Nośność pozioma - metoda Broms'a
Analiza pojedynczych pali według Broms'a opisana jest w Broms (1964). Metoda ta jako założenie przyjmuje wyłącznie pale w gruntach jednorodnych. Z tego powodu nie umożliwia analizy pali w podłożu uwarstwionym. Metoda analizy nośności poziomej pali jest definiowana w ramce "Ustawienia", zakładce "Pale".
W przypadku zastosowania do obliczeń nośności poziomej metody Broms'a program pomija zdefiniowane wcześniej warstwy gruntu. Parametry gruntu do obliczeń nośności poziomej definiuje się w ramce "Nośność pozioma" na podstawie rodzaju gruntu (spoisty, niespoisty).
Parametry, które należy zdefiniować w celu przeprowadzenia analizy nośności poziomej pali tą metodą to parametry materiałowe pala (moduł sprężystości oraz wytrzymałość zastosowanego materiału), geometria pala (długość pala l oraz jego średnica d), jak również obciążenie pala wynikające z sił tnących i momentów zginających.
Współczynnik sztywności pala β dla gruntów spoistych wyraża się następująco:
gdzie: | EI | - | sztywność na zginanie przekroju pala [MNm2] |
kh | - | moduł reakcji podłoża [MNm3] | |
d | - | średnica pojedynczego pala [m] - w przypadku pali o zmiennym przekroju kołowym przy obliczaniu parametru β zakłada się stałą średnicę pala d1 zdefiniowaną w ramce "Geometria" |
Współczynnik sztywności pala η dla gruntów niespoistych wyraża się następująco:
gdzie: | EI | - | sztywność na zginanie przekroju pala [MNm2] |
nh | - | współczynnik zmiennosci modułu gruntu [MNm3] |
Program automatycznie określa czy uwzględniany będzie pal długi czy krótki w oparciu o wartości β*l (dla gruntów spoistych) oraz η*l (dla gruntów niespoistych), odpowiednio. Ze względu na fakt, że w literaturze dostępne są różnorodne kryteria dla różnych typów pali, program umożliwia ich samodzielne definiowanie przez użytkownika. Dla pali o pośredniej długości w analizie sprawdzane są zarówno pale krótkie jak i długie a program automatycznie wybiera wynik z uzyskaną niższą wartością nośności poziomej pala Qu.
Okno dialogowe "Kryteria typu pala"
Kryteria typu pala (długi, krótki, średni) uwzględniane są według następujących warunków:
- głowica swobodna: dla pali długich β*l > 2,5; dla pali krótkich β*l < 2,5
- glowica utwierdzona: dla pali długich β*l > 1,5; dla pali krótkich β*l < 1,5
Typ pala (podparcie głowicy pali) może być uwzględnione dwojako:
- głowica swobodna - obrót w poziomie głowicy pala nie jest ograniczony
- glowica utwierdzona - obrót w poziomie głowicy pala jest zablokowany. Sytuacja taka zwykle ma miejsce w przypadku pali będących częścią grupy pali.
Innym istotnym parametrem, który należy określić jest nośność giętna. Wartość to jest wyznaczana przez program na podstawie następujacego wzoru:
gdzie: | Wy | - | wskaźnik wytrzymałości przekroju pala [m3] |
f | - | wytrzymałość maetrialu pala [MPa] | |
γk | - | współczynnik redukcyjny nośności przekroju [-] - nośność przekroju, według różnych norm, przemnażana jest przez rózne współczynniki bezpieczeństwa. Współczynnik ten umożliwia przystosowanie programu do wszystkich norm. |
W przypadku pali betonowych zbrojonych (pali żelbetowych) nośność giętna Mu zależy od ilości zaprojektowanej stali.
Współczynnik redukcji nośności γQu redukuje całkowitą wartość nośności poziomej pojedynczego pala, w sposób następujący:
gdzie: | Qu | - | nośność pozioma pojedynczego pala [kN] |
γQu | - | współczynnik redukcji nośności [-] |
W wyniku przeprowadzonej analizy otrzymuje się wartość nośności poziomej pojedynczego pala Qu, lub odpowiednio Qu,red oraz przemieszczenie pala w poziomie terenu u.
Literatura:
[1] BROMS, BENGT. B.: Lateral Resistance of Piles in Cohesive Soils. Proceedings of the American Society of Civil Engineers, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, Vol. 90, SM2, 1964.
[2] BROMS, BENGT. B.: Lateral Resistance of Piles in Cohesionless Soils. Proceedings of the American Society of Civil Engineers, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, vol. 90 SM3, 1964.