Mit der Programmkette ELPLA (ELASTISCHE PLATTE) können Gründungsplatten mit belie bi gem Grundriss, unterschiedlicher Dicke und Gründungstiefe auf in vertikaler und horizon ta ler Rich tung ungleichmäßigem, auch mehrfach geschichtetem Baugrund mit bilinearem Last-Ver formungs ver­halten nach der Methode der Finiten Elemente (FEM) berechnet werden. Es kön nen Fundamentplatten mit Aussparungen, Ecken und Löchern eingegeben werden. Auch können Einzellasten, Linienlasten, Flächenlasten und Momente an beliebiger Stelle unabhän gig vom Elementnetz eingegeben werden. Mit dem Programm ELPLA lassen sich auch verschie dene Nebenein flüsse wie Setzun gen aus Außeneinflüssen (Untertunnelung oder Bergsenkungen), Grundwasser ein flüsse, Nachbarbauwerke und Temperatureinflüsse erfassen. Auch die Bemes sung der Sohlplatte ist möglich.

 

 

 

ELPLA is the powerful tool for analyzing piled-raft foundations. ELPLA has models for analyzing single pile, pile groups, piled raft and friction piles in clay soil.

 

Analysis of Piled Raft

Multiple Models to Meet Design Requirements

  

 


Practical Examples

Digital book and practical examples are provided with the software package

Piled Raft Foundation Example

 

Piled Raft Foundation Example

Im Programm ELPLA gibt es verschiedene Berechnungsverfahren mit verschiedenen Bau­grundmodellen um eine Platte auf Pfählen zu berechnen. Deshalb ist es erforderlich, die Pfahlgruppen für jedes Verfahren ent sprechend dem verwendeten Baugrundmodell zu definieren, wie in den nächsten Abschnitte be schrieben.

Pfahlgruppen für das einfache Annahmemodell (Spannungstrapezverfahren)

In diesem Modell sind alle Kräfte, die die Platte angreifen, linear auf den Pfähle verteilt. Nach Auswahl der Option "Pfahlgruppen" für das Spannungstrapezverfahren erscheint die folgende Dialogbox des Bildes C-71, um den Pfahldurchmesser zu definieren. Pfahldurchmesser wird benötigt, um Fundamentplatte für das Durchstanzen zu bemessen.

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Bild C-71   Eingabe der Pfahlgruppen für das Spannungstrapezverfahren

Winkler-Modell (Bettungsmodulverfahren)

Wenn es bei Anwendung der zwei Verfahren für konstantes und variables Bettungsmodulverfahren (Verfahren 2 und 3) erforderlich ist, dass die Bettungsmoduli durch den Benutzer eingegeben werden, sind in diesem Fall die Pfahlgruppen der Pfahldurchmesser und die Pfahlsteifigkeit, Bild C-72.

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Bild C-72   Eingabe der Pfahlgruppen für das Bettungsmodulverfahren

Pfahlgruppen für den elastisch isotropen Halbraum und den geschichteten Baugrund

Wenn die Pfahlgruppen für einen dieser zwei Modellen zu definieren sind, erscheint die folgende Dia­logbox, Bild C-73. Die Baugrunddaten herum und unter den Pfählen werden benötigt, um zu definieren. Baugrunddaten werden verwendet, um die Pfahlsteifigkeit durch ELPLA zu bestimmen.

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Bild C-73   Eingabe der Pfahlgruppen für den elastisch isotropen Halbraum und den geschichteten Baugrund

ELPLA is available in two editions, each geared to meet a specific set of user requirements. The features available to you depend on which product you have.

ELPLA Lite Edition (Free)

ELPLA Lite edition allows users to easily create projects for analysis and design floor slab or raft foundation. It includes all the ELPLA standard functions except that the node number is limited to 300 nodes.

Full documentation is provided with ELPLA Lite edition.

Documentation provided with ELPLA includes the "ELPLA reinforced concrete design" book plus ELPLA User’s Guide containing full documentation of ELPLA theory with illustrated examples.

 ELPLA Professional Edition

The professional edition provides professional users with all methods for analysis and design floor slab, isolated raft or system of rafts. It includes all the features of the ELPLA theory.

The following table shows the difference among ELPLA editions:

Lite (FREE)
 
    • 300 Nodes
    • icon Analysis of system of multiple foundations
Calculation methods:
    • icon 1-Linear Contact Pressure
    • icon 2- Constant Modulus of Subgrade Reaction
    • icon 3- Variable Modulus of Subgrade Reaction
    • icon 4- Modification of Modulus of Subgrade Reaction by Iteration
    • icon 5- Isotropic Elastic Half Space
    • icon 6- Modulus of Compressibility (Iteration)
    • icon 7- Modulus of Compressibility (Elimination)
    • icon 8- Rigid Slab
    • icon 9- Flexible foundation
System Symmetry:
    • icon Symmetrical system about x-axis
    • icon Symmetrical system about y-axis
    • icon Double-symmetrical system
    • icon Anti-symmetrical system in x-axis
Special Cases:
  • icon Influence of temperature change
  • icon Influence of additional settlements
  • icon Influence of external foundation
Standard
 
    • Unlimited No.of Nodes
    • icon Analysis of system of multiple foundations
Calculation methods:
    • icon 1-Linear Contact Pressure
    • icon 2- Constant Modulus of Subgrade Reaction
    • icon 3- Variable Modulus of Subgrade Reaction
    • icon 4- Modification of Modulus of Subgrade Reaction by Iteration
    • icon 5- Isotropic Elastic Half Space
    • icon 6- Modulus of Compressibility (Iteration)
    • icon 7- Modulus of Compressibility (Elimination)
    • icon 8- Rigid Slab
    • icon 9- Flexible foundation
System Symmetry:
    • icon Symmetrical system about x-axis
    • icon Symmetrical system about y-axis
    • icon Double-symmetrical system
    • icon Anti-symmetrical system in x-axis
Special Cases:
  • icon Influence of temperature change
  • icon Influence of additional settlements
  • icon Influence of external foundation

Der Benutzer kann mit dem Programm ELPLA-Daten das Berechnungsmodell zur Baugrund/ Bauwerk-Wechselwirkung unter folgenden 9 Berechnungsverfahren auswählen:

 

1) Einfache Annahme (Spannungstrapezverfahren).
   
2) Bettungsmodulverfahren mit konstantem Bettungsmodul (Bettungsmodulverfahren).
   
3) Bettungsmodulverfahren mit unterschiedlichen Bettungsmoduli (Bettungsmodulverfahren).
   
4) Bettungsmodulverfahren mit iterativer Berechnung (Bettungsmodulverfahren/ Steifemodulverfahren).
   
5) Steifemodulverfahren für den unendlichen Halbraum (Halbraumverfahren)
   
6) Iteratives Steifemodulverfahren (Halbraumverfahren / Steifemodulverfahren).
   
7) Steifemodulverfahren mit Lösung des Gleichungssystems ohne Iteration (Steifemodulverfahren).
   
8) Steifemodulverfahren für die starre Platte (Halbraumverfahren / Steifemodulverfahren).
   
9) Steifemodulverfahren für die schlaffe Platte (Halbraumverfahren / Steifemodulverfahren).

Bei den Verfahren 2 und 3 werden die Bettungsmoduli entweder eingegeben oder mit den eingegebenen Bohrprofilen und deren Baugrunddaten berechnet. Bei den Verfahren 4 bis 9 werden die Bettungsmoduli aus den Sohldrücken und Setzungen errechnet. Zur Berechnung von Fundamentsystemen mit sehr vielen FE-Elementen nach dem Steifemodulverfahren kann ein sehr schnell ablaufendes Spezialmodul benutzt werden.

ELPLA kann auch zur Berechnung von Systemen mit mehreren nebeneinander angeordneten schlaffen, starren und elastischen Platten benutzt werden.

Die Bemessung von Stahlbetonplatten erfolgt nach den Normen:

EC2 (Europäisches Komitee für Normung, Planung von Stahlbeton und Spannbetontragwerken - Eurocode 2)
DIN 1045 (Deutsches Institut für Normung, Beton und Stahlbeton, Bemessung und Ausführung)
ACI (Amerikanisches Institut für Beton, Normerfordernisse für Stahlbetonbau)
ECP (Ägyptische Norm der Praxis für Bemessung und Konstruktion von Stahlbetonbau)

 

Es können Fundamentplatten mit beliebigem Grundriss, mit Aussparungen, Ecken und Löchern eingegeben werden (Bild A-1). Möglich sind auch Fundamentplatten mit unterschiedlichen Plattendicken und Gründungstiefen (Bild A-2). Es können auch Stäbe eingegeben werden. Diese sind Elemente, mit denen auf der Sohlplatte gelagerte steife Mauern simuliert werden können. Auch können Einzellasten, Linienlasten, Flächenlasten und Momente an beliebiger Stelle unabhängig vom Elementnetz eingegeben werden (Bild A-3). Auch mehrere Lastfälle sind möglich.

Bild A-1   Beliebiger Plattengrundriss und Lastdaten, auch Löcher sind möglich

Bild A-2   Unterschiedliche Plattendicke

Bild A-3   Verschiedene Lastarten

Es ist möglich, feste (unverschiebliche) Punkt- und Linienlager einzugeben. Es können aber auch elastische oder vorgegebene Verschiebungen und Verdrehungen mit konstanten oder federnden Auflagern berücksichtigt werden.

Bild A-4   Platte auf Punktlager

Der Baugrund wird durch ein oder mehrere Bohrprofile definiert, deren Lage durch Koordinaten im Grundriss (Bild A-5) festgelegt werden. Jedes Bohrprofil kann eine andere Schichtenfolge mit einer oder mehreren Schichten mit unterschiedlichen Bodenmaterialien aufweisen. Die Böden werden durch die Steifemoduli für Erstbelastung (Es) und Wiederbelastung (Ws) und die Wichten γ definiert. Auch die Poissonzahl n des Bodens wird berücksichtigt. Zur Erfassung der Vorbelastung qv kann eine Feldweise unterschiedliche Gründungstiefe tf berücksichtigt werden. Es kann auch die Grenztiefe berechnet werden.

Bei der Zuteilung der Bohrprofile zu den Bodeneigenschaften unter den einzelnen Elementknoten kann zwischen folgenden drei Verfahren gewählt werden:

1- Hand-Zuteilung der Bohrprofile zu den einzelnen Elementknoten
2- Aufteilung der Fundamentfläche in Teilflächen mit gleichen Bohrprofilen
3- Automatische bilineare Interpolation zwischen den Bohrprofilen (Bild A-5).

Die Bohrprofile können mit den Bezeichnungen, Symbolen und Farben nach DIN 4023 oder nach eigener Wahl nebeneinander graphisch dargestellt werden (Bild A-6).

Bild A-5   Bohrprofile bei beliebig geschichtetem Baugrund

Bild A-6   Beliebige Schichtdicke, unterschiedliche Schichtenfolge

Bild A-7   Steifemoduli für Erst- und Wiederbelastung

Mit dem Programm ELPLA-Graphik lassen sich vom Computer über 100 verschiedene Darstellungen der Eingabedaten und Endergebnisse auf dem Bildschirm, Drucker oder Plotter erzeugen. So können in Farbdarstellungen die Abmessungen und Grundrisse, die Setzungen, Sohldrücke, Verformungen, Schnittgrößen, Bettungsmoduli, Auflagerkräfte und Bewehrung auf dem Bildschirm, Drucker oder Plotter dargestellt werden (Bild A-8 bis Bild A-14).

So sind folgende Darstellungen auf dem Bildschirm, Drucker und Plotter möglich:

  • Darstellung der Systemdaten (Abmessungen, Lasten usw.) im Grundriss
  • Isometrische Darstellung der Systemdaten
  • Lage der Bohrprofile im Grundriss und Interpolationsfelder
  • Bohrprofile mit Bodenarten
  • Grenztiefe
  • Anordnung der Gründungskörper einschließlich
  • benachbarter Platten
  • Ergebnisse (Zahlen) im Grundriss
  • Ergebnisse (Verlauf als Isolinien) im Grundriss
  • Isometrische Darstellungen der Ergebnisse
  • Kreisdiagramme zu den Ergebnissen
  • Hauptmomente als Striche im Grundriss
  • Auflagerkräfte als Pfeile im Grundriss
  • Verformungen der Platte
  • Stäbe.

Die Darstellungen können wahlweise als WMF-Datei ausgegeben werden, so dass sie von anderen Graphik- oder Textverarbeitungsprogrammen (z.B. WordPerfect) übernommen werden können.

Bild A-8   Ergebniswerte im Grundriss

Bild A-9   Isoliniendarstellung von Ergebnissen

Bild A-10   Aufzeichnung des Verlaufes der Ergebnisse im Grundriss

Bild A-11   Strichdarstellung der Hauptmomente

Bild A-12   Verformungen mit deformiertem Elementnetz

Bild A-13   Isometrische Darstellung von Ergebnissen

Bild A-14   Kreisdiagramme von Ergebnissen

Mit dem Programm ELPLA-Liste lassen sich die Eingabedaten einschließlich der Titelseite auf dem Drucker in übersichtlicher Form protokollieren. So können die mit dem Programm ELPLA-Daten eingegebenen und generierten Knotenkoordinaten des FE-Netzes, die Plattendicken und Gründungstiefen der Elemente und die Belastungen tabelliert werden. Ebenso können die Materialkennwerte des Plattenbetons, die Lage der Bohrprofile und zugehörige Baugrunddaten und deren Einflussfelder sowie die Daten zur Untersuchung des Temperatureinflusses und die Daten der Nachbarbauwerke gelistet werden.

Als Berechnungsergebnisse können die Setzungen, Sohldrücke, Verformungen, Momente, Querkräfte, Bettungsmoduli, Auflagerkräfte und die Bewehrung (oben und unten) als Listings in Tabellenform auf dem Bildschirm oder Drucker ausgegeben werden. Die Eingabedaten und Berechnungsergebnisse können mit einem einfachen Textverarbeitungsprogramm (ELPLA-Text) geändert oder wahlweise in einer ASCII-Datei abgespeichert werden. Sie können damit von anderen Textverarbeitungsprogrammen (z.B. WordPerfect oder MS-Word) zur Weiterverarbeitung übernommen werden. Die Daten- und Ergebnistabellen können je nach Anzahl der Knotenpunkte einen erheblichen Seitenumfang haben (Bild A-18 bis A-20).

Bild A-18   Daten können gelistet werden

Bild A-19   Ergebnisse können gelistet werden

Bild A-20   Daten können zu den anderen Text-Programmen importiert werden

Ferner lassen sich von den Berechnungsergebnissen Schnitte (z.B. Setzungen, Verschiebungen aus Eigenbelastungen oder Nachbareinflüssen, Temperaturverschiebungen) definieren und zeichnen. Es können auch die Grenzwerte der Berechnungsergebnisse aus mehreren Lastfällen oder mehreren Berechnungsverfahren in einem Bild gezeichnet werden (Bild A-15 bis A-17). So können z.B. folgende Schnitt-Darstellungen gezeichnet werden:

1- Schnitte in x-Richtung
2- Max./ Min.-Werte in x-Richtung
3- Überlappung in x-Richtung
4- Schnitte in y-Richtung
5- Max./ Min.-Werte in y-Richtung
6- Überlappung in y-Richtung
7- Beliebiger Schnitt.

Auch diese Schnitte können wahlweise als WMF-Datei ausgegeben und damit von anderen Graphik- oder Textprogrammen übernommen werden. Zu vielen Eingaben können vom Benutzer am Bildschirm auf Knopfdruck Informationen und Erläuterungen über Verfahren, Anwendungsgrenzen usw. angefordert werden.

Bild A-15   Darstellung von Schnitten

Bild A-16   Schnitte von mehreren Projekten können zusammen dargestellt werden

Bild A-17   Max./ Min. - Werte der Ergebnisse

The Self-Adaptive Mesh Wizard is a tool that helps the user for generating finite element mesh with better element/ node distributions. The wizard is used to regenerate the finite element mesh for slab floor and raft problems. The new mesh will be generated based on the strain energy distribution. The self-adaptive technique used in this wizard reduces general system error besides enhances stress distributions. Adaptive mesh is generated either by using Delaunay generation or by using Grid-based generation (Figure 1).

- Self-Adaptive Mesh Wizard 1.0 is included in ELPLA 9.2 (MUI)

alta-Original Mesh alt

alt

 
alt
b-Adaptive mesh (Delaunay generation)
alt
c-Adaptive mesh (Grid-based generation)
 

Figure 1 Two types of adaptive mesh generation: Delaunay generation and Grid-based generation

 

 

Unterkategorien

Neben den folgenden Überprüfungsbeispiele und Übungsbeispiele, berechnet ELPLA verschiedener Bautechnikprobleme.

 

- Untersuchung der Wechselwirkung Baugrund/ Bauwerk.

- Berechnung der Sohldrücke, Setzungen, Biegemomente, Querkräfte, Verformungen      und Bettungsmoduli elastischer Gründungsplatten.

- Berechnung von starren Platten.

- Berechnung von schlaffen Fundamenten.

- Berechnung von Tragwerksplatten.

- Berechnung der Konsolidationssetzungen.

- Berechnung von Pfahl-Plattentragwerken.

- Berechnung der Lasten auf Pfähle.

- Setzungsberechnungen von Flachgründungen.

- Baugrundsetzungen infolge von Auffüllungen oder Einzellasten.

- Berechnung der Setzungen neben Plattenfundamenten.

- Bestimmung der konstanten und variablen Bettungsmoduli.

- Interaktion von Nachbarplatten oder äußeren Lasten.

- Einfluss von Temperaturänderungen.

- Einfluss von Untertunnelung und Bergsenkungen.

- Berechnung von Systemen mehrerer schlaffer, starrer oder elastischer Gründungen.

- Berechnung von Balken oder Trägern nach FEM.

- Simulation von Dämmen.

- Berücksichtigung plastischer Verformungen mit Grundbruchberechnungen.

- Berechnung der Grenztiefe.

- Elimination negativer Sohldrücke.

- Bemessung von Fundamentplatten nach ACI, EC 2, DIN 1045 und ECP.

- Berechnung der Spannungen im Boden.

 

GEOTEC Office Applications with Multilingual User Interface

The new English-language versions of GEOTEC Office applications with Multilingual User Interface (MUI) are now available. The Multilingual User Interface Pack is a set of language XML resource files that can be added to the English version of GEOTEC Office applications. MUI Pack allows the user interface language to be changed according to the preferences of individual users to one of the available supported languages. MUI Pack provides a single version of GEOTEC Office applications to which users can add one or more MUI Packs providing localized user interface and help files. Now, three languages are already available in ELPLA 9.1; English, German and Arabic.

The major benefits of the new MUI Pack are:

- Allows user interface switching between languages

- Easy to update with new languages

- Language-specific updates do not affect all languages

- Languages are XML based resources that make it easier to users to add their own languages.

 

Two-Dimensional Frame Problems

  The analysis of Two-Dimensional frame problems is now available in ELPLA.

Bemessung für Durchstanzen

  Es ist möglich, Deckenplatten oder Fundamentplatten für das Durchstanzen infolge Einzel lasten und Reaktion von Stützen, Pfählen oder Auflagern zu bemessen. Die Bemessung wird nach 4 verschiedenen Normen durchgeführt: ACI, DIN 1054, EC2 und ECP.

 

Flexibilitätskoeffizienten für innere Knoten

 

Für starre und elastische Platten ist es nützlich, den Flexibilitätskoeffizienten des inneren Knotens im kennzeichnenden Punkt für die belastete Fläche auf diesem Knoten zu bestim men. Dagegen ist es für das schlaffe Fundament sinnvoll, den Flexibilitätskoeffizienten des inneren Knotens in diesem Knoten zu bestimmen.

Jetzt ist es möglich, den Flexibilitätskoeffizienten des inneren Knotens infolge einer gleich förmig belasteten Fläche in diesem Knoten zu bestimmen Bild B-3

 

- im kennzeichnenden Punkt der belasteten Fläche, in welchem die schlaffe Setzung gleich der starren Setzung ist.

- im Mittelpunkt der belasteten Fläche, in welchem die maximale Setzung auftritt.

- im inneren Knoten auf der belasteten Fläche.

 

Flexibilitätskoeffizienten für äußere Knoten

  Frühere Versionen von ELPLA bestimmen die Flexibilitätskoeffizienten für sowohl innere als auch äußere Knoten aus der Annahme, dass gleichförmige Flächen diesen Knoten belasten. Diese Annahme benötigt das Prinzip der Superposition zum Bestimmen der Flexibilitäts koeffizienten. Jetzt ist es möglich, wahlweise die Flächenlasten auf dem äußeren Knoten mit Punktlasten umzusetzen (Bild B-3). Auf diese Weise muss das Programm das Prinzip der Su perposition nicht bei der Berechnung verwenden. Damit erfolgt die neue Berechnung viel schneller als die alte und ist folglich schneller und effizienter für Probleme, die ein gro ßes FE-Netz enthalten.

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