Wymiarowanie stopy fundamentowej

Parametry geotechniczne

W podłożu stwierdzono występowanie warstwy piasku średniego wilgotnego P_d o stopniu zagęszczenia I_D = 0,60 zalegającej do głębokości 5 m. poniżej powierzchni terenu.

Parametry geotechniczne zostały wyznaczone na podstawie nomogramów i tablic według metody B.

Cechy gruntu	Piaski drobne mało wilgotne
ID^(n)	0,60
ρ^(n) [g/cm^3]	1,65
γ^(n) [kN/m^3]	16,19
φu^(n) [^o]	31
cu^(n) [kPa]	-

Obciążenie

Rodzaj obciążenia obliczeniowego	Schemat I Mmax (Ntow, Ttow)	Schemat II Nmax (Mtow, Ttow)
Pr [kN]	-495,95	-659,58
Mr [kNm]	-155,02	36,27
Tr [kN]	-8,35	-10,14

Obciążenie posadzką

Warstwy posadzki	Obciążenie charakterystyczne [kN/m^2]	Współczynnik obciążenia γf	Obciążenie obliczeniowe [kN/m^2]
beton B-20 5,00cm: 0,05×20,0 żużel paleniskowy granulowany 15,00cm 0,15×11,0 cement 3,00cm 0,03×21,0 2×papa na lepiku beton B-10 5,00cm 0,05×20,0 podsypka z piasku 10,00cm 0,10×16,5	1,00 1,65 0,63 0,0165 1,00 1,65	1,3 1,3 1,3 1,2 1,3 1,2	1,30 2,14 0,82 0,02 1,30 1,98
Razem	5,95		7,56

Przyjęte wymiary

Hala przemysłowa zlokalizowana jest w Suwałkach, gdzie głębokość przemarzania h_z=1,2m. Stopa fundamentowa posadowiona jest na głębokości 1,35m. Szerokość stopy B=1,90m., długość L=1,70m., natomiast wysokość (stopa schodkowa) h=1,20m.

Schemat obliczeniowy

Obliczenie ciężarów stopy, gruntu na odsadzkach i posadzki

• ciężar stopy

• ciężar posadzki

• ciężar gruntu na odsadzkach

Sprawdzenie, czy wypadkowa od obciążeń stałych i zmiennych znajduje się w rdzeniu

Schemat I

Obciążenie pionowe podłoża

Moment wypadkowej obciążeń podłoża (względem środka podstawy stopy)

Mimośród wypadkowej obciążeń (obliczony względem środka podstawy stopy)

Wypadkowa obciążeń znajduje się w rdzeniu podstawy.

Schemat II

Obciążenie pionowe podłoża

Moment wypadkowej obciążeń podłoża (względem środka podstawy stopy)

Mimośród wypadkowej obciążeń (obliczony względem środka podstawy stopy)

Wypadkowa obciążeń znajduje się w rdzeniu podstawy.

Sprawdzenie nośności podłoża

Warunek obliczeniowy:

m = 0,81 - współczynnik korekcyjny jest zmniejszony ze względu na wyznaczenie parametrów wytrzymałościowych gruntów metodą B.

Schemat I

Wpływ mimośrodu obciążenia

ponieważ

Obciążenie podłoża obok ławy fundamentowej

• posadzka

• piasek średni wilgotny

Współczynniki nośności podłoża

Z normy PN-81/B-03020 (tablica Z1-1) odczytano współczynniki

Wpływ odchylenia wypadkowej obciążenia podłoża od pionu

Z normy PN-81/B-03020 (rys. Z1-2) odczytano współczynniki

Ciężar objętościowy gruntu pod ławą fundamentową (do głębokości z = B = 1,90m.)

Opór graniczny podłoża

Sprawdzenie warunku obliczeniowego

Warunek nośności spełniony.

Schemat II

Wpływ mimośrodu obciążenia

ponieważ

Obciążenie podłoża obok ławy fundamentowej

• posadzka

• piasek średni wilgotny

Współczynniki nośności podłoża

Z normy PN-81/B-03020 (tablica Z1-1) odczytano współczynniki

Wpływ odchylenia wypadkowej obciążenia podłoża od pionu

Z normy PN-81/B-03020 (rys. Z1-2) odczytano współczynniki

Ciężar objętościowy gruntu pod ławą fundamentową (do głębokości z = B = 1,90m.)

Opór graniczny podłoża

Sprawdzenie warunku obliczeniowego

Warunek nośności spełniony.

Wymiarowanie stopy fundamentowej

Dane

• Beton B-20

• 
  - wytrzymałość obliczeniowa konstrukcji żelbetowych na ściskanie

• 
  - współczynnik redukcyjny wytrzymałości betonu na ściskanie

• Stal A-II (18G2-b)

• 
  - obliczeniowa granica plastyczności stali

Naprężenie gruntu pod stopą fundamentową (wypadkowa w rdzeniu) - schemat I

gdzie:

- obciążenie pionowe podłoża

czyli:

Naprężenie gruntu pod stopą fundamentową (wypadkowa w rdzeniu) - schemat II

gdzie:

- obciążenie pionowe podłoża

czyli:

Schemat obliczeniowy

Wymiarowanie stopy

Wymiarujemy stopę metodą wydzielonych wsporników według wzoru:

gdzie:

- moment zginający stopę wydzielonych przekrojach

• przekrój 1-1

• przekrój 2-2

czyli:

przyjmuję zbrojenie minimalne (ze względu na przebicie
)

Wymiarowanie zbrojenie kielicha stopy fundamentowej

-Głębokość kielicha

-Docisk krawędziowy

Momenty eksploatacyjne

Podstawiając otrzymujemy:

Wytrzymałość na docisk nie została przekroczona

• Siła rozrywająca kielich

• Zbrojenie poziome kielicha

Przyjęto zbrojenie w postaci ramek 6φ12 As=6,78cm²

• Zbrojenie pionowe kielicha

Momenty montażowe

-uderzenie słupem

Przyjęto zbrojenie 6 ramek φ12

• Wymiarowanie haków montażowych

-Ciężar własny stopy Qst = 67,79 kN

^{-Obciążenie wynikające z przyczepności betonu do formy qp = 3,5 kN/m2}

Przyjęto cztery haki montażowe

-siła wyrywająca ramię haka

Przyjęto haki φ16mm

-Długość zakotwienia haka

Wymiarowanie stopy na przebicie (stopa obciążona mimośrodowo)

Ze względu na to że przebicie nie wystąpi w przekroju 1-1 od obciążeń całkowitych, wykonujemy sprawdzenie w przekroju 2-2 na obciążenia montażowe tj. ciężar słupa.

Schemat obliczeniowy

Wymiarowanie na przebicie

gdzie:

- ciężar słupa

- średnia arytmetyczna szerokości b₁ i b₂

- wytrzymałość obliczeniowa dla konstrukcji żelbetowych na rozciąganie

czyli:

(warunek spełniony)