A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Zur Tragfähigkeit von granularen Lastverteilungsschichten über Stabilisierungssäulen
Ein Anwendungsgebiet von Stabilisierungssäulen (STS) stellt die Baugrundverbesserung für großflächige, setzungsempfindliche Strukturen, wie (faser‐)bewehrte Bodenplatten von Logistikzentren und anderen Hallenkomplexen dar. Zur wirtschaftlichen Optimierung von Dicke und Bewehrung der Bodenplatte wird häufig eine Lastverteilungsschicht (LVS) oberhalb der Säulen eingebaut. Ziel der LVS ist es, die unbewehrten Säulen von dem Bauwerk zu entkoppeln und die Bemessung der aufgelagerten Platte mit dem Ansatz einer gleichmäßig flächigen Bettung auf der LVS zu ermöglichen. Dabei ist die Interaktion zwischen Säulen, LVS und Bodenplatte zu berücksichtigen, die zusätzliche Beanspruchungen in der LVS und in der Bodenplatte hervorrufen können. Im vorliegenden Aufsatz wird das Nachweisschema für granulare LVS über STS bei starrer Lasteinleitung z. B. aus bewehrten Bodenplatten nach den französischen ASIRI‐Empfehlungen unter Berücksichtigung des konventionellen Grundbruchnachweises nach DIN 4017 vorgestellt. In einer Parameterstudie werden Einflussgrößen auf die Grenzspannung der LVS bewertet. Hierzu werden ergänzend die Ergebnisse von Finite‐Elemente‐(FE)‐Berechnungen an einer rotationssymmetrischen Einheitszelle mit einer Steifigkeitsreduktion des Bodens zwischen den Säulen herangezogen. Die FE‐Berechnungen zeigen, dass die Grenzspannung bei einer gering mächtigen LVS (HLVS < Hmax ) zunimmt. Jedoch sind bis zur kritischen Höhe Hkrit zusätzliche Biegemomente in der darüber liegenden Bodenplatte zu berücksichtigen. Das Biegemoment nimmt mit einer Verringerung der LVS‐Mächtigkeit zu.
Approach to determine ultimate stress mobilization in the Interface of rigid inclusion head and load transfer platform
One field of application for rigid inclusions is the soil improvement for large‐area structures such as (fibre‐) reinforced slabs of logistics centers and other complexes. To optimise the slab (thickness and reinforcement), a load transfer platform (LTP) is usually installed above the columns. The aim of the LTP is to decouple the rigid inclusions from the structure and to enable a shallow foundation design of the slab. The interaction between columns, LTP and slab must be taken into account, which can cause additional stresses in the LTP and in the slab. In this paper, the approach proposed by french ASIRI recommendation for a granular LTP over rigid inclusions is presented, considering the conventional failure mechanism according to German standard DIN 4017. In a parameter study, influencing variables on the limit state of the LTP be evaluated. In addition, the results of FE calculations on an axisymmetric unit cell with a stiffness reduction of the surrounding soil are used. The FE calculations show that the allowable limit stress increase with a reduction of the LTP thickness, but up to the critical height additional bending moments in the slab must be taken into account. The bending moment increases with a reduction of the LTP thickness.
Zur Tragfähigkeit von granularen Lastverteilungsschichten über Stabilisierungssäulen
Ein Anwendungsgebiet von Stabilisierungssäulen (STS) stellt die Baugrundverbesserung für großflächige, setzungsempfindliche Strukturen, wie (faser‐)bewehrte Bodenplatten von Logistikzentren und anderen Hallenkomplexen dar. Zur wirtschaftlichen Optimierung von Dicke und Bewehrung der Bodenplatte wird häufig eine Lastverteilungsschicht (LVS) oberhalb der Säulen eingebaut. Ziel der LVS ist es, die unbewehrten Säulen von dem Bauwerk zu entkoppeln und die Bemessung der aufgelagerten Platte mit dem Ansatz einer gleichmäßig flächigen Bettung auf der LVS zu ermöglichen. Dabei ist die Interaktion zwischen Säulen, LVS und Bodenplatte zu berücksichtigen, die zusätzliche Beanspruchungen in der LVS und in der Bodenplatte hervorrufen können. Im vorliegenden Aufsatz wird das Nachweisschema für granulare LVS über STS bei starrer Lasteinleitung z. B. aus bewehrten Bodenplatten nach den französischen ASIRI‐Empfehlungen unter Berücksichtigung des konventionellen Grundbruchnachweises nach DIN 4017 vorgestellt. In einer Parameterstudie werden Einflussgrößen auf die Grenzspannung der LVS bewertet. Hierzu werden ergänzend die Ergebnisse von Finite‐Elemente‐(FE)‐Berechnungen an einer rotationssymmetrischen Einheitszelle mit einer Steifigkeitsreduktion des Bodens zwischen den Säulen herangezogen. Die FE‐Berechnungen zeigen, dass die Grenzspannung bei einer gering mächtigen LVS (HLVS < Hmax ) zunimmt. Jedoch sind bis zur kritischen Höhe Hkrit zusätzliche Biegemomente in der darüber liegenden Bodenplatte zu berücksichtigen. Das Biegemoment nimmt mit einer Verringerung der LVS‐Mächtigkeit zu.
Approach to determine ultimate stress mobilization in the Interface of rigid inclusion head and load transfer platform
One field of application for rigid inclusions is the soil improvement for large‐area structures such as (fibre‐) reinforced slabs of logistics centers and other complexes. To optimise the slab (thickness and reinforcement), a load transfer platform (LTP) is usually installed above the columns. The aim of the LTP is to decouple the rigid inclusions from the structure and to enable a shallow foundation design of the slab. The interaction between columns, LTP and slab must be taken into account, which can cause additional stresses in the LTP and in the slab. In this paper, the approach proposed by french ASIRI recommendation for a granular LTP over rigid inclusions is presented, considering the conventional failure mechanism according to German standard DIN 4017. In a parameter study, influencing variables on the limit state of the LTP be evaluated. In addition, the results of FE calculations on an axisymmetric unit cell with a stiffness reduction of the surrounding soil are used. The FE calculations show that the allowable limit stress increase with a reduction of the LTP thickness, but up to the critical height additional bending moments in the slab must be taken into account. The bending moment increases with a reduction of the LTP thickness.
Zur Tragfähigkeit von granularen Lastverteilungsschichten über Stabilisierungssäulen
Tinat, Christopher (author) / Kirstein, Johannes (author) / Grabe, Jürgen (author)
geotechnik ; 44 ; 92-101
2021-06-01
10 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
German
Gründungen , Boden‐Bauwerk Interaktion , Baugrundverbesserung , Stabilisierungssäulen , Calculation methods , Berechnungsverfahren , Foundations , Soil‐structure interaction , Lastverteilungsschicht , Bodenverbesserung , Ground improvement load transfer platform , soil improvement , rigid inclusions
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