Laskentaohjelman käyttö tukiseinän mitoituksessa : Novapoint GeoCalc -ohjelma

Abstract

Rakennuskaivantojen reunat pyritään tekemään luiskattuina. Mikäli tämä ei ole maaperän ominaisuuksien tai olosuhteiden vuoksi turvallista tai taloudellista, reunat tuetaan.

Kaivantojen tukiin kohdistuu maanpaine. Maanpaine on maa-ainesten ja huokosveden omaa painoa ja niiden kautta mahdollisesti välittyvää muuta kuormaa. Mikäli tuki on liikkumaton, paine on lepopainetta. Maanpaine mobilisoituu aktiivipaineeksi, kun tuki antaa myöten ja passiivipaineeksi, kun tuki siirtyy tuettavaa maata kohden.

Maaperän tärkein lujuusominaisuus on leikkauslujuus. Koheesiomaalla ja kitkamaalla leikkauslujuus perustuu eri tekijöihin. Maanpaineteoriat tarkastelevat maanpaineesta aiheutuvia jännityksiä ja maan rakenneominaisuuksista syntyviä leikkauslujuuksia ja määrittävät niiden avulla, missä vaiheessa maa joutuu murtotilaan.

Tukiseinien suunnittelun edellyttämä laskenta on vaativaa ja monivaiheista. Laskenta edellyttää iterointia ja vaihtoehtojen tarkastelua. Laskenta soveltuu siten hyvin tietokoneavusteisesti suoritettavaksi. Tässä opinnäytetyössä käytettävä ohjelma on Novapoint GeoCalc 2.3.1. Ohjelma on valittu Tampereen ammattikorkeakoulussa annettavan opetuksen tarpeiden perusteella ja tavoitteena on, että opinnäytetyötä tai osia siitä voitaisiin käyttää oppilaitoksessa annettavan opetuksen tukena.

Opinnäytetyössä selvitetään maanpaineen teoreettista perustaa ja laskentamenetelmiä siinä laajuudessa, että GeoCalc -ohjelmassa tehdyt teoreettiset valinnat ja vaihtoehdot tulevat helpommin ymmärrettäviksi.

Opinnäytetyö sisältää kaksi yksityiskohtaisesti opastavaa käyttöesimerkkiä tukiseinien mitoittamisesta GeoCalc -ohjelmalla. Mitoituksessa noudatetaan eurokoodia ja sen kansallista liitettä ja ohjeita, joita on annettu näiden soveltamisesta jousimalleihin perustu-viin laskentaohjelmiin.

GeoCalc -tukiseinäosio on käyttäjäystävällinen, mutta edellyttää käyttäjältä suuren määrän teoreettista ja käytännöllistä tietoa. Ohjelman käytön aloittaminen on helppoa, mutta edistyneempi käyttö vaativaa. Itseopiskelun tai lyhyen ohjatun opiskelun avulla on vaikea saavuttaa tuotantokäytössä vaadittavaa ammattitaitoa.

The sides of the building pits are made using weathering. If this is not safe or cost-effective due to property or condition limitations, a support is built to the sides.

The supports built for the building pits is affected by the earth pressure which is the weight of ground and capillary water and other load that is possibly transmitted through them. If the support is stationary the pressure is said to be at rest. Earth pressure is active when the support yields and passive when it moves towards the ground.

The most important attribute of the soil is shearing strength. For cohesion and non-cohesion soil it is based on different factors. Earth pressure theories reflect the earth pressure caused by stress and the shearing strength caused by the structural attributes of the earth and uses them to determine when the soil is at its fracture point.

The purpose of this study was to describe Novapoint GeoCalc program and its theoretical basis in order to promote its usage and with detailed examples a beginner in its use. Due to the Eurocode system the examples became more complex than initially intended.

During the work it became clear that the theoretical section should have been more comprehensive for the appointed purpose. The description of the program is detailed enough, but at the same time heavy to study. The conclusion is that it is easy to start the use of the program but the advanced and professional usage is very demanding.

Novapoint GeoCalc program is an excellent assistance for the geotechnical planning, especially in the calculations relating to the supported excavations and the retaining walls.