Publikacje

Współczesny świat inżynierii geotechnicznej cechuje się dynamicznym postępem, zarówno w zakresie wykorzystywanych materiałów, jak i technologii wspierających prace projektowe. Nie bez przyczyny, gdyż jak dobrze wiemy- potrzeba matką wynalazków. Ten postęp jest wywołany głównie tym, że coraz mniej w naszym otoczeniu jest miejsc, charakteryzujących się  łatwymi warunkami wodno-gruntowymi, pod kątem projektowania fundamentów i innych struktur, które możemy uznać za „geotechniczne”.

Liczba wyzwań czyhających na geotechników w codziennej pracy stale rośnie, nie są to tylko problemy natury technicznej, ale również też te wynikające z presji czasu oraz budżetu. Na szczęście współcześni geotechnicy mają dostęp do aktualnej wiedzy i umiejętności i mogą w swojej pracy korzystać z nowoczesnych narzędzi, m.in specjalistycznych programów do wykonywania prostych ale również bardziej skomplikowanych analiz geotechnicznych.

Jednym z takich programów, który w codziennej pracy związanej z projektowaniem konstrukcji z grodzic winylowych wykorzystują  nasi geotechnicy w Pietrucha Group, jest moduł „Ściana Analiza”, wchodzący w skład programów GEO-5, dostarczanych przez firmę Fine Software.

Ściana analiza GEO-5

Tradycyjne, metody pracy geotechników często opierały się na doświadczeniu i intuicji, wspartych ręcznymi obliczeniami. Jednak złożoność współczesnych projektów inżynierskich wymaga zastosowania bardziej zaawansowanych narzędzi. W tym kontekście, pakiet GEO-5, z modułem "Ściana analiza", stanowi kluczowe narzędzie umożliwiające dokładne modelowanie i analizę zachowania się grodzic winylowych pod różnymi warunkami.

Jednym z kluczowych aspektów modułu "Ściana analiza" jest zastosowanie metody parć zależnych, która pozwala na uwzględnienie nieliniowego modelu sprężysto-plastycznego. Wartość parcia oddziałującego na konstrukcję zależy od jej odkształcenia, co umożliwia bardzo dokładne symulacje. Ten aspekt jest szczególnie ważny w kontekście grodzic winylowych, gdyż one w porównaniu do np. grodzic stalowych są znacznie bardziej elastyczne, co przekłada się na większe prognozowane przemieszczenia konstrukcji, a co za tym idzie ruchu masy gruntowej otaczającej tą konstrukcję.

Dodatkowo program uwzględnia wiele norm, np. EN 1997 lub Amerykańskie, pozwalając na wybór odpowiednich współczynników bezpieczeństwa oraz różnych podejść i sytuacji obliczeniowych, w zależności od miejsca wykonywania projektu. To zapewnia zgodność projektów z aktualnymi wymogami i standardami bezpieczeństwa w każdym miejscu na świecie.

Jak zaimplementować grodzice winylowe w projekcie geotechnicznym?

Ogromną zaletą modułu „Analiza Ściana” jest szybkość tworzenia modeli konstrukcji i intuicyjność pracy. Pierwszym krokiem będzie poprawne zamodelowanie sytuacji związanej z warstwami gruntu tzn. z ich rodzajem oraz miąższością. Można to zrobić czerpiąc wiedzę z dokumentacji geotechnicznej projektu, lub wykorzystać wbudowaną do programu bazę gruntów.

Następnie, wchodząc w zakładkę „geometria”, edytujemy bazowo zdefiniowaną ścianę żelbetową i w okienku wyboru „Rodzaj ściany” wybieramy „Ściana z grodzic winylowych”. Kolejnym krokiem będzie wybór dokładnego profilu grodzicy winylowej z katalogu oprogramowania, więc klikamy „Katalog” i w tym miejscu zachęcamy Państwa do wyboru, profili winylowych EcoLock lub hybrydowych SuperLock.

Wybieramy przykładowy profil (np. GW-610/9) i definiujemy jego długość, a następnie przechodzimy do kolejnych kroków definiowania modelu naszego projektu. Są to np. głębokość i ukształtowanie wykopu, ukształtowanie naziomu, poziom wody gruntowej, obciążenia itp.

Warto zatrzymać się na chwilę w tym miejscu, gdyż jest jeszcze jedna ważna sprawa o której należy pamiętać przy wykorzystaniu grodzic winylowych w projektach, gdzie mają one pracować jako konstrukcja oporowa. Musimy wiedzieć, że PVC z którego produkowane są grodzice winylowe, to polimer i jak każdy polimer charakteryzuje się tym, że pewne czynniki zewnętrzne mogą wpływać na jego właściwości z biegiem czasu. Mówimy tutaj o takich czynnikach jak np. stałe obciążenie (parcie aktywne) w czasie powodujące pełzanie materiału, temperatura, czynniki atmosferyczne.

Należy tutaj jednocześnie podkreślić, że bazując na doświadczeniu Pietrucha Group wypracowała  indywidualne podejście do projektowania grodzic EcoLock i SuperLock w zależności od założeń projektowych. W rezultacie, możemy z dużą dokładnością oszacować, w jaki sposób wyżej wymienione czynniki wpłyną na parametry techniczne materiału po np. 50 latach. Dzięki czemu, konstrukcje z grodzic winylowych przeanalizowane z użyciem naszego podejścia będą znacznie bezpieczniejsze.

Przechodzimy tym samym do kolejnej zalety modułu Ściana Analiza. W zakładce „Materiał” możemy zdefiniować własne parametry materiału takie jak: wytrzymałość na rozciąganie, Moduł Younga oraz Moduł Kirchhoffa, które będą odpowiadać rzeczywistości po x latach budowy.

Docelowym współczynnikiem bezpieczeństwa używanym w oprogramowaniu jest SF=2, który zapewnia odpowiednie bezpieczeństwo w większości projektów. Jednakże na podstawie naszej praktyki, wiemy, że czasami jest on za niski, a czasami zbyt konserwatywny. Dzięki naszemu podejściu do projektowania oraz możliwości edycji parametrów materiałowych w programie, nasze ostateczne wyniki analizy są znacznie bliżej prawdy.

Zapraszamy do śledzenia naszego bloga na www.pietrucha.pl, gdzie wkrótce pojawią się nowe artykuły rozwijające temat naszego podejścia do projektowania oraz jego praktycznego zastosowania.

Gdy już dobrze zamodelowaliśmy naszą konstrukcję, czas przyjrzeć się rezultatom obliczeń wykonanych na podstawie analizy geotechnicznej naszego modelu. W przypadku grodzic winylowych w tym kroku kluczowym jest obserwowanie maksymalnych prognozowanych przemieszczeń konstrukcji, gdyż ze względu na stosunkowo niski Moduł Younga PVC, grodzice winylowe posiadają znacznie niższą sztywność konstrukcji niż grodzice stalowe, co właśnie przekłada się na duże odkształcenia. Możemy mieć sytuację, że moment gnący i siła ścinająca generowana w konstrukcji będzie wynosiła zaledwie 20% maksimum, jednakże przemieszczenia będą znacznie przekraczać 50mm.

I tutaj, jeśli przykładowo nasz profil GW-610/9 nie spełnia swojego zadania, zawsze warto sprawdzić profile mocniejsze, dedykowane konstrukcjom oporowym, np. GW-580, GW-458 lub nawet grodzicę hybrydową SuperLock.

Warto również wspomnieć, że moduł „Ściana Analiza” pozwala przeanalizować zachowanie konstrukcji w poszczególnych fazach budowy lub pod wpływem różnych, zmiennych warunków oddziałowujących na konstrukcję (np. zmienny poziom wody). Wystarczy dodać fazę budowy nad widokiem modelu i odpowiednio zmienić sytuacje występującą w tej fazie.

Gdy mamy już przeanalizowane wszystkie fazy budowy i mamy pewność, że nasza konstrukcja będzie bezpieczna, możemy przejść do wygenerowania raportu z całej analizy, który może zawierać również widoki 2D i 3D naszej konstrukcji, założenia do modelu oraz wyniki obliczeń. Taki raport stanowi świetny załącznik do naszej dokumentacji projektowej, stanowiący również dowód dla klienta, że z odpowiednią uwagą podeszliśmy do zaprojektowania konstrukcji z grodzic winylowych. Ponadto co ważne, klient może sprawdzić na drugą rękę, czy założenia projektowe, które wprowadziliśmy do modelu są zgodne z rzeczywistością.

Podsumowanie

Rozwój technologii i materiałów w geotechnice wymaga równoległego postępu w narzędziach projektowych, na szczęście to się dzieje i projektanci geotechnicy mają do wyboru wiele narzędzi do wykonywania szybkich analiz, które mogą służyć wstępnej weryfikacji przyjętej technologii.

Jednym z takich narzedzi jest włąsnie „Ściana Analiza” w pakiecie programów GEO-5. To narzędzie nie tylko ułatwia i przyspiesza proces projektowy, ale również znacząco podnosi dokładność i bezpieczeństwo projektów z wykorzystaniem grodzic winylowych i hybrydowych, takich jak EcoLock i SuperLock.

W rezultacie geotechnicy mogą z większą pewnością i precyzją przewidywać zachowanie konstrukcji, co jest nieocenione w obliczu złożonych wyzwań współczesnej inżynierii lądowej.

Pamiętaj, że na każdym etapie projektu, możesz liczyć na bezpłatne wsparcie naszego zespołu przy doborze odpowiedniego profilu dla twojego projektu. Nasi inżynierowie odpowiedzą na wszelkie pytania dotyczące wykorzystania naszych produktów w twoim projekcie.