Jak automaticky zatížit stěnu zemním tlakem

Advance Design obsahuje automatický generátor zemního tlaku. Jako podklad použijeme příklad výstupu geotechnického průzkumu.

 

Na základě těchto údajů lze stanovit součinitel aktivního zemního tlaku „K“ pomocí vztahu:

K = tg2(45-Ф/2)

Pomocí tohoto vztahu získáme:

- Pro vrstvu 1: Nová zemina:  K1=tg2(45-30/2)=0.3333;
- Pro vrstvu 2: Písčitá hlína 1: K2.1=tg2(45-20/2)=0.4903;
- Pro vrstvu 2: Písčitá hlína 2: K2.2=tg2(45-20/2)=0.4903;
- Pro vrstvu 2: Písčitá hlína 3: K2.3=tg2(45-20/2)=0.4903;
- Pro vrstvu 2: Písčitá hlína 4: K2.4=tg2(45-19/2)=0.5088;
- Pro vrstvu 2: Písčitá hlína 5: K2.5=tg2(45-20/2)=0.5088;
- Pro vrstvu 2: Písčitá hlína 6: K2.6=tg2(45-22/2)=0.4550;
- Pro vrstvu 3: Jílovitá hlína 1: K3.1=tg2(45-21/2)=0.4724;
- Pro vrstvu 3: Jílovitá hlína 2: K3.2=tg2(45-21/2)=0.4724;
- Pro vrstvu 4: Hlinitý písek 1: K4.1=tg2(45-20/2)=0.4903;
- Pro vrstvu 4: Hlinitý písek 2: K4.2=tg2(45-21/2)=0.4724;

Dále je potřeba stanovit hodnotu K´, které reprezentuje průměrnou hodnotu součinitele aktivního tlaku:

- Pro vrstvu 1: Nová zemina 1:
K´1=K1=0.3333;
- Pro vrstvu 2: Písčitá hlína 1:
K´2.1=K1=0.3333;
- Pro vrstvu 2: Písčitá hlína 2:
K´2.2=(K1+K2.1)/2=0.4118;
- Pro vrstvu 2: Písčitá hlína 3:
K´2.3=(K1+K2.1+K2.2)/3=0.4380;
- Pro vrstvu 2: Písčitá hlína 4:
K´2.4=(K1+K2.1+K2.2+K2.3)/4=0.4511;
- Pro vrstvu 2: Písčitá hlína 5:
K´2.5=(K1+K2.1+K2.2+K2.3+K2.4)/5=0.4626;
- Pro vrstvu 2: Písčitá hlína 6:
K´2.6=(K1+K2.1+K2.2+K2.3+K2.4+K2.5)/6=0.4681;
- Pro vrstvu 3: Jílovitá hlína 1:
K´3.1=(K1+K2.1+K2.2+K2.3+K2.4+K2.5+K2.6)/7=0.4681;
- Pro vrstvu 3: Jílovitá hlína 2:
K´3.2=(K1+K2.1+K2.2+K2.3+K2.4+K2.5+K2.6+K3.1)/8=0.4687;
- Pro vrstvu 4: Hlinitý písek 1:
K´4.1=(K1+K2.1+K2.2+K2.3+K2.4+K2.5+K2.6+K3.1+K3.2)/9=0.4691;
- Pro vrstvu 4: Hlinitý písek 2:
K´4.2=(K1+K2.1+K2.2+K2.3+K2.4+K2.5+K2.6+K3.1+K3.2+K4.1)/10=0.4712;

Na základě těchto hodnot můžeme definovat údaje pro automatické generování zemního tlaku na stěnu.

Jako příklad použijeme model znázorněný na obrázku. Konstrukce je uvažována jako podzemní.

Před zadáváním charakteristik půdních vrstev je potřeba mýt na paměti, že automaticky generované zatížení zemním tlakem je programem vytvářeno v závislosti od orientace lokálních souřadnic plošného prvku. Aby bylo zatížení generované správně, je potřeba mít nastavené lokální souřadnicové systémy jednotlivých plošných prvků podle následujícího pravidla. Lokální souřadnicový systém musí být nastaven tak, jak je zobrazen na obrázku: osa „x“ podél prvku a osa „z“ směrem ven vzhledem ke konstrukci.

Zatížení zemním tlakem vygenerujete tak, že vyberete zatěžovaný plošný prvek a z hlavní nabídky vyberete „Vytvořit / Zatížení / Tlak...“.

Po spuštění příkazu se otevře dialog „Generátoru tlaku“. V tomto okně je potřeba nastavit typ zatížení v záložce „Zemina“. Generátor tlaku dále nabízí možnost volby směru, ve kterém bude tlak působit: „vnitřní“ (ve směru lokální osy „z“) nebo „vnější“ (proti směru lokální osy „z“). V tomto příkladě, kde jsou lokální osy „z“ nastaveny pro všechny prvky stejně, je správná volba „vnější“.

Zatížení zemním tlakem je generováno na základě charakteristik půdních vrstev. Jednotlivé půdní vrstvy lze doplnit pomocí ikony „Přidat“.

Pozn.: Nové typy zemin můžete přidávat v dialogu hlavní nabídky „Editace / Použité zeminy“, kde lze definovat taky celou půdní oblast (v záložce „Půdní oblast“). Nové zeminy a oblasti lze vybrat v generátoru tlaku z výsuvných nabídek.

Charakteristiky zeminy je potřeba nastavit pro všechny půdní vrstvy:

Dále je potřeba vybrat zatěžovací stav pro nově vygenerované zatížení. V tomto příkladě byla vybrána možnost „Nový“, proto se pro generované zatížená vytvoří nový zatěžovací stav (stálé zatížení).