PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA

IM. STANISŁAWA STASZICA

W PILE

INSTYTUT POLITECHNICZNY

Zakład Budownictwa

FUNDAMENTOWANIE

Temat:

Projekt wykonania stopy fundamentowej.

Marcin Stolp

Budownictwo niestacjonarne

III rok, V semestr

Rok akademicki 2014/2015

1.Schemat

1. Parametry techniczne gruntu.

Lp.	Nazwa gruntu	Symbol gruntu	Stopień zagęszczania gruntu ID	Stopień plastyczności gruntu IL	Gęstość objętościowa ρ	Kąt tarcia wewnętrznego ϕ	Spójność gruntu c
1	Piasek gruby	Pr	0,6		1,85	33,5
2	Piasek gliniasty	Pg		0,4	2,10	18,0	31,0
3	Żwir	Ż	0,66		1,90	39,8

1. Wyznaczenie parametrów siła działających na projektowany fundament.

   1. Założenia projektu:
      M= 78 kNm
      P= 0,6 MN
      H= 45 kN

M_r = 78 ⋅ 1, 2 = 93, 6kNmP_r = 0, 6 ⋅ 1, 2 = 0, 72MN = 720kNH_r = 45 ⋅ 1, 2 = 54kN

1. Wymiary podstawy fundamentu.

   1. Wstępne wymiary fundamentu przyjęto jako stopę fundamentową prostokątną o wymiarach B= 3,0 m i L= 3,0 m.

   2. Przyjęto, że głębokość posadowienia mierzona od najmniejszego poziomu terenu wynosi D_min= 0,8 m.

Q_r ≤ m ⋅ Q_f

$${Q_{r} = P_{r} + G_{r}}{G_{r} = G^{n} \cdot 1,2}{\gamma_{sr} = 21,25\frac{\text{kN}}{m^{3}}}{G^{n} = B \cdot L \cdot D_{\min} \cdot \gamma_{sr} = 3,0 \cdot 3,0 \cdot 0,8 \cdot 21,25 = 153,00\text{kN}}{G_{r} = 153,00 \cdot 1,2 = 183,60\text{kN}}{Q_{r} = 720 + 183,6 = 903,60}$$

903,60 kN ≤ m * Q_f

$$e_{B} = \frac{M_{r} \pm H_{r} \cdot D_{\min}}{Q_{r}} = \frac{93,6 + 54 \cdot 0,8}{903,6} = 0,15139 = 0,1513m$$

$${\overset{-}{B} = B - 2 \cdot e_{B} = 3,0 - 2 \cdot 0,1513 = 2,69m}{\overset{-}{L} = L - e_{L} = 3,0;e_{L} = 0}$$

1. Wartość obliczeniowa kąta tarcia wewnętrznego Ps:
   φ_r = 33, 5^o ⋅ 0, 9 = 30, 15 ^o
   Znając kąt tarcia wewnętrznego φ_r30, 15^o, odczytujemy z normy wartość współczynników nośności:

   1. N_D= 18,73

   2. N_C= 30,52

   3. N_B= 7,72

$${tg\delta = \frac{H_{r}}{Q_{r}} = \frac{54}{903,6} = 0,0597}{tg\varphi = tg{30,15}^{o} = 0,58}$$

$$\frac{\text{tgδ}}{\text{tgφ}} = \frac{0,0597}{0,58} = 0,102$$

1. i_B= 0,80

2. i_D= 0,85

3. i_C= 0,87

$${\rho_{\text{Pd}}^{r} = 1,85 \cdot 0,9 = 1,665\frac{t}{m^{3}}}{\rho_{\text{Gp}}^{r} = 2,1 \cdot 0,9 = 1,89\frac{t}{m^{3}}}{\rho_{\text{Pd}}^{r} = 1,9 \cdot 0,9 = 1,71\frac{t}{m^{3}}}{\rho_{D} = \frac{1,71 \cdot 0,8}{0,8} = 1,71\frac{t}{m^{3}}}{\rho_{B} = \frac{1,575*0,5 + 1,89*2,5}{3,0} = 1,8375\frac{t}{m^{3}}}$$

$${Q_{f} = 2,69*3,0 \cdot \lbrack\left( 1 + 0,3 \cdot \frac{2,69}{3,0} \right)\ 30,51 \cdot 0 \cdot 0,87}{+ \left( 1 + 1,5\frac{2,69}{3,0} \right) \cdot 18,73 \cdot 1,71 \cdot 9,81 \cdot 0,8 \cdot 0,85 + (1 - 0,25 \cdot \frac{2,69}{3,0}) \cdot 7,728 \cdot 1,83 \cdot 9,81 \cdot 2,69 \cdot 0,8\rbrack = 5920,06\text{kN}}$$

903, 6 ≤ 5920, 06 * 0, 81

1. Warunek stanu granicznego nośności został spełniony.

Q_r ≤ m ⋅ Q_f

$${Q_{r}' = Q_{r} \cdot \overset{-}{B}' \cdot \overset{-}{L}' \cdot h \cdot \rho_{\text{Pd}} \cdot g}{\overset{-}{B}' = B + b}{\overset{-}{L}' = L + b}$$

$$b = \frac{0,5}{3} = 0,1667m$$

$${{\overset{-}{B}}^{'} = 3,0 + 0,1667 = 3,1667m}{{\overset{-}{L}}^{'} = 3,0 + 0,1667 = 3,1667m}$$

Q_r′=903, 6 + 3, 1667 ⋅ 3, 1667 ⋅ 0, 5 ⋅ 1, 85 ⋅ 9, 81 = 994, 5kN

$${\overset{-}{L}' = L' - 2e_{L}'}{e_{B}' = \frac{Q_{r} \cdot e_{B} \pm H_{r} \cdot h}{Q_{r^{'}}} = \frac{903,6 \cdot 0,1513 + 54 \cdot 0,5}{994,596} = 0,164m}{e_{L}' = 0}{\rho_{D}^{r} = 1,665\frac{t}{m^{3}}}{\rho_{B\text{pg}}^{r} = 1,89\frac{t}{m^{3}}}$$

6.2 Wartość obliczeniowa kąta tarcia wewnętrznego φπ:
φPg = 18^o ⋅ 0, 9 = 16, 2⁰
znając kąt tarcia wewnętrznego, odczytujemy z normy wartości współczynników:

1. N_D= 4,426

2. N_C= 11,772

3. N_B= 0,723

$${tg\delta = \frac{H_{r}}{Q_{r'}} = \frac{54}{994,596} = 0,0529}{tg\varphi = tg{16,2}^{o} = 0,2905}{\frac{\text{tgδ}}{\text{tgφ}} = \frac{0,05429}{0,2905} = 0,187}$$

1. i_B= 0,83

2. i_D= 0,91

3. i_C= 0,90

C_u^r = 31, 2 ⋅ 0, 9 = 28, 08kPa

$${Q_{f}^{'} = 2,83 \cdot 3,1667 \cdot \lbrack(1 + 0,3 \cdot \frac{2,83}{3,1667}) \cdot 11,772 \cdot 28,08 \cdot 0,9}{+ (1 + 1,5\frac{2,83}{3,1667}) \cdot 4,426 \cdot 1,665 \cdot 9,81 \cdot 1,3 \cdot 0,91}$$

Q_r′ = m ⋅ Q_f′994, 596 ≤ 2918, 687kN

6. Sprawdzenie stanu granicznego użytkowania.

$${S_{i} = S'_{i} + S''_{i}}{S_{i}' = \frac{\sigma_{\text{zdi}} \cdot h_{i}}{M_{\text{oi}}}}{S''_{i} = \lambda \cdot \frac{\sigma_{\text{zsi}} \cdot h_{i}}{M_{i}}}$$

3. Obliczanie naprężenia.

σ_zp = ∑ρ_i ⋅ g ⋅ h_i = ∑γ_i ⋅ h_i

$$\sigma_{\text{zp}}^{3} = \sigma_{\text{zp}}^{2} + 1,75 \cdot 10 \cdot 2,70 = 149,85\frac{\text{kN}}{m^{2}}$$

$${0,3 \cdot \sigma_{\text{zp}}^{1} = 7,215\frac{\text{kN}}{m^{2}}}{0,3 \cdot \sigma_{\text{zp}}^{2} = 32,415\frac{\text{kN}}{m^{2}}}{0.3 \cdot \sigma_{\text{zp}}^{3} = 44,955}$$

σ_zs = D ⋅ γ ⋅ η

σ_zd = (q − D ⋅ γ)⋅η

$${\beta = \frac{M_{o}}{M}}{\beta_{\text{Pd}} = 0,9}{\beta_{\text{Gp}} = 0,9}{\beta_{\text{Pd}} = 1,0}$$

$${M = \frac{M_{o}}{\beta}}{M_{o}^{\Pr} = 110000kPa}{M_{o}^{\text{Pg}} = 24000kPa}{M_{o}^{Z} = 190000kPa}$$

$$q = \frac{{Q'}_{r}}{B \cdot L}:1,2 = \frac{994,596}{3,0 \cdot 3,0}:1,2 = 92,092\frac{\text{kN}}{m^{2}}$$

S ≤ S_dop0, 57cm ≤ 5 ÷ 15cm