Scherwiderstand am Mantel
Die Scherfestigkeit am Pfahlmantel wird in der Berechnung durch die Federsteifigkeit dargestellt, die die einzelnen Pfahlabschnitte tragen. Diese Federsteifigkeit wird anhand der Parameter des elastischen Winkler-Pasternak Untergrundes C1 und C2 berechnet. Die Werte C1 a C2 werden aus dem Parameter Edef bestimmt. Die Tiefe der Verformungszone, von der die Werte C1 und C2 abhängen, ist variabel und ändert sich mit der Pfahlverformung (Pfahlsetzung). Die Veränderung der Verformungszone wird in der Berechnung so bestimmt, dass für die Null-Verformung der Wert des Pfahldurchmessers 1x ist und für die Verformung zum Zeitpunkt des Überschreitens des Pfahlmantelwiderstands der Wert kx-Pfahldurchmesser ist, wobei k bzw. 2,5 der Eingabewert ist.
Der entscheidende Parameter für die Bestimmung der Größen von C1 und C2 ist der Verformungsmodul. Bei seiner Bestimmung müssen wir vorsichtig sein, wenn wir die Werte der Verformungseigenschaften gemäß den Normen akzeptieren, weil im Fall der längeren Pfählen es sich um die Tiefgründung handelt und am Pfahlfuß die Böden größere Steifigkeit haben, als beispielsweise im Standard für Flachgründungen angegeben ist. Dies gilt insbesondere für kohäsive Böden. Die ideale Situation wird sich ergeben, wenn wir Module aus einzelnen Tiefen direkt aus der Messung erhalten.
Für die berechneten Eigenschaften des elastischen Untergrunds wurden die Verhältnisse für die Federsteifigkeit abgeleitet, den Scherwiderstand am Pfahlmantel modellieren. Verhältnisse hängen von der Querschnittsform ab und die im Programm verwendeten Querschnitte sehen nachfolgend aus:
Kreis:
wo: | r | - | Radius des Pfahlquerschnitts |
C1, C2 | - | Parameter des Untergrunds | |
K1(αr), K2(αr) | - | Werte der modifizierten Bessel-Funktionen |
Parameter α hat der Wert:
Rechteck:
Dabei sind a, b die Längen der Rechteckkanten und C1,C2 die Untergrundparameter. kred ist der Abminderungsbeiwert, der die Steifigkeit in Bezug auf die längliche Rechteckform verringert. Er bekommt die folgenden Werte:
wo a ist die Länge der kürzeren Seite des Rechtecks und H ist die Tiefe der Verformungszone.
Kreuz "I-Abschnitt":
Diese Querschnittsformen basieren auf der Steifigkeit des rechteckigen Querschnitts, aus der der Steifigkeitswert abgezogen wird, die der vier "entfernten" Querschnittsabschnitten zugeordnet ist.
a1, b1 - wo der Sinn der Werte ist aus der folgenden Abbildung ersichtlich:
