Výpočet sedání základových patek v přídavném modulu RF-/FOUNDATION Pro

Obecně

Celkové sedání s_ges v základové půdě vlivem zatížení od stavby se skládá ze složek okamžitého sedání s₀, konsolidačního sedání s₁ a časově závislého sedání vyvolaného dotvarováním (creepem) s₂.

s_ges = s₀ + s₁ + s₂ = s + s₂

Podle DIN 4019 [2] obsahuje sedání „s“ složku okamžitého a konsolidačního sedání. Postup, kterým se stanoví, si popíšeme níže. Na obrázku 01 jsou graficky znázorněny časově závislé složky sedání. Časový bod t₀ vyznačuje dobu do úplné konsolidace.

Složky sedání závislé na čase [2]

Výpočet sedání na základě svislých napětí v základové půdě

Níže popsaný postup výpočtu sedání vychází z modelu pružného, izotropního, homogenního poloprostoru. Tento způsob výpočtu sedání je vhodný také pro podloží o několika vrstvách.

Pro výpočet sedání se základová půda rozdělí na dílčí vrstvy a určí se svislá napětí v podloží pod základem. Podle teorie pružnosti se pak spočítají specifická sedání s_i jednotlivých dílčích vrstev, která se následně sečtou do celkového sedání s.

Výpočet svislých napětí v základové půdě

Pro výpočet sedání je třeba nejdříve stanovit svislá napětí v základové půdě. Při výpočtu napětí a sedání se vychází z modelu pružného, izotropního poloprostoru. Příslušná napětí se rozlišují podle svého zdroje následovně:
σ_or = napětí v základové půdě vlivem vlastní tíhy základové půdy
σ_z = napětí vyvolané zatížením od stavby
σ_z,i = napětí vyvolané zatížením od stavby v dílčí vrstvě i

Svislá napětí v základové půdě σ_z vyvolaná přídavným zatížením v hloubce z lze vypočítat na základě Boussinesqova vztahu [3] a principu superpozice.

Podle Boussinesqa se stanoví svislé napětí v základové půdě vyvolané svislým osamělým zatížením V na plochu poloprostoru tak, jak je znázorněno na obrázku 02.

Svislé napětí v základové půdě podle Boussinesqa [2]

Svislé napětí v základové půdě v hloubce z pod rohovým bodem rovnoměrně „pružného“, svislého, obdélníkového napětí σ_z lze stanovit podle obrázku 03.

Svislá napětí v základové půdě pod rohovým bodem rovnoměrného obdélníkového zatížení [2]

Součinitel i_R ovlivňující výpočet napětí lze také převzít z příslušných nomogramů, například z DIN 4019 [2].

Při výše uvedeném postupu se stanoví v podloží pod základem průběh svislých napětí v základové půdě, který je symbolicky znázorněn na obrázku 04.

Průběh svislých napětí v základové půdě a příslušného sedání pod rovnoměrně rozděleným zatížením [2]

Hloubka uvažovaná při výpočtu sedání

Při výpočtu sedání je třeba zohlednit přídavná napětí vyvolaná zatížením základu až do hloubky vlivu neboli mezní hloubky. Podle EN 1997-1 [1] a DIN 4019 [2] lze tuto hloubku předpokládat v hloubce z, ve které efektivní svislé napětí vyvolané zatížením základu činí 20 % efektivního napětí tlaku nadloží.