GGU-CONSOLIDATE: Vorab
Wenn bindige Schichten schneller belastet werden, als sie das Porenwasser abgeben können, entstehen Porenwasserüberdrücke, die erst allmählich abgebaut werden. Dieser Vorgang wird als Konsolidierung bezeichnet.
Setzungsberechnungen nach DIN 4019 berücksichtigen nicht, dass häufig ein Großteil der Setzungen bereits während der Rohbauphase abklingt. Bei den meisten Gebäuden sind nach Abschluss der Rohbauphase bereits 80 % der Lasten vorhanden. Setzungen und damit Setzungsdifferenzen in dieser Zeit sind im Allgemeinen unkritisch, da sie in Mauerwerksfugen auftreten, die durch Verputz- und Malerarbeiten in der Nachrohbauphase überdeckt werden. Vor allen Dingen bei bindigem Baugrund ist daher auch bei einfachen Gebäuden eine Prognose des zeitlichen Verlaufs der Setzungen unabdingbare Voraussetzung für die sichere Beurteilung von schädlichen Setzungsdifferenzen. Dabei kann Sie das Programm GGU-CONSOLIDATE wesentlich unterstützen.
GGU-CONSOLIDATE ermöglicht die Berechnung von eindimensionalen Konsolidationsvorgängen in einschichtigen und mehrschichtigen Systemen. Die Porenwasserdruckverteilung kann beliebig definiert werden. Sie können aus dem Programm heraus auch Porenwasserdruckverteilungen generieren, die aus einer Fundamentbelastung resultieren. Die Entwässerungsbedingungen am oberen und unteren Rand der Schicht können getrennt eingestellt werden. Weiterhin kann die Belastung des Systems zeitabhängig erfolgen. Eine Berücksichtigung von Sekundärsetzungen ist ebenfalls möglich.
Neben der Berechnung von analytisch abgeleiteten Lösungen (Terzaghi) beherrscht GGU-CONSOLIDATE auch die numerische Berechnung von mehrschichtigen Systemen. Neben der herkömmlichen Konsolidationstheorie kann auch ein System untersucht werden, das mit Vertikaldränagen ausgestattet ist. Eine Kombination beider Systeme (mit und ohne Vertikaldränagen) ist ebenfalls möglich.
Somit werden fünf unterschiedliche Konsolidationsarten angeboten:
Konsolidation (analytisch)
Eindimensionale Konsolidationstheorie nach Terzaghi für ein System mit einer Schicht und einer über die Schichtdicke konstanten Porenwasserdruckverteilung zum Zeitpunkt t = 0. Die Berechnung erfolgt anhand der in der Literatur angegebenen analytischen Beziehungen.Konsolidation (numerisch)
Eindimensionale Konsolidationstheorie nach Terzaghi für ein System mit mehreren Schichten und beliebiger Porenwasserdruckverteilung. Weiterhin kann die Belastung als Funktion von der Zeit definiert werden. Die Berechnung erfolgt numerisch mit dem Differenzenverfahren. Die oben beschriebene Berechnung des Einschichtensystems mit einer konstanten Porenwasserdruckverteilung anhand vorliegender analytischer Lösungen kann natürlich auch mit dem numerischen Modell berechnet werden. Die Konsolidation (analytisch) ist in GGU-CONSOLIDATE dennoch enthalten, da die analytische Lösung in jedem Fall weniger Rechenaufwand bedeutet. Zudem können Sie anhand einfacher Beispiele die sehr gute Qualität der numerischen Lösung prüfen.Konsolidation (analytisch) mit Vertikaldränagen
Konsolidationstheorie in einem System mit Vertikaldränagen. Der Porenwasserdruckabbau erfolgt ausschließlich horizontal zu den Vertikaldränagen. Der Porenwasserdruck ist daher zu jedem Zeitpunkt über die Schichtdicke konstant. Die Angabe einer Schichtdicke bei entsprechenden Systemen erübrigt sich und hat keinen Einfluss auf den zeitlichen Verlauf der Setzungen.Konsolidation (numerisch) mit Vertikaldränagen
In völliger Analogie zur analytischen Berechnung kann auch ein Mehrschichtensystem mit Vertikaldränagen berechnet werden. Auch hier erfolgt der Porenwasserdruckabbau ausschließlich horizontal zu den Vertikaldränagen. Der Porenwasserdruck ist daher zu jedem Zeitpunkt in jeder Schicht konstant. Da der Porenwasserdruck zu jedem Zeitpunkt über die Schichten integriert wird, ist die Angabe von Schichtdicken bei Mehrschichtensystemen im Gegensatz zum Einschichtensystem für den zeitlichen Verlauf der Setzungen von Bedeutung.Konsolidation (numerisch) mit beiden Dräntypen
Es können Systeme berechnet werden, bei denen erst nach einem beliebigen Zeitraum Vertikaldränagen eingebaut werden.
Auf dem Bildschirm werden alle wesentlichen Grundlagen und Ergebnisse der Berechnung dargestellt. Insgesamt können fünf bzw. acht Grafikelemente (siehe auch Menütitel "Formblatt") dargestellt werden, die Sie nach Ihrem Belieben in ihrer Größe und Position verändern können:
Legende mit allgemeinen Informationen
Tabelle mit den Konsolidationswerten zu bestimmten Zeiten
Porenwasserdruckverlauf/Konsolidierungsverhältnis über die Schichttiefe
System-Darstellung
Zeitabhängige Entwicklung des Verfestigungsgrades, der Setzungen oder des Porenwasserdrucks
Legende mit Bodenkennwerten (nur bei numerischer Berechnung)
Form der Lastzunahme (nur bei numerischer Berechnung)
Porenzahl-Diagramm (nur bei Berechnung mit Kompressionsbeiwert CC)
Das Programm beinhaltet eine komfortable Dateneingabe. Das System wird permanent auf dem Bildschirm dargestellt. Jede Veränderung der Daten wird auf dem Bildschirm angezeigt, so dass eine optimale Kontrolle der Eingabedaten gewährleistet ist.
Zu vielen fachlichen und programmspezifischen Fragestellungen sind in den Dialogboxen "?"-Knöpfe und "Info"-Knöpfe vorhanden. Durch Anklicken der "?"- oder "Info"-Knöpfe erhalten Sie die notwendigen Informationen.
Die grafische Ausgabe unterstützt die von WINDOWS zur Verfügung gestellten True-Type-Fonts, so dass ein hervorragendes Layout gewährleistet ist. Farbige Ausgabe und zahlreiche Grafikformate (BMP, TIF, JPG etc.) werden unterstützt. Über das integrierte Mini-CAD-System können auch PDF- und DXF-Dateien importiert werden (siehe Handbuch "Mini-CAD").
Das Programm ist ausführlich getestet worden. Fehler sind dabei nicht festgestellt worden. Dennoch kann eine Garantie für die Vollständigkeit und Richtigkeit des Programmsystems und des Handbuches sowie daraus resultierender Folgeschäden nicht übernommen werden.