POLSKI KOMITET NORMALIZACYJI, MIAR I JAKOŚCI	POLSKA NORMA	PN-88/B-02014
		Obciążenia budowli
				Grupa katalogowa 0702
		Obciążenia gruntem
Actions on building structures Soil loading	Charges des bâtiments et des ouvrages d'art Charge du sol	Нагрузки строительных конструкций Нагрузка грунтом

UKD 624.042

Zgłoszona przez Ministerstwo Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa

Ustanowiona przez Polski Komitet Normalizacji, Miar i Jakości dnia 19 maja 1988 r. jako norma obowiązująca od dnia 1 stycznia 1989 r. (Dz. Norm. i Miar nr 8/1988, poz. 19)

Przedruk dozwolony tylko za zgodą Polskiego Komitetu Normalizacji, Miar i Jakości.

SPIS TREŚCI

1. WSTĘP

1.1. Przedmiot normy.

1.2. Zakres stosowania normy.

1.3. Określenia

2. KLASYFIKACJA I ZASADY USTALANIA WARTOŚCI OBCIĄŻEŃ

2.1. Podział obciążeń.

2.2. Zasady ustalania wartości obciążeń.

3. OBCIĄŻENIE BUDOWLI SPOWODOWANE CIĘŻAREM NAWIERZCHNI, GRUNTU BUDOWLI I WODY GRUNTOWEJ

3.1. Obciążenie płyty górnej.

3.2. Obciążenie płyty dolnej.

3.3. Obciążenie ścian.

3.4. Obciążenie powierzchni nachylonych.

4. OBCIĄŻENIE BUDOWLI WYNIKAJĄCE Z OBCIĄŻENIA NAZIOMU

4.1. Obciążenie naziomu.

4.2. Rozkład obciążeń w gruncie.

4.3. Obciążenie płyty górnej.

4.4. Obciążenie płyty dolnej.

4.5. Obciążenie ścian.

4.6. Obciążenie powierzchni nachylonych.

4.7. Współczynniki dynamiczne.

5. WSPÓŁCZYNNIKI OBCIĄŻENIA

ZAŁĄCZNIK

INFORMACJE DODATKOWE

1. WSTĘP

1.1. Przedmiot normy.

Przedmiotem normy są zasady ustalania obciążeń gruntem nasypowym, które należy przyjmować w obliczeniach statycznych budowli i ich części.

1.2. Zakres stosowania normy.

Normę należy stosować do budowli całkowicie lub częściowo zagłębionych w gruncie, mało odkształcanych i nie mających możliwości poziomych przesunięć, wykonywanych w wykopach otwartych, z pominięciem efektu przesklepienia gruntu nad stropem budowli całkowicie zagłębionych.

Normy nie stosuje się do rurociągów i kolektorów oraz do budowli, dla których obciążenie gruntem jest ustalone w innych normach.

Norma nie uwzględnia obciążeń wynikających z wpływów eksploatacji górniczej.

1.3. Określenia

1.3.1. określenia podstawowe

- wg PN-82/B-02000, PN-85/S-10030, PN-83/B-03010 i PN-81/B-03020.

1.3.2. budowla mało odkształcalna

- budowla, której odkształcenia i przemieszczenia nie wpływają na wartość i rozkład obciążenia gruntem.

1.4. Oznaczenia

a_n, b_n - wymiary pola obciążenia naziomu, równomiernie rozłożonego na nawierzchni (a_n ≥ b_n), m,

a_t, b_t - wymiary pola obciążenia naziomu, równomiernie rozłożonego w poziomie terenu (spodu nawierzchni), m,

a_z, b_z - wymiary pola obciążenia zastępczego wynikającego z obciążenia naziomu, równomiernie rozłożonego na głębokości z, m,

g_n - ciężar nawierzchni, kN/m²,

g_v - obciążenie pionowe płyty górnej (stropu) budowli wynikające z ciężaru nawierzchni i gruntu, kN/m²,

g'_v - obciążenie pionowe płyty dolnej budowli wynikające z ciężaru nawierzchni, gruntu i budowli, kN/m²,

g”_v - obciążenie pionowe płyty dolnej budowli posadowionej poniżej PPW, wynikające z ciężaru nawierzchni, gruntu i budowli, oraz wyporu wody gruntowej, kN/m²,

g_h - obciążenie poziome ścian budowli, wynikające z ciężaru nawierzchni i gruntu, kN/m²,

g'h - obciążenie poziome ścian budowli, poniżej PPW, wynikające z ciężaru nawierzchni i gruntu oraz parcia wody gruntowej, kN/m²,

g - obciążenie budowli wynikające z ciężaru nawierzchni i gruntu działające prostopadle do powierzchni nachylonej, płaskiej lub zakrzywionej, kN/m²,

g_b - obciążenie płyty dolnej, wynikające z ciężaru budowli, równomiernie lub nierównomiernie rozłożone, kN/m²,

n - współczynnik wzrostu powierzchni rozkładu obciążeń w gruncie,

p_n - obciążenie naziomu równomiernie rozłożone w poziomie nawierzchni, kN/m²,

p_t - obciążenie naziomu równomiernie rozłożone w poziomie terenu, kN/m²,

p_z - obciążenie zastępcze równomiernie rozłożone w gruncie na głębokości z, wynikające z obciążenia naziomu, kN/m²,

p_v, p_vd - obciążenie pionowe płyty górnej (stropu) budowli, odpowiednio statyczne i dynamiczne, wynikające z obciążenia naziomu, kN/m²,

p'_v - obciążenie pionowe płyty dolnej budowli, wynikające z obciążenia naziomu, kN/m²,

p_h - obciążenie poziome ścian budowli, wynikające z obciążenia naziomu, kN/m²,

p - obciążenie budowli wynikające z obciążenia naziomu, działające prostopadle do powierzchni nachylonej, płaskiej lub zakrzywionej, kN/m²,

K₀ - współczynnik parcia spoczynkowego gruntu,

PPW - piezometryczny poziom zwierciadła wody gruntowej,

h_n - grubość nawierzchni, m,

h_w - zagłębienie płyty dolnej budowli poniżej PPW, m,

h_z - zagłębienie poniżej PPW, m,

z - zagłębienie, m, mierzone:

dla dróg - od spodu nawierzchni,

dla linii tramwajowych - od spodu podkładów lub płyt betonowych,

dla linii kolejowych - od poziomu 0,5 m poniżej górnej krawędzi podkładów,

z_g - zagłębienie wierzchu płyty górnej budowli w gruncie, m,

z_d - zagłębienie spodu płyty dolnej budowli w gruncie, m,

z_w - zagłębienie PPW poniżej poziomu terenu, m,

 - współczynnik dynamiczny dla obciążeń naziomu (p_n, p_t),

_z - współczynnik dynamiczny dla obciążeń zastępczych p_z,

γ - ciężar objętościowy gruntu, kN/m³,

γ' - ciężar objętościowy gruntu z uwzględnieniem wyporu wody gruntowej, kN/m³,

γ_w - ciężar objętościowy wody, γ_w = 10 kN/m³,

γ_f - współczynnik obciążenia,

 - kąt nachylenia do poziomu powierzchni płaskiej lub zakrzywionej, °.

2. KLASYFIKACJA I ZASADY USTALANIA WARTOŚCI OBCIĄŻEŃ

2.1. Podział obciążeń.

Obciążenie budowli całkowicie lub częściowo zagłębionych w gruncie składa się:

- z obciążenia stałego lub zmiennego w całości długotrwałego, spowodowanego ciężarem nawierzchni, ciężarem własnym gruntu, ciężarem własnym budowli, oraz parciem i wyporem wody gruntowej,

- z obciążenia zmiennego, wynikającego z obciążenia naziomu, oraz obciążeń technologicznych (użytkowych) budowli.

2.2. Zasady ustalania wartości obciążeń.

Obciążenie budowli spowodowane ciężarem nawierzchni, gruntu budowli oraz wody gruntowej należy ustalać wg rozdz. 3. Wartości obciążeń należy przyjmować wg PN-82/B-02001 oraz PN-85/S-10030.

Obciążenie budowli wynikające z obciążenia naziomu należy ustalać wg rozdz. 4. Wartości obciążeń zmiennych naziomu należy przyjmować wg PN-82/B-02003, PN-82/B-02004 oraz PN-85/S-10030.

Obciążenie budowli wynikające z obciążeń technologicznych należy ustalać zgodnie z projektem (analogicznie jak ciężar budowli), przyjmując najniekorzystniejszy układ obciążeń.

3. OBCIĄŻENIE BUDOWLI SPOWODOWANE CIĘŻAREM NAWIERZCHNI, GRUNTU BUDOWLI I WODY GRUNTOWEJ

3.1. Obciążenie płyty górnej.

Jednostkowe charakterystyczne obciążenie pionowej płyty górnej (stropu) budowli zagłębionej w gruncie (rys. 1a) należy obliczać wg wzoru

g_v = g_n + γ x z_g

(1)

Wartości charakterystyczne ciężarów objętościowych gruntów mineralnych, jeśli nie zostały wyznaczone doświadczalnie, można przyjmować wg załącznika.

W przypadku posadowienia budowli na podłożu niepodatnym, np. skalistym, wskutek różnic w podatności warstwy gruntu nad i obok budowli, obciążenie płyty górnej może ulec zwiększeniu, lecz do wartości nie większej niż to wynika z PN-85/S-10030 p. 3.5.1.

3.2. Obciążenie płyty dolnej.

Jednostkowe charakterystyczne obciążenie płyty dolnej budowli (rys. 1) należy określać wg wzorów:

- dla posadowienia powyżej PPW

g'_v = g_v + g_b

(2)

- dla posadowienia poniżej PPW

g”_v = g_v + g_b

(3)

lecz nie mniej niż γ_wh_w.

Rys. 1

3.3. Obciążenie ścian.

Jednostkowe charakterystyczne obciążenie poziome ścian budowli całkowicie lub częściowo zagłębionych w gruncie (rys. 1) należy określać wg wzorów

- dla ścian lub części ścian znajdujących się powyżej PPW

(4)

- dla ścian lub części ścian znajdujących się poniżej PPW

(5)

Wartości współczynnika parcia spoczynkowego K₀ należy określać odpowiednio do rodzaju gruntu oraz technologii układania i zagęszczania nasypu wg PN-83/B-03010. W przypadku mniej odpowiedzialnych budowli oraz nie ustalonej technologii układania i zagęszczania nasypu, można przyjmować:

K₀ = 0,5 - dla gruntów niespoistych,

K₀ = 0,6 - dla gruntów spoistych.

3.4. Obciążenie powierzchni nachylonych.

Dla powierzchni nachylonych, płaskich i zakrzywionych, jednostkowe obciążenie charakterystyczne, spowodowane ciężarem nawierzchni i gruntu, należy obliczać wg wzoru

(6)

4. OBCIĄŻENIE BUDOWLI WYNIKAJĄCE Z OBCIĄŻENIA NAZIOMU

4.1. Obciążenie naziomu.

Obciążenie naziomu zależy od sposobu użytkowania terenu. W obliczeniach statycznych budowli obciążenia naziomu należy przyjmować następująco:

a) dla terenów ogólnie dostępnych, miejskich i rolniczych - zgodnie z planem zagospodarowania terenu, lecz nie mniej niż pojedynczym samochodem ciężarowym ciężkim z ładunkiem wg PN-82/B-02004, tabl. 2, lp. 5 i nie mniej niż 5 kN/m² w polu o powierzchni nieograniczonej,

b) dla terenów składowisk otwartych i magazynów - zgodnie z technologią transportu i składowania wg PN-82/B-02001, PN-82/B-02004 i PN-85/S-10030, lecz nie mniej niż wg poz. a),

c) dla terenów zamkniętych zakładów przemysłowych - zgodnie z projektem zagospodarowania zakładu, odpowiednio do technologii produkcji, transportu i składowania, lecz nie mniej niż wg poz. a),

d) dla dróg, linii tramwajowych i kolejowych - wg PN-85/S-10030, lecz nie mniej niż wg poz. a).

4.2. Rozkład obciążeń w gruncie.

Jednostkowe charakterystyczne obciążenie p_t równomiernie rozłożone w polu prostokątnym a_t x b_t w poziomie spodu nawierzchni, należy wyznaczać wg PN-85/S-10030, odpowiednio do rodzaju i grubości nawierzchni. Dla nawierzchni betonowych i żelbetowych można przyjmować rozkład obciążeń pod kątem 45°. W przypadku nawierzchni nieutwardzonej lub braku nawierzchni należy przyjmować p_t = p_n, a_t = a_n i b_t = b_n (rys. 2).

Rys. 2

Jednostkowe charakterystyczne obciążenie zastępcze p_z równomiernie rozłożone w gruncie na głębokości z, w polu prostokątnym a_z x b_z (rys. 2) wyznacza się wg wzoru

(7)

Wartości n należy przyjmować następująco: ¹⁾

n = 1,6 - dla żwirów i pospółek

n = 1,4 - dla piasków grubych i średnich

n = 1,2 - dla piasków drobnych i pylastych

n = 1,1 - dla gruntów mało spoistych

n = 1,0 - dla gruntów średnio spoistych

4.3. Obciążenie płyty górnej.

Jednostkowe charakterystyczne obciążenie p_v płyty górnej (stropu) budowli, wynikające z obciążenia naziomu, należy przyjmować jako równe obciążeniu zastępczemu p_z określonemu wg wzoru (7), dla z = z_g (rys. 3). Wartość obciążenia p_v nie może być mniejsza niż 5 kN/m².

Rys. 3

Przy wymiarowaniu konstrukcyjnym płyty górnej (stropu) budowli zagłębionej w gruncie mniej niż 1,0 m, należy uwzględnić dynamiczne działanie obciążenia naziomu. Jednostkowe charakterystyczne obciążenie dynamiczne p_vd na głębokości z należy obliczać wg wzoru

p_vd = p_v _z

(8)

Wartości współczynnika dynamicznego _z należy przyjmować wg 4.7.

4.4. Obciążenie płyty dolnej.

Jednostkowe charakterystyczne obciążenie p'_v płyty dolnej budowli zagłębionej w gruncie, wynikające z obciążenia naziomu, wyznacza się w zależności od kształtu budowli i rodzaju konstrukcji, dla najniekorzystniejszego usytuowania obciążenia naziomu.

Wartość obciążenia p'_v nie może być mniejsza niż 5 kN/m².

4.5. Obciążenie ścian.

Jednostkowe charakterystyczne obciążenie poziome ścian budowli zagłębionych w gruncie, wynikające z równomiernie rozłożonego obciążenia naziomu, należy obliczać wg wzoru

p_n = p_zK₀

(9)

w którym p_z - wg wzoru (7) i rys. 2.

Rozkład obciążeń poziomych na wysokości ściany budowli należy przyjmować wg rys. 3. Wartość obciążenia p_h nie może być mniejsza niż 3 kN/m².

4.6. Obciążenie powierzchni nachylonych.

Dla powierzchni nachylonych, płaskich i zakrzywionych, jednostkowe obciążenie charakterystyczne spowodowane obciążeniem naziomu wyznacza się wg wzoru

p = p_v cos^2 + p_h sin^2

(10)

4.7. Współczynniki dynamiczne.

Wartości współczynnika dynamicznego  dla obciążeń zmiennych naziomu, na terenach ogólnie dostępnych, terenach składowisk otwartych i magazynów, oraz w obrębie zakładów przemysłowych, należy przyjmować wg PN-82/B-02003. Wartość współczynnika dynamicznego B_z do obliczania obciążenia dynamicznego p_vd określa się następująco:

- dla z_g ≤ 0,5 m _z = 

- dla 0,5 m < z_g ≤ 1,0 m _z = 1 + 2 (- 1)(1 - z_g)

- dla z_g > 1,0 m _z = 1,0

Dla budowli, których płyta górna pozostaje w zasięgu oddziaływania obciążeń taborem samochodowym, tramwajowym lub kolejowym, wartości współczynnika dynamicznego należy określać wg PN-85/S-10030.

5. WSPÓŁCZYNNIKI OBCIĄŻENIA

Przy wyznaczaniu obciążeń obliczeniowych należy przyjmować następujące współczynniki obciążenia γ_f.

1,1 (0,9) - dla ciężaru i parcia spoczynkowego gruntu nasypowego o kontrolowanym zagęszczeniu

1,2 (0,8) - dla ciężaru i parcia spoczynkowego gruntu o niekontrolowanym zagęszczeniu.

Wartości współczynnika γ_f < 1,0 należy stosować w przypadku, gdy zmniejszenie obciążenia daje niekorzystniejszy układ obciążeń.

KONIEC

ZAŁĄCZNIK

CIĘŻARY OBJĘTOŚCIOWE GRUNTÓW MINERALNYCH

Tablica Z-1. Ciężar objętościowy gruntów niespoistych, kN/m³

Nazwa gruntu	Stan wilgotności	Stan gruntu
				zagęszczony	średnio zagęszczony	luźny
	Żwiry i pospółki	mało wilgotne	18,5	17,5	17,0
		wilgotne	20,0	19,0	18,5
		nawodnione	21,0	20,5	20,0
	Piaski grube i średnie	mało wilgotne	18,0	17,0	16,5
		wilgotne	19,0	18,5	18,0
		nawodnione	20,5	20,0	19,5
	Piaski drobne i pylaste	mało wilgotne	17,0	16,5	16,0
		wilgotne	18,5	17,5	17,0
		nawodnione	20,0	19,0	18,5

Tablica Z-2. Ciężar objętościowy gruntów spoistych, kN/m³

Nazwa gruntu		Stan gruntu
				półzwarty	twardoplastyczny	plastyczny
Mało spoiste	żwiry, pospółki gliniaste	22,5	22,0	21,0
		piaski gliniaste	22,0	21,5	21,0
		pyły piaszczyste	21,5	21,0	20,5
		pyły	21,0	20,5	20,0
	Średnio spoiste	gliny piaszczyste	22,5	22,0	21,0
		gliny	22,0	21,5	20,5
		gliny pylaste	21,5	21,0	20,0

INFORMACJE DODATKOWE

1. Instytucja opracowująca normę

- Centralny Ośrodek Badawczo-Projektowy Budownictwa Ogólnego w Warszawie.

2. Normy związane

PN-82/B-02000 Obciążenia budowli. Zasady ustalania wartości

PN-82/B-02001 Obciążenia budowli. Obciążenia stałe

PN-82/B-02003 Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne technologiczne. Podstawowe obciążenia technologiczne i montażowe

PN-82/B-02004 Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne technologiczne. Obciążenia pojazdami

PN-83/B-03010 Ściany oporowe. Obliczenia statyczne i projektowanie

PN-81/B-03020 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie

PN-85/S-10030 Obiekty mostowe. Obciążenia

3. Normy zagraniczne

CSRS ČSN 730037 - 1969 - Zemni a hirninovy tlak na stavebni konstrukce

NRD TGL 11464/03 - 1979 - Erdstatische Berechnungsverfahren. Verfahren zur Berechnung des Erddruckes

TGL 11464/04 - 1980 - Erdstatische Berechnungsverfahren. Erddruck auf Stützvände

TGL 13000 - 1977 - Lastannahmen für Strassenbrücken

TGL 33342/02 - 1978 - Kanäle für Versorgungsleitungen. Lastannahmen und Bemessung

RFN DIN 4085 - 1982 - Baugrund. Berechnung des Erddrucks für starre Stützwände und Widerlager. Vorläufige Berechnungsgrundlagen

4. Autorzy projektu normy

- dr inż. Rudolf Mokrosz - Wojewódzkie Biuro Projektów w Zabrzu, mgr inż. Edward Motak - Politechnika Rzeszowska, doc. dr hab. inż. Zdzisław Żmudziński - Politechnika Krakowska.

5. Wydanie 2

- stan aktualny: grudzień 1993 - bez zmian.

1) Wartości współczynników n dla gruntów zwięzłospoistych i bardzo spoistych nie określono, gdyż stosowanie tych gruntów do zasypywania budowli nie jest wskazane.

Początek formularza

---