Drehfedersteifigkeit von Fundamenten bei Böden mit Schichtung und druckabhängigem Verformungsmodul
Lösungen der linearen Elastizitätstheorie bilden nach wie vor die Grundlage für den Nachweis der Gebrauchstauglichkeit ausmittig belasteter Fundamente. Bei dieser vereinfachenden Betrachtung wird die Abhängigkeit des Verformungsmoduls natürlicher Böden von dem Druckniveau durch geeignete Beziehungen beschrieben, während der Einfluss der Dehnungen durch einen pauschalen Abminderungsfaktor erfasst wird.
Foto: PantherMedia / ollikainen
Eine geschlossene Lösung für die Drehfedersteifigkeit starrer Fundamente existiert lediglich für eine kreisförmige Grundfläche. Für rechteckige Fundamente werden Näherungsformeln aus numerischen Lösungen entwickelt. Die Gegenüberstellung starrer Fundamente und schlaffer Lastflächen zeigt, dass in guter Näherung die Verdrehung aus der um 20% erhöhten Setzungsdifferenz im Mittenschnitt der Grundfläche ermittelt werden kann. Anhand des Prinzips der äquivalenten Tiefe bei Böden mit tiefenabhängigem Modul wird auf die wesentlich geringere Einflusstiefe des Kippmodus im Vergleich zur vertikalen Translation eingegangen. Mittels einer nichtlinearen Finite-Elemente Berechnung wird der Einfluss der Druckabhängigkeit des Verformungsmoduls aufgezeigt. Aus einer umfangreichen Parameterstudie mit der Methode der dünnen Schichten wird eine explizite Beziehung für die Drehfedersteifigkeit eines Kreisfundamentes auf einem Zweischichten-Bodenmodell für ein breites Spektrum von Radien und Bodenprofilen entwickelt.
Der vollständige Beitrag ist erschienen in:
Bauingenieur 1222010, Seite 540–547
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Christos Vrettos, Lehrstuhl für Bodenmechanik und Grundbau, Technische Universität Kaiserslautern, Erwin-Schroedinger Str. 67663 Kaiserslautern, vrettos@rhrk.uni-kl.de
