Nejčastěji používaným řešením, které stavební inženýři pro daný model volí, je prutový model integrovaný s normovými posouzeními v souladu s příslušnými normami. Nastavení zkušebního modelu je konzistentní napříč všemi úrovněmi složitosti modelu a představuje sloup se čtvercovým průřezem o rozměrech 500 x 500 mm a délce 1 000 mm, základový pás s jednotkovou šířkou 1 000 mm a délkou 6 000 mm. Výška základového pásu je proměnný parametr. Pro toto ověření je použita výška 250 mm.
Spodní líc základového pásu je podepřen tlačnými pružinami s buď nízkou tuhostí zeminy 16 000 kN/m³, nebo vysokou tuhostí zeminy 128 000 kN/m³. Okrajové podmínky symetrie omezují levý a pravý konec základového pásu.
Je nezbytné poznamenat, že všechny modely jsou návrhové modely. Pro simulaci a ověření normového posouzení byly aplikovány dílčí součinitele materiálů.
11) Rozměry a analytický model
Lineární prutový model – zemina s nízkou tuhostí (LSS)
Po provedení simulace na prutovém modelu lze použít standardní normová posouzení. Navržené vyztužení splňuje minimální konstrukční požadavky stanovené EN 1992-1-1 [1]. Na podélné pruty i třmínky je aplikováno minimální procento vyztužení. Simulace je provedena s modulem pružnosti 10 GPa, který představuje sečnový modul zvoleného betonového materiálu. Vzhledem k hyperstatické povaze konstrukce modul ovlivňuje redistribuci vnitřních sil.
12) Lineární prutový model – mezní zatížení pro splnění posouzení MSÚ
Ohybový moment přímo pod sloupem dosahuje mezní hodnoty 60,1 kNm při osové síle ve sloupu -245 kN. Druhý kritický bod se nachází v zóně maximálního smyku, kde interakce smykové síly -86,4 kN a odpovídajícího ohybového momentu 44,8 kNm vede k interakčnímu posouzení, které rovněž zůstává v přijatelných mezích s využitím 96,6 %. Nejkritičtější místo na konstrukci se nachází přímo pod sloupem a způsob porušení zahrnuje beton v tlaku a podélné pruty vyztužení v tahu. Smyková únosnost naznačuje, že pro tento případ není kritická.
13) Lineární prutový model – normové posouzení pro zeminu s nízkou tuhostí
Lineární prutový model – zemina s vysokou tuhostí (HSS)
Zemina s vysokou tuhostí v tomto scénáři, hutný písek s modulem reakce podloží 128 000 kN/m³, výrazně mění chování konstrukce. Zatížení je soustředěno přímo pod oblastí sloupu. Kontaktní plocha vykazuje vyšší gradient a velikost kontaktního napětí. Mezní únosnost ve sloupu -540 kN se zvýšila o faktor 2,2 ve srovnání se zeminou s nízkou tuhostí. Průběh smykové síly je strmější a ohybový moment je více lokalizovaný. To vede ke konstrukci náchylnější k protlačení.
14) Lineární prutový model – mezní zatížení pro splnění posouzení MSÚ
Maximální ohybový moment soustředěný pod sloupem je 60,7 kNm, přičemž je přičítán maximální únosnosti průřezu v ohybu. Extrémní smyková síla je posunuta blíže k oblasti sloupu a dosahuje hodnoty -132 kN, přičemž odpovídající moment je 38,1 kNm. V interakčním normovém posouzení byl úhel theta pro tlakovou vzpěru upraven z 21,5 stupňů na 23 stupňů. Eurocode umožňuje úpravu úhlu vzpěry v rozsahu 21,5 až 45 stupňů. Bylo zjištěno, že úhel 21,5 stupně vede k překročení únosnosti, přičemž to je primárně přičítáno ohybu. Zohledněním variability předepsané normovými požadavky bylo nevyhovující posouzení úspěšně vyřešeno použitím alternativního úhlu vzpěry.
Kritický způsob porušení zahrnuje beton v tlaku a podélné pruty vyztužení v tahu.
15) Lineární prutový model – normové posouzení pro zeminu s vysokou tuhostí