Nell'ingegneria della fondazione è un requisito comune per calcolare la lunghezza minima di incorporamento richiesto per un palo o una pila per resistere al carico laterale. Ad esempio, considera un palo della luce che può avere azioni verticali minime poiché supporta solo il suo peso autonomo ma le azioni laterali significative a causa del vento e di un grande cantilever. Anche se il nostro polo luminoso è infinitamente forte, c'è il rischio che il carico laterale possa causare guasti nel terreno di supporto con conseguente caduta del nostro polo chiaro. Di conseguenza dovremmo verificare che il nostro palo sia incorporato sufficientemente profondo per le forze e la geologia nel nostro problema.

La stabilità della pila laterale dipende principalmente dai seguenti fattori:

• Lunghezza della pila (L)
• Diametro della pila (D)
• Coesione del suolo (C')
• Angolo di attrito interno del suolo (Phi)
• Peso unitario del terreno (c)
• Carico orizzontale in cima alla pila (H)
• Momento in cima alla pila (M)

La pila può fallire a causa del carico laterale in tre modi diversi. Le modalità di fallimento sono:

• fallimento geotecnico (si verifica per una pila forte senza un incorporamento sufficiente)
• Insufficienza di taglio strutturale (improbabile ma una pila potrebbe fallire nel taglio, Viene fornito un diagramma della forza di taglio in modo che le forze di taglio possano essere riviste)
• fallimento della flessione strutturale (più probabile, Ma se una cerniera di plastica viene presa in considerazione usando il metodo BROMS, questo potrebbe essere a posto)

Per il resto di questo blog ci occuperemo principalmente del fallimento geotecnico per una pila. Determineremo anche la massima forza di taglio e il momento di flessione sulla pila in modo che possiamo quindi controllare che la capacità strutturale sia sufficiente.

Mentre una forza laterale inizia ad agire su una pila, la resistenza passiva di un terreno inizierà a svilupparsi alla base della pila. Il modo in cui viene calcolata la resistenza al suolo passivo è una delle principali differenze tra BROM e il metodo Brinch Hansen.

Come limite superiore possiamo supporre che l'intera resistenza passiva agisca su un singolo lato. Se la nostra pila non può risolvere queste forze, non è stabile e non sono necessari ulteriori controlli. Di seguito è mostrato un diagramma per i diversi metodi di stabilità della pila supponendo che la resistenza passiva sia tutto su un lato della pila.

Per Brinch Hansen i calcoli sono un po 'complicati da fare a mano, ma per brom che risolvono le equazioni a mano è più possibile con la pressione passiva della terra calcolata dalle seguenti formule.

Per brom granulari:

• P_z = 3 * D * c * z * K_p
• K_p = Tan²(45 + Φ/2)

Per brom coeso:

• P_z = 9 * c_u * D (dove la parte superiore 1.5 * D La profondità della pila ha pz = 0)

Dopo aver calcolato le pressioni terrestri lungo la pila ora dobbiamo considerare come la pila potrebbe ruotare. A una certa profondità ci sarà un punto in cui la pila ruota. Sotto il punto di rotazione le pressioni passive agirebbero a sinistra della pila nella stessa direzione della forza applicata e sopra il punto di rotazione le pressioni passive agirebbero a sinistra della pila nella direzione opposta alla forza applicata. Questo punto di rotazione è uno sconosciuto per cui dovremo risolvere.

Possiamo risolvere il punto di rotazione usando le nostre condizioni al contorno per il problema. Ci aspettiamo che la pila sia stabile la somma di tutte le nostre forze orizzontali dovrebbe essere 0. Ci aspettiamo anche che anche la somma dei nostri momenti sia 0, Nel caso della nostra pila dovremmo prevedere 0 momenti in fondo alla pila e un momento di m nella parte superiore della pila.

Il metodo Brinch Hansen prevede la somma delle forze orizzontali a 0 in modo tale che il diagramma della forza di taglio inizi al carico orizzontale e termina a un 0 in fondo alla pila. Una volta trovato il punto di rotazione attraverso questo metodo, possiamo interpretare il diagramma del momento di flessione per vedere quale momento massimo la pila potrebbe sostenere per questa forza di taglio.

Il metodo BROMS è leggermente diverso in quanto è considerata la somma dei momenti di flessione per determinare il punto di rotazione. Il diagramma della forza di taglio viene quindi rivisto per vedere qual è il carico laterale massimo che la pila può sostenere.

I fattori di riduzione come un fattore di sicurezza possono essere utilizzati per ridurre le pressioni passive della terra che sono considerate agire sulla pila. Una volta che le pressioni passive sono state ridotte a un importo consentito, i calcoli possono procedere normalmente.

Il metodo Brinch Hansen è buono quando si può presumere che la pila sia infinitamente rigida. Se le cerniere di plastica devono essere prese in considerazione o i calcoli desiderano essere confrontati con i calcoli delle mani, il metodo di calcolo BROMS è più adatto.

A seconda della modalità di fallimento del pile diverso approccio potrebbe essere adatto per aumentare la capacità di pile.

Un approccio potrebbe essere quello di aumentare il diametro della pila. Ad esempio per un post di recinzione in acciaio cavo circolare, è una pratica comune incorporarlo in una base in cemento con un diametro maggiore del polo. Questo aiuta la recinzione a essere stabile contro il caricamento laterale.

Un altro approccio è quello di aumentare la lunghezza dell'incorporamento della pila. Laddove la pila non sta mancando strutturalmente, ciò aumenterà la quantità di pressione passiva della terra che agisce sulla pila e contribuirà ad aumentare la resistenza delle pile.

Un metodo più difficile è aumentare la forza del materiale geotecnico che spesso non è pratico. Ciò potrebbe significare l'uso del riempimento controllato attorno a un post o persino al cemento, se necessario.

Il calcolatore della capacità di pila laterale Skyciv ha molte caratteristiche e capacità:

• Carichi e momenti laterali: Il calcolatore spiega l'impatto dei carichi e dei momenti laterali, Fornire una valutazione accurata della stabilità della fondazione in tali condizioni.
• Ottimizzatore integrato: Ottimizzare automaticamente per la lunghezza minima di una pila o il carico orizzontale massimo
• Metodi: Usa il metodo Broms o Brinch Hansen e confronta i risultati tra i due calcoli
• Più strati di terreno: Per il calcolo di Brinch Hansen utilizzare più strati di terreno
• Cerniere di plastica: Per il metodo BROMS mostra l'effetto dei cerniere di plastica sulla distribuzione del carico nella pila

• ACI Strip Pubing Design
• ACI Displod Pubing Design
• Calcolatore della capacità del cuscinetto

• Software di progettazione della Fondazione SkyCiv
• INTRODUZIONE SKYCIV Isolati Introduzione

SkyCiv offre un'ampia gamma di software di analisi strutturale e progettazione cloud per ingegneri. Come azienda tecnologica in continua evoluzione, ci impegniamo a innovare e a sfidare i flussi di lavoro esistenti per risparmiare tempo agli ingegneri nei loro processi di lavoro e nei loro progetti.