Opis techniczny:
1.1. DANE
Celem ćwiczenia jest sprawdzenie nośności stopy o zadanych wymiarach hali przemysłowej oraz wykonanie obliczeń wytrzymałościowych.
Projektowany obiekt to konstrukcja żelbetowa jednonawowa z suwnicą, utwierdzona w fundamentach o ustroju statycznie niewyznaczalnym.
Projekt wykonany został w oparciu o normę PN-81/B-03020.
1.2. WARUNKI GRUNTOWO-WODNE
Wierzchnią warstwę podłoża gruntowego stanowi humus o grubości 0,5 m. Poniżej stwierdzono występowanie piasków drobnych o ID=0,52 do głębokości 3,5m. Kolejną warstwę, do głębokości 10,0 m, stanowi żwir o stopniu zagęszczenia ID=0,53.
Na głębokości 2,0 m stwierdzono występowanie zwierciadła wody gruntowej.
Schemat kształtowania się warstw gruntu w miejscu posadowienia:
1.3. WYZNACZENIE PARAMETRÓW CHARAKTERYSTYCZNYCH GRUNTÓW
Parametry charakterystyczne wyznaczono metodą B, a poszczególne wartości parametrów odczytano z odpowiednich tablic i wykresów w normie PN-81/B-03020.
Metoda B – polega na oznaczaniu wartości parametru na podstawie ustalonych zależności korelacyjnych między parametrami fizycznymi lub wytrzymałościowymi, a innym parametrem wyznaczanym metodą A.
Wyznaczane parametry:
c(n) – spójność gruntu (odczytana z rys. 5. z PN-81/B-03020)
φ(n) – kąt tarcia wewnętrznego gruntu (odczytany z rys. 3. i rys. 4. z PN-81/B-03020)
γ(n) – ciężar objętościowy gruntu obliczony ze wzoru: γ(n)=ρ∙g, gdzie:
ρ – gęstość objętościowa gruntu
g=10 m/s2
M0(n) – edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (odczytany z rys. 6. oraz rys. 7. z PN-81/B-03020)
Zestawienie parametrów:
|
Rodzaj gruntu |
Geneza |
Stan wilgot. |
ID(n) |
IL(n) |
c(n) |
φ(n) |
ρ |
γ(n) |
M0(n) |
||
|
Symbol |
Nazwa |
|
|
[-] |
[-] |
[-] |
[kPa] |
[°] |
[t/m3] |
[kN/m3] |
[kPa] |
|
Pd |
Piaski drobne |
- |
- |
w |
0,52 |
- |
- |
30 |
1,75 |
17,5 |
65000 |
|
|
|
m |
0,52 |
- |
- |
30 |
1,90 |
19,0 |
65000 |
||
|
Ż |
Żwir |
- |
- |
m |
0,53 |
- |
- |
38 |
2,05 |
20,5 |
160000 |
Wierzchnia warstwa humusu o grubości 0,5m została usunięta i zastąpiona piaskiem drobnym.
PRZYJĘCIE WYMIARÓW STOPY;
Podstawa: L=3m B=2,2m
LxB=3*2,2=6,6
Wysokość: h=0,6m
Ciężar stopy:
G1(n)=B*L*h*b=2,2*3*0,6*25=99kN
G1(r)=1,1*99=108,9kN
Ciężar posadzki nad fundamentem:
G2(n)=0,6*(2,2-0,4)*(3-0,6)*23=59,62kN
G2(r)=1,3*59,62=77,5kN
Suma ciężarów:
Gn=99+59,62=158,62kN
Gr=108,9+77,5=186,4kN
WYZNACZENIE POŁOŻENIA SIŁY WYPADKOWEJ OD WSZYSTKICH KOMBINACJI OBCIĄŻEŃ:
Sprawdzenie położenia wypadkowej obliczeniowego obciążenia stałego zmiennego długotrwałego:
Schemat I i II – środek podstawy fundamentu w osi słupa
Obciążenie pionowe podłoża fundamentu:
NrI= PrI+ Gr=1200+186,4=1386,4kN
Moment obciążeń względem środka podstawy stopy:
MryI= MyI- HxI*h=170-40*0,6=146kNm
Mimośród wypadkowej obciążeń względem środka podstawy stopy:
erxI= erLI= MryI/ NrI=146/1386,4=0,105<L/6=0,5m
Wypadkowa obciążeń znajduje się w rdzeniu podstawy.
Przyjęto przesunięcie środka podstawy fundamentu w kierunku przeciwnym do osi x o 20 cm
exs=0,2m
Mimośrody względem środka ciężkości podstawy:
My= MryI- HxrI*h- PrI*exs=146-40*0,6-1200*0,2=-118kNm
eL=My/Nr=-118/1386,4=-0,085m
qmax=[1386,4/(2,2*3)]*[1+(6*0,085/3)]=245,77kPa
qmin=[1386,4/(2,2*3)]*[1-(6*0,085/3)]=174,35kPa
qrmax/qrmin=245,77/174,35=1,41
Sprawdzenie warunków dotyczących położenia wypadkowej od obciążeń stałych I zmiennych długotrwałych i krótkotrwałych
Schemat I
Obciążenie pionowe podłoża:
NrI=1370+186,4=1556,4kN
Obciążenie pionowe podłoża:
MryI= Myr-Hxr*h-Pr*exs=600-120*0,6-1370*0,2=254kNm
MrxI= Mrx+Hry*1,2=215-20*1,2=191kNm
Mimośrody wypadkowej obciążeń podłoża względem środka podstawy stopy:
erLI=ex=254/1556,4=0,163m
erBI=ey=191/1556,4=0,123m
[0,163/3]+[0,123/2,2]=0,11<1/6=0,167
Wypadkowa znajduje się w rdzeniu podstawy
Schemat II
Obciążenie pionowe podłoża:
NrII=1410+186,4=1596,4kN
Momenty wypadkowej obciążenia podłoża względem środka podstawy stopy:
MryII=-590-210*0,6-1410*0,2=-998kNm
MrxII=-220-25*0,6-1410*0,2=-517kNm
Mimośrody wypadkowej obciążeń podłoża względem środka podstawy stopy:
erLII=exII=-0,13m
erBII=eyII=-0,02m
[0,13/3]+[0,02/2,2]=0,05<0,167
Siła znajduje się w rdzeniu. Odrywanie fundamentu od podłoża nie występuje.
Sprawdzenie warunków dotyczących położenia wypadkowej od obciążeń stałych I zmiennych długotrwałych i krótkotrwałych oraz wyjątkowych
Schemat I
NrI=1620+186,4=1806,4kN
MryI=615-210*0,6-1620*0,2=165kNm
MrxI=305+25*0,6=320kNm
erLI=165/1806,4=0,09m
erBI=320/1806,4=0,17m
[0,09/3]+[0,17/2,2]=0,107<0,167
Wypadkowa znajduje się w rdzeniu podstawy. Nie występuje odrywanie stopy od podłoża.
Schemat II
NrII=1700+186,4=1886,4kN
MryII=710-250*0,6-1700*0,2=220kNm
MrxII=-250-30*0,6=-268kNm
erLII=220/1886,4=0,12m
erBII=-268/1886,4=-0,14m
[0,12/3]+[0,14/2,2]=0,104<0,167
Wypadkowa znajduje się w rdzeniu podstawy. Nie występuje odrywanie stopy od podłoża.
SPRAWDZENIE WARUNKÓW STANU GRANICZNEGO NOŚNOŚCI OD OBCIĄŻEŃ STAŁYCH, ZMIENNYCH DŁUGOTRWAŁYCH I KRÓTKOTRWAŁYCH ORAZ WYJĄTKOWYCH:
Schemat I
Zredukowane wymiary stopy:
L=L-2erL=3-2*0,09=2,82m
B=B-2erB=2,2-2*0,17=1,86m
Obliczeniowa wartość kąta tarcia wewnętrznego piasku drobnego:
(n)=30
(r)=30*0,9=27
Współczynniki nośności:
NB=4,66 ND=13,20
Obliczeniowy średni ciężar objętościowy gruntu poniżej poziomu posadowienia do głębokości z=B=2,2m:
B(r)*g=[0,8*17,5*0,9+1,4*19*0,9]/2,2=16,6 kN/m3
Obliczeniowy średni ciężar objętościowy gruntu i posadzki powyżej poziomu posadowienia:
D(r)*g=[0,3*23*1,3+0,6*17,5*0,9]/0,9=20,5 kN/m3
Współczynniki wpływu nachylenia wypadkowej obciążenia dla QfNB:
tg(r)=tg27=0,51
tgB(r)=TrB/NrI=HyrI/NrI=25/1806,4=0,014
tgB(r)/ tg(r)=0,03
iB=1 iD=1
Dla QfNL:
tgL(r)=TrL/NrI=HxrI/NrI=210/1806,4=0,12
tgL(r)/ tg(r)=0,24
iB=0,71 iD=0,84
Opór graniczny:
QfNB:
QfNB=1,86*2,82*[(1+1,5*1,86/2,82)*13,2*20,5*1,2*1+(1-0,25*1,86/2,82)*4,66*16,6*1,86*1]=2903kN
m=0,81
QfNB*m=2903*0,81=2351kN>1806,4=NrI
Warunek nośności spełniony.
QfNL:
QfNL=1,86*2,82*[(1+1,5*1,86/2,82)*13,2*20,5*1,2*0,84+(1-0,25*1,86/2,82)*4,66*16,6*2,82*0,71]=3391kN
QfNL*m=3391*0,81=2746>1806,4= NrI
Warunek nośności spełniony.
Schemat II
Zredukowane wymiary stopy:
L=L-2erL=3-2*0,12=2,76m
B=B-2erB=2,2-2*0,14=1,92m
Obliczeniowa wartość kąta tarcia wewnętrznego piasku drobnego:
(n)=30
(r)=30*0,9=27
Współczynniki nośności:
NB=4,66 ND=13,20
Obliczeniowy średni ciężar objętościowy gruntu poniżej poziomu posadowienia do głębokości z=B=2,2m:
B(r)*g=[0,8*17,5*0,9+1,4*19*0,9]/2,2=16,6 kN/m3
Obliczeniowy średni ciężar objętościowy gruntu i posadzki powyżej poziomu posadowienia:
D(r)*g=[0,3*23*1,3+0,6*17,5*0,9]/0,9=20,5 kN/m3
Współczynniki wpływu nachylenia wypadkowej obciążenia dla QfNB:
tg(r)=tg27=0,51
tgB(r)=TrB/NrII=HyrII/NrII=30/1886,4=0,016
tgB(r)/ tg(r)=0,03
iB=1 iD=1
Dla QfNL:
tgL(r)=TrL/NrII=HxrII/NrII=250/1886,4=0,132
tgL(r)/ tg(r)=0,26
iB=0,58 iD=0,76
Opór graniczny:
QfNB:
QfNB=1,92*2,76*[(1+1,5*1,92/2,76)*13,2*20,5*1,2*1+(1-0,25*1,92/2,76)*4,66*16,6*1,86*1]=4146kN
m=0,81
QfNB*m=4146*0,81=3358kN>1886,4=NrII
Warunek nośności spełniony.
QfNL:
QfNL=1,92*2,76*[(1+1,5*1,92/2,76)*13,2*20,5*1,2*0,76+(1-0,25*1,92/2,76)*4,66*16,6*2,82*0,58]=3226kN
QfNL*m=3226*0,81=2613>1886,4= NrII
Warunek nośności spełniony.
WYMIAROWANIE STOPY:
W przypadku projektowanej stopy z analizy obliczeń wynika że najniekorzystniejszym schematem obciążeń jest suma obciążeń stałych, zmiennych długo- i krótkotrwałych oraz wyjątkowych.
NrII=1886,4kN
erL=0,12m
erB=-0,14m
[| erL|/L]+[| erB |/B]=(0,12/3)+(0,14/2,2)=0,1<1/6=0,167
Wypadkowa znajduje się w rdzeniu.
qmax=[1886,4/(2,2*3)]*[1+(6*0,12/3)+(6*0,14/2,2)]=463,5kPa
qmin=[1886,4/(2,2*3)]*[1-(6*0,14/2,2)-(6*0,12/3)]=108,1kPa
qr1=[1886,4/(2,2*3)]*[1-(6*0,12/3)+(6*0,14/2,2)]=326,4kPa
qr2=[1886,4/(2,2*3)]*[1+(6*0,12/3)-(6*0,14/2,2)]=245,3kPa
Przystępując do wymiarowania stopy zakładam, że cały fundament jest obciążony maksymalną siłą powierzchniową qmax=463,5kPa oraz qr1=245,3kPa.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
więcej podobnych podstron