Potporne konstrukcije prema evrokodu - Nedim Suljić

Potporne konstrukcije se često primjenjuju u građevinarstvu gde njihovim izvodjenjem ostvarujemo potrebne denivelacije terena, osiguravamo useke na saobraćajnicama, primenjujemo ih kod regulacije vodotoka, kod sanacije nestabilnih padina terena, kao i za primenu u visokogradnji gde podrumski odnosno suterenski armirano betonski zidovi objekta predstavljaju ujedno i potporne zidove. Potporne konstrukcije su izložene uticajima različitih opterećenja kao što je pritisak tla, hidrostatički pritisak, hidrodinamička dejstva, razna opterećenja na površini terena, seizmički uticaji i drugi uticaji.

Ova knjiga nije namenjena samo studentima građevinskih fakulteta, nego i projektantima geotehničkih konstrukcija i izvođačima građevinskih radova.
Knjiga je podeljena na deset poglavlja koja detaljno obrađuju pojedine vrste potpornih konstrukcija, sa mogućim uticajima koji se mogu javiti, načinu proračuna i dimenzionisanja, te tehnologiji izgradnje svake pojedine potporne konstrukcije.
Poseban značaj knjizi daje dvanaest detaljno urađenih zadataka prema dosadašnjem Pravilniku, počev od masivnih betonskih potpornih zidova, armirano betonskih potpornih zidova, betonskih zidova sa armirano betonskom konzolom, betonskih zidova sa zategom, gabionskih potpornih konstrukcija, potpornih konstrukcija od geosintetičkih materijala (armirano tlo) kao i ugrađenih potpornih konstrukcija. Kroz ove zadatke i teoretska razmatranja data u knjizi, studenti mogu dosta lako steći znanja potrebna za proveru stabilnosti odnosno dimenzionisanje i gradnju potpornih konstrukcija.
Deseto poglavlje obrađuje projektovanje potpornih konstrukcija prema evrokodu 7 sa teoretskim obrazloženjem i postupcima proračuna, te sa četiri detaljno urađena zadatka geostatičkog proračuna prema evrokodu 7, i to armirano betonskog potpornog zida, gabionskog potpornog zida, betonskog potpornog zida sa armirano betonskom konzolom i betonskog potpornog zida sa geotehničkim sidrom.

Ovo daje poseban značaj ovoj knjizi, jer kod nas i u zemljama regiona se već postepeno prelazi na proračun prema evropskim normama, što će pomoći i studentima građevinskih fakulteta i inženjerima projektantima pri proračunu potpornih zidova prema evrokodu.
Knjiga treba da podstakne na samostalno razmišljanje o značaju geomehaničkih istražnih radova potrebnih za pravilno projektovanje i izgradnju potpornih konstrukcija.

Recenzenti:
Prof. dr sc. Milan Stević
Prof. dr sc. Ismet Gušić

Iz sadržaja:

1. UVOD 9

2. PODELA I GRADNJA POTPORNIH KONSTRUKCIJA 12
2.1 Gradnja potpornih konstrukcija 14
2.1.1 Obračun radova 16

3. ZASIPANE POTPORNE KONSTRUKCIJE 18
3.1 Potporni zidovi od kamena i gabioni 19
3.2 Zidanje obraĎenim lomljenim kamenom u cementnom malteru 20
3.3 Zidanje potpornog zida poluklesanim kamenom 21
3.4 Zidanje potpornog zida obraĎenim kamenom 21
3.5 Način zidanja potpornih zidova od kamena 21
3.6 Zidovi od gabiona 23
3.7 Potporni zidovi od betona i armiranog betona 32
3.7.1 Gravitacioni (masivni) betonski zidovi 34
3.7.2 Armirano betonski potporni zidovi 36
3.7.3 Potporni zidovi sa konzolom 37
3.7.4 Potporni zidovi sa zategom 38
3.8 Potporni zidovi sa geosintetičkim materijalima 39
3.8.1 Istorijat primjene geosintetičkih materijala 42
3.8.2 Vrste geosintetičkih materijala 43
3.8.3 Osobine geosintetika 46
3.8.3.1 Fizičke osobine 47
3.8.3.2 Mehaničke osobine 47
3.8.3.3 Hidrauličke osobine 48
3.8.4 Osobine otpornosti geosintetika prema okolišu 49
3.8.5 Funkcije geosintetičkih materijala 50
3.8.6 Armirano tlo 54
3.8.7 Osnovni mehanizam armiranog tla 57
3.8.8 Trenje izmeĎu tla i armature 60
3.8.9 Gradnja potpornog zida armiranog sa geosintetičkim materijalima 62
3.9 Teksol 64

4. UGRAĐENE POTPORNE KONSTRUKCIJE 68
4.1 Čelične talpe 69
4.2 Drvene talpe 72
4.3 Talpe od armiranog betona 74
4.4 Talpe od prednapregnutog betona 75
4.5 Šipovi 75
4.5.1 Tehnologija izvoĎenja bušenih šipova 78
4.6 Armirano betonske dijafragme 824.6.1 Tehnologija izvoĎenja armirano betonskih dijafragmi 84
4.7 Sidra 85
POTPORNE KONSTRUKCIJE PREMA EVROKODU

5. AKTIVNI PRITISAK TLA NA POTPORNE KONSTRUKCIJE 87
5.1 Metode odreĎivanja aktivnog pritiska 87
5.1.1 Coulomb-ova metoda 87
5.1.2 Culmann-ova metoda 95
5.1.3 Rebhan-Poncelet metoda 97
5.1.4 Engesser-ova metoda 98
5.2 Različiti uslovi proračuna aktivnog pritiska 100
5.2.1 Uticaj ravnomjernog opterećenja na tlo iza potpornog
zida kod odreĐivanja aktivnog pritiska 100
5.2.2 Uticaj izlomljene unutrašnje strane potpornog zida
kod odreĐivanja aktivnog pritiska 101
5.2.3 Uticaj izlomljene linije terena iza potpornog zida
kod odreĐivanja aktivnog pritiska 102
5.2.4 Uticaj uslojenog tla iza potpornog zida
kod odreĐivanja aktivnog pritiska 104
5.2.5 Uticaj podzemne vode iza potpornog zida
kod odreĐivanja aktivnog pritiska 106
5.2.6 Aktivni pritisak tla na armirano betonski potporni zid 107
5.3 Bočni pritisci na nepomični potporni zid 109

6. PASIVNI PRITISAK TLA NA POTPORNE KONSTRUKCIJE 113
6.1 Opšte pretpostavke i uslovi 113
6.2 Metode odreĐivanja pasivnog pritiska tla 115
6.2.1 OdreĐivanje pasivnog otpora tla Coulomb-ovom metodom 115
6.2.2 OdreĐivanje pasivnog otpora tla Culmann-ovom metodom 117
6.2.3 OdreĐivanje pasivnog otpora tla Rebhan-Poncelet metodom 118
6.2.4 OdreĐivanje pasivnog otpora tla Engesser-ovom metodom 119

7. STATIČKI PRORAČUN I DIMENZIONISANJE ZASIPANIH
POTPORNIH KONSTRUKCIJA 120
7.1 Sigurnost potpornih konstrukcija na prevrtanje 124
7.2 Sigurnost potpornih konstrukcija na klizanje 125
7.3 Globalna stabilnost potpornih konstrukcija 128
7.4 Provjera ivičnih napona u tlu 129
7.5 Statički proračun i dimenzionisanje masivnog betonskog potpornog zida 131
7.5.1 Primjer 1 132
7.5.2 Primjer 2 138
7.5.3 Primjer 3 142
7.5.4 Primjer 4 145
7.5.5 Primjer 5 149
7.6 Statički proračun i dimenzionisanje gabionskog
potpornog zida 153
7.6.1 Primjer 6 154
7.6.2 Primjer 7 158
7.7 Statički proračun i dimenzionisanje betonskog potpornog
zida sa konzolom 162
7.7.1 Primjer 8 163
POTPORNE KONSTRUKCIJE PREMA EVROKODU
7.8 Statički proračun i dimenzionisanje potpornog zida
sa zategom 168
7.8.1 Primjer 9 171
7.9 Statički proračun i dimenzionisanje armirano betonskog
potpornog zida 175
7.9.1 Primjer 10 177
7.10 Statički proračun i dimenzionisanje potpornih konstrukcija
od armiranog tla 182
7.10.1 Primjer 11 188

8. STATIČKI PRORAČUN I DIMENZIONISANJE UGRAĐENIH
POTPORNIH KONSTRUKCIJA 193
8.1 Određivanje pritisaka na jednostavne ugraĐene
potporne konstrukcije 194
8.2 Uticaj kohezije na aktivni pritisak i najveća dubina iskopa
bez podgraĐivanja građevinske jame 199
8.3 Primjer proračuna slobodno stojeće ili konzolne zagatne jame 200
8.3.1 Primjer 12 201
8.4 Stabilnost ugrađenih potpornih konstrukcija od šipova ili
dijafragmi metodom modula reakcije tla 204
8.5 Metoda koeficijenta reakcije tla za analizu nosivosti
armirano betonskih šipova i dijafragmi opterećenih
pritiskom tla (horizontalnom silom) 208
8.6 Statički proračun ugrađene potporne konstrukcije od
armirano betonskih šipova i dijafragmi uklještenih u
nepokretan stabilan teren 211
8.7 Stabilnost dna građevinske jame i hidraulički slom 215

9. DRENAŽA IZA POTPORNIH BETONSKIH ZIDOVA 221
9.1 Podjela drenaţa u zavisnosti od vrste tla i zasipa 221
9.2 Filtersko pravilo 225

10. PROJEKTOVANJE PREMA EUROCOD-u 7 227
10.1 Osnovni principi projektovanja 230
10.1.1 Projektovanje prema graničnim stanjima 231
10.1.2 Modeliranje konstrukcije 232
10.2 Projektovanje prema eurocodu 7 233
10.2.1 Dejstva 236
10.2.2 Osobine tla 237
10.2.3 Karakteristične vrijednosti geotehničkih parametara 238
10.2.4 Geotehnički razredi ili kategorije 240
10.2.5 Granična stanja nosivosti i upotrebljivosti 241
10.2.5.1 Granična stanja nosivosti 242
10.2.5.2 Projektni ili proračunski pristupi 244
10.2.5.2.1 Projektni pristup 1 245
10.2.5.2.2 Projektni pristup 2 246
10.2.5.2.3 Projektni pristup 3 246
10.2.5.3 Granična stanja upotrebljivosti 246

10.3 Geotehnički projektni izvještaj 247
10.4 Potporne konstrukcije u eurocodu 7 248
10.4.1 Opšte napomene 248
10.4.2 Granična stanja kod potpornih konstrukcija 249
10.4.3 Dejstva ili opterećenja na potporne konstrukcije prema EC7 249
10.4.4 Geometrijski podaci 251
10.4.5 Proračunske situacije 251
10.4.6 Proračuni i graĐenje potporne konstrukcije 252
10.4.6.1 Opšte napomene 252
10.4.6.2 Drenaţni sistem 253
10.4.7 OdreĐivanje pritisaka tla 253
10.4.7.1 Opšte napomene 253
10.4.7.2 Pritisak tla u stanju mirovanja 254
10.4.7.3 Granične vrijednosti pritisaka tla 255
10.4.7.4 Efekti zbijanja tla 255
10.4.8 Pritisak vode 256
10.4.9 Proračun graničnih stanja 256
10.4.9.1 Opšte napomene 256
10.4.9.2 Opšta stabilnost 257
10.4.9.3 Slom u temeljima potpornih gravitacionih zidova 257
10.4.9.4 Lom pri rotaciji ugraĐenih potpornih zidova 257
10.4.9.5 Lom pri vertikalnom pomjeranju ugraĐenih potpornih zidova 258
10.4.9.6 Mogući mehanizmi loma za koje treba kontrolisati potporni zid 258
10.4.10 Granično stanje upotrebljivosti 259
10.4.10.1 Opšte napomene 259
10.4.10.2 Pomjeranja 259
10.5 Parcijalni i korelacioni faktori za granična stanja 260
10.5.1 Parcijalni faktori za potvrĐivanje graničnog stanja ravnoteţe (EQU) 260
10.5.2 Parcijalni faktori za potvrĐivanje graničnog stanja konstrukcije (STR) i
graničnog stanja tla (GEO) 261
10.5.2.1 Parcijalni faktori za dejstva (gF) ili efekte od dejstava (gE) 261
10.5.2.2 Parcijalni faktori za parametre tla (gM) 262
10.5.2.3 Parcijalni faktori otpora (gR) za plitko temeljenje 262
10.5.2.4 Parcijalni faktori otpora (gR) prednapregnutih sidara 263
10.5.2.5 Parcijalni faktori otpora (gR) za potporne konstrukcije 263
10.5.3 Parcijalni faktori za provjeru stanja uzgona (UPL) 263
10.5.4 Parcijalni faktori za stanje hidrauličkog loma u tlu (HYD) 264
10.6 Parcijalni faktori za projektne pristupe 1, 2, 3 265
10.6.1 Opšte napomene 265
10.6.2 Parcijalni faktori primjenjeni na dejstva i efekte od dejstava 265
10.6.3 Parcijalni faktori primjenjeni na čvrstoću materijala i otpore 266
10.7 Proračun potpornih konstrukcija na seizmiku prema evropskim normama 266
10.7.1 Uvodni dio 266
10.7.2 Seizmička dejstva na potporne konstrukcije 267
10.7.3 Razmatranja seizmičkih djelovanja na potporne konstrukcije 273
10.8 Proračun slijeganja potpornih konstrukcija 274
10.9 Metode provjere bitnih zahtjeva za objekat 276

10.10 REŠENI ZADACI PREMA EVROKODU EC7 277

Zadatak 1: 277
Zadatak 2: 286
Zadatak 3: 293
Zadatak 4: 299
LITERATURA 306
PRILOZI 308
O AUTORU 315