.75), to w obliczeniach stref naprężeń
w tych gruntach przyjęto, że α= 1° (tg α = 0.017). W przypadku wzorów (13) i (14)
10
normy program automatycznie przyjmuje współczynnik redukcyjny m1 wyznaczony
dla zadanych rozstawów osiowych pali.
Program Pale2005 wyklucza możliwość liczenia nośności pali w grupie przy
zbyt małych rozstawach R pali wyciąganych lub wciskanych, a mianowicie, jeżeli
rozstaw tych pali wynosi:
- R < 2D dla pali wierconych,
- R < 3.5D dla pali Franki,
- R < 3D dla pozostałych rodzajów pali.
gdzie D - średnica trzonu pala określona automatycznie przez program, dla
przekroju pala:
- kołowego - średnica trzonu pala,
- prostokątnego - średnia długość boku przekroju prostokątnego,
- złożonego - średnica okręgu obliczona z obwodu pala o przekroju
złożonym.
Program Pale2005 i norma PN-83/B-02482 nie ograniczają długości osadzenia pali
w gruntach nośnych. Dlatego ważne jest, aby w danych do obliczeń programem
Pale2005 były podawane realne długości pali, czyli takie, które można zrealizować
w
występujących
warunkach
geotechnicznych
wg
projektowanej
technologii
wykonania pali.
Uwaga! Występują pewne różnice w obliczeniach programu Pale2005
w stosunku do NP89.
Do programu Pale2005 wprowadzono, zgodnie z normą palową, uściślone
zasady obliczania nośności pali wciskanych w gruntach uwarstwionych (por. pkt 3).
Istnieje również różnica dotycząca sposobu wyznaczania współczynników
technologicznych Sp i Ss, w gruntach niespoistych, dla pali Vibro. Program Pale2005
wyznacza te współczynniki analogicznie do metody dla pali Franki, opisanej
w Komentarzu do normy.
11
4. INSTALACJA I REJESTRACJA PROGRAMU
Instalacja programu Pale2005 jest bardzo prosta. Wystarczy ściągnąć
aktualną wersję w postaci pliku pale2005.zip ze strony www.geoprogram.eu lub
www.pale.wilis.pg.gda.pl i rozpakować jego zawartość do dowolnego katalogu.
Uruchomić plik SetupPale2005.exe i kliknąć kilka razy przycisk Dalej.
Po przeprowadzeniu instalacji w menu Start pojawi się ikona programu
oraz katalog Pale2005, w którym oprócz skrótu do programu znajduje się także skrót
do niniejszej instrukcji. Ikonę programu będzie można również znaleźć w pasku
szybkiego uruchamiania.
Po uruchomieniu pliku Pale2005.exe wyświetli się formularz podstawowy
(Rys. 4). Można do niego od razu wprowadzać dane, jednak aby je zapisać i/lub
przeprowadzić obliczenia należy najpierw zarejestrować program. Można tego
dokonać postępując wg zaleceń zawartych w formularzu Rejestracja programu
Pale2005 (Rys. 3), który uruchomi się po wybraniu menu Pomoc -> Rejestruj
na formularzu podstawowym.
Rysunek 3. Formularz Rejestracja programu Pale2005
12
5. PREZENTACJA I OPIS FORMULARZY PROGRAMU
5.1 . Formularz podstawowy
Po uruchomieniu programu zobaczymy formularz podstawowy (Rys.4).
Za pomocą tego formularza można wprowadzać i zmieniać wszystkie niezbędne do
obliczeń dane.
Menu formularza składa się z trzech pozycji Plik, Obliczenia i Pomoc. W menu
Plik znajdują się następujące opcje:
-
Nowy
-
Otwórz
-
Import danych programu NP89
-
Zapisz jako...
-
Zapisz
-
Zamknij
Większość tych opcji nie wymaga komentarza. Warto jednak wiedzieć,
że pliki programu Pale2005 zapisywane są z rozszerzeniem *.pin.
Przydatną funkcją zawartą w menu jest Import danych programu NP89. Funkcja
ta pozwala na wprowadzanie danych zapisanych za pomocą programu NP89.
Ma ona jednak pewne ograniczenia. Program Pale2005 analizuje jednocześnie tylko
jeden przekrój poprzeczny pala i jeden sposób pracy (albo wciskanie albo
wyciąganie). Dlatego podczas importu danych wybierane są wymiary pierwszego
przekroju i jeden rodzaj pracy.
W menu Obliczenia znajdują się następujące pozycje:
-
Opory jednostkowe q i t
-
Nośność pala
-
Utwórz kod wykresów dla programu AutoCAD
-
Wykresy interpolacji
-
Zapisz wyniki w pliku *.txt
-
Zapisz wyniki w pliku *.slk
Dokładny opis wymienionych funkcji przedstawiony jest kilka stron dalej,
przy okazji omawiania ramki Obliczenia.
13
W menu Pomoc mamy do dyspozycji opcje:
-
Instrukcja
-
Aktualizuj
-
Rejestruj
-
Pale2005
Pierwsza z wymienionych wyżej opcji, to skrót do niniejszej instrukcji. Zostanie
ona również uruchomiona po wciśnięciu klawisza F1. Po wybraniu opcji Aktualizuj
program zostanie zastąpiony najnowszą wersją znajdującą się w Internecie. Program
Pale2005 jest jednak wyposażony w narzędzia, które automatycznie sprawdzają, czy
zainstalowana wersja jest „najświeższa”, o ile komputer jest podłączony do Internetu.
O Rejestracji wspomniano już wyżej (patrz 3). Wybranie opcji Pale2005
spowoduje uruchomienie formularza, który zawiera między innymi numer wersji
programu oraz okno, w którym otwierana jest strona internetowa, na której zawsze
znajduje się najświeższa wersja programu. Dzięki temu można łatwo sprawdzić
aktualność programu.
Niżej
przedstawiono
przykładowy
wydruk
formularza
podstawowego
z wprowadzonymi danymi, po wykonaniu obliczeń.
Rysunek 4. Formularz podstawowy
14
Aby wprowadzić nazwę projektu należy dwukrotnie kliknąć na napis Nowy
projekt, znajdujący się tuż pod paskiem narzędzi, w górnej, lewej części formularza.
W celu ułatwienia użytkowania programu wszystkie kontrolki na formularzu
zgrupowano w pięciu ramkach głównych:
-
Dane pala (zawiera ramkę wewnętrzną Sposób pracy)
-
Profil geotechniczny
-
Wykres
-
Obliczenia (zawiera ramkę wewnętrzną Poziom interpolacji)
-
Wielokrotne obliczenia
Dane pala
Po uruchomieniu zarejestrowanego programu, w pierwszej kolejności należy
wybrać rodzaj pala. Służy do tego rozwijane menu. Zawiera ono 21 pozycji:
-
Pal prefabrykowany żelbetowy wbijany
-
Pal prefabrykowany żelbetowy wpłukiwany (ostatni 1m wbijany)
-
Pal prefabrykowany żelbetowy wwibrowywany
-
Pal Franki
-
Pal Vibro
-
Pal wiercony w rurze obsadowej wyciąganej
-
Pal wiercony z pozostawieniem rury obsadowej w gruncie
-
Pal wiercony w przypadku zagłębienia i wyciągania rury obsadowej
głowicą pokrętną
-
Pal wiercony w zawiesinie iłowej
-
Pal wiercony metodą obrotowo-ssącą z płuczką wodną
-
Pal Wolfsholza
-
Pal stalowy rurowy z dnem zamkniętym wbijany
-
Pal stalowy rurowy z dnem zamkniętym wpłukiwany (ostatni 1m
wbijany)
-
Pal stalowy rurowy z dnem zamkniętym wwibrowywany
-
Pal stalowy z profilu wbijany
-
Pal stalowy z profilu wpłukiwany (ostatni 1m wbijany)
-
Pal stalowy z profilu wwibrowywany
-
Pal rurowy z dnem otwartym wbijany
-
Pal rurowy z dnem otwartym wpłukiwany (ostatni 1m wbijany)
-
Pal rurowy z dnem otwartym wwibrowywany
-
Inny
15
W zależności od wyboru rodzaju pala program automatycznie uaktywnia,
dezaktywuje lub zmienia odpowiednie kontrolki na formularzu. Oto przykłady:
Kiedy wybierzemy dowolne pale wiercone zablokuje się menu wyboru kształtu
pala i ustawi wartość kołowy.
Po wybraniu pali stalowych z profilu uaktywni się kontrolka (obliczenia wg pkt.
2.2.1 normy).
Jeżeli wybrany zostanie jeden z pali rurowych z dnem otwartym uaktywnią się
kontrolki Wypełniony betonem i Rura żelbetowa (obliczenia wg normy).
Jeżeli, w końcu, wybierzemy rodzaj pala Inny uaktywni się przycisk
Wprowadź/Zmień
współczynniki.
Jego
naciśnięcie
spowoduje
uruchomienie
odpowiedniego formularza (patrz 4.2).
Po wybraniu rodzaju pala należy wybrać kształt przekroju pala za pomocą
wspomnianego już menu wyboru. Podobnie jak wcześniej zmiany wartości
na rozwijanej liście (Kołowy, Prostokątny, Złożony) spowodują pewne zmiany
na formularzu, a konkretnie – opisy dwóch niższych pól.
Po wybraniu wartości Kołowy poniższe etykiety zmienią wartości na Średnica trzonu
[m] oraz Średnica podstawy [m] (dla pali wierconych) lub Wsp.zwiększenia [-]
(dla pozostałych). Jeżeli wybierzemy Prostokątny wyświetli się Bok a [m] i Bok b [m].
Wybór Złożony spowoduje, że owe pola będą opisane Obwód [m] (długość
najmniejsza wieloboku niewklęsłęgo opisanego po obwodzie profilu) oraz Pole
podstawy [m2]. Dla pali o przekroju złożonym
z profili stalowych otwartych,
pole powierzchni podstawy w gruntach niespoistych zostanie zwiększone do obliczeń
o 30%, zgodnie z pkt. 2.2.1 normy.
W ramce dane pala widoczne są także okienka:
Długość pala [m],
Rzędna głowicy [mppt],
Rzędna wykopu [mppt] (nazwa umowna, pod którą można wprowadzić do obliczeń
również np.: rzędną oczepu lub rzędną przecięcia osi pala
z płaszczyzną klina odłamu)
Rzędna zmiany średnicy [mppt].
16
To ostatnie będzie zawsze zablokowane z wyjątkiem obliczania pali wierconych
z podstawą poszerzoną, w których Średnica trzonu będzie różna od Średnicy jego
podstawy.
Za poziom odniesienia (rzędna = 0[mppt]) program przyjmuje poziom terenu,
przy czym wartości rzędnych rosną wraz z głębokością. Stąd wprowadzenie wartości
ujemnej w okienku Rzędna głowicy spowoduje przyjęcie pala z głowicą powyżej
poziomu terenu.
W omawianej ramce Dane pala znajduje się wewnętrzna ramka Sposób pracy.
Znajdują się tu dwa rozwijane menu. W pierwszym wybieramy czy pal pracuje jako
Wciskany czy Wyciągany. Drugie menu służy do ustalenia czy pal pracuje, jako
Pojedynczy czy W grupie. Różne kombinacje tych wartości spowodują aktywacje
lub dezaktywację zawartych tu okienek: Rozstaw [m], Liczba pali,
Szer.gr. [m],
oraz Dł.gr. [m].
Profil geotechniczny
Uwaga! Parametry geotechniczne podłoża należy określać do głębokości większej
niż 5Dp pod podstawą obliczanego pala.
Ustalenie Liczby warstw gruntu (1-15), za pomocą pionowego suwaka,
spowoduje wyświetlenie odpowiedniej liczby okienek z parametrami gruntów.
Pomiędzy suwakiem, a oknami do wprowadzania parametrów gruntu znajdują się
przyciski służące do dodawania (pomiędzy istniejące warstwy) lub usuwania
konkretnych warstw gruntu.
Pierwsza kolumna okienek to Nr, czyli najzwyczajniej liczba porządkowa.
Na listę h [m] wpisujemy miąższości kolejnych warstw. Można jednak również
wprowadzać rzędne spągów. W tym celu należy kliknąć nagłówek tej kolumny. Jego
opis zmieni się wówczas na rz.sp. [mppt].
Na liście grunt możemy wybrać odpowiedni rodzaj gruntu za pomocą rozwijanego
menu. Lista IL/ID [-] służy do wprowadzenia stanu gruntu. W przypadku gruntów
spoistych zwartych o IL<0, zamiast IL należy podawać zastępczo IL’= - wn/wp, gdzie
wn – wilgotność naturalna, wp – granica plastyczności.
Na liście wsp.mat.[-] należy podać współczynniki γm (pkt. 2.2.3.normy).
Efektywny ciężar objętościowy gruntu wprowadzamy na liście gam(‘)[kN/m3].
17
Lista woda służy do zaznaczenia, od której warstwy występuje woda
gruntowa. Wskazanie wody na dowolnym poziomie spowoduje, że w warstwie
wskazanej oraz niższych wartość woda ustawi się na
. Jeżeli chcemy później
obniżyć poziom wody należy „odhaczać” ją kolejno w niższych warstwach.
Ustalenie poziomu wody spowoduje wyświetlenie odpowiedniego symbolu na
wykresie pomocniczym. Poziom ten ma jednak wpływ tylko na wartości parametrów
a1 i a2 dla pali rurowych z dnem otwartym.
Na liście Su [kPa] możemy wprowadzić wytrzymałość gruntu na ścinanie (jeżeli
chcemy wykorzystać ją do obliczeń).
Druga lista wsp.mat.[-] dotyczy współczynników materiałowych dla Su.
Wykres
Następną w kolejności ramką jest Wykres. Prosty rysunek służy do bieżącej
kontroli wprowadzanych wartości. Pozwala to na kontrolę położenia pala w stosunku
do warstw gruntu. Ponadto z wykresu można odczytać rzędne spągów warstw,
rzędną podstawy pala, oraz poziom wody.
Wykres zostanie wygenerowany po wprowadzeniu dodatniej długości pala
oraz miąższości pierwszej warstwy gruntu.
Klikając na niego dwukrotnie otwiera się okno dialogowe umożliwiające zapis
wykresu w postaci pliku graficznego.
Obliczenia
Nazwa kontrolki Przyjąć do obliczeń Su sama ją opisuje. Po wybraniu tej opcji
i wprowadzeniu wartości Su oraz współczynnika materiałowego dla dowolnej warstwy
geotechnicznej wartości obliczeniowe oporów gruntu będą obliczane według punktów
2.2.2.1 oraz 2.2.3.1 normy.
Wprowadzona przez użytkownika liczba warstw tarcia neg. określa nr warstwy, która
będzie ostatnią (licząc od góry) obciążającą pal tarciem negatywnym. W przypadku
pali wyciąganych kontrolka ta będzie nieaktywna i wyłączona.
W ramce wewnętrznej Poziom interpolacji, znajdują się dwie opcje do wyboru.
Przy wybranej opcji automatycznie program będzie wyznaczał poziom zi względem
rzędnej spągu ostatniej warstwy obciążających pal tarciem negatywnym. Wybranie
opcji manualnie w m ppt pozwala wprowadzić wartość poziomu interpolacji wprost.
18
Po naciśnięciu przycisku Nośność pala z paska narzędzi lub menu Obliczenia
program, w pierwszej kolejności, dokona sprawdzenia, czy użytkownik wprowadził
poprawnie wszystkie dane. W przypadku zerowej miąższości lub zerowego ciężaru
gruntu oraz przy braku informacji o rodzaju gruntu w podstawie pala obliczenia są
przerywane i wyświetlany jest odpowiedni komunikat.
Jeżeli wszystkie dane są wprowadzone prawidłowo, wyznaczane są:
-
opory jednostkowe gruntu (z tablic 1 i 2 normy PN-83/B-02842),
występujące
wzdłuż
pobocznicy
i
pod
podstawą
pala
oraz
odpowiadające im
-
wartości obliczeniowe, które poprzez swoją zależność od głębokości
krytycznych, uwzględniają rodzaj pala,
-
normowe współczynniki technologiczne Ss i Sp lub Sw oraz opcjonalnie
-
współczynniki a1 i a2 dla pali rurowych otwartych.
Wyniki tych obliczeń będą wyświetlone na pięciu poniższych listach w kolumnach.
Od lewej:
-
numer warstwy geotechnicznej,
-
normowe (za wyjątkiem rodzaju pala Inny) wartości współczynników
technologicznych Ss i Sp (lub tylko Sw w przypadku pali wyciąganych),
-
normowe wartości graniczne oporów gruntu t i q (lista aktywna) oraz
odpowiadające im
-
wartości obliczeniowe (lista aktywna),
-
współczynniki a2 i a1 – w przypadku pali rurowych z dnem otwartym
(lista aktywna).
Aktywność list oznacza, że po dwukrotnym kliknięciu w dowolną pozycję lub
wciśnięciu klawisza Enter po wybraniu wartości, można ją zmienić za pomocą
uruchamianego wówczas okna dialogowego.
Jeżeli zmieni się któreś z tych wartości, przy ponownym obliczaniu nośności,
program zapyta, czy wyznaczyć je automatycznie, czy przyjąć, te które są
na formularzu (na listach). Informacje o wprowadzonych, ewentualnych zmianach
zostaną ujęte na wydrukach wyników.
W dalszej kolejności program sprawdza dodatkowe warunki poprawności
danych, a następnie oblicza nośność pala. Wyniki wyświetlane są na najniższej w tej
ramce liście. Oprócz wartości nośności wyświetlane są także różne wartości
pośrednie wykorzystywane przez program do obliczeń.
19
Ponadto, jeżeli w ramce Wielokrotne obliczenia wprowadzone będą dodatnie
wartości w okienkach Liczba zmian długości oraz Przyrost długości, program
wyznaczy nośności dla kolejnych pali, o skokowo rosnącej długości (szczegóły
dotyczące ramki Wielokrotne obliczenia opisano niżej).
Po wybraniu opcji: Utwórz kod wykresów dla programu AutoCAD, Wykresy
interpolacji, Zapisz wyniki w pliku *.txt lub Zapisz wyniki w pliku *.slk z menu
Obliczenia lub paska narzędzi, program wykonuje te same obliczenia, co po
naciśnięciu przycisku Nośność pala, lecz następnie uruchamia dodatkowe procedury.
Przycisk Utwórz kod wykresów dla programu AutoCAD powoduje wprowadzenie do
schowka systemowego kodu, który należy wkleić do wiersza poleceń programu
AutoCAD. Po wykonaniu tych czynności zostaną wyświetlone wykresy interpolacji
wartości oporów jednostkowych.
Przyciski Wykres interpolacji powoduje otwarcie formularza opisanego w punkcie 4.3.
Naciśnięcie przycisku Zapisz wyniki w pliku *.txt rozpocznie procedurę prowadzącą
do zapisania wyników w pliku tekstowym i wyświetlenie tego pliku za pomocą
notatnika systemowego.
Przycisk Zapisz wyniki w pliku *.slk służy do zapisania wyników obliczeń programu
w pliku edytowalnym przez program Microsoft Excel.
Wielokrotne obliczenia
Ramka to służący do porównania nośności pali dla długości skokowo
rosnących. W okienku Liczba zmian długości wpisujemy dla ilu różnych długości
mają być wykonane obliczenia. Natomiast w okienku Przyrost długości [m]
wprowadzamy krok zmiany długości dla kolejnych pali. Jeżeli w okienku Liczba zmian
długości wpiszemy wartość większą od zera, to na wydrukach wyników (Zapisz
wyniki w pliku *.txt oraz Zapisz wyniki w pliku *.slk) znajdą się wyniki obliczeń
nośności dla wszystkich kolejnych długości. Jednak część wyników pośrednich
będzie dotyczyła tylko pala o długości wyjściowej.
W przypadku, gdy dla ostatniej długości pala nie będzie znany grunt
w podstawie, program przerwie obliczenia informując użytkownika odpowiednim
komunikatem.
Skrócone wyniki obliczeń wyświetlane są na formularzu, na zamieszczonych
listach.
20
5.2. Wprowadź/Zmień współczynniki pala
Poniższy formularz zostanie uruchomiony po naciśnięciu przycisku
Wprowadź/Zmień współczynniki w ramce Dane pala formularza podstawowego
(patrz 5.1). Przycisk ten będzie aktywny po wybraniu rodzaju pala Inny.
Rysunek 5. Formularz Wprowadź/Zmień współczynniki pala
Formularz ten służy do definiowania własnego rodzaju pala. Po wprowadzeniu
współczynników i opisu rodzaju pala oraz wciśnięciu przycisku OK dane pala zostaną
zapisane
w
otwartym
projekcie.
Ponadto
istnieje
tu
możliwość
zapisania
wprowadzonych współczynników „na zewnątrz” za pomocą przycisku z ikoną
dyskietki. Jeżeli użyjemy tej opcji wprowadzone współczynniki zostaną zapisane w
pliku o rozszerzeniu *.pal i będą mogły być wykorzystane w innym projekcie. W celu
wprowadzenia zapisanych wcześniej współczynników należy użyć przycisku
oznaczonego ikoną katalogu (folderu).
Uwaga! Współczynniki technologiczne Sp i Ss, dla gruntów niespoistych,
dla pali inny interpolowane są analogicznie, jak dla pali Franki i Vibro.
Obliczeniowa wartość oporu gruntu pod podstawą pala interpolowana jest, jak
dla pali niewierconych (rys 1.a normy).
21
5.3. Wykres szczegółowy
Poniższy formularz zostanie uruchomiony po wybraniu opcji Wykresy
interpolacji z menu Obliczenia lub naciśnięciu przycisku oznaczonego ikoną wykresu
na pasku narzędzi.
Rysunek 6. Formularz Wykres szczegółowy
Formularz ten służy do sprawdzenia poprawności obliczeń. Przedstawiono tu
warstwy
gruntu,
położenie
pala,
przebieg
promienia
strefy
naprężeń.
Oznaczono także sposób interpolacji qr. Można stąd odczytać poziom
interpolacji
zi,
głębokość
krytyczną
hci,
maksymalny
opór
jednostkowy
pod podstawą q oraz wynik interpolacji qr.
Po prawej stronie znajdują się wykresy interpolacji tr. Przedstawiono tu
fragmenty wykresów odpowiadające kolejnym warstwom gruntu oraz wartości
oporów jednostkowych.
W menu Wykres formularza dostępna jest opcja Zapisz jako bitmapę. Służy
ona do zapisania wykresu w postaci pliku o rozszerzeniu *.bmp.
22
Mamy nadzieję, że program Pale2005 został opisany w sposób wyczerpujący,
a praca z nim będzie dla Państwa przyjemnością. W razie pytań lub uwag prosimy
o kontakt ([email protected]). Dołożymy wszelkich starań aby usprawnić
jego działanie i ułatwić Państwu pracę.
mgr inż. Adam Pinkowski
23

Instrukcja użytkowania

Transkrypt

Podobne dokumenty

ZAŁĄCZNIK NR 1

Tabela. Minimalne zbrojenie pali typowych (z automatu

Obliczenia, Kalkulator pali ROBOT

Polowe Laboratorium Badań Pali

51. Konferencja Studenckich Kół Naukowych