Statické působení pažených konstrukcí

Statické působení pažených konstrukcí

Při navrhování svislých pažících kcí je potřeba zohlednit nejen zemní tlak, ale i přitížení od vnějšího zatížení

K zajištění vetknutí kce by měla hloubka kce pod dnem stavební jámy zhruba odpovídat hloubce jámy => často neproveditelné, protože bychom se dostali do neprostupného skalního masivu

Nerozepřená kotvená pažící stěna bez soudržnosti a bez HPV

Hledáme hloubku vetknutí – navrhuje se Blumovou metodou

Potřebujeme znát zatížení od zeminy (bereme cca g = 20 kN/m³) a od přitížení, parametry zeminy (j, c; soudržnost rozhoduje pro jemnozrnné zeminy, pro sypké je nulová)

Bez soudržnosti a bez HPV => můžeme postupovat dle Rankinovy teorie zemních tlaků – předpokládá působení na svislou stěnu, vodorovný povrch terénu a výslednici aktivního zemního tlaku působící kolmo na stěnu. Ve skutečnosti působí ještě tření mezi zeminou a kcí => výslednice je šikmá (u aktivního zemního tlaku je kce tlačena šikmo dolů; toto působení zanedbáváme). Výslednice aktivního zemního tlaku:

Navrhujeme stěnu na metr běžný => S_ah vyjde v kN/m

Pasivní zemní tlak – působí na vetknutou část

Součinitelé zemního tlaku – v Rankinově teorii závisí jen na součiniteli vnitřního tření, v reálu i na dalších parametrech (sklon stěny, sklon terénu, tření mezi stěnou a zeminou, viz též MEZE):

Momentová podmínka se dělá obecně k místu, kde je nulová deformace => k patě (ve skutečnosti ale dojde k pootočení okolo trochu jiného bodu)

Dosadíme a po úpravě dostaneme vztah pro h_V (uvažujeme jeden kladný kořen, ostatní nás nezajímají; obecně bychom řešili kubickou rovnici):

Správně by měla být splněna i silová podmínka rovnováhy ve vodorovném směru, aby nedošlo k posunu kce. Hloubku skutečného vetknutí proto prodloužíme asi o 10 – 15 %.

Zjištění M a V v daném bodě stěny: Najít výslednice zemních tlaků nad průřezem => udělat momentovou podmínku (nebo Schwedlerovy věty jako v mechanice)

Nerozepřená kotvená pažící stěna bez soudržnosti a s HPV

Stěna sama by měla být nepropustná

Dvě možnosti podle pozice skalního podkladu

Pata stěny ve skalním masivu

Lepší případ

Důležité pro výpočet je, zda se zemina usmykne nad vodou nebo pod vodou. Pro vodu platí Pascalův zákon => tlak se ve vodě šíří rovnoměrně (součinitel bočního tlaku je 1!!!) => musíme řešit tlak zeminy a tlak vody zvlášť.

Pod vodou bereme efektivní tíhu zeminy g_su g_sat g_w (zemina je nadlehčována vztlakem vody dle Archimedova zákona)

Pata stěny nad skalním masivem

Po odtěžení jámy vznikne za stěnou depresní kužel => voda proudí pod patou stěny

Voda může například porušit účinek zaberanění

Výsledný zatěžovací obrazec vody se zjednodušuje tak, že v patě je napětí nulové (voda proudí kolem paty). Ve skutečnosti je napjatost kolem paty dost složitá.

Stanovení síly do rozpěry

Spočteme hloubku vetknutí jako v případě bez rozepření

Už ji nemusíme zvětšovat o 10% – zbylou sílu potřebnou k dosažení rovnováhy ve vodorovném směru přenese rozpěra