file download id 170025

ĆWICZENIE 2B

Zaprojektować stopę fundamentową hali przemysłowej na podstawie wyników próbnych obciąŜeń.

Układ i wartości obciąŜeń podaje Rysunek 1 i Tabela 1.

Wyniki próbnych obciąŜeń podaje Tabela 2. Tarcie negatywne nie wystąpi.

-0,40

ETAPY PROJEKTU:

Hx;k

1. Wyznaczyć charakterystyczną i obliczeniową

My;k

nośność pala na podstawie badań statycznych.

y;k

2. ZałoŜyć wysokość i wyznaczyć usytuowanie oczepu.

3. Przyjąć liczbę i rozkład pali pod oczepem.

4. Obliczyć obciąŜenia na pale.

Mx;k

5. Sprawdzić nośność pala.

6. Zaprojektować konstrukcję Ŝelbetową stopy.

Rysunek 1

7. Wykonać rysunki konstrukcyjne.

Tabela 1

Schemat 1

Schemat 2

Oddziaływania

Mx;k

My;k

Hx;k

Hy;k

Mx;k

My;k

Hx;k

Hy;k

charakterystyczne

kNm

stałe

2200

350

-50

----------------------------------------------

zmienne

400

±122

190

-33

±35

500

±142

-90

±40

wyjątkowe

----

Tabela 2

Próbnemu obciąŜeniu statycznemu poddano pale: prefabrykowane wbijane. 300 mm o L=13,00 . .m.

Numer badania

Opór graniczny Rm

1331

1410

1425

1397

1367

-------

ETAPY PROJEKTU 2B:

1. Wyznaczenie obliczeniowej nośności pala na podstawie serii próbnych obciąŜeń.

Nie ma tarcia negatywnego, więc opory nie wymagają korekty.

Przy pięciu badaniach Rc,k jest równe najmniejszej, więc Rc,k = 1331 kN

Nośność obliczeniowa Rc,d = Rc,k / 1,10 = 1210 kN i tyle jest projektowania geotechnicznego.

2. Usytuowanie środka cięŜkości grupy palowej (wysokość i usytuowanie oczepu).

Tutaj moŜna wprowadzić procedurę wyznaczania Rmax w róŜnych schematach w zaleŜności od przesunięcia ex ale studenci się w tym gubią. Mając wyseparowane obciąŜenia stałe moŜna się nimi kierować i wtedy: Od obciąŜeń stałych, zakładając, Ŝe oczep ma ok. 0,80 m wysokości dostajemy M=350 + 0,8·50 = 390 kNm Mimośród obciąŜenia zewnętrznego od obciąŜeń stałych e=M/G=390/2200=18 cm względem osi ściany.

Przesuwamy środek cięŜkości układu palowego o ex=15 cm 3. Przyjęcie liczby i układu pali pod oczepem.

Teraz zestawiamy wszystkie obciąŜenia stałe (G) i zmienne (Q) charakterystyczne i obliczeniowe Vk

Mx;k

My;k

Hx;k

Hy;k

2200

350

-50

400

122

190

-33

Schemat 1

500

142

-90

Schemat 2

Mx;d

My;d

Hx;d

Hy;d

2970

472,5

-67,5

600

183

285

-49,5

52,5

Schemat 1

750

213

-135

22,5

Schemat 2

Po zsumowaniu obliczeniowych obciąŜeń G+Q dostajemy Vd

Mx;d

My;d

Hx;d

Hy;d

G+Q

3570

183

757,5

-117

52,5

Schemat 1

G+Q

3720

213

337,5

-45

Schemat 2

Po sprowadzeniu obliczeniowych obciąŜeń G+Q do środka cięŜkości układu palowego M’x;d = Mx;d+ h·Hy;d

oraz

M’y;d = My;d - h·Hx;d - ex·Vd

M’x;d

M’y;d

G+Q

3570

225

315,6

Schemat 1

G+Q

3720

261

-184,5

Schemat 2

Obliczeniowa nośność pala wynosi 1210 kN – 4 pale powinny wystarczyć Aby nie było znaczącego wpływu nachodzenia napręŜeń przyjmuję układ z rozstawem pali 1,80 m po osi „x”

oraz 1,50 m po osi „y”. Oznacza to, Ŝe we wzorze na siłę w palu x=0,90 m, y=0,75 m.

4. Wyznaczenie obciąŜenia na pale pod załoŜonym oczepem.

Teraz moŜna juŜ oszacować dodatkowe obciąŜenie od cięŜaru oczepu.

Bok pala a=0,30 m, oczep wystający 0,15 m poza obrys pala, x=0,90 m, y=0,75 m..

Wymiary oczepu

L=2·x+a+2·0,15 =2,4 m

B=2·y+a+2·0,15 =2,1 m

CięŜar oczepu

W1k=2,4·2,1·0,8·25=100,8 kN

CięŜar gruntu

W2k=(2,4·2,1-0,7·0,4)·0,4·18=34,3 kN Słup 0,7·0,4 m2

Tutaj moŜna się jeszcze bawić w uwzględnienie, Ŝe zasypka w sytuacji przesunięcia układu palowego (oczepu) jest

„niesymetryczna” ale liczbowo to nie ma Ŝadnego znaczenia. Co innego gdyby była zróŜnicowana wysokość zasypu np. przy słupach skrajnych (np. przy rampach) ale to ćwiczą w przykładzie z ławą.

Suma cięŜarów charakterystycznych

Wk=135,1 kN

Suma cięŜarów obliczeniowa

Wd=182,3 kN (tj. ok. 45,6 kN na kaŜdy pal) Stosując znany wzór na siłę w palu: Fcd=(Vd+Wd)/n ± M’x;d·y/Σy2 ± M’y;d·x/Σx2 dostajemy W schemacie 1

Fcd1=938± 75 ± 88 = 1101 kN

W schemacie 2

Fcd1=976± 87 ± 51 = 1114 kN

5. Sprawdzenie nośności pala.

Obliczeniowa nośność wynosi Rcd=1210 kN więc jest „ładnie zaprojektowane”.

Tu moŜna znowu podyskutować o strefach napręŜeń i zapasie na okoliczność m1. Kiedy nie wykonuje się obliczeń statycznych nośności, trudno jest określić udział pobocznicy i podstawy w przenoszeniu obciąŜeń. Zresztą przy rozstawach 1,50 na 1,80, ekwiwalentnej średnicy 0,34 m i długości pala 13 m raczej nie ma znaczącej redukcji.

MoŜna się jeszcze pobawić w optymalizację i zmniejszyć rozstawy pali. Rosną wtedy wpływy od momentów ale maleje cięŜar oczepu. MoŜe to otworzyć nową dyskusję o „m1” ale akurat w technologii pali prefabrykowanych, przy najmniejszych wahaniach zaleca się nieznaczne pochylenie pali (rozejście dołem).

Jarosław Rybak