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La sezione di parete palancole HOESCH 1605 è discretizzato con elementi trave a 3 nodi ipotizzando uno spostamento quadratica. Un comportamento elastico lineare, si presume per la parete palancole. Utilizzando le proprietà della sezione da appendice A, otteniamo i seguenti parametri di sistema:

E = 2.1 · 10⁸ kN/m²
A = 1.363 · 10^-2 m²/m
I = 2.8 · 10^-4 m⁴/m
E = 1.05 kN/m/m

=> EA = 2 862 300 kN/m; EI = 58 800kNm²/m

La superficie di confine palancole / terreno viene discretizzato con elementi di interfaccia. L’angolo di attrito muro per la superficie di confine in acciaio / suolo è dato come δ = 2φ / 3. Al fine di ottenere un legame realistico tra base della parete e il corpo del suolo, gli elementi di interfaccia sono estese 2 m nel corpo del suolo. Tuttavia, δ = φ si applica per questi elementi dell’interfaccia.

Possibilità e limiti

Come metodi analitici di computazione, FEM comporta errori di modellazione a causa di deviazioni del problema fisico-matematico equivalente dal problema più dati errori iniziali a causa di imprecisioni nei valori scelti dei parametri iniziali del modello ad elementi finiti dai valori reali. E come altri metodi di discretizzazione, FEM coinvolge anche errori procedurali (errori numerici) a causa della deviazione della soluzione del problema discretizzata dalla soluzione del problema continuo più errori di arrotondamento dovuti alla deviazione della soluzione con i valori numerici esatti dalla soluzione con valori numerici approssimati (computer di aritmetica).

Raccomandazioni relative all’uso di FEM in geotecnica

Dal 1991 il “numerici in Geotecnica” gruppo di lavoro ha pubblicato quattro serie di raccomandazioni (solo in tedesco) per l’uso di FEM in geotecnica:
• Set 1 – Raccomandazioni generali per la modellazione (Meißner, 1991)
• Set 2 – Raccomandazioni modellazione per cunicoli sotterranei (Meißner, 1996)
• Set 3 – Raccomandazioni modellazione dei lavori di scavo (Meißner, 2002)
• Set 4 – Raccomandazioni per i modelli materiali per i terreni, la modellazione per la manutenzione analisi, la stabilità e le acque sotterranee (Schanz, 2006)

In EAB raccomandazione R 103, W EISSENBACH (2003) parla l’uso del FEM nell’ambito di applicazione della nuova norma DIN 1054. Ulteriori raccomandazioni per quanto riguarda la modellazione si possono trovare anche in P OTTS ET AL. (2002). Una descrizione delle diverse fonti di errori ed effetti di errore corrispondenti quando si utilizza FEM in geotecnica è dato, ad esempio, in (Hugel 2004/2005). Raccomandazioni per ridurre gli errori procedurali possono essere ottenuti dai libri di testo generali sul FEM, in particolare per i problemi non lineari, ad esempio, in (RIGGERS W, 2001) o (BAT H E, 2002).

Guida degli effetti comportino guidare la palancole nel terreno con una successione di colpi martello- (come l’immagine di seguire mostra). Un tappo in legno di guida è di solito posto tra il martello e la palancole. Si distingue tra i sistemi di Slow e rapida azione. piante ad azione lenta, come martelli goccia e martelli diesel viene utilizzato principalmente in terreni coesivi in ​​modo che la pressione dell’acqua interstiziale conseguente ha tempo per dissipare tra i singoli colpi. In un martello goccia, un peso viene sollevato meccanicamente e quindi lasciata cadere da un’altezza h. I moderni martelli goccia operano idraulicamente. Il numero di colpi può essere impostato come richiesto tra 24 e 32 colpi al minuto. L’altezza di caduta di un martello diesel è determinata dalla esplosione di una miscela aria / combustibile in un cilindro. A seconda del tipo di martello, il peso viene sia consentito cadere liberamente sul cappuccio di guida o invece il peso può essere frenato sulla sua corsa verso l’alto da un buffer di aria e poi accelerato sulla sua corsa verso il basso da una molla. Utilizzando quest’ultima tecnica, 60-100 colpi al minuto sono possibili, mentre con il martello non accelerata la cifra è di soli 36-60 colpi al minuto. martelli Rapid-azione sono caratterizzati da elevato numero di colpi al minuto: tra 100 e 400. Tuttavia, il peso guida è corrispondentemente più leggero. martelli Rapid-action sono guidati da aria compressa e il peso è accelerato mentre cade.

Il capo del palancole possono essere sottoposte ad eccessive sollecitazioni durante l’impatto di guida se il cane è troppo piccolo o la resistenza del terreno è troppo grande. Possibili rimedi sono di rafforzare la testa o usare un martello più grande. Nel caso di una elevata resistenza a terra, eccessiva forza motrice o un cappuccio di guida non correttamente collegato, il palo può fibbia sotto del punto di impatto. Per evitare questo, utilizzare le sezioni più spesse o allentare il terreno in anticipo.

Il collegamento a cerniera di un ancoraggio ad una parete palancole trogolo-tipo è effettuata su sul centro dell’asse di gravità nella vasca, soprattutto su pareti con interblocchi. Nel caso di pareti palancole combinati, il web del palo portante offre le migliori opzioni di connessione. Il collegamento tramite un fascio tappatura nella parte superiore della parete palancole è un’altra opzione soprattutto adatto a piccoli pali tensione e pareti palancole leggeri. Con tasselli filettati c’è la possibilità aggiuntiva di un collegamento con una piastra lavatrice, incernierato piastra di giunzione e dado. Per evitare di dover installare un ancoraggio ad ogni trogolo, un waling orizzontale in acciaio o in cemento armato può essere previsto per distribuire il carico. Questo dovrebbe essere posizionato sul lato terra nel caso di strutture di banchina, e sul lato scavo nel caso di locali scavo al fine di garantire una facile rimozione.

Le ancore possono essere installati prima o dopo erigere la parete palancole. Mantenere la posizione prevista per l’ancoraggio, che è necessario per raggiungere una connessione accurata, è più facile da stabi- no durante l’installazione degli ancoraggi seguito. pali di ancoraggio possono essere guidati attraverso un’apertura tagliata nella parete palancole, per esempio. Le immagini successive mostrano possibili ancoraggio-palancole dettagli della connessione.

Problema 2D / 3D

Strutture muro di contenimento sono generalmente simulate con modelli equivalenti 2D per scopi FEM (che è, naturalmente, non è possibile con problemi distintamente 3D quali gli angoli di scavi). strutture risolti, come rinforzi, ancore, sfalsati pareti palancole o pareti portanti pali possono essere presi in considerazione circa nel modello equivalente 2D ma assumendo rigidezze equivalenti relativi ad una lunghezza di 1 m di parete. Ogni singolo caso deve essere controllato per assicurare che la struttura equivalente non presenta alcuna proprietà non realistiche. Esempi di questo sono: 2D ancore equivalenti non possono alleviare la pressione della terra che agisce sul muro di sostegno, 2D muri equivalenti per pareti palancole sfalsati potrebbero non essere impermeabile a livello della pila sfalsata estremità, 2D muri equivalenti per pareti portanti pali non può mobilitare eventuali irrealisticamente grandi pressioni terra passivi. Non è chiaro se tutte le deformazioni e le sollecitazioni calcolate con il modello equivalente 2D sono al sicuro; vedi (Hugel, 2004), per esempio. Esempi di 3D complessa analisi delle strutture palancole può essere trovato in (BOLEY et al., 2004) e (M ARDFELDT, 2006).

Generalizzazione del sottosuolo

Gli strati del suolo e delle condizioni delle acque sotterranee devono essere generalizzati nel modello elementi finiti a seconda del database. Tuttavia, nel farlo, si deve garantire che il comportamento meccanico ed idraulico del modello ad elementi finiti è comparabile con il problema iniziale.

Segmento sottosuolo e condizioni al contorno

La dimensione del segmento sottosuolo necessario precisare tale che i confini non hanno alcun effetto signifi- signi sulle deformazioni nel punto di trasferimento del carico o tale che le condizioni al contorno sono noti. Le stime delle dimensioni necessarie possono essere trovati in (MEISSNER, 2002) per il caso di scavi.

Non linearità geometrica

Strutture muro di sostegno sono generalmente progettati per essere così rigido che le analisi agli elementi finiti possono essere basate su linearità geometrica. Nel caso di una resistenza di terra cedevole e / o cedevole ormeggio, analisi comparative possono essere utilizzati per verificare se non linearità geometrica deve essere presa in considerazione.

Palancole muri sono di solito discretised con elementi strutturali (trave o shell elementi).questo tipo di discretisation può causare problemi se sotto un carico verticale, un significativo parte del carico trasportato attraverso la base della parete.nel caso delle singole sezioni, un’estensione di elementi dell ‘interfaccia può essere presa in considerazione alla base del muro che la   palancole   sezione può penetrare nel terreno e non realistico stress peaks può verificarsi nel corpo del suolo al di sotto della base del muro – vedi raccomandazione e4-15 in (s chanz, 2006).nel caso di combinata palancole mura sotto carico verticale dove in misura considerevole pressioni sono mobilitati, con la pressione può essere modellato con l’aiuto di un potente raggio trasversale alla base del muro (meissner, 2002).

Nel caso di un palancole nel muro, il modello 2d equivalente deve tener conto del fatto che la base della parete è permeabile equivalente.

Laddove possibile, la forza di trasferimento tra palancole muro e del suolo deve essere modellato con elementi di interfaccia o di kinematic contatto formulazione.questo garantisce che nessuna resistenza sottolinea vengono trasferiti lungo la palancole / suolo boundary, superfici, con azione corrispondente effetti irreversibili scivolando tra palancole muro e del suolo può avere luogo.bilineare contatto e attrito principi sono utilizzati per questo nel caso più semplice.

Stato iniziale del suolo

Una pressione terra allo stato stazionario (K 0 -Stato) è normalmente assunto. Questo è, tuttavia, legato alla Varo- condizioni ious (H Ugel, 2004). Non va dimenticato che lo stato stazionario pressione terra coef ciente K0 dipende dalla storia di carico del suolo. I valori iniziali per pressioni dell’acqua interstiziale e pressioni dell’acqua interstiziale in eccesso possono essere determinati da misure in situ. valori iniziali per l’in situ densità del terreno possono essere specificati da prove penetrometriche o, nel caso di modelli di materiale di alta qualità, conformemente alla loro legge di compressione.

Simulazione di processi di costruzione

La maggior parte dei progetti di elementi finiti pubblicati non includono alcuna simulazione della installazione della parete palancole, ma invece gli elementi corrispondenti vengono attivate nella loro posizione finale nel modello elementi finiti. Questa tecnica è spesso indicato come cambiamenti desiderati-in-place.The alle variabili di stato e stress e le tensioni in strutture a causa del processo di costruzione sono quindi ignorati. Tuttavia, questi possono essere rilevanti, in particolare dove i problemi con piccole deformazioni si verificano (Hugel, 1996; VONW OLFFERSDORFF, 1997). Attualmente, la simulazione del processo di costruzione è limitato alle strutture universitarie, perché solo loro hanno l’hardware e il software necessario. In pratica, i processi di costruzione di solito non sono simulate.

La scelta dei modelli thematerial per i suoli è limitata in alcuni programmi agli elementi finiti. I modelli di materiale del “elastico lineare plastica ideale” categoria può portare a previsioni non corrette nel caso di mantenere strutture murarie – veda, per esempio, (Hugel, 2005), (V ERMEER & W Ehnert, 2005) e la raccomandazione I3- 4 a (S Chanz, 2006). L’uso di modelli di materiale elastoplastici o ipoplasia di alta qualità viene chiamato per le quali almeno in grado di descrivere i principali fenomeni del comportamento meccanico dei terreni:

• Non rigidità dipende dalla pressione,
• rigidezze diverse per lo scarico e ricarico,
• comportamento a taglio per condizioni drenate e non drenate,
• comportamento dilatanza.

Per una spiegazione dettagliata dei principali fenomeni del comportamento meccanico dei terreni, vedi, per esempio, (H ERLE & Masin, 2005) o (SCHANZ, 2006). modelli di materiale di alta qualità possono anche essere necessarie nel corso degli studi di fattibilità per le strutture palancole.

La scelta dei modelli thematerial per i suoli è limitata in alcuni programmi agli elementi finiti. I modelli di materiale del “elastico lineare plastica ideale” categoria può portare a previsioni non corrette nel caso di mantenere strutture murarie – veda, per esempio, (Hugel, 2005), (V ERMEER & W Ehnert, 2005) e la raccomandazione I3- 4 a (S Chanz, 2006). L’uso di modelli di materiale elastoplastici o ipoplasia di alta qualità viene chiamato per le quali almeno in grado di descrivere i principali fenomeni del comportamento meccanico dei terreni:

• Non rigidità dipende dalla pressione,

• rigidezze diverse per lo scarico e ricarico,

• comportamento a taglio per condizioni drenate e non drenate,

• comportamento dilatanza.

Per una spiegazione dettagliata dei principali fenomeni del comportamento meccanico dei terreni, vedi, per esempio, (H ERLE & Masin, 2005) o (SCHANZ, 2006). modelli di materiale di alta qualità possono anche essere necessarie nel corso degli studi di fattibilità per le strutture palancole.

I seguenti criteri sono generalmente rilevanti nella scelta di segmenti di palo:

1. Dimensioni tenuti secondo DIN 1054: 2005-01 per stato limite ultimo (LS 1) e lo stato limite di servizio (LS 2).
2. Momento adeguato di resistenza per il trasporto e l’installazione di palancole muro di sostegno adeguata è importante durante la movimentazione in cantiere, per esempio attacco di imbracature della gru, perché la deformazione altrimenti inammissibile della palancole prima di guidare si può verificare che non è colpa del costruttore. Inoltre, la guida mediante pressatura, martello colpi e vibrazioni pone carichi gravi sul mucchio in alcune situazioni. Questi carichi dipendono da:
   • la lunghezza della pila,
   • la flessibilità e la posizione delle guide per i pali,
   • il metodo di guida più i parametri di guida prescelti (massa e altezza di caduta del martello impatto), i parametri delle vibrazioni (ampiezza di masse eccentriche, la frequenza, precarico statico), forza di pressione rispetto al peso di sezione,
   • previa deformazione della palancole causato dal trasporto,
   • sottosuolo, in particolare tipo di terreno, la densità nel caso di terreni non plastici, Consis-coe- nel caso di terreni coesivi, ostacoli naturali come rocce più inclinata, duro strati cuscinetto, ostacoli artificiali come opere esistenti, e
   • deviazioni delle sezioni adiacenti e pile (e le loro interblocchi) già guidato.

   A causa del gran numero di fattori che influenzano suddetti, la sezione è principalmente campo speciale in base all’esperienza.

3. Spessori del materiale adeguato che tenga conto della durata prevista e tasso atteso di corrosione. Va ricordato che la zona con la più alta velocità di corrosione non necessariamente coin-cide con il punto di massimo carico strutturale. Se si è richiesta una protezione condizioni sfavorevoli o supplementari, misure di protezione contro la corrosione attive o passive possono essere specificate al posto di una sezione più pesante.
4. Se del caso, previsto l’utilizzo multiplo delle pareti palancole tenendo conto degli aspetti di cui sopra

La scelta del tipo di acciaio dipende essenzialmente dalle proprietà dell’acciaio desiderate, ad esempio relativa all’idoneità per la saldatura.

Per ragioni economiche e di guida, palancole sono talvolta spinti a diverse profondità all’interno della stessa parete secondo R 41 di EAU 2004. Un valore di 1 m è consuetudine per la cosiddetta dimensione stagger, e l’esperienza dimostra che un’analisi strutturale più palancole è quindi inutile.