Drehfedersteifigkeit von Fundamenten bei Boeden mit Schichtung und druckabhaengigem Verformungsmodul / Rocking stiffness of foundations in soils with layering and pressure-dependent deformation modulus

Loesungen der Elastizitaetstheorie bilden nach wie vor die Grundlage fuer den Nachweis der Gebrauchstauglichkeit ausmittig belasteter Fundamente. Bei dieser vereinfachenden Betrachtung wird die Abhaengigkeit des Verformungsmoduls natuerlicher Boeden von dem Druckniveau durch geegnete Beziehungen beschrieben, waehrend der Einfluss der Dehnungen durch einen pauschalen Abminderungsfaktor erfasst wird. Eine geschlosssene Loesung fuer die Drehfedersteifigkeit starrer Fundamente existiert lediglich fuer eine kreisfoermige Grundflaeche. Fuer rechteckige Fundamente werden Naeherungsformeln aus numerischen Loesungen entwickelt. Die Gegenueberstellung starrer Fundamente und schlaffer Lastflaeche zeigt, dass in guter Naeherung die Verdrehung aus der um 20 Prozent erhoehten Setzungsdifferenz im Mittenschnitt der Grundflaeche ermittelt werden kann. Anhand des Prinzips der aequivalenten Tiefe bei Boeden mit tiefenanhaengigem Modul wird auf die wesentlich geringere Einflusstiefe des Kippmoduls im Vergleich zur vertikalen Translation eingegangen. Mittels einer nichtlinearen Finite-Element Berechnung wird der Einfluss der Druckabhaengigkeit des Verformungsmoduls aufgezeigt. Aus einer umfangreichen Parameterstudie mit der Methode der duennen Schichten wird eine explizite Beziehung fuer die Drehfedersteifigkeit eines Kreisfundaments auf einem Zweischichten-Bodenmodell fuer ein breites Spektrum von Radien und Bodenprofilen entwickelt. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: Solutions of linear elasticity still form the basis for the serviceability check of eccentrically loaded footings. In a simplified approach the dependency of natural soils on pressure level is described by means of adequate relationship while the influence of strain is accounted for by a modulus reduction factor. A closed-form solution for the rocking stiffness of rigid footings exists only for a circular base area. For rectangular footings approximate formulae are developed from numerical solutions. The comparison between rigid footings and loaded areas yields that the rotation can be approximately determined by increasing the settlement difference on the base area symmetry line by 20 percent. By means of the principle of the equivalent depth in soils with depth-dependent modulus it has been shown that the rocking mode has an essentially shallower depth of influence than the vertical translation mode. A nonlinear finite element analysis is performed to assess the influence of the pressure dependency of the deformation modulus. From an extensive parametric study carried out with a thin-layer method code an explicit expression is derived for the rocking stiffness of a circular footing on a two-layer soil model that covers a broad range of footing radii and soil profiles. (A)

• Authors:
  • VRETTOS, C
• Publication Date: 2010

Language

• German

Media Info

• Pagination: 540-7
• Serial:
  • Bauingenieur
  • Volume: 85
  • Issue Number: 12
  • Publisher: Springer Verlag

Subject/Index Terms

• TRT Terms: Calculation; Deformation; Finite element method; Foundations; Ground settlement; Mat foundations; Modulus of elasticity; Soil mechanics; Soils; Stiffness; Torsion
• ITRD Terms: 6464: Berechnung; 4156: Boden; 5755: Bodenmechanik; 5919: Elastizitätsmodul; 3377: Fundament; 3377: Gründung; 3397: Gründungsplatte; 6490: Methode der finiten Elemente; 5792: Setzung; 5931: Steifigkeit; 5512: Torsion; 5595: Verformung
• Subject Areas: Geotechnology; I24: Design of Bridges and Retaining Walls; I42: Soil Mechanics;

Filing Info

• Accession Number: 01330366
• Record Type: Publication
• Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
• Files: ITRD
• Created Date: Feb 25 2011 11:27AM