Wyznaczanie sztywności pionowej KTZ w Advance Design

Użytkownicy programu Advance Design często zastanawiają się w jaki sposób wyznaczana jest sztywność pionowa KTZ podpory sprężystej.  W artykule tym omówiony zostanie algorytm postępowania dla zadania parametrów podłoża gruntowego, dążący do uzyskania prawidłowej wartości parametru KTZ.

Co jest potrzebne do wyznaczenia KTZ?

Na początku należy zastanowić się nad tym, jakie parametry są potrzebne do tego, aby obliczyć sztywność pionową KTZ. Parametr ten określany jest na podstawie:

- modułu siecznego  gruntu (gdzie grunt odkształca się przy ściskaniu we wszystkich kierunkach).

Wartość takiego modułu można wprowadzić na dwa sposoby:

• Wybierając warstwy „biblioteczne” gruntów dostępne w programie Advance Design. Biblioteki sporządzone zostały w sposób taki, że z kilku podręczników zebrano dane dotyczące danego gruntu i przyjęto wartość minimalną (dla bezpieczeństwa).

Uwaga: dla starszych wersji programów (od 2021 w dół) wartość  była uśredniana. Czyli gdy podręczniki wskazywały wartości   przyjmowana została wartość 100  W odsłonach 2022 i wyżej wartość ta wynosi .

• Jeżeli użytkownik nie zgadza się z wyznaczoną wartością parametru może zdefiniować nowy grunt i wprowadzić tę wartość indywidualnie. Należy wziąć pod uwagę, że z badań czasami otrzymujemy wartość edometrycznego modułu ściśliwości (grunt odkształca się 1-osiowo). Należy wtedy za pomocą współczynnika Poissona obliczyć zależność pomiędzy  oraz .

- głębokości (miąższości) gruntu „Z”,

- wymiarów fundamentu „A” oraz ”B”.

Jak program wyznacza KTZ?

Advance Design korzysta z metody pochodzącej z niemieckiej literatury fachowej. Wartość KTZ reprezentuje sztywność związaną z translacyjnym stopniem swobody wzdłuż osi Z układu współrzędnych.

Metoda ta ma zastosowanie tylko do podpór o kształcie prostokątnym. Z tego powodu w przypadku złożonych kształtów opisujących podpory powierzchniowe program wyznacza ekwiwalentny (równoważny) kształt prostokątny, posiadający taką samą powierzchnię jak kształt projektowanego fundamentu (zamysł generacji poniżej).

Znając wymiary prostokąta „A” oraz „B” (gdzie A – długość prostokąta, B – szerokość prostokąta), a także głębokość „Z” program wyznacza parametr posadowienia „f” na podstawie zależności:

-  A/B,

- Z/B.

Zależności te zostały opisane poniższą tabelą:

Dla gruntów wielowarstwowych każda warstwa będzie miała osobną wartość parametru „f” i swój udział w ostatecznej wartości sztywności pionowej KTZ.

I tak w przypadku podłoża składającego się z trzech warstw (W1, W2,W3 ) odpowiednio parametry „f” uwzględniane są jako:

Dane: