Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
Durchstanzen von Fundamenten auf einer Sandschicht über Ton: Berechnungsverfahren und Erkenntnisse aus numerischen Parameterstudien
Das Durchstanzen von Fundamenten auf einer Sandschicht über Ton ist für die Tragfähigkeit von Arbeitsplattformen sowie die Standsicherheit von Fundamenten von Relevanz. In der Praxis wird bisher vornehmlich das analytische Modell nach Meyerhof und Hanna mit einem quaderförmigen Bruchkörper in der Sandschicht angewandt. Der dafür erforderliche Durchstanzbeiwert wird aus empirischen, schwer nachvollziehbaren Diagrammen abgeschätzt. In den vergangenen Jahren wurden verschiedene Alternativen vorgeschlagen, teilweise unter Ansatz von geneigten Gleitflächen im Sand. Eine Übersicht hierzu wird im ersten Teil dieser Arbeit erstellt. Darauf aufbauend wird eine ausführliche numerische Parameterstudie durchgeführt. Die Finite Elemente Methode in Verbindung mit einem elastoplastischen Stoffmodell wird zur Berechnung des Durchstanzwiderstands eingesetzt. Zur Identifikation der Kinematik der Bruchvorgänge wird die Methode der zusammengesetzten Starrkörperbruchmechanismen verwendet. Aus einer Synthese wird daraus ein analytisches Verfahren zur Berechnung der Bruchspannung von Streifen‐ und Rechteckfundamenten entwickelt, das den für die Praxis relevanten Wertebereich der Eingangsparameter abdeckt.
Punching failure of footings on a sand layer over clay: Calculation methods and insights from numerical parametric studies
Punching failure of foundations on a layer of sand over clay is relevant for the bearing capacity of working platforms and the stability of footings. In practice, the analytical model according to Meyerhof and Hanna with a cuboid failure block in the sand layer has been used so far. The punching coefficient required for this is estimated from empirical diagrams that are partly of unclear origin. Various alternatives have been proposed in recent years, some using inclined sliding surfaces in the sand. An overview of these works is provided in the first part of this paper. These studies are extended herein by a detailed numerical parameter investigation. The finite element method is used to calculate the punching failure resistance in conjunction with an elastoplastic material model. The composite rigid body collapse mechanism method is used to identify the kinematics at failure. From a synthesis of the results, an analytical method for calculating the ultimate bearing stress of strip and rectangular footings is developed, which covers the range of values for the parameters encountered in practice.
Durchstanzen von Fundamenten auf einer Sandschicht über Ton: Berechnungsverfahren und Erkenntnisse aus numerischen Parameterstudien
Das Durchstanzen von Fundamenten auf einer Sandschicht über Ton ist für die Tragfähigkeit von Arbeitsplattformen sowie die Standsicherheit von Fundamenten von Relevanz. In der Praxis wird bisher vornehmlich das analytische Modell nach Meyerhof und Hanna mit einem quaderförmigen Bruchkörper in der Sandschicht angewandt. Der dafür erforderliche Durchstanzbeiwert wird aus empirischen, schwer nachvollziehbaren Diagrammen abgeschätzt. In den vergangenen Jahren wurden verschiedene Alternativen vorgeschlagen, teilweise unter Ansatz von geneigten Gleitflächen im Sand. Eine Übersicht hierzu wird im ersten Teil dieser Arbeit erstellt. Darauf aufbauend wird eine ausführliche numerische Parameterstudie durchgeführt. Die Finite Elemente Methode in Verbindung mit einem elastoplastischen Stoffmodell wird zur Berechnung des Durchstanzwiderstands eingesetzt. Zur Identifikation der Kinematik der Bruchvorgänge wird die Methode der zusammengesetzten Starrkörperbruchmechanismen verwendet. Aus einer Synthese wird daraus ein analytisches Verfahren zur Berechnung der Bruchspannung von Streifen‐ und Rechteckfundamenten entwickelt, das den für die Praxis relevanten Wertebereich der Eingangsparameter abdeckt.
Punching failure of footings on a sand layer over clay: Calculation methods and insights from numerical parametric studies
Punching failure of foundations on a layer of sand over clay is relevant for the bearing capacity of working platforms and the stability of footings. In practice, the analytical model according to Meyerhof and Hanna with a cuboid failure block in the sand layer has been used so far. The punching coefficient required for this is estimated from empirical diagrams that are partly of unclear origin. Various alternatives have been proposed in recent years, some using inclined sliding surfaces in the sand. An overview of these works is provided in the first part of this paper. These studies are extended herein by a detailed numerical parameter investigation. The finite element method is used to calculate the punching failure resistance in conjunction with an elastoplastic material model. The composite rigid body collapse mechanism method is used to identify the kinematics at failure. From a synthesis of the results, an analytical method for calculating the ultimate bearing stress of strip and rectangular footings is developed, which covers the range of values for the parameters encountered in practice.
Durchstanzen von Fundamenten auf einer Sandschicht über Ton: Berechnungsverfahren und Erkenntnisse aus numerischen Parameterstudien
Vrettos, Christos (Autor:in) / Seibel, Elisabeth (Autor:in)
geotechnik ; 46 ; 220-236
01.12.2023
17 pages
Aufsatz (Zeitschrift)
Elektronische Ressource
Englisch
Durchstanzen von Fundamenten nach NA(D) zu Eurocode 2
| Online Contents | 2012
Zur einheitlichen Bemessung gegen Durchstanzen in Flachdecken und Fundamenten
| UB Braunschweig | 2019
Durchstanzen von Fundamenten nach EN 1992-1-1
| Online Contents | 2010
Einheitliches Bemessungsmodell gegen Durchstanzen in Flachdecken und Fundamenten
| Online Contents | 2016