Vodorovná únosnost piloty - Bromsova metoda
Řešení vodorovné únosnosti osamělé piloty podle Bromse vychází z odborné literatury (Broms, 1964). Tato metoda výpočtu se vztahuje výhradně k řešení piloty v homogenní zemině, při posouzení piloty tedy nelze uvažovat vliv vrstevnatého podloží. Způsob výpočtu vodorovné únosnosti piloty se zadává v rámu "Nastavení" v záložce "Piloty".
V případě výpočtu vodorovné únosnosti podle Bromsovy metody program ignoruje doposud zadané vrstvy zemin. Parametry zemin se zadávají v rámu "Vodorovná únosnost" v závislosti na typu zeminy (soudržná, nesoudržná).
Vstupním údajem pro výpočet vodorovné únosnosti piloty jsou materiálové charakteristiky piloty (modul pružnosti, resp. pevnost daného materiálu), geometrie piloty (délka piloty l a její průměr d) a dále zatížení piloty posouvající silou, resp. ohybovým momentem.
Koeficient tuhosti piloty β se v soudržných zeminách určí podle vztahu:
kde: | EI | - | ohybová tuhost piloty [MNm2] |
kh | - | modul reakce podloží [MNm3] | |
d | - | průměr piloty [m] - (v případě kruhového proměnného průřezu piloty se pro výpočet parametru β uvažuje konstantní hodnota průměru piloty d1, která se zadává v rámu "Geometrie"). |
Koeficient tuhosti piloty η se v nesoudržných zeminách určí podle vztahu:
kde: | EI | - | ohybová tuhost piloty [MNm2] |
nh | - | součinitel reakce podloží [MNm3] |
Program automaticky určuje, zda jde o dlouhou nebo krátkou pilotu v závislosti na poměru β*l (pro soudržné zeminy), resp. η*l (pro nesoudržné zeminy). Protože se v dostupné literatuře uvádějí rozdílná kritéria pro různé typy pilot, lze je v programu uživatelsky definovat. Pro střední délku piloty se posuzuje pilota jako krátká i dlouhá, program poté automaticky vybere výsledek s nejnižší hodnotou vodorovné únosnosti piloty Qu.
Dialogové okno "Kritéria typu piloty"
Kritéria typu piloty (dlouhá, krátká, střední) se uvažují podle následujících podmínek pro:
- volné uložení: pro dlouhé piloty platí β*l > 2,5 ; pro krátké piloty pak β*l < 2,5
- vetknutí: pro dlouhé piloty platí β*l > 1,5 ; pro krátké piloty pak β*l < 1,5
Uložení piloty v hlavě lze uvažovat dvěma způsoby:
- volné - v hlavě piloty není bráněno pootočení.
- vetknutí - pilota se nemůže v hlavě otáčet. V takových případech se obvykle jedná o piloty, které jsou součástí rovinného pilotového roštu nebo skupiny pilot.
Dalším důležitým vstupním parametrem je ohybová únosnost průřezu piloty. Program tuto hodnotu automaticky dopočítá ze zadané geometrie podle vztahu:
kde: | Wy | - | průřezový modul [m3] |
f | - | pevnost materiálu piloty [MPa] | |
γk | - | součinitel únosnosti průřezu [-] - únosnost průřezu se podle různých norem a literatury přenásobuje různými koeficienty bezpečnosti, tento koeficient umožňuje přizpůsobení programu těmto normám. |
V případě piloty provedené z železobetonu závisí únosnost piloty v ohybu Mu na množství navržené výztuže.
Součinitel redukce únosnosti γQu redukuje celkovou hodnotu vodorovné únosnosti osamělé piloty podle vztahu:
kde: | Qu | - | vodorovná únosnost osamělé piloty [kN] |
γQu | - | součinitel redukce únosnosti [-] |
Výsledkem výpočtu je vodorovná únosnost osamělé piloty Qu, resp. Qu,red a deformace piloty v úrovni terénu 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.