Fundamentowanie ćw cz 2

background image

1

Fundamentowanie – ćwiczenia

Część 2 – Nośność pionowa i pozioma podłoża gruntowego pod fundamentami bezpośrednimi

(dr inż. Adam Krasiński, mgr inż. Paweł Więcławski, mgr inż. Tomasz Kusio)


Zadanie przykładowe 2.1

Sprawdzić warunek nośności pionowej podłoża gruntowego pod fundamentem ściany oporowej
według zaleceń i propozycji obliczeniowej EC7

Obciążenia:

Kombinacja 2:

V

d

= 359 kN/m

H

d

= 165 kN/m

e

B

= 0,27 m


Podejście obliczeniowe 2 (DA2): A1+M1+R2

γ

φ

=

γ

c’

=

γ

cu

=

γ

γ

= 1,0,

γ

R,v

= 1,4

1) Nośność krótkoterminowa (w warunkach bez odpływu)

(

)

[

]

q

i

s

b

C

π

A'

R

c

c

c

u

v

+

+

=

2

Efektywne wymiary i efektywna powierzchnia podstawy fundamentu:
B’

= 3,2 - 2

⋅0,27= 2,66 m

L’

= 1,0 m

A’

= 2,66

⋅1,0 = 2,66 m

2


Współczynnik nachylenia podstawy fundamentu:
b

c

= 1,0 bo α = 0 (fundament o poziomej podstawie)


Współczynnik kształtu fundamentu:

0

,

1

'

'

2

,

0

1

=

+

=

L

B

s

c

bo

0

'

'

=

L

B

(fundament pasmowy)

Współczynnik wpływu obciążenia poziomego:

61

,

0

65

66

,

2

165

1

1

2

1

1

1

2

1

=



+

=



+

=

u

d

c

C

A

H

i

Obciążenie od nadkładu gruntu w poziomie posadowienia:

q

= 1,0

⋅18,5 = 18,5 kPa

Nośność krótkoterminowa w warunkach bez odpływu:

(

)

[

]

(

)

[

]

5

,

591

5

,

18

61

,

0

0

,

1

0

,

1

65

2

66

,

2

2

=

+

+

=

+

+

=

π

q

i

s

b

C

π

A'

R

c

c

c

u

v

kN/m

5

,

422

4

,

1

5

,

591

;

=

=

d

v

R

kN/m

Warunek nośności:

V

d

=

359 kN/m < R

v;d

= 422,5 kN/m - warunek spełniony

zwg

B = 3,2 m

± 0,0

– 2,8

– 1,7

φ = 14°, c’ = 25kPa, C

u

=65kPa

γ = 18,5 kN/m

3

,

γ

sr

= 19,5 kN/m

3

clsaSi

– 1,0

e

B

=0,27m

V

d

Q

d

H

d

FSa

background image

2

2) Nośność długoterminowa (w warunkach z odpływem)

(

)

γ

γ

γ

γ

γ

i

s

b

N

B

i

s

b

N

q

i

s

b

N

c

A'

R

B

q

q

q

q

c

c

c

c

v

+

+

=

5

,

0

Współczynniki nośności

60

,

3

2

14

45

2

45

2

14

2

'

=





+

=

+

=

o

o

o

o

tg

e

tg

e

N

tg

tg

q

π

φ

π

φ

(

)

(

)

40

,

10

14

1

6

,

3

1

=

=

=

o

ctg

ctg

N

N

q

c

φ

(

)

(

)

30

,

1

14

1

6

,

3

2

1

2

=

=

=

o

tg

tg

N

N

q

φ

γ

Współczynniki nachylenia podstawy fundamentu:

b

c

= b

q

= b

γ

=1,0 bo α = 0 (fundament o podstawie poziomej)

Współczynnik kształtu fundamentu:

0

,

1

14

sin

0

1

sin

1

=

+

=

+

=

o

φ

L

B

s

q

0

,

1

0

3

,

0

1

3

,

0

1

=

=

=

L

B

s

γ

0

,

1

1

1

=

=

q

q

q

c

N

N

s

s

Wpływ obciążenia poziomego:

Wartość wykładnika m:

0

,

2

0

1

0

2

1

2

=

+

+

=

+

+

=

=

L

B

L

B

m

m

B

Współczynniki wpływu obciążenia poziomego:

54

,

0

14

25

66

,

2

359

165

1

1

2

=





+

=





+

=

o

ctg

ctg

c

A

V

H

i

m

d

d

q

φ

36

,

0

14

4

,

10

54

,

0

1

54

,

0

1

=

=

=

o

tg

tg

N

i

i

i

c

q

q

c

φ

40

,

0

14

25

66

,

2

359

165

1

1

3

1

=





+

=





+

=

+

o

ctg

ctg

c

A

V

H

i

m

d

d

φ

γ

Obciążenie od nadkładu w poziomie posadowienia:

q

= 1,0

⋅18,5 = 18,5 kPa

Ś

redni ciężar objętościowy gruntu pod fundamentem:

0

,

13

8

,

1

5

,

9

1

,

1

5

,

18

7

,

0

=

+

=

B

γ

kN/m

3

background image

3

Nośność długoterminowa, w warunkach z odpływem:

(

)

(

)

kN/m

7

,

368

0

,

9

0

,

36

6

,

93

66

,

2

4

,

0

0

,

1

0

,

1

3

,

1

66

,

2

0

,

13

5

,

0

54

,

0

0

,

1

0

,

1

6

,

3

5

,

18

36

,

0

0

,

1

0

,

1

4

,

10

25

66

,

2

=

+

+

=

=

+

+

=

v

R

3

,

263

4

,

1

7

,

368

;

=

=

d

v

R

kN/m

Warunek nośności:

V

d

=

359 kN/m > R

v;d

= 263,3 kN/m - warunek nie jest spełniony

Ze względu na znaczny brak nośności, należy wymienić grunt pod fundamentem.



























background image

4

Zadanie przykładowe 2.2

Sprawdzić warunek oporu na przesuniecie dla fundamentu ściany oporowej .

Obciążenia:

Kombinacja 3:

V

d

= 266,7 kN/m

H

d

= 165 kN/m

1) Opór w warunkach bez odpływu:

0

,

208

0

,

65

0

,

1

2

,

3

=

=

=

u

c

h

C

A

R

kN/m

Wartość projektowa oporu:

1

,

189

1

,

1

0

,

208

;

=

=

d

v

R

kN/m

Warunek nośności:

H

d

=

165,0 kN/m < R

h;d

= 189,1 kN/m - warunek jest spełniony

2) Opór w warunkach z odpływem:

Do obliczeń przyjęto:

o

14

'

=

=

φ

δ

kN/m

5

,

66

14

7

,

266

=

=

=

o

tg

tg

V

R

d

h

δ

Warunek nośności;

H

d

=

165,0 kN/m >> R

h

= 66,5 kN/m - warunek nośności nie został spełniony

3) Opór w warunkach z odpływem po zastosowaniu ostrogi:

o

9

,

10

192

,

0

6

,

2

5

,

0

=

=

=

α

α

tg

189

,

0

sin

=

α

982

,

0

cos

=

α

Składowa pionowa obciążenia:

1

,

293

189

,

0

165

982

,

0

7

,

266

sin

cos

=

+

=

+

=

α

α

d

d

d

H

V

N

kN/m

Składowa pozioma obciążenia:

zwg

B = 3,2 m

± 0,0

– 2,8

– 1,7

φ = 14° c’ = 25kPa, C

u

=65kPa

γ = 18,5 kN/m

3

,

γ

sr

= 19,5 kN/m

3

clsaSi

– 1,0

e

B

=0,27m

V

d

Q

d

H

d

FSa

T

d

2,6 m

0,6

0,5

α

N

d

± 0,0

– 1,0

A

c

background image

5

6

,

111

189

,

0

7

,

266

982

,

0

165

sin

cos

=

=

=

α

α

d

d

d

V

H

T

kN/m

Pole podstawy fundamentu:

2

m

65

,

2

0

,

1

982

,

0

6

,

2

0

,

1

cos

6

,

2

=

=

=

α

c

A

Warto

ść

charakterystyczna oporu:

kN/m

4

,

139

0

,

25

65

,

2

14

3

,

293

'

=

+

=

+

=

o

tg

c

A

tg

N

R

c

d

h

φ

Warto

ść

projektowa oporu:

7

,

126

1

,

1

4

,

139

;

=

=

d

h

R

kN/m

Warunek no

ś

no

ś

ci;

7

,

126

kN/m

6

,

111

;

=

<

=

d

h

d

R

T

kN/m

-

warunek nośności jest spełniony

background image

6

Zadanie przykładowe 2.3

Sprawdzi

ć

no

ś

no

ść

pionow

ą

drugiej warstwy (słabej) pod fundamentem bezpo

ś

rednim.

Obciążenia:

V

d

= 1000 kN

H

dB

= 150 kN

H

dL

= 0 kN

Obliczenia:

Przyj

ę

to fundament zast

ę

pczy według propozycji PN-81/B-03020:

Przyj

ę

cie warto

ś

ci b:

W1 – grunt niespoisty :

3

h

b

B

h

=

3

2h

b

B

h

=

>

W1 – grunt spoisty :

4

h

b

B

h

=

3

h

b

B

h

=

>

W1 - grunt niespoisty,

40

,

0

3

6

,

1

2

,

1

=

=

=

<

=

h

b

m

B

m

h

m

Wymiary fundamentu zast

ę

pczego:

B

z

= 1,6 + 0,4 = 2,0m, L

z

= 3,0 + 0,4 = 3,4m

Obci

ąż

enie działaj

ą

ce na fundament zast

ę

pczy:

V

d;z

= 1000 + 2,0·3,4·1,2·17,5 = 1143 kN

H

d;z

= 150 kN

Mimo

ś

rody obci

ąż

enia dla fundamentu zast

ę

pczego:

m

33

,

0

1143

2

,

1

150

2

,

0

1000

;

;

=

+

=

+

=

z

d

d

B

d

z

B

V

h

H

e

V

e

m

26

,

0

1143

3

,

0

1000

;

;

=

=

=

z

d

L

d

z

L

V

e

V

e

Wymiary efektywne i powierzchnia efektywna fundamentu zastępczego:

B'

z

= 2,0 - 2·0,33 =1,34m, L'

z

= 3,4 - 2·0,26 =2,88m

A'

= 1,34·2,88= 3,86m

2

L=3,0 m, e

L

=0,3 m

I

D

=0,5,

φ = 30°, γ = 17.5 kN/m

3

,

B = 1,6 m

clSi

FSa

φ = 15°, c’=28kPa, C

u

=45kPa

γ = 19,0 kN/m

3

,

± 0,0

- 2,4

- 1,2

- 0,4

e

B

=0,2m

V

d

Q

d

H

dB

- 1,2

- 2,4

W1

W2

h=1,2 m < 2B= 3,2m

B

z

=B+b

(L

z

=L+b)

± 0,0

- 0,4

e

B;z

V

d;z

Q

d;z

H

d;z

L

z

=L+b, e

L;z

background image

7

a) Nośność w warunkach bez odpływu

(

)

[

]

q

i

s

b

C

π

A'

R

c

c

c

u

v

+

+

=

2

Współczynnik nachylenia podstawy fundamentu:

b

c

= 1,0 bo α = 0 (fundament o poziomej podstawie)

Współczynnik kształtu fundamentu:

09

,

1

88

,

2

34

,

1

2

,

0

0

,

1

2

,

0

1

=

+

=

+

=

z

z

c

L

B

s

Współczynnik nachylenia obciążenia:

68

,

0

45

86

,

3

150

1

1

2

1

1

1

2

1

=



+

=



+

=

u

d

c

C

A

H

i

Obciążenie od nadkładu w poziomie posadowienia:

q

= (1,2 + 0,8)

⋅17,5 = 35,0 kPa

Nośność krótkoterminowa w warunkach bez odpływu:

(

)

[

]

(

)

[

]

0

,

797

0

,

35

68

,

0

09

,

1

0

,

1

45

2

86

,

3

2

=

+

+

=

+

+

=

π

q

i

s

b

C

π

A

R

c

c

c

u

v

kN

0

,

569

4

,

1

0

,

797

;

=

=

d

v

R

kN

Warunek nośności:

V

d;z

=

1143 kN > R

v;d

= 569 kN - warunek nie jest spełniony

b) Nośność długoterminowa w warunkach z odpływem

(

)

γ

γ

γ

γ

γ

i

s

b

N

B

i

s

b

N

q

i

s

b

N

c

A

R

B

q

q

q

q

c

c

c

c

v

+

+

=

5

,

0

Współczynniki nośności

94

,

3

2

15

45

2

45

2

15

2

=





+

=

+

=

o

o

o

o

tg

e

tg

e

N

tg

tg

q

π

φ

π

φ

(

)

(

)

0

,

11

15

1

94

,

3

1

=

=

=

o

ctg

ctg

N

N

q

c

φ

(

)

(

)

6

,

1

15

1

94

,

3

2

1

2

=

=

=

o

tg

tg

N

N

q

φ

γ

Współczynniki kształtu fundamentu:

12

,

1

15

sin

88

,

2

34

,

1

1

sin

1

=

+

=

+

=

o

φ

L

B

s

q

86

,

0

88

,

2

34

,

1

3

,

0

1

3

,

0

1

=

=

=

L

B

s

γ

16

,

1

1

1

=

=

q

q

q

c

N

N

s

s

background image

8

Wykładnik do współczynników wpływu obciążenia poziomego:

68

,

1

88

,

2

34

,

1

1

88

,

2

34

,

1

2

1

2

=

+

+

=

+

+

=

=

L

B

L

B

m

m

B

Współczynniki wpływu obciążenia poziomego:

84

,

0

15

28

86

,

3

1143

150

1

'

'

'

1

68

,

1

=





+

=





+

=

o

ctg

ctg

c

A

V

H

i

m

d

d

q

φ

79

,

0

15

0

,

11

84

,

0

1

84

,

0

'

1

=

=

=

o

tg

tg

N

i

i

i

c

q

q

c

φ

76

,

0

15

28

86

,

3

1143

150

1

'

'

'

1

68

,

2

1

=





+

=





+

=

+

o

ctg

ctg

c

A

V

H

i

m

d

d

φ

γ

Naprężenia od nadkładu w poziomie posadowienia:

q'

= 35,0 kPa

Ś

redni ciężar objętościowy gruntu pod fundamentem:

0

,

19

=

B

γ

kN/m

3

No

ś

no

ść

długoterminowa w warunkach z odpływem:

(

)

kN

0

,

1641

76

,

0

86

,

0

0

,

1

6

,

1

34

,

1

0

,

19

5

,

0

84

,

0

12

,

1

0

,

1

94

,

3

35

79

,

0

16

,

1

0

,

1

0

,

11

28

86

,

3

=

=

+

+

=

v

R

0

,

1172

4

,

1

0

,

1641

;

=

=

d

v

R

kN

Warunek no

ś

no

ś

ci:

V

d;z

=

1143 kN < R

v;d;z

= 1172 kN - warunek jest spełniony.

Uwaga:

No

ś

no

ść

fundamentu zast

ę

pczego w warunkach bez odpływu (no

ś

no

ść

krótkoterminowa) jest za

niska, natomiast no

ś

no

ść

w warunkach z odpływem jest wystarczaj

ą

ca. Je

ż

eli obiekt b

ę

dzie powoli

budowany i nie b

ę

d

ą

wyst

ę

powały gwałtowne wzrosty i spadki obci

ąż

e

ń

, to rozpatrywany

przypadek mo

ż

na uzna

ć

za dopuszczalny.

background image

9

Zadanie przykładowe 2.4

Zaprojektowa

ć

poduszk

ę

piaskow

ą

pod stop

ą

fundamentow

ą

.

Obliczenia

Parametry gruntu rodzimego (

clsaSi

):

φ

= 12°;

c’

=15 kPa;

γ = 19 kN/m

3

;

M

0

=15 MPa;

C

u

=55kPa;

Podej

ś

cie obliczeniowe 2: A1 +M1+ R2

γ

φ

=

γ

c’

=

γ

Cu

=

γ

γ

= 1,0;

γ

R;v

=1,4

Składowe obliczeniowe wypadkowej obci

ąż

enia

Q

d

:

38

,

208

10

sin

1200

sin

=

°

=

=

L

d

d

Q

H

δ

kN

77

,

1181

10

cos

1200

cos

=

°

=

=

L

d

d

Q

V

δ

kN

Sprawdzenie warunku nośności fundamentu w warunkach
posadowienia na gruncie rodzimym:

No

ś

no

ść

krótkoterminowa – warunki bez odpływu:

(

)

[

]

min

2

'

q

i

s

b

C

A

R

c

c

c

u

v

+

+

=

π

4

,

2

3

,

0

2

3

'

=

=

L

m;

7

,

1

15

,

0

2

2

'

=

=

B

m;

08

,

4

'

=

A

m

2

0

=

α

0

,

1

=

c

b

;

(

)

14

,

1

4

,

2

/

7

,

1

2

,

0

1

=

+

=

c

s

;

63

,

0

55

08

,

4

38

,

208

1

1

2

1

=



+

=

c

i

19

0

,

19

0

,

1

min

=

=

q

kPa

(

)

[

]

16

,

906

0

,

19

63

,

0

14

,

1

0

,

1

55

2

08

,

4

=

+

+

=

π

v

R

kN

77

,

1181

=

d

V

kN >

26

,

647

4

,

1

16

,

906

;

=

=

d

v

R

kN

warunek nie spełniony

No

ś

no

ść

długoterminowa – warunki z odpływem:

]

5

,

0

[

min

γ

γ

γ

γ

γ

i

s

b

N

B

i

s

b

N

q

i

s

b

N

c

A

R

q

q

q

q

c

c

c

c

v

+

+

=

(

)

59

,

3

2

/

14

45

tan

2

14

tan

=

°

+

°

=

°

π

e

N

q

(

)

37

,

10

14

cot

1

59

,

3

=

°

=

c

N

(

)

29

,

1

14

tan

1

59

,

3

2

=

°

=

γ

N

0

=

α

0

,

1

=

=

=

c

q

b

b

b

γ

(

)

17

,

1

14

sin

4

,

2

/

7

,

1

1

=

°

+

=

q

s

;

(

)

79

,

0

4

,

2

/

7

,

1

3

,

0

1

=

=

γ

s

;

(

) (

)

24

,

1

1

59

,

3

/

1

59

,

3

17

,

1

=

=

c

s

Siła H

d

działa w kierunku L’

(

) (

)

41

,

1

7

,

1

/

4

,

2

1

/

7

,

1

/

4

,

2

2

=

+

+

=

m

(

)

[

]

80

,

0

14

cot

15

08

,

4

77

,

1181

/

38

,

208

1

41

,

1

=

°

+

=

q

i

(

)

[

]

(

)

68

,

0

14

cot

15

08

,

4

77

,

1181

/

38

,

208

1

1

41

,

1

=

°

+

=

+

γ

i

(

) (

)

72

,

0

14

tan

37

,

10

/

80

,

0

1

80

,

0

=

°

=

c

i

[

]

=

+

+

=

68

,

0

79

,

0

0

,

1

29

,

1

7

,

1

19

5

,

0

80

,

0

17

,

1

0

,

1

59

,

3

19

72

,

0

24

,

1

0

,

1

37

,

10

15

08

,

4

v

R

76

,

872

=

kN

77

,

1181

=

d

V

kN >

40

,

623

4

,

1

76

,

872

;

=

=

d

v

R

kN

warunek nie spełniony

Grunt rodzimy nie zapewnia wystarczaj

ą

cej no

ś

no

ś

ci dla rozpatrywanego fundamentu.

Zastosowano poduszk

ę

z pospółki (saGr; I

D

=0,7;

γ = 18,5 kN/m

3

) o mi

ąż

szo

ś

ci h=1,5 m.

e

L

=0,30 m

L = 3.0 m

Q

d

=1200kN

δ

L

=10°

D

m

in

=

1

,0

m

Rzut fundamentu

e

L

=0,30 m

0

L = 3.0 m

B

=

2

,0

m

e

B

=

0

,1

5

m

H

d

0

background image

10

Wymiary fundamentu zast

ę

pczego:

5

,

0

3

/

=

= h

b

m (grunt niespoisty)

5

,

3

5

,

0

0

,

3

=

+

=

z

L

m;

5

,

2

5

,

0

0

,

2

=

+

=

z

B

m

58

,

1424

5

,

18

5

,

1

5

,

2

5

,

3

77

,

1181

=

+

=

dz

V

kN

38

,

208

=

dz

H

kN

47

,

0

58

,

1424

5

,

1

38

,

208

3

,

0

77

,

1181

=

+

=

Lz

e

m

12

,

0

58

,

1424

15

,

0

77

,

1181

=

=

Bz

e

m

56

,

2

47

,

0

2

5

,

3

=

=

z

L

m;

25

,

2

12

,

0

2

5

,

2

=

=

z

B

m;

77

,

5

=

z

A

m

2

Sprawdzenie warunku nośności fundamentu zastępczego w warunkach posadowienia za
pośrednictwem poduszki piaskowej:

No

ś

no

ść

krótkoterminowa – warunki bez odpływu:

0

=

α

0

,

1

=

c

b

;

(

)

18

,

1

56

,

2

/

25

,

2

2

,

0

1

=

+

=

c

s

;

79

,

0

55

77

,

5

38

,

208

1

1

2

1

=



+

=

c

i

(

)

25

,

46

5

,

18

5

,

1

0

,

1

min

=

+

=

q

kPa

(

)

[

]

92

,

1787

25

,

46

79

,

0

18

,

1

0

,

1

55

2

77

,

5

=

+

+

=

π

v

R

kN

58

,

1424

=

dz

V

kN >

36

,

1277

4

,

1

92

,

1787

;

=

=

d

v

R

kN

warunek nie spełniony

No

ś

no

ść

długoterminowa – warunki z odpływem:

(

)

59

,

3

2

/

14

45

tan

2

14

tan

=

°

+

°

=

°

π

e

N

q

(

)

37

,

10

14

cot

1

59

,

3

=

°

=

c

N

(

)

29

,

1

14

tan

1

59

,

3

2

=

°

=

γ

N

0

=

α

1

=

=

=

c

q

b

b

b

γ

(

)

21

,

1

14

sin

56

,

2

/

25

,

2

1

=

°

+

=

q

s

;

(

)

66

,

0

56

,

2

/

25

,

2

3

,

0

1

=

=

γ

s

;

(

) (

)

29

,

1

1

59

,

3

/

1

59

,

3

23

,

1

=

=

c

s

Siła H

d

działa w kierunku L

(

) (

)

47

,

1

25

,

2

/

56

,

2

1

/

25

,

2

/

56

,

2

2

=

+

+

=

m

(

)

[

]

83

,

0

14

cot

15

77

,

5

58

,

1424

/

38

,

208

1

47

,

1

=

°

+

=

q

i

(

)

[

]

(

)

73

,

0

14

cot

15

77

,

5

58

,

1424

/

38

,

208

1

1

47

,

1

=

°

+

=

+

γ

i

(

) (

)

77

,

0

14

tan

37

,

10

/

83

,

0

1

83

,

0

=

°

=

c

i

[

]

=

+

+

=

77

,

0

66

,

0

0

,

1

29

,

1

25

,

2

19

5

,

0

83

,

0

21

,

1

0

,

1

59

,

3

25

,

46

77

,

0

29

,

1

0

,

1

37

,

10

15

77

,

5

v

R

32

,

1930

=

kN

58

,

1424

=

d

V

kN >

80

,

1378

4

,

1

32

,

1930

;

=

=

d

v

R

kN

warunek nie spełniony

Warunek no

ś

no

ś

ci nadal nie spełniony. Nale

ż

y zwi

ę

kszy

ć

ę

boko

ść

wymiany gruntu.

Zadanie domowe

:

sprawdzi

ć

no

ś

no

ść

podło

ż

a przy wymianie gruntu o grubo

ś

ci h = 2,0 m.

h

=

1

,5

m

e

L

=0,30 m

L = 3.0 m

Q

d

=1200kN

δ

L

=10°

b/2

b/2

Grunt
rodzimy

Poduszka
piaskowa

0

Zasypka

szerokość wymiany gruntu

45°

45°


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Fundamentowanie cw cz 2 id 181 Nieznany
Fundamentowanie cw cz 8 cd id Nieznany
Fundamentowanie cw cz 9
Fundamentowanie ćw cz 1
Fundamentowanie cw cz 8 id 181 Nieznany
Fundamentowanie cw cz 5 id 181 Nieznany
Fundamentowanie ćw cz 2

więcej podobnych podstron