Praktische Anwendungen von Pfahlgruppen

Berechnungsverfahren

Bei der Berechnung von Kombinierten Pfahl-Plattengründungen wird jeder Pfahl wie zwei Einheiten behandelt – Pfahlmantel und Pfahlfuß – mit einer gleichförmigen Setzung entlang des Pfahlmantels und im Pfahlfuß. Diese Annahme ermöglicht die Modellierung des nichtlinearen Verhaltens, das auf der empirischen Beziehung der Last- Setzungslinie nach DIN 4014 beruht.
Als Verbindung zwischen empirischen und theoretischen Vorgehensweisen wurde für die nichtlineare Berechnung von Kombinierten Pfahl-Plattengründungen ein neues Verfahren entwickelt. Es erfüllt die Anforderungen der KPP-Richtlinie.

verschiedene Modelle zur Berechnung von
Pfahl-Plattengründungen

Das Verhältnis des Pfahl- Baugrundsystems kann anhand einer linearen sowie nichtlinearen Annahme erfolgen. Man unterscheidet zwischen den folgenden nichtlinearen Berechnungen der Pfahl- Plattengründungen mit:

  1. einer hyperbolischen Funktion für Last-Setzungskurve des Pfahles
  2. Verwendung der DIN 4014 für Last-Setzungskurve des Pfahles
  3. Verwendung der EA-Pfähle für Last Setzungskurve des Pfahles
  4. einer gegebenen Last-Setzungskurve des Pfahles
 
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Leistungsmerkmale
  • Benutzeroberfläche und Hilfesystem sind in 3 Sprachen verfügbar: Englisch, Deutsch und Arabisch
  • Berechnung einer elastischen oder starren Kombinierten Pfahl-Plattengründung
  • Berechnung einer starren Pfahlgruppe oder schlaffen Platte auf starrer Pfahlgruppe
  • Berechnungsmodell zur Baugrund/ Bauwerk-Wechselwirkung ist unter 9 Berechnungsverfahren
  • Bemessung der Sohlplatte nach ACI, EC 2, DIN 1045 und ECP
  • Generierung des FE-Netzes der Platte mit verschiedenen Elementtypen
  • Eine automatische Generierung des FE-Netzes der Sohlplatte
  • Leistungsfähiger Netzgenerator (u.a. für die Generierung von Quadrat-, Rechteck-, Kreis-, Kreisringplatten)
  • Stabelemente zur Modellierung von steifen Mauern auf der Sohlplatte
  • An Knoten können Senkfedersteifigkeiten und Drehfedersteifigkeiten für die Platte eingeführt werden
  • Es können feste oder vorgegebene Verschiebungen und Verdrehungen berücksichtigt werden
  • Berechnung der Sohldrücke, Setzungen, Schnittgrößen, Bettungsmoduli, Bewehrung und Pfahllasten
  • Knotenkoordinaten und Begrenzungsknoten des FE-Netzes aus Tabelle über MS Excel importierbar
  • Beliebiger Plattengrundriss mit Aussparungen, Ecken und Löchern
  • Unterschiedliche Plattendicke und Gründungstiefe auf in vertikaler und horizontaler Richtung
  • Berücksichtigung der Abminderungsbeiwerte α nach DIN 4019 Teil 1
  • Einzellasten, Linienlasten, Flächenlasten und Momente an beliebiger Stelle unabhängig vom Elementnetz
  • Polygonlast mit variablen Ordinaten und Linienmoment
  • Baugrund mit bilinearem Last-Verformungsverhalten
  • Der Baugrund wird durch ein oder mehrere Bohrprofile definiert
  • Bohrprofile bei beliebig geschichtetem Baugrund
  • Berücksichtigung der Variation des Baugrundes in den drei Richtungen nach drei Verfahren
  • Darstellung der Bohrprofile mit den Bezeichnungen, Symbolen und Farben nach DIN 4023
  • Berücksichtigung der Grundwassereinflüsse und Erfassung der Vorbelastung
  • Farbdarstellung der Abmessungen, Grundrisse und Ergebnisse auf dem Bildschirm oder Drucker
  • Darstellung der Ergebnisse als Ergebniswerte im Grundriss, Isolinien, Kreisdiagramme
  • Isometrische Darstellungen der Ergebnisse
  • Aufzeichnung des Verlaufes der Ergebnisse im Grundriss
  • Darstellung der Verformungen mit deformiertem Elementnetz
  • Strichdarstellung der Hauptmomente
  • Zeichnungsschnitte der Ergebnisse aus mehreren Berechnungsverfahren in einem Bild
  • Daten und Ergebnisse von mehreren Projekten können zusammen dargestellt werden
  • Tabellierung der Daten und Endergebnisse auf dem Bildschirm oder Drucker
  • Ergebnisse können in einer ASCII-Datei abgespeichert werden
  • Die Darstellungen können wahlweise als WMF-Datei ausgegeben werden
  • Es gibt im Benutzerhandbuch ausführliche Erläuterungen mit Berechnungsbeispielen
  • Zur Datenabfrage können kurze Hilfe-Informationen angefordert werden
  • Exportieren der Ergebnisse als Tabellen und Diagrammen nach MS Excel
  • Exportieren der Daten und Ergebnisse nach MS Word
  • Eine Gruppe von Daten mit Ergebnissen zusammen in einer Darstellung
  • Kopieren von Zeichnungen in die Zwischenablage zur Übernahme in die Textverarbeitungsprogrammen
Untersuchungsfall (1): Pfahlgruppen des Stonebridge Towers in London mit dem Programm ELPLA
Der Stonebridge Tower ist ein Hochhaus mit 16 Stockwerken und liegt am Stonebridge Park in Nord-London in England. Das Gebäude wurde zwischen 1973 und 1975 auf einer mächtigen tonigen Schicht gebaut, die sich bis zur Geländeoberfläche erstreckt. Es gibt keine Untergeschosse. Die Platte befindet sich somit unmittelbar an der Geländeoberfläche. Das Hochhaus ist 43 [m] hoch. Als Gründungsplatte wurde eine rechteckige Platte mit den Abmessungen 43.3 [m] und 19.2 [m] und einer Dicke von 0.9 [m] angesetzt. Unter der Platte befinden sich insgesamt 351 Bohrpfähle. Die Pfähle haben eine Länge von l = 13 [m] und einen Durchmesser von D = 0.45 [m]. Sie sind in einem Raster von 1.6 [m] und 1.5 [m] angeordnet. Die geschätzte gesamte Last auf der Platte ergibt eine gleichmäßige Flächenlast von 187 [kN/m2].

Das Fundament des Stonebridge Towers ist ein idealer Untersuchungsfall, um die Berechnung von Pfahlplatten oder Pfahlgruppen mit ELPLA zu überprüfen. Basierend auf verfügbaren Daten und Ergebnissen von Pfahlplatten des Stonebridge Towers, wird die Berechnung mit ELPLA für die Berechnung einer Pfahlplatte auf Tonschichten bewertet und überprüft.



 Untersuchungsfall (1): Pfahlgruppen des Stonebridge Towers in London mit dem Programm ELPLA

 Stonebridge Daten
Untersuchungsfall (2): Pfahlgruppen des Dashwood Hauses in London mit dem Programm ELPLA
Dashwood House ist ein Hochhaus mit 15 Stockwerken und liegt in Nord-London in England. Das Hochhaus ist 61 [m] hoch. Als Gründungsplatte wurde eine rechteckige Platte mit den Abmessungen 33 [m] und 31.5 [m] und einer Dicke von 0.9 [m] angesetzt. Unter der Platte befinden sich insgesamt 462 Bohrpfähle. Die Pfähle haben eine Länge von l = 15 [m] und einen Durchmesser von D = 0.485 [m]. Sie liegen in einem quadratischen Raster von 1.5 [m], wie im Bild 2.1 dargestellt. Die gesamte Last des Gebäudes einschließlich der Platte ergibt 274 [MN], d.h. eine gleichmäßige Flächenlast von 264 [kN/m2 ].

In diesem Untersuchungsfall wird die berechnete und gemessene Setzung dieser Pfahlplatte verwendet, um die in ELPLA verfügbaren Verfahren zur Berechnung von Pfahlplatten und Pfahlgruppen zu überprüfen.