Ćwiczenia projektowe z fundamentowania
TOK POST
POWANIA PRZY PROJEKTOWANIU
STOPY FUNDAMENTOWEJ OBCI
ŻONEJ MIMOŚRODOWO
WEDA
UG WYTYCZNYCH PN-EN 1997-1 Eurokod 7
Przyjęte do obliczeń dane i założenia:
" V, H, M  wartości charakterystyczne obciążeń stałych: pionowych, poziomych
oraz momentu przekazywane na stopÄ™ fundamentowÄ…
" Q1, Q2,Q3 - wartości charakterystyczne obciążeń zmiennych: pionowych,
poziomych oraz momentu przekazywane na stopÄ™ fundamentowÄ…
" Wymiary słupa
" Lokalizacja
" Poziom posadzki poniżej poziomu terenu
" Grubość posadzki
" Poziom wody gruntowej
PROJEKT STOPY FUNDAMENTOWEJ
I. DANE DO PROJEKTOWANIA
1. TABELA WA
AŚCIWOŚCI GRUNTÓW
Określić parametry gruntów wg schematu w pliku  tabela.pdf
2. PRZYJ
CIE GEOMETRII FUNDAMENTU
Wskazówki do przyjęcia wymiarów fundamentu znajdują się w pliku  geometria.pdf
3. OKREÅšLENIE POZIOMU POSADOWIENIA
a) D1  ze względu na głębokość przemarzania gruntu
W zależności od lokalizacji ustalić minimalny poziom posadowienia wg mapki z Rys.1 w normie PN-81/B-03020
b) D2  ze względu na poziom posadzki piwnicy
Ze względu na konstrukcję fundamentu i poziom posadzki piwnicy ustalić minimalny poziom posadowienia
jako sumę: poziom posadzki poniżej terenu + grubość posadzki + wysokość stopy fundamentowej.
Poziom posadowienia D=max{ D1, D2}
Jako poziom posadowienia wybrać większą z wyznaczonych wartości.
4. OBLICZENIE CI
ŻARU FUNDAMENTU WRAZ Z ZASYPEM
GF=G1+G2+G3
GF  Ciężar fundamentu wraz z zasypem
G1  Ciężar żelbetowej stopy fundamentowej
G2  Ciężar gruntu zalegającego nad stopą po stronie lewej
G3  Ciężar gruntu oraz posadzki nad stopą po stronie prawej
Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska, 2010 1
Ćwiczenia projektowe z fundamentowania
II. OBLICZENIA STANU GRANICZNEGO NOÅšNOÅšCI
OBLICZENIE NOÅšNOÅšCI PODA
OŻA WG PODEJŚCIA PROJEKTOWEGO DA1 zestaw 1
PODEJÅšCIE PROJEKTOWE DA1 zestaw 1
A1 + M1 + R1
OKREŚLENIE WSPÓA
CZYNNIKÓW CZ
ÅšCIOWYCH
A (na podst. PN-EN 1997-1 zał. A.3)
łGn  wsp. częściowy do obciążeń stałych niekorzystnych
łGk  wsp. częściowy do obciążeń stałych korzystnych
łQn  wsp. częściowy do obciążeń zmiennych niekorzystnych
łQk  wsp. częściowy do obciążeń zmiennych korzystnych
M (na podst. PN-EN 1997-1 zał. A.4)
łĆ  wsp. częściowy do tangensa kąta tarcia wewnętrznego
łc  wsp. częściowy do spójności efektywnej
łł  wsp. częściowy do ciężaru objętościowego
R (na podst. PN-EN 1997-1 zał. A.5)
łRv  wsp. częściowy do nośności podłoża
łRh  wsp. częściowy do przesuwu
OKREÅšLENIE WARTOÅšCI OBLICZENIOWYCH ODDZIAA
YWAC

= " + + "
= " + " "
= " + " "
= 0.7 - współczynnik jednoczesności obciążeń (małe prawdopodobieństwo wystąpienia łącznie
np. maksymalnego obciążenia zmiennego pionowego i poziomego)
Przy wyznaczaniu noÅ›noÅ›ci podÅ‚oża wiodÄ…cym obciążeniem jest pionowe dlatego współczynnikiem È
0
redukuje siÄ™ Hd oraz Md)
Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska, 2010 2
Ćwiczenia projektowe z fundamentowania
OKREŚLENIE WARTOŚCI OBLICZENIOWYCH PARAMETRÓW
GEOTECHNICZNYCH
= - wartość obliczeniowa ciężaru objętościowego
= - wartość obliczeniowa spójności gruntu
= atan - wartość obliczeniowa ciężaru objętościowego
Obliczeniowe wartości parametrów wyznaczamy dla gruntu na którym posadowiony jest fundament.
WYZNACZENIE MIMOÅšRODU DZIAA
ANIA SIA
(eL, eB)
a) Od obciążeń stałych eLG
b) Od obciążeń stałych i zmiennych eLQ
Mimośród wyznacza się względem środka ciężkości podstawy fundamentu.
W rozpatrywanych przypadkach, a więc przy obciążeniach zadanych w jednej płaszczyz
nie  L do
wyznaczenia pozostaje jedynie eL, natomiast eB=0
SPRAWDZENIE WARUNKÓW MAKSYMALNEGO MIMOŚRODU
a) Od obciążeń stałych
Wypadkowa obciążeń powinna znajdować się w rdzeniu przekroju podstawy stopy (aby nie wystąpiło oderwanie
fundamentu od podłoża), a więc wartość mimośrodu eLG musi być mniejsza od zasięgu rdzenia przekroju l0=L/6
b) Od obciążeń stałych i zmiennych
Maksymalny mimośród eLQ powinien być mniejszy od wartości dopuszczalnej określonej przez PN-EN 1997-1
wynoszÄ…cej L/3.
W przypadku niespełnienia jednego z warunków należy zaprojektować stopę niesymetryczną przesuwając środek
ciężkości podstawy stopy (powrót do pkt. I.2). W stopie niesymetrycznej do momentu wliczamy dodatkowo siłę
pionową przekazywaną przez słup.
WYZNACZENIE EFEKTYWNEGO POLA PODSTAWY FUNDAMENTU
A = B · L - efektywne pole podstawy
B = B  2·eB - efektywna szerokość fundamentu
L = L  2·eL - efektywna dÅ‚ugość fundamentu
Efektywne pole podstawy wyznacza się dla mimośrodu sił od obciążeń stałych i zmiennych (eLQ).
Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska, 2010 3
Ćwiczenia projektowe z fundamentowania
OKREÅšLENIE NOÅšNOÅšCI PODA
OŻA
Obliczenia przeprowadzić zgodnie z PN-EN 1997-1 zał. D.
Wyznaczyć współczynniki (stosując wartości obliczeniowe parametrów
geotechnicznych oraz obciążeń):
- nośności Nc, Nq, Nł
- nachylenia podstawy fundamentu bc, bq, bł
- kształtu fundamentu sc, sq, sł
- nachylenia obciążenia ic, iq, ił
oraz naprężenia od nadkładu w poziomie podstawy fundamentu:
- q = Dmin · Å‚ (Å‚  Å›redni ciężar objÄ™toÅ›ciowy gruntu powyżej
poziomu posadowienia)
Określić nośność charakterystyczną podłoża Rk ze wzoru D.2 stosując
wyznaczone współczynniki.
Wyznaczyć obliczeniową nośność podłoża:
=
STOPIEC
WYKORZYSTANIA NOÅšNOÅšCI PODA
OŻA
= d" 1
SPRAWDZENIE NOÅšNOÅšCI NA PRZESUW
" Wyznaczenie wartości obliczeniowych obciążeń:
= " +
= " + "
Należy ponownie wyznaczyć wartości obliczeniowe obciążeń, stosując do sił pionowych
współczynniki częściowe korzystne (w przypadku przesuwu obciążenie pionowe działa
korzystnie, zwiększając tarcie fundamentu o podłoże). Ponadto, aby rozpatrzyć
najniekorzystniejszą kombinację obciążeń pomijamy obciążenie pionowe zmienne, a także
parcie gruntu na fundament.
" Wyznaczenie nośności obliczeniowej na przesuw Rdh ze wzoru 6.3a
lub 6.3b PN-EN 1997-1
" Sprawdzenie warunku Hd d" Rdh
Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska, 2010 4
Ćwiczenia projektowe z fundamentowania
OBLICZENIE NOÅšNOÅšCI PODA
OŻA WG PODEJŚCIA PROJEKTOWEGO DA1 zestaw 2
PODEJÅšCIE PROJEKTOWE DA1 zestaw 2
A2 + M2 + R1
OBLICZENIA
Obliczenia przeprowadzić analogicznie jak wg DA1 zestaw 1, stosując
odpowiednie współczynniki częściowe.
Wyznaczyć stopień wykorzystania nośności N2.
OBLICZENIE NOÅšNOÅšCI PODA
OŻA WG PODEJŚCIA PROJEKTOWEGO DA2
PODEJÅšCIE PROJEKTOWE DA2
A1 + M1+ R2
OBLICZENIA
Ponieważ współczynniki częściowe z grup A oraz M są takie same jak w DA1 zestaw1, wartość Rk
również będzie taka sama. Obliczenia sprowadzają się jedynie do wyznaczenia nośności
obliczeniowej Rd.
Wyznaczyć stopień wykorzystania nośności N3.
OBLICZENIE NOÅšNOÅšCI PODA
OŻA WG PODEJŚCIA PROJEKTOWEGO DA3
PODEJÅšCIE PROJEKTOWE DA3
A1 + M2+ R3
OBLICZENIA
Współczynniki częściowe z grupy A są takie same jak w DA1 zestaw1, a z grupy M jak w DA1 zestaw2,
więc:
- Wartości Vd Hd Md A  z DA1 zestaw1
- Wartości Nq Nc Nł bq bc bł sq sc sł q  z DA1 zestaw 2
Należy wyznaczyć iq ic ił a następnie Rk oraz Rd
Wyznaczyć stopień wykorzystania nośności N4.
Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska, 2010 5
Ćwiczenia projektowe z fundamentowania
WYBÓR NAJNIEKORZYSTNIEJSZEGO PODEJŚCIA OBLICZENIOWEGO
WYBÓR NAJWI
KSZEGO STOPNIA WYKORZYSTANIA NOÅšNOÅšCI
N = max {N1, N2, N3, N4}
N1  stopień wykorzystania nośności wg podejścia DA1 zestaw 1
N2  stopień wykorzystania nośności wg podejścia DA1 zestaw 2
N3  stopień wykorzystania nośności wg podejścia DA2
N4  stopień wykorzystania nośności wg podejścia DA3
Dalsze obliczenia przeprowadzać dla najniekorzystniejszego podejścia obliczeniowego.
Np. gdy stopień wykorzystania nośności N3 jest największy to kolejne obliczenia przeprowadzamy
wg podejścia DA2 stosując wartości obliczeniowe wyznaczone na podstawie współczynników przypisanych
do tego podejścia.
OBLICZENIE NOÅšNOÅšCI FUNDAMENTU NA WARSTWIE SA
ABSZEJ ZALEGAJ
CEJ PONIŻEJ
WARSTWY NOÅšNEJ
Sprawdzić czy do głębokości 2B poniżej poziomu posadowienia zalega grunt słabszy.
Jeżeli tak, wykonać obliczenia dla fundamentu zastępczego zgodnie z PN-81/B-03020 zał. 1.2
Obliczenia wykonuje się analogicznie jak dla właściwego fundamentu, przyjmując jako fundament zastępczy stopę wraz
z blokiem gruntu zalegającym poniżej do stropu warstwy słabszej.
Określić wymiary fundamentu zastępczego (Bz=B+b; Lz=L+b; b  na podstawie normy)
Obciążenie pionowe zwiÄ™kszy siÄ™ o ciężar bloku gruntu wliczonego do fundamentu (Vd =Vd+ Å‚Gn ·Lz·Bz·h ·Å‚)
ł  ciężar objętościowy bloku gruntu
Moment działający w podstawie fundamentu zastępczego zwiększy się o wartość siły poziomej działającej na
ramieniu równym zagłębieniu warstwy słabszej, mierzonej od poziomu posadowienia rzeczywistego fundamentu
(M1Q = M1Q+Hd·h ). WystarczajÄ…ce jest wyznaczenie mimoÅ›rodu od obciążeÅ„ staÅ‚ych + zmiennych ( = )
Naprężenia od nadkładu  q określić w poziomie podstawy fundamentu zastępczego [ q=(Dmin+h )* ł ]
h  odległość od rzeczywistego poziomu posadowienia do warstwy słabszej
ł  średni ciężar objętościowy gruntu powyżej poziomu posadowienia fundamentu zastępczego
Do obliczenia nośności podłoża Rk przyjmuje się właściwości gruntu słabszego.
SPRAWDZENIE STOPY NA PRZEBICIE
Sprawdzenie wykonać zgodnie ze schematem obliczeniowym
przedstawionym w pliku  przebicie.pdf
OBLICZENIE ZBROJENIA STOPY
a) wyznaczenie momentów zginających
b) obliczenie zbrojenia głównego
c) obliczenie zbrojenia poprzecznego
Metoda obliczeń została przedstawiona w pliku  zbrojenie.pdf
Pole przekroju zbrojenia w zależności od średnicy i ilości prętów zestawione w pliku  zbrojenie_pole.pdf
Wytyczne do zbrojenia fundamentu znajdujÄ… siÄ™ w pliku  zbrojenie_zasady.pdf
Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska, 2010 6
Ćwiczenia projektowe z fundamentowania
III. OBLICZENIA STANU GRANICZNEGO UŻYTKOWALNOŚCI
OBLICZENIE OSIADANIA FUNDAMENTU
Obliczenia przeprowadzamy na wartościach charakterystycznych.
Do wyznaczenia osiadania niezbędne są obliczenia naprężeń w gruncie.
Metoda obliczeń została przedstawiona w pliku  osiadanie.pdf
IV. RYSUNKI
WYKRESY NAPR
ŻEC
W PODA
OŻU GRUNTOWYM
Sporządzenie wykresów naprężeń w podłożu gruntowym.
Przykładowy wykres naprężeń w pliku  naprężenia_wykres.pdf
RYSUNEK KONSTRUKCYJNY STOPY
SporzÄ…dzenie rysunku konstrukcyjnego stopy.
Przykładowy rysunek w pliku  stopa_rysunek.pdf
V. SPRAWDZENIE STATECZNOÅšCI SKARPY WYKOPU
PODEJÅšCIE PROJEKTOWE DA3
Obliczenia przeprowadzamy według podejścia projektowego DA3.
A2+M2+R3
Uwaga!!! Ponieważ przy sprawdzaniu stateczności skarpy mamy do czynienia z
oddziaływaniami geotechnicznymi w obliczeniach stosujemy współczynniki z grupy A2.
WYZNACZENIE WARTOÅšCI OBLICZENIOWYCH
PARAMETRÓW GRUNTÓW
Wartości współczynników częściowych z grupy M2
łĆ  wsp. częściowy do tangensa kąta tarcia wewnętrzengo
łc  wsp. częściowy do spójności efektywnej
łł  wsp. częściowy do ciężaru objętościowego
Wartości zestawić w tabelce:
Wartości charakterystyczne Wartości obliczeniowe
Lp Grunt
ck cd
Ćk łk Ćd łd
1
2
3
4
SPRAWDZENIE STATECZNOÅšCI SKARPY WYKOPU
METOD
FELLENIUSA
Tok postępowania przy sprawdzaniu stateczności skarpy metodą Felleniusa przedstawiony
został w pliku  skarpa.pdf
Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska, 2010 7