Powierzchnia efektywna
Przy rozwiązywaniu problemu mimośrodowo obciążonych fundamentów, program GEO5 oferuje dwie opcje analizy z efektywnej powierzchni fundamentu:
- założenie prostokątnego kształtu powierzchni efektywnej,
- założenie ogólnego (dodowlnego) kształtu powierchni efektywnej,
Kształt prostokątny
W takich przypadkach stosuje się uproszczone rozwiązanie. W przypadku osiowej mimośrodowości (moment zginający działa tylko w jednej płaszczyźnie), analiza zakłada jednolity rozkład naprężenia kontaktowego σ przyłożonego tylko do jednej części fundamentu l1, które jest dwukrotnie mniejsze od mimośrodowości e w porównaniu z całkowitą długością l.
Wyznaczanie powierzchni efektywnej w przypadku osiowej mimośrodowości
Powierzchnię efektywną (b * l1) zakłada się do obliczenia naprężenia stykowego, a zatem mamy:
W przypadku ogólnego obciążenia mimośrodowego (fundament obciążany jest siła pionową V i momentami zginającymi M1 i M2), obciążenie jest zastępowane jedną siłą z danymi mimośrodowościami:
Rozmiar powierzchni efektywnej wynika z warunku, że siła V musi działać mimośrodowo:
Ogólny kształt naprężenia kontaktowego
W przypadku obciążenia mimośrodowego, powierzchnia efektywna wyznaczana jest z założenia, że wypadkowa siła V musi działać w środku ciężkości ściskanego obszaru. To teoretycznie poprawne rozwiązanie zostało przedstawione na rysunku.
Wyznaczanie naprężenia kontaktowego dla ogólnej mimośrodowości - ogólny kształt
Ze względu na znaczną złożoność wyznaczania dokładnego położenia osi neutralnej, która z kolei jest decydująca przy obliczaniu powierzchni efektywnej, GEO5 wykorzystuje rozwiązanie zaproponowane przez Highter’a i Anders’a1), gdzie powierzchnie efektywne wyprowadzane są za pomocą wykresów.
Literatura:
1) Highter, W.H. - Anders, J.C.: Wymiarowanie Fundamentów Poddawanych Obciążeniom Mimośrodowym, Journal of Geotechnical Engineering. ASCE, Vol. 111, No GT5, str. 659 - 665.