Przegląd norm europejskich dotyczących projektowania konstrukcji geotechnicznych.pdf

normy projektowe

Przegląd norm europejskich

konstrukcji geotechnicznych

Pracę tę dedykuję pamięci dr. inż. Edwarda Motaka – wspa-

niałego konstruktora i geotechnika, jednego z twórców Warsztatu

Pracy Projektanta Konstrukcji, prekursora porównań norm kra-

jowych i zagranicznych.

1. Wprowadzenie

Od początku 2004 r., a więc jeszcze przed przystąpieniem do

Unii Europejskiej, Polska została pełnoprawnym członkiem (do-

tychczas była tzw. członkiem stowarzyszonym – affiliated) Euro-

pejskiego Centrum Normalizacji CEN w Brukseli. Przyspieszyło

to działania w dziedzinie normalizacji, wynikające z zasad obo-

wiązujących w Unii. Zintensyfikowano prace nad ustanawianiem

norm europejskich jako krajowych. Tym niemniej stale są w tej

dziedzinie opóźnienia, związane zarówno z ograniczonymi środ-

kami na prace normalizacyjne, jak i z intensywnym tworzeniem

norm w skali europejskiej, za którymi prace krajowe nie nadą-

żają.

Praca niniejsza zestawia aktualne informacje o europejskich

normach fundamentowych oraz o ich wdrażaniu w Polsce. Po-

dobne informacje autor publikował już kilkakrotnie (np. [9], [10],

[11]), ale każdy rok przynosi zmiany, nowe prace i nowe zadania

wdrożeniowe. Obszerniej przedstawiono normy dotyczące fun-

damentów, o normach rozpoznania podłoża oraz badań grun-

tów i skał wyczerpująco pisali m.in. L. Wysokiński [23], [24] oraz

W. Cichy [1].

Normy europejskie z dziedziny geotechniki tworzą trzy grupy:

• normy projektowania (tzw. Eurokody),

• ponad 30 norm badań gruntów ISO i EN-ISO oraz instrukcji

CEN/TC 341,

• grupa norm EN „Wykonawstwo specjalnych robót geotech-

nicznych”.

2. Eurokody – europejskie normy projektowania

2.1. Wprowadzanie systemu Eurokodów

Program opracowania europejskich norm projektowania bu-

dowli został uruchomiony w 1975 r. przez Komisję Wspólnoty

Europejskiej. Celem programu było usunięcie przeszkód tech-

nicznych w wymianie handlowej i usług oraz harmonizacja usta-

leń technicznych w krajach Wspólnoty Europejskiej. W ramach

tego programu działań podjęto inicjatywę utworzenia zbioru

zharmonizowanych reguł technicznych dotyczących projektowa-

nia konstrukcji. W latach 80. powstała pierwsza generacja norm

europejskich – Eurokodów.

Jako pierwszą wydano EN 1990:2002, która jest „normą-mat-

ką” całego zbioru Eurokodów do projektowania konstrukcji bu-

dowlanych. Norma ta określa główne wymagania stawiane pro-

jektowaniu (niezawodności, trwałości, jakości wykonania) oraz

podstawowe zasady koncepcji stanów granicznych konstrukcji:

nośności i użytkowalności. EN 1990:2002 stwarza ramy, które są

wypełniane przez kolejne normy systemu Eurokodów. Wiele po-

stanowień i wymagań tej normy zostało powtórzonych w normie

EN 1997-1.

Twórcy Eurokodów nie mogli wybrać jako podstawy przepi-

sów jednego kraju. Dlatego po wstępnych studiach zdecydowa-

no się stworzyć nowy system norm projektowania na podstawie

stanów granicznych, z zastosowaniem częściowych współczyn-

ników bezpieczeństwa. Było to wówczas „rewolucją” i do dzisiaj

nią jest w wielu krajach europejskich. W Polsce system ten jest

znany od dawna, gdyż zbliżone zasady projektowania zostały

wprowadzone już w 1974 r. (np. PN-76/B-03001, PN-74/B-03020

i inne).

Eurokody tworzą cały zestaw norm dotyczących podstaw pro-

jektowania oraz poszczególnych rodzajów konstrukcji. Po pra-

cach trwających ponad ćwierć wieku dwa pierwsze Eurokody

w kwietniu 2002 r. uzyskały pełen status norm europejskich.

Są to:

• EN 1990:2002 Eurokod – Podstawy projektowania konstrukcji;

• EN 1991-1-1:2002 Eurokod 1 – Oddziaływania na konstrukcje,

część 1-1: Od działywania ogólne – Ciężary objętościowe, cię-

żar własny, obciążenia zewnętrzne budynków.

Normy te zawierają klauzulę zobowiązującą kraje należące do

CEN, aby do października 2002 r. nadały im status normy kra-

jowej (przez opublikowanie identycznego tekstu albo przez jej

zatwierdzenie). Kolidujące z nią normy krajowe powinny zo-

stać wycofane do 2010 r.

Z projektowaniem fundamentów jest związanych bezpośred-

nio lub pośrednio kilka Eurokodów, m.in.:

• EN 1992-1-1:2004 Eurokod 2 – Projektowanie konstrukcji z be-

tonu;

• ENV 1993-5 Eurokod 3 – Projektowanie konstrukcji stalowych,

część 5: Palowanie [5];

• EN 1997-1:2004 – Projektowanie geotechniczne, część 1: Zasa-

dy ogólne, część 2: Rozpoznanie podłoża i badania gruntu;

• prEN 1998-5:2003 Eurokod 8 – Projektowanie konstrukcji na

oddziaływania sejsmiczne, część 5: Fundamenty, konstrukcje

oporowe i zagadnienia geotechniczne.

Eurokod 2 w wersji ENV miał osobną obszerną część 3: Fun-

damenty betonowe. W wersji EN 1992-1-1:2004 postanowienia

dotyczące konstruowania i wymiarowania fundamentów włączo-

no do podstawowej części 1. Natomiast EN 1993 nadal ma mieć

część 5: Palowanie.

Komplet dziesięciu Eurokodów ma zostać opublikowany do

końca 2005 r. Przewidziano trzyletni okres ich „koegzystencji”

z obecnymi normami krajowymi, a następnie ich weryfikację.

Pełne wdrożenie Eurokodów i wycofanie norm krajowych jest

planowane na lata 2008-2010. Eurokody wywarły już znaczący

wpływ na kształt przepisów w krajach Europy.

Warto wspomnieć, że jeden z największych ostatnio wybu-

dowanych obiektów mostowych – stała przeprawa drogowo-

18 Geoinżynieria i Tunelowanie 02/2005 (05)

normy projektowe

dotyczących projektowania

normy projektowe

-kolejowa przez Wielki Bełt, o długości 18 km, łącząca wyspy

duńskie Zelandię i Fionię – na życzenie inwestorów rządowych

była projektowana z doświadczalnym zastosowaniem wymagań

Eurokodów.

2.2. Cechy szczególne Eurokodów

W europejskich normach projektowania rozróżnia się zasady

(principles), od których nie ma odstępstw, i reguły stosowania

(application rules), które są przykładami ogólnie uznanych prze-

pisów, wynikających z zasad i spełniających ich wymagania.

Norma EN 1997-1 zawiera wiele ogólnych i szczegółowych

wskazań, postanowień lub zagadnień, które powinny lub mogą

być uregulowane w dokumentach krajowych z nią związanych.

W szczególności Eurokody uznają odpowiedzialność władz

w każdym państwie członkowskim i zapewniają im prawo do

określania wartości odnoszących się do przepisów bezpieczeń-

stwa na poziomie krajowym, które nadal różnią się w poszcze-

gólnych państwach.

Istotnym zagadnieniem jest kwestia obligatoryjności Eurokodu.

Zachodzi pewna rozbieżność zapisów w przedmowach norm

EN, zobowiązujących kraje członkowskie CEN do wycofania lub

zmiany w ustalonym krótkim okresie wszystkich norm i przepi-

sów sprzecznych z daną normą EN. Natomiast prawodawstwo

krajów CEN jest zróżnicowane. W niektórych krajach normy są

aktami prawa (akceptowanymi przez parlament lub w inny spo-

sób obowiązującymi). W innych krajach, jak Wielka Brytania czy

Polska, normy nie są dokumentem obowiązującym. Jednak już

ustanowione normy są powszechnie stosowane, zwłaszcza w ro-

botach publicznych, gdyż odstępstwa od nich powodują zwięk-

szenie odpowiedzialności projektanta lub inwestora, trudności

ubezpieczeniowe (większe wymagania i opłaty) itp. Wykładnia

przyjęta przez Komisję CEN/TC 250/EC 7 jest taka, że w krajach,

gdzie prawo na to pozwala, można projektować budowle zgod-

nie z Eurokodami lub inaczej, ale w drugim przypadku projekt

jest traktowany jako niezgodny z EN – ze wszystkimi skutkami

prawnymi.

W Polsce normy ogólnie nie są obowiązujące, a obligatoryjność

konkretnej normy lub jej fragmentu może wynikać z powołania

jej w ustawie lub przepisie wykonawczym, albo w rozporządze-

niu właściwego ministra. Jednakże w praktyce stosowanie normy

EN jest obowiązkowe, jeśli zostanie to ustalone w kontrakcie na

konkretne roboty.

Eurokody wprowadzają nowe pojęcia, np.: oddziaływania

(obejmujące obciążenia, wymuszone przemieszczenia itp.), od-

działywania geotechniczne (od gruntu, zasypki lub wody), kate-

goria geotechniczna, projekt i projektant geotechniczny, metoda

obserwacyjna, doświadczenie porównywalne, wartości wypro-

wadzone parametrów geotechnicznych [8], [14], [24] (wprowa-

dzane także w polskich normach i przepisach, np. [16], [17]). Ko-

nieczne jest nauczenie się nowych terminów i metod. W tym celu

potrzebne są polskie teksty norm, poradniki, komentarze i pod-

ręczniki oraz szkolenia projektantów i nauczycieli akademickich.

Oznacza to duży zakres prac, na które muszą być zapewnione

odpowiednie środki. Bez tego pomyślne i terminowe wdrożenie

zasad Eurokodów nie będzie możliwe.

Zawartość i zakres Załącznika Krajowego są regulowane przez

postanowienia przepisów CEN. Załącznik Krajowy może zawie-

rać tylko informacje dotyczące tych parametrów, które zostały

w Eurokodzie pozostawione do ustalenia krajowego – są one

zwane parametrami ustalonymi w krajach członkowskich, mają

być stosowane przy projektowaniu budynków i obiektów inży-

nierskich realizowanych w odnośnym kraju.

Załącznik może także zawierać:

• decyzje dotyczące stosowania załączników informacyjnych,

• przywołania niesprzecznych informacji uzupełniających, po-

mocnych w stosowaniu Eurokodów.

Zasady prezentacji oraz szczegóły zakresu i formy Załącznika

Krajowego określają reguły PKN zamieszczone w RPN-008:1997

(z późniejszymi zmianami). Może on zawierać:

• postanowienia wynikające z przepisów krajowych (odchylenia

typu A), które zastępują odpowiednie postanowienia normy

EN;

• postanowienia dotyczące szczególnych warunków krajowych

(np. wynikające z warunków klimatycznych);

• informacje do norm PN-EN;

• w przyszłości – zmiany i poprawki do PN-EN.

Załączniki powstałe już w niektórych krajach CEN są dość ob-

szernymi dokumentami, niejednokrotnie uściślającymi lub istot-

nie zmieniającymi wymagania norm EN, w granicach upoważ-

nienia zawartego w EN.

3. Norma EN 1997-1 – Projektowanie geotech-

niczne, część 1: Zasady ogólne

W 1994 r. została opublikowana prenorma ENV 1997-1 – Pro-

jektowanie geotechniczne, część 1: Zasady ogólne. W wyniku

międzynarodowej ankiety i dyskusji w 2000 r. powstał projekt

podstawowej normy projektowania fundamentów prEN 1997-1

– Projektowanie geotechniczne, część 1. W kolejnych latach po-

prawiano jego wersje, a w końcu w 2004 r., po pozytywnym

wyniku formalnej ankiety CEN, ustanowiono normę EN 1997-1

[6]. Opracowano też projekt części 2 [7], stanowiący połączenie

części 2 i 3 wersji ENV.

Wersje ENV Eurokodu 7 są znane w Polsce, gdyż były opu-

blikowane przez ITB w materiałach konferencji w Mrągowie

w 2000 r. W ostatecznej wersji EN 1997-1 dokonano jednak istot-

nych zmian. Istnieje już jej roboczy przekład IBDiM na język pol-

ski.

3.1. Charakterystyka normy EN 1997-1

Projektowanie geotechniczne różni się istotnie od projektowa-

nia pozostałych części konstrukcji budowlanych, położonych po-

nad gruntem. Stosuje się do nich podejścia bardziej rygorystyczne

i skodyfikowane. Projektant konstrukcji ma do czynienia z mate-

riałami, które jeszcze nie istnieją w momencie projektowania, ale

których wymagane właściwości można dość dokładnie określić.

Zakres zmienności (odchyłek) parametrów jest nieduży i zwykle

dobrze znany. Wpływ ich zmienności jest całkowicie uwzględ-

niany we współczynnikach materiałowych itp., podanych w nor-

mach.

W przypadku projektowania geotechnicznego projektant dys-

ponuje wiedzą i rozeznaniem warunków, których nie można

przewidzieć w normach. Zna on lokalizację obiektu, zwykle też

geologię terenu, dysponuje wynikami badań podłoża, publika-

cjami dotyczącymi rozpatrywanych problemów, wynikami ob-

serwacji obiektów itp. Podstawą obliczeń geotechnicznych są

dość subiektywnie oceniane parametry obliczeniowe gruntów.

Zadaniem projektanta geotechnicznego jest ocena całokształtu

2.3. Normy PN wdrażające Eurokody i Załączni-

ki Krajowe

Zgodnie z zasadami normalizacji CEN krajowe normy wpro-

wadzające powinny zawierać pełny opublikowany tekst Euroko-

du (razem z Załącznikami), który może być poprzedzony przez

krajową stronę tytułową i przedmowę krajową; może mu towa-

rzyszyć Załącznik Krajowy.

Geoinżynieria i Tunelowanie 02/2005 (05)

normy projektowe

normy projektowe

dostępnych danych i wybór na ich podstawie parametrów cha-

rakterystycznych. Eurokod 7-1 stanowi, że parametry należy

wybrać poprzez ostrożne oszacowanie wartości wpływających

na wystąpienie rozpatrywanego stanu granicznego. Wartość

„wyprowadzona” nie jest więc wartością średnią lub wyzna-

czoną z określonym prawdopodobieństwem metodami analizy

statystycznej, lecz wartością ekspercką. Wybór wartości jest ele-

mentem „sztuki budowlanej”, zależy on w dużym stopniu od

doświadczenia i wiedzy projektanta.

Eurokod 7-1 [6] jest obszernym dokumentem (168 stron)

obejmującym zagadnienia badań podłoża, projektowania

geotechnicznego fundamentów i budowli ziemnych, kontroli

i monitorowania obiektów. Rozdział 2 (Podstawy projektowa-

nia) obejmuje m.in.: kategorie geotechniczne, stany graniczne

nośności i użytkowalności, warunki obliczeniowe, podejścia

projektowe i inne wymagania. Rozdział 3 (Dane geotechnicz-

ne) dotyczy badań geotechnicznych i oceny podłoża oraz do-

kumentacji badań. Rozdział 4 (Nadzór robót, monitorowanie,

utrzymanie) zajmuje się kontrolą warunków i zachowania kon-

strukcji podczas budowy i użytkowania. Rozdziały 5-12 dotyczą

projektowania różnych rodzajów konstrukcji i zabiegów, takich

jak: nasypy i wzmacnianie gruntu, odwodnienia, fundamen-

ty bezpośrednie, palowe, zakotwienia, konstrukcje oporowe,

zniszczenie hydrauliczne, stateczność ogólna i nasypy komu-

nikacyjne.

badań podłoża, wymagania dotyczące projektowania oraz kon-

troli wykonawstwa i eksploatacji obiektu, konieczności moni-

torowania geotechnicznego itp. Zagadnienie to, zwłaszcza w

stosunku do obiektów drogowych i mostowych, zostało szcze-

gółowo przedstawione np. w Instrukcji GDDP [8].

Eurokod 7-1, p. 2.1 (9-21), jak również Rozporządzenie [18],

wyróżnia trzy kategorie:

• prostą – małe i proste budowle z pomijalnym ryzykiem dla

życia i mienia,

• normalną – typowe konstrukcje i przeciętne warunki grunto-

we,

• skomplikowaną – wyjątkowo duże lub złożone budowle,

zlokalizowane na terenach o trudnych warunkach geotech-

nicznych, których budowa jest związana ze znaczącym ryzy-

kiem.

Od kategorii geotechnicznych zależy też poziom szczegóło-

wości projektów geotechnicznych. Dla prostych projektów wy-

starczyć może tylko kilka stron, często nie wymagają one analizy

statycznej, a obliczenia są bardzo uproszczone. W 2. kategorii

stosowany jest typowy obecnie zakres projektu. W przypadku

3. kategorii mogą być potrzebne niekonwencjonalne badania

i analizy, wykonanie i badania elementów próbnych, a także

monitorowanie zachowania obiektu i otoczenia podczas budo-

wy oraz później, w czasie eksploatacji budowli.

Właściwości gruntów podłoża są zgodnie z 2.4.3 wyrażane

liczbowo za pomocą parametrów geotechnicznych. Są one wy-

znaczane w następujący sposób:

• z badań, mierzone bezpośrednio lub na podstawie korelacji,

danych empirycznych lub innych źródeł czy obserwacji;

• interpretacja parametrów jest dostosowana do rozpatrywane-

go stanu granicznego;

• uwzględniane są różnice wartości parametrów z badań pró-

bek oraz gruntu w masywie, które decydują o zachowaniu

konstrukcji geotechnicznej;

• w razie potrzeby stosuje się współczynniki kalibracyjne

do wyników badań polowych lub laboratoryjnych według

EN 1997-2, albo uwzględnia inne dostępne korelacje.

Do projektowania wykorzystuje się wartości charakterystycz-

ne i obliczeniowe parametrów geotechnicznych. Wartości cha-

rakterystyczne określa się, jak już podano, na podstawie analizy

dostępnych wyników, odpowiednio do zadania geotechnicz-

nego. Według PN-B-02481:1998 [17] wartości te są szacowane

z wymaganym prawdopodobieństwem na podstawie wartości

wyprowadzonych parametrów, z uwzględnieniem możliwych

różnic między właściwościami zmierzonymi a, rzeczywistymi

właściwościami gruntu lub skały w podłożu, oraz innych czyn-

ników.

Do obliczeń stanu granicznego nośności (ULS) przyjmuje się

„ostrożne” (zwykle mniejsze od średnich) wartości charaktery-

styczne parametrów. Natomiast w przypadku stanu granicznego

użytkowalności (SLS) parametry sztywności (odkształcalności)

gruntu należy wyznaczać jako wartości średnie. Wyjątek stano-

wią zagadnienia współdziałania (interakcji) fundamentu z pod-

łożem, w których również parametry sztywności przyjmuje się

jako wartości „ostrożne”, a nie średnie.

Wartości obliczeniowe według 2.4.6.2 są wyprowadzane

z wartości charakterystycznych przez zastosowanie współczyn-

nika częściowego (bezpieczeństwa), odpowiednio do sytuacji

projektowej, albo są określane bezpośrednio. Wartości współ-

czynników częściowych podawane są w Załączniku Krajowym

do normy, a zalecane wartości minimalne współczynników za-

wiera Załącznik A normy.

Wskazówki dotyczące wyznaczania parametrów geotechnicz-

nych zawierają m.in. prace [13], [24] oraz Instrukcja GDDP [8].

3.2. Podstawy projektowania geotechnicznego

według EN 1997-1

Eurokod 7 określa pełną listę warunków, których rozpa-

trzenie jest wymagane przez projektantów geotechnicznych.

W wymaganiach tych większy nacisk został położony na kryte-

ria użytkowalności, gdyż ten stan graniczny występuje znacznie

częściej niż stan nośności.

Eurokod 7 w 2.1 (4) wymienia cztery metody projektowania:

• najczęściej stosowaną – na podstawie obliczeń analitycznych,

półempirycznych oraz modeli numerycznych;

• zastosowanie wymagań przepisów (prescriptive measures),

ustalanych przez poszczególne kraje, np. wymaganego zagłę-

bienia posadowień, głębokości przemarzania lub wpływów

sezonowych na podłoże spoiste, oraz podstawowych zaleceń

dla prostych przypadków konstrukcji (1. kategoria geotech-

niczna), które można projektować z pominięciem obliczeń;

• z użyciem modeli doświadczalnych lub próbnych obciążeń

elementów konstrukcji (zwłaszcza pali i kotew gruntowych)

oraz modeli w skali naturalnej albo zmniejszonej;

• postępowanie metodą obserwacyjną, w której projekt jest

w sposób ciągły weryfikowany podczas budowy; podane zasa-

dy tej metody to: określenie akceptowalnych granic zachowania

konstrukcji (np. osiadań, przemieszczeń, sił wewnętrznych),

zakresu zachowań prawdopodobnych, ustalenie programu

monitorowania i planu działań naprawczych wdrażanych

w przypadku, gdy obserwacje wykażą zachowanie wykracza-

jące poza akceptowalne granice.

W projekcie należy uwzględnić według 2.2 wszystkie zna-

czące sytuacje projektowe oraz według 2.3 trwałość materiałów

i konstrukcji (betonu, stali, drewna, tworzyw sztucznych) zgod-

nie z odpowiednimi normami. Wymagania dotyczące projektu

geotechnicznego różnią się znacznie w zależności od rodzaju

budowli i kategorii geotechnicznej obiektu.

Kategoria geotechniczna obiektu to zgodnie z EN 1997-

-1:2004 (Eurokod 7-1) kategoria zagrożenia bezpieczeństwa,

wynikająca ze stopnia skomplikowania projektowanej konstruk-

cji, jej posadowienia i obciążeń oraz ze złożoności warunków

geotechnicznych. Kategoria [18], [24] determinuje tryb i zakres

20 Geoinżynieria i Tunelowanie 02/2005 (05)

normy projektowe

normy projektowe

Geoinżynieria i Tunelowanie 02/2005 (05)

normy projektowe

normy projektowe

3.3. Stany graniczne w obliczeniach geotech-

nicznych

Projektowanie konstrukcji geotechnicznych obejmuje m.in.

sprawdzenie ich stanów granicznych: nośności (ULS) oraz

użytkowalności (SLS). Eurokod 7 nie określa ściśle formy ob-

liczeń, lecz określa, jakie kryteria należy sprawdzić oblicze-

niowo.

W 2.4.7.1 podano listę pięciu stanów granicznych nośności

posadowień:

• EQU – utraty równowagi budowli lub podłoża traktowanych

jako sztywna bryła (w stanie tym wytrzymałość gruntu nie

wpływa na nośność);

• STR – wewnętrznego zniszczenia lub nadmiernych odkształ-

ceń konstrukcji lub jej elementów (np. fundamentów, ścian

oporowych), w którym na nośność znacząco wpływa wy-

trzymałość materiału konstrukcji;

• GEO – zniszczenia lub nadmiernych odkształceń podłoża,

w którym na nośność znacząco wpływa wytrzymałość grun-

tu lub skały;

• UPL – utraty równowagi budowli lub podłoża wskutek wy-

poru wody;

• HYD – wyparcia hydraulicznego w podłożu spowodowane-

go gradientami hydraulicznymi.

3.4. Podejścia obliczeniowe w obliczeniach geo-

technicznych

Ponieważ twórcom normy EN 1997-1 było trudno uzgodnić

sposób stosowania współczynników częściowych, w stanach

STR i GEO wprowadzono trzy różne podejścia obliczeniowe

DA1, DA2 lub DA3, różniące się zakresem sprawdzeń [10], [14].

Podejścia różnią się też sposobem rozkładu współczynników

częściowych pomiędzy oddziaływania, skutki oddziaływań,

właściwości i wytrzymałości materiałów. Częściowo wynika

to z różnic w sposobie wprowadzania poprawek dotyczących

niepewności modelowania skutków oddziaływań i wytrzyma-

łości. Zalecane jest stosowanie współczynników częściowych

albo do pierwotnej zmiennej, tj. do parametru materiałowe-

go, albo do niektórych obliczonych zmiennych pośrednich:

efektów oporów (wytrzymałości) lub też do oddziaływań. Jest

z tym związana kwestia współczynników korekcyjnych modeli

obliczeniowych (skutków oporów lub oddziaływań). Obowią-

zuje zasada jednokrotnego stosowania współczynnika częścio-

wego do tego samego źródła obciążeń lub sił wewnętrznych.

Dla każdego z trzech podejść obliczeniowych norma po-

daje różne zestawy współczynników częściowych. Wartości

niektórych współczynników mogą być ustalane przez dany

kraj. Załącznik A normy prEN 1997-1 podaje „minimalne za-

lecane” wartości współczynników częściowych. Wartości do

stosowania w Polsce zostaną podane w Załączniku Krajowym

normy. Wybór tych wartości wymaga dokonania analizy i po-

równania z obecnymi normami. Na obecnym etapie propono-

wane współczynniki odpowiadają wartościom w Załączniku A

normy.

Z zapisu normy EN 1997-1 p. 2.4.7.3.4 (1) wynika, że w Za-

łączniku Krajowym należy określić sposób stosowania rów-

nań 2.6 (obliczeniowe skutki oddziaływań) i 2.7 (wartości

obliczeniowe oporów/wytrzymałości) oraz dokonać wyboru

podejść obliczeniowych DA1, DA2 lub DA3. Zagadnienie wy-

boru podejść projektowych jest istotne. Wymaga ono dalszych

studiów i analizy uwzględniającej porównanie z dotychczaso-

wymi zasadami obliczeń według norm krajowych.

3.5. Stosowanie współczynników częściowych

w obliczeniach geotechnicznych

Współczynniki częściowe w normie EN 1997-1 pełnią rolę ana-

logiczną do współczynników obciążeń (zwykle > 1) oraz współ-

czynników redukcyjnych (zwykle < 1) w obecnym systemie

norm budowlanych PN. Jednakże system współczynników w Eu-

rokodach jest bardziej rozbudowany i zróżnicowany. W praktyce

niektóre współczynniki mogą być stosowane rzadko lub tylko

wyjątkowo.

Współczynniki do oddziaływań i skutków oddziaływań.

Norma EN 1990:2002 określa γf jako współczynnik częściowy do

oddziaływań, uwzględniający możliwość niekorzystnych odchy-

leń wartości oddziaływania od jego wartości charakterystycznej.

Analogicznie γ Sd jest częściowym współczynnikiem uwzględnia-

jącym niepewności w modelowaniu oddziaływań oraz w mode-

lowaniu skutków oddziaływań. EN 1990:2002 dopuszcza łączenie

γ f i γ Sd w jeden współczynnik.

W różnych podejściach w EN 1997-1 powyższe współczynniki

są stosowane albo do oddziaływań, albo do skutków oddzia-

ływań. Ponieważ współczynniki modelowe γ Sd do oddziaływań

gruntu będą stosowane wyjątkowo, pozostawiono to do usta-

lenia krajowego; natomiast, dla uproszczenia, γ F jest stosowany

w każdym przypadku do oddziaływań, a γ E – do skutków od-

działywań w projektowaniu geotechnicznym (Załącznik A, tabli-

ce A.1.1 i A.2.1).

W podejściu obliczeniowym 2 wymaga się pojedynczego obli-

czenia dla każdej części projektu, a użycie współczynników albo

do oddziaływań, albo też do skutków oddziaływań zależy od

przeprowadzanych obliczeń; wybór powinien zostać dokonany

na podstawie ustaleń w Załączniku Krajowym.

Współczynniki do wytrzymałości i oporów materiałów.

Należy zwrócić uwagę, że w EN 1997-1 równanie 2.7 zawiera γ F F rep

we wzorze na opór obliczeniowy, gdyż wielkość oddziaływa-

nia może w pewnych przypadkach wpłynąć na wartości oporów

geotechnicznych, np. na nośność fundamentów bezpośrednich.

Wartość współczynnika przeliczeniowego η przyjmuje się

w EN 1997-1 jako równą 1,0, ponieważ charakterystyczne wy-

trzymałości materiału są definiowane jako rzeczywiste, a zatem

zawierają już η w wartości charakterystycznej.

Różne podejścia obliczeniowe wymagają, aby współczynniki

stosowane były albo do wytrzymałości materiałów (X), albo do

oporów (R). Współczynniki te łączą role współczynników ma-

teriałowych γ M oraz współczynników modelowych nośności γ Rd .

Dla uproszczenia, współczynniki odnoszące się do wytrzymało-

ści materiałów (X) oznaczono γ M , zaś stosowane do oporów (R)

– γ R . W podejściu obliczeniowym 2 współczynniki = 1 stosowane

są ogólnie do wytrzymałości materiałów, zaś współczynniki > 1

– do oporów. Dlatego we wzorze (2.7) stosowane są wartości

γ M = 1 i γ R > 1.

3.6. Sprawdzenie stanów granicznych nośno-

ści konstrukcji i podłoża w sytuacjach trwałych

i przejściowych

Rozważając stan graniczny zniszczenia lub nadmiernego

odkształcenia elementu konstrukcyjnego albo części podłoża

gruntowego (STR i GEO), należy wykazać, że obliczeniowe

efekty (skutki) oddziaływań są nie większe od obliczeniowych

oporów, wytrzymałości lub nośności elementów (wzór 2.5).

W odniesieniu do oddziaływań współczynniki częściowe

można stosować do samych oddziaływań (F rep ) lub do ich skut-

ków (E). W odniesieniu do oporów obliczeniowych współ-

czynniki częściowe można stosować tak do parametrów gruntu

(X) lub oporów (R), jak i do obu.

22 Geoinżynieria i Tunelowanie 02/2005 (05)

normy projektowe

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: