1. Program S-CALC na analýzu sadania základov
Softvér S-CALC umožňuje veľmi rýchlu analýzu zvislých napätí v podloží od priťaženia a zvislých deformácií (sadnutia) poddajnej základovej konštrukcie v ľubovoľnom počte bodov v ľubovoľnej polohe vzhľadom k základovej škáre. Určenie deformácií prebieha na základe užívateľom zadaného modelu podložia.
Výpočet zvislých napätí prebieha v súlade s predpokladmi pre priestorové úlohy v teórii pružného polpriestoru. Jadro programu pracuje na základe Steinbrennerovej rovnice, ktorá definuje určenie zvislých napätí na zvislici prechádzajúcej rohom pravouhlej zaťažovacej oblasti na povrchu pružného polpriestoru. Pre výpočet zvislých napätí od pravouhlého zaťaženia v ľubovoľnom bode je možné využiť princíp superpozície. Výsledné zvislé napätia možno určiť sčítaním, resp. odčítaním zvislých napätí od čiastkových kladných alebo záporných zaťažovacích oblastí.
σz [kPa] je zvislé napätie,
f [kPa] je hodnota rovnomerného pravouhlého zaťaženia – priťaženie základovej škáry,
L, B [m] sú pôdorysné rozmery pôsobiaceho zaťaženia (rozmery základu),
z [m] je hĺbka, resp. zvislá vzdialenosť bodu od pôsobiaceho zaťaženia.
f [kPa] je hodnota rovnomerného pravouhlého zaťaženia – priťaženie základovej škáry,
L, B [m] sú pôdorysné rozmery pôsobiaceho zaťaženia (rozmery základu),
z [m] je hĺbka, resp. zvislá vzdialenosť bodu od pôsobiaceho zaťaženia.
Výpočet sadania rešpektuje normu STN 73 1001. Zvislé napätie je redukované o štruktúrnu pevnosť zeminy len na jeho účinnú zložku (σz – m.σor).
Pre správne fungovanie programu je potrebné v MS Excel povoliť makrá. Program spolu s jednoduchým návodom si môžete stiahnuť TU:
2. Program na výpočet časového priebehu sadania
Konečná hodnota deformácie zemín sa nedosiahne okamžite po priťažení, ale v závislosti od vlastností a stavu zeminy až po určitom kratšom alebo dlhšom čase. Deformácie pod základmi stavieb v piesčitom podloží sú relatívne malé a prebehnú počas výstavby. V siltovitých zeminách trvajú niekoľko mesiacov až rokov, v íloch niekoľko rokov až desaťročí v závislosti od vlastností ílovitých vrstiev v podloží. Väčšina praktických úloh, ktoré riešia prognózu časového priebehu sadania, je založená na diferenciálnej rovnici jednodimenzionálnej konsolidácie. Jej autorom je Karl von Terzaghi (1925):
cv [m2s-1] je súčiniteľ konsolidácie – reprezentuje vlastnosti zeminy v priebehu konsolidácie,
u [kPa] je neutrálne napätie v danom mieste zemného telesa,
z [m] je hĺbka, resp. vzdialenosť od povrchu terénu alebo priepustnej vrstvy zeminy,
t [s] je čas.
u [kPa] je neutrálne napätie v danom mieste zemného telesa,
z [m] je hĺbka, resp. vzdialenosť od povrchu terénu alebo priepustnej vrstvy zeminy,
t [s] je čas.
Konsolidačná krivka je grafickou interpretáciou vzťahu medzi stupňom konsolidácie U (0-100%) a časom od vnesenia napätia do zeminy t [s]. Stupeň konsolidácie udáva, akou časťou sa na prenose zaťaženia v zemine podieľajú efektívne napätia a akú časť ešte preberajú napätia neutrálne. Pri 100% stupni konsolidácie sú neutrálne napätia u=0 a celé zaťaženie je prenášané zrnami zeminy. Stupeň konsolidácie teda súčasne udáva aj to, aká časť celkového konečného sadania s [mm] prebehla za daný čas od začiatku priťaženia.Diferenciálne rovnice odvodené pre priemerný stupeň konsolidácie sú pomerne zložité. Pri riešení praktických úloh sa najviac používajú nomogramy, ktoré vyjadrujú vzťah medzi stupňom konsolidácie U a časovým faktorom T. Súčinitele konsolidácie zemín cv sa pohybujú v relatívne veľkých rozsahoch (niekoľko rádov). Preto je pre spoľahlivú prognózu sadania výhodné realizovať parametrickú štúdiu, ktorá vystihuje celú škálu prípadov, ktoré sa môžu reálne vyskytnúť. S využitím grafických pomôcok (nomogramov) sú však tieto výpočty veľmi ťažkopádne a zdĺhavé. Pre automatizáciu výpočtov bol vyvinutý jednoduchý výpočtový program na určenie časového priebehu sadania (Pollák, 2013) v prostredí MS Excel s využitím skriptu Visual Basic for Applications. Program v sebe implementuje nomogramy a oslobodzuje tým užívateľa od prácneho odčítavania stupňov konsolidácie, resp. časových faktorov.
Pre správne fungovanie programu je potrebné v MS Excel povoliť makrá. Program spolu s jednoduchým návodom si môžete stiahnuť TU:
