Modellering av mark i beräkningsmodeller : En jämförelsestudie mellan tre beräkningsmetoder

Sammanfattning: Datoriserade program för att göra konstruktionsberäkningar har utvecklats snabbt under de senaste 30 åren. Programmen har gått från att vara enkla och endast kunna utföra specifika beräkningar till att bli mer avancerade vilket ger möjlighet till utförligare beräkningar. Trots tillgången till avancerade beräkningsprogram används idag i stor utsträckning fortfarande handberäkningar eller enkla beräkningsprogram för kontroll och dimensionering av grundkonstruktioner. Syftet med examensarbetet är att undersöka hur beräkningsresultaten av grundtryck och sättningar skiljer sig mellan två program. Programmen som används är WIN-Statik Foundation vilket är ett enklare program och FEM-Design vilket är ett mer avancerat program. I programmet FEM-Design genomförs beräkningarna med två olika metoder: den ena där jorden modelleras med en bestämd styvhet (bäddmodul) och den andra där jorden modelleras som en volym (3D-soil) där aktuell jordlagerföljd och egenskaper anges direkt i programmet. Användarvänligheten och resultattolkning av programmet utvärderas för att ta reda på varför många konstruktörer frångår FEM-Design vid beräkning av grundkonstruktioner. Målet är att genom framtagande av en användarguide öka användandet av FEM-Design genom hela dimensioneringsprocessen. Tre olika typkonstruktioner har använts för att utföra beräkningarna: ett enskilt pelarfundament, en grupp av 3 pelarfundament samt en platta på mark. Beräkningsresultaten jämfördes dels mellan programmen och dels mellan konstruktionerna. Jämförelserna har visat att FEM-Design med metoden 3D-soil är att föredra speciellt vid beräkningar av fundament som ligger nära varandra då fundamentens påverkan på varandra försummas i de andra beräkningsmetoderna. Den största sättningen som fundamenten i pelargruppen beräknades orsaka, mer än fördubblades jämfört med sättningen för det enskilda fundamentet när beräkningen gjordes med 3D-soil. De andra två metoderna gav precis samma sättning för både det enskilda pelarfundamentet och gruppen av pelarfundament. För plattan på mark gav beräkning med 3D-soil mer än det dubbla maximala grundtrycket än beräkning med bäddmodul. Fördelen med WIN-Statik är att det endast krävs ett fåtal ingångsvärden och att beräkningen går snabbt att genomföra. I de flesta fall leder dock programmets förenklingar till att fundamenten blir fel dimensionerade.