Seismisk dimensjonering av pelefundamenter

Like dokumenter
Identifisering av grunntype etter Eurokode 8, og seismisk grunnresponsanalyser

MULTICONSULT. Stålpeldag Tine meieriet Seismisk dimensjonering av peler etter Eurokode 8. Farzin Shahrokhi Multiconsult as

GeoSuite brukermøte, NGI 13. oktober 2011 Geosuite Peler Pelegruppeberegninger for bruer.

Pelefundamentering - dimensjoneringsmetoder og utførelse belyst med praktiske eksempler

Seismisk analyse og dimensjonering av støttekonstruksjoner og skråningsstabilitet

Fundamenteringsplan, Skogtun, Ullensaker kommune

Hvordan prosjektere for Jordskjelv?

Brukererfaring med Geosuite Peler nye brukere. Einar John Lande & Ellen K W Lied Avdeling for Landfundamentering, NGI

B10 ENKELT SØYLE BJELKE SYSTEM

MULTICONSULT. 1. Innledning. 2. Grunntype. Gystadmarka Boligsameie Grunntype og responsspektrum

H5 DIMENSJONERINGSEKSEMPLER

Seismisk dimensjonering av grunne fundamenter

Seismisk dimensjonering av prefab. konstruksjoner

NOTAT VEDR. PROSJEKTERING FOR SEISMISKE PÅVIRKNINGER INNHOLD. 1 Innledning 2. 2 Forutsetninger 3. 3 Utelatelseskriterier 7. 4 Lav seismisitet 8

RIG 01, Geoteknisk rapport

Nytt sykehus i Drammen. Parametere for jordskjelvberegninger

Innføring i seismisk jord-konstruksjonssamvirke (fokus på konstruksjonsdynamikk) Innhold

Skafjellåsen Geoteknisk Rapport

Peleveiledningen 2012 Presentasjon Hva er nytt?

7 Rayleigh-Ritz metode

Bruk av Geosuite i et utfordrende byggeprosjekt - Nydalsveien 16-26

Innføring i seismisk jord-konstruksjonssamvirke (fokus på jordskjelv geoteknikk)

KVINESDAL KOMMUNE PELE BÆREEVNE NOTAT

Utnyttelse stålbjelke Vegard Fossbakken Stålbrudagen 2013

Dette notatet beskriver den geotekniske vurderingen utført av Løvlien Georåd AS. Vår oppdragsgiver er Energivegen 4 Jessheim AS v/ Håkon Rognstad.

STREAMFLOW ROUTING. Estimere nedstrøms hydrogram, gitt oppstrøms. Skiller mellom. hydrologisk routing hydraulisk routing

Workshop for næringslivet 8. januar 2014 Delprosjekt B: 3D Regnemotor Setning og stabilitet

MEK4540/9540 Høsten 2008 Løsningsforslag

Elastisitetens betydning for skader på skinner og hjul.ca.

8 Kontinuumsmekanikk og elastisitetsteori

Effekt av progressiv bruddutvikling ved utbygging i områder med kvikkleire Sensitivitetsanalyse. Hans Petter Jostad & Petter Fornes (NGI)

Ose Ingeniørkontor AS VARTDAL RINGMUR BEREKNINGSDOKUMENT. Marita Gjerde Ose Ingeniørkontor AS

Eurokode 8, introduksjon, kontekst og nasjonalt tillegg

5.5.5 Kombinasjon av ortogonale lastretninger Seismisk last på søylene Dimensjonering av innersøyle

NOTAT. 1. Generelt. 2. Geoteknisk kategori og -konsekvensklasse GS-BRU, NUMEDALEN. FUNDAMENTERING

6. og 7. januar PRAKTISK BETONGDIMENSJONERING

Anbefaling til ny sikkerhetsfilosofi i forbindelse med utbygging/tiltak i områder med sensitiv leire

Konstruksjoner Side: 1 av 10

BRUKERMØTE GEOSUITE 2009 BRUKERERFARING MED GEOSUITE SPUNT (EXCAVATION) INGER J. M. SØREIDE BRUKERERFARING GEOSUITE SPUNT/EXCAVATION

Jordtrykk 08/06/2017. Print PDF

Når GeoFuture målene om 3D dimensjonering/presentasjon i 2019?

B12 SKIVESYSTEM. . Vertikalfugen ligger utenfor trykksonen. Likevektsbetraktningen blir den samme som for snitt A A i figur B = S + g 1.

Geoteknikk KONTAKTPERSON Tore Tveråmo

Kap. 16: Kontinuerlige systemer

Dato: Siste rev.: Dok. nr.: EKSEMPEL

Dato: Siste rev.: Dok. nr.:

Pelefundamentering NGF Tekna kurs april 2014

Hovedpunkter fra pensum Versjon 12/1-11

Stavelement med tverrlast q og konstant aksialkraft N. Kombinert gir dette diff.ligningen for stavknekking 2EI 2EI

Til orientering er det for planlagte bygg oppgitt myndighetskrav nedenfor.

M U L T I C O N S U L T

NOTAT. 1. Orientering. 2. Grunnforhold REGULERINGSPLAN LØVSETHHAUGEN - GEOTEKNISK VURDERING

Setninger 30/01/2018. Print PDF

Nytt sykehus i Drammen. Geotekniske stabilitetsberegninger for mellomlagring av rivningsmasser

Oppgave for Haram Videregående Skole

Oppgavehefte i MEK Faststoffmekanikk

E18 Retvet - Vinterbro Reguleringsplan

2 Normativt grunnlag for geoteknisk prosjektering

M U L T I C O N S U L T

E18 Retvet - Vinterbro Reguleringsplan

Klassifisering, modellering og beregning av knutepunkter

Håndbok N400 Bruprosjektering

Ved bruk av Leca Lettklinker for økt stabilitet, skal følgende parametre vurderes:

5.1.2 Dimensjonering av knutepunkter

BWC 30-U UTKRAGET BALKONG - INNSPENT I PLASSTØPT DEKKE BEREGNING AV FORANKRINGSPUNKT

P-hus og studentboliger i Røverdalen

Klassifisering, modellering og beregning av knutepunkter

4.4.5 Veiledning i valg av søyledimensjoner I det følgende er vist veiledende dimensjoner på søyler for noen typiske

E K S A M E N. MEKANIKK 1 Fagkode: ITE studiepoeng

Geoteknisk notat: Hovli omsorgssenter

NOTAT. 1 Innledning SKIPTVET KOMMUNE INNLEDENDE GEOTEKNISKE VURDERINGER OG PROSJEKTERINGSFORUTSETNINGER

NOTAT RIG-001 SAMMENDRAG. 001_rev00. Cicilie Kåsbøll. Rambøll v/nina Marielle Johansen


Pelefundamentering - dimensjoneringsmetoder og utførelse belyst med praktiske eksempler

! EmnekOde: i SO 210 B. skriftlige kilder. Enkel ikkeprogrammerbar og ikkekommuniserbar kalkulator.

Forankring av antennemast. Tore Valstad NGI

Universitetet i Stavanger Institutt for petroleumsteknologi

Knekning av peler i bløt jord

Rapport nr GEO01

Jordskjelvdesign i Statens vegvesen

Rambøll har fått i oppdrag å utføre geotekniske grunnundersøkelser og vurderinger for det nye hotellbygget.

PG CAMPUS ÅS Samlokalisering av NVH og Vet. inst. med UMB. Eksternt notat Barnehage, grunn- og fundamenteringsforhold

Innføring av EUROKODER. Stålpeledagene 2010 Ruukki Roald Sægrov Standard Norge Roald Sægrov, Standard Norge

C2 BJELKER. Fra figuren kan man utlede at fagverksmodellen kan bare benyttes når Ø (h h u 1,41 y 1 y 2 y 3 ) / 1,71

Alkaliereaksjoner, fenomen, tilstand og lastvirkning.

Statens vegvesen & Geosuite Toolbox

Prinsipper bak seismisk dimensjonering av betongkonstruksjoner

5.2.2 Dimensjonering av knutepunkter

RAPPORT. Larvik kommune. Larvik. Dronningens gate 15A og 17 Grunnundersøkelser og geotekniske vurderinger. Geoteknisk rapport r1

Alkalireaksjoners effekt på betongbruers konstruktive tilstand

Prosjekt MAX IV - Unike vibrasjonskrav

UNIVERSITETET I OSLO

Prøvetaking - fra valg av utstyr til vurdering av prøvekvalitet. Prøving i laboratoriet spesialforsøk 21 Mai

Grunnforsterkning - Jetpeler november 2012 Rica Park Hotel Sandefjord

Schöck Isokorb type K

Forprosjektrapport side 1 av 11

Bygg sterkere. På et enda sterkere fundament firstname.lastname INTERNAL

KRITISK LAST FOR STAVER (EULERLAST) For enkle stavsystemer kan knekklengden L L finnes ved. hjelp av hvilket som helst egnet hjelpemiddel.

UNIVERSITETET I OSLO

Pelefundamentering (9a) Jetpeler m/eksempler

Transkript:

Seismisk dimensjonering av pelefundamenter Amir M. Kaynia Oversikt Jordskjelvpåvirkning i peler og EC8s krav Jord konsktruksjon samvirke (SSI) Beregning av stivheter Ikke lineære stivheter lateral kapasitet Kinematiske krefter Skråpeler Eksempler

EC8, del 5, kap. 6 - Krav EC8, del 5, 5.4.2 - Krav

Treghet og kinematisk samvirke Peler må dimensjoneres for følgende påvirkninger under jordskjelv: a) Treghetskrefter fra konstruksjonen som oppstår når konstruksjonen settes i bevegelse av jordskjelv. Kraften beregnes ut fra masse og akselerasjon (~ m S d ) b) Deformasjonskrefter (Kinematiske krefter) som oppstår på grunn av deformasjoner i jorden rundt pelene som følge av seismiske bølger uavhengig av konstruksjonens egenskaper. Treghets krefter Ifølge EC8 bør konstruksjonens respons beregnes ved å ta hensyn til SSI (dvs fundamentets fleksibilitet). Fleksibiliteten representeres vha fjærer ofte kalt fundamentfærer / jordfærer. Stivhetene til fjærene beregnes vha FE analyser, forenklede modeller (for eks. GeosSuite piles) eller analytiske formler (for eks. EC8, Annex C).

Analytiske formler for pelestivheter Formlene er for fast innspent peletopp og peler med sirkulært og uniformt tverrsnitt. For hybride tverrsnitt, må man beregne ekvivalent d og E p ut fra pelens EI Pelestivheter I praksis trenger man å beregne stivheter vha et program fordi analytiske formler: er for idealiserte jordprofiler tar ikke hensyn til gruppeeffekt tar ikke hensyn til betingelser ved peletoppen kan ikke brukes i kompliserte gruppekonfigurasjoner representerer elastiske forhold, og derfor gir ofte konservative resultater (dvs høyere krefter i konstruksjonen og pelene) Men de er nyttige for kontroll of resultater

Beregning av pelestivheter Det finnes flere metoder for å beregne stivheter. En av de mest brukte er basert på p y kurver (for eks. peleveiledning, GeoSuite piles). Fordeler: p y kurver kan defineres ut fra geotekniske parametrer (peleveiledning) eller vha modellforsøk. kan brukes også for å beregne lateral pelekapasitet. kan brukes for å beregne stivhet som funksjon av last (ikke lineær stivhet). Ikke-lineær pelestivheter Stivhet = Last/Forskyvning På grunn av ikke lineær oppførsel av jord, er pelestivheter også ikke lineære. Selv om EC8 ikke krever det, er det god praksis å ta hensyn til ikke linearitet i pelestivheter for å få mer realistiske krefter i pel og konstruksjon. Dette gjøres vha en iterasjonsprosess fordi pelestivhet er funksjon av last.

Iterasjon på pelestivheter Ved beregning av pelestivhet er det ofte nyttig med en iterasjonsprosess mellom RIG og RIB for å optimalisere design av pelefundament og konstruksjon. Dette for at man skulle ende opp med en løsning som gir tilnærmet samme forskyvning av fundamentet og konstruksjonen. Fremgangsmåten er slik: 1. RIB utføreren innledende globalanalyse av konstruksjonen med antatte pelestivheter (eller ved å anta fast innspent fundament). 2. Basert på dimensjonerende krefter og momenter fra (1) justeres antall og type peler. Peler og pelegrupper modelleres for disse kreftene i et peleprogram. Deretter oppdateres pelestivheter (generelt 6x6 stivhetsmatrise). 3. RIB kjører en ny strukturanalyse med oppdaterte pelestivheter i UK fundament fra (2) og får nye dimensjonerende laster. Iterasjonen gjentas med oppdaterte laster til det oppnås tilfredsstillende samsvar mellom last og forskyvning i UK fundamentet. Forskyvninger og rotasjoner kontrolleres mot krav i konstruksjonen. Responsspektrum (m/s**2) 2.5 2. 1.5 1..5.. 1. 2. 3. 4. 5. T (s) Forenklet prosedyre Prosessen kan forenkles i fundamenter med enkelte peler eller pelegrupper i bygninger dersom man kan anta randbetingelser på pelehode (for eks. fast innspent og lite rotasjon). I slike tilfeller, kan RIG produsere kurver for stivheter som funksjon av last, slik som vist under. 1 1 1 1 Last (kn) 8 6 4 Last (kn) 8 6 4 Last (kn) 8 6 4 Last (kn) 8 6 4 2 2 2 2.2.4.6.8 Forskyvning (m).2.4.6.8 Forskyvning (m).2.4.6.8 Forskyvning (m).2.4.6.8 Forskyvning (m)

Forenklet prosedyre, fort. Beregn ikke lieær stivhet =Last/Forskyvning som funksjon av last eller forskyvning (eksempel basert på data i forrige side). 12 12 1 1 8 8 Stivhet (kn/m) 6 4 Stivhet (kn/m) 6 4 2 2.2.4.6.8 Forskyvning (m) 2 4 6 8 1 Last (kn) Forenklet prosedyre, eksempel Horisontal stivhet, k_hor (kn/m) 35 3 25 2 15 1 5 Horisontal stivhet 1SK7 1SK9/1 1SK11/12 1SK13 1SK15 5 1 15 2 Rotasjonsstivhet, k_rot (knm/rad) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Rotasjonsstivhet 1SK7 1SK9/1 1SK11/12 1SK13 1SK15 5 1 15 2 Horisontal last, F_hor (kn) Horisontal last, F_hor (kn)

Forenklet prosedyre - eksempel Ø15 stålkjerne peler (ikke skrå!) 1. Estimer kraften, F, i pelen 2. Les stivheten, K, fra figuren 3. Gjenta strukturanalysen og beregn ny kraft F. 4. Gjenta trinn 1 til 3 inntil den forrige F er lik den oppdaterte F (innen 5 1%) 5. Kraften ved den siste iterasjon er endelig svar. Send til RIG for kontroll av pelens momentkapasitet og eventuelt justeringer av tverrsitt. Horisontal stivhet, k_hor (kn/m) Responsspektrum (m/s**2) 35 3 25 2 15 1 Horisontal stivhet 1SK7 1SK9/1 1SK11/12 1SK13 1SK15 5 5 1 15 2 Horisontal last, F_hor (kn) 2.5 2. 1.5 1..5.. 1. 2. 3. 4. 5. T (s) Forenklet prosedyre maks krefter Man kan også lage kurver for maks moment i pelene som funksjon av jordskjelvlaster på peletoppen (data for samme eksempel). Eksempel på momentfordeling i en av pelene i samme eksempel ved F p = 4 kn for tre tilfeller av M p. Moment i pel 1 75 5 25 25 5 1 2 Merk at maks moment ikke alltid er størst i peletoppen! Mp=5 Mp= Mp= 5 Dybde (m) 3 4 5 6 7 8

Lateral pelekapasitet Lateral pelekapasitet er avhengig av egenskaper til pel/jord som gjenspeiles via deformasjonsformen av pelen: Korte peler lateral kapasitet bestemmes av jordreaksjonens kapasitet (q tr;k i Peleveiledning). Se Peleveiledning for beregning av lateral bæreevne, R tr;k. F tr Free head Fixed head lange peler lateral kapasitet bestemmes av enten utvikling av plastisk ledd i pel under vertikal last og moment (mest vanlig i praksis) eller store forskyvninger i pelen som er uakseptable mht respons av pel/konstruksjon. Kinematiske krefter EC8, del 5: Man trenger kun å beregne kinematiske krefter når begge forholdene nevnt under er tilstede: 1) Grunnforholdene er av Type C eller D og hvor det er skarp kontrast i stivheten i jordprofil (ved en faktor større enn 3) 2) Produktet av a g.s overstiger 1, m/s 2 og konstruksjonen er i seismiske klasser III eller IV Beregning av kinematiske krefter krever avanserte analyser (for eks. FEA). Alternativt, kan man bruke forenklede metoder som ofte er på konservativ side. Følgende metode, som er forventet å komme inn i neste revisjon av Peleveiledning, kan brukes.

Kinematiske krefter forenklet metode For et mykt lag over et stivere lag, kan kinematisk moment i pelen ved overgangen mellom de to lagene estimeres vha G 1, 1,h 1 G 2 Typiske verdier av ε p /γ 1 er fra,5 til,15 Kinematiske krefter forenklet metode a max = a g.s er maks akselerasjon på overflaten (bestemmes av EC8) E = elastisitetsmodul av pel, I = treghetsmoment av peletverrsnittet, d = pelens diameter, ε p = tøyning i pelen på grunn av jordskjelvet og γ 1 = forventet skjærtøyning i det øverste laget på grunn av jordskjelvet. G 1, ρ 1 og h 1 betegner henholdsvis skjærmodul ved små tøyninger, massetetthet og tykkelse av det øverste jordlaget. k 1 = 3G 1 og c er stivhetskontrasten mellom lagene G 2 er skjærmodul for små tøyninger i det nedre laget.

Kinematiske krefter Eksempel Utstøpt stålrørspel i jordprofil med 1 meter bløt leire over sand. Pel: d =,8 m ; E = 4,5e7 kpa ; I =,2 m 4 (siden tverrsnittet er sammensatt, er E her en ekvivalent E modul for hele tverrsnittet, som gir riktig bøyestivhet EI) Lag 1 (leire): s u DSS = 1 kpa, I p = 25 %, ρ 1 = 18 kg/m 3, h 1 = 1 m Lag 2 (sand): G 2 = 1 kpa a max =,15g = 1,3 m/s 2 (Oslo, grunntype E og seismisk kl. 3) G 1 = 12 5 kpa c = (1 /12 5),25 = 1,7 k 1 = 3*12 5 kpa = 36 15 kpa og Til slutt beregnes det kinematiske momentet som Skråpeler Nyere forskning Nyere forskning viser at skråpeler drar på seg større krefter (både treghet og spesielt kinematiske) enn vertikale peler. Eksempel: Modellforsøk i Japan, Tazoh et al. (21) Tøyning fra bøyning i peler

Skråpeler Nyere forskning Eksempel: Numeriske modeller (Giannakou et al. 21) Skråpeler generelle råd EC8 ser noe negativt på skråpeler (5.4.2 (5)) Bakgrunn: i) Moment pga setning i jord og pga jordskjelv ii) Stor aksial kraft som reduserer duktilitet til innfestningen av pelen til fundamentet Dersom skråpeler benyttes, anbefaler RIF veiledning at: 1) Pelene plasseres og orienteres symmetrisk 2) Innfestingen av peler utføres enten i henhold til duktilitets kravene i resten av konstruksjonen eller designes for q=1

Sist Takk for oppmerksomheten