Politechnika Wrocławska Wroclaw, 17 IV 2009

Wydział budownictwa Lądowego i Wodnego

Instytut Geotechniki i Hydrotechniki

Zakład Fundamentowania

Ćwiczenie projektowe nr 1 z Fundamentowania I

Sprawdzający:

Dr inż. Wojciech Puła

Wykonał:

1. Zestawienie danych do projektowania

1. Wyznaczenie parametrów geotechnicznych

Nr warstwy	Rodzaj i geneza gruntu	PARAMETRY GEOTECHNICZNE
				^(n)		^(n)	^(n)				^(n)	^(n)
I	Glina piaszczysta zwięzła (Gpz) B	0,05	-	21	38	43	55	14	2,15	2,68
II	Piasek gliniasty (Pg) B	0,2	-	18	32	28	37	13	2,15	2,65

2. Obciążenia

Obliczeniowe wartości obciążeń przekazywanych przez ścianę na górną powierzchnię ławy fundamentowej:

• stałe i zmienne długotrwałe

• stałe i zmienne długo- i krótkotrwałe plus wyjątkowe

1. Wstępne przyjęcie wymiarów fundamentu i głębokości posadowienia

Przyjęta głębokość posadowienia 1,75 m jest większa od umownej głębokości przemarzania 0,8 m.

Przemarzanie podłoża z gruntu wysadzinowego nie nastąpi. Przyjęto wstępnie wysokość ławy 0,3 m, szerokość 1,0 m.

2. Obliczenia

1. Obliczenia ciężarów ławy i gruntu na odsadzkach

Wartości charakterystyczne obciążeń:

• ciężar ławy
  

• ciężar gruntu nad odsadzką ławy z zewnątrz budynku
  

• ciężar gruntu nad odsadzką ławy od strony piwnicy
  

• ciężar posadzki od strony piwnicy
  

1. Sprawdzenie, czy wypadkowa od obciążeń stałych i zmiennych długotrwałych znajduje się w rdzeniu podstawy

Obciążenie pionowe podłoża

Moment wypadkowej obciążeń podłoża względem środka podstawy ławy

Mimośród obciążenia podłoża obliczony względem środka podstawy ławy

Wypadkowa obciążeń znajduje się w rdzeniu podstawy.

2. Sprawdzenie, czy występuje oderwanie ławy od podłoża po uwzględnieniu działania obciążeń stałych i zmiennych długo- i krótkotrwałych

Obciążenie pionowe podłoża

Moment wypadkowej obciążeń podłoża względem środka podstawy ławy

Mimośród obciążenia podłoża obliczony względem środka podstawy ławy

Oderwanie fundamentu od podłoża nie występuje.

3. I Stan Graniczny nośności podłoża

1. Warunek obliczeniowy

,współczynnik korekcyjny m zmniejszony o 10%

2. Wpływ mimośrodu obciążenia podłoża

3. Obciążenie podłoża obok ławy fundamentowej

4. Współczynniki nośności podłoża

5. Wpływ odchylenia wypadkowej obciążenia podłoża od pionu

6. Ciężar objętościowy gruntu pod ławą fundamentową

h = B = 1,0

• Glina piaszczysta zwięzła
  

1. Opór graniczny podłoża

2. Sprawdzenie warunku obliczeniowego

Szerokość ławy jest wystarczająca ze względu na nośność podłoża.

4. Ława fundamentowa na podłożu uwarstwionym

1. Dane :

2. Sprawdzenie stanu granicznego nośności w poziomie stropu warstwy gliny

Podłoże : Piasek gliniasty Pg,

3. Parametry wytrzymałościowe piasku gliniastego

4. Wymiary fundamentu zastępczego

5. Obliczeniowe obciążenie podstawy zastępczego fundamentu o wymiarach

6. Moment obciążeń względem środka podstawy ławy zastępczej

7. Obciążenie podłoża obok zastępczej ławy (w poziomie posadowienia ławy rzeczywistej jest 12,15 kPa)

8. Obliczeniowy ciężar objętościowy gruntu
   

9. Wpływ nachylenia wypadkowej obciążenia

10. Opór graniczny podłoża dla zastępczego fundamentu

11. Sprawdzenie warunku obliczeniowego

Warunek nośności podłoża w poziomie stropu piasku gliniastego jest spełniony ze znacznym zapasem.

5. Wymiarowanie ławy

1. Mimośród wypadkowej obciążeń obliczeniowych
   względem środka podstawy ławy

2. Oddziaływanie podłoża od obliczeniowych obciążeń
   (wypadkowa w rdzeniu podstawy ławy)

3. ŁAWA ŻELBETOWA

B15 R_bz = 750 kPa, R_b = 8,7 MPa , R_a= 210 MPa stal St3SX

1. Przyjęto wysokość ławy

przyjęto
otulinę

2. Obliczenie zbrojenia wsporników ławy

Przyjęto pręty
o

3. Sprawdzenie ławy na przebicie w przekroju III-III

4. Warunek przebicia wspornika ławy

Przebicie ławy nie nastąpi.

STOPA

Stopień zagęszczenia pospółki, wilgotnej wynosi
, przy czym w_n = 15 %, a
t·m^-3. Brak wody gruntowej. Druga warstwa jest położona na głębokości -3,80 m, jest to piasek drobny o
, przy czym w_n = 14 %, a
t·m^-3.

SCHEMATY OBCIĄŻENIA

Rodzaj obciążenia obliczeniowego	Schemat I
		Pr	Mxr	Myr	Hxr	Hyr
		kN	kNm	kNm	kN	kN
Stałe i zmienne długotrwałe	1600	-140	120	200	-170
Stałe i zmienne długotrwałe i krótkotrwałe	-	-	-	-	-
Stałe i zmienne długotrwałe i krótkotrwałe oraz wyjątkowe	1800	-160	140	240	-190

Rysunek 1

1. PRZYJĘCIE WYMIARÓW STOPY

Poziom posadowienia przyjęto 1,5 m poniżej powierzchni terenu. Przyjęto wstępnie fundament o wymiarach :

B x L = 2,8 x 3,2

h = 0,9 m

w = 0,35 m

a x b = 0,50 x 0,60

a_s1 x a_s2 = 0,30 x 0,40

D = 1,5

d = 0,1 m.

Charakterystyczne i obliczeniowe wartości ciężarów fundamentu oraz gruntu i posadzki

nad fundamentem

• ciężar stopy żelbetowej

• ciężar gruntu nad fundamentem
  

• ciężar posadzki

zestawienie obciążeń charakterystycznych i obliczeniowych

Rodzaj obciążenia	Obciażenia charakterystyczne	Wspóczynniki obciążenia	Obciążenie obliczeniowe
Stopa fundamentowa	G1 = 123,216 kN	1,1	135,538 kN
Grunt nad stopą	G2 = 49,810 kN	1,2	59,772 kN
Posadzka	G3 = 21,216 kN	1,3	27,581 kN
	Gn = 194,242 kN		Gr = 222,891 kN

2. SPRAWDZENIE POŁOŻENIA WYPADKOWEJ OBLICZENIOWEGO OBCIĄŻENIA STAŁEGO I ZMIENNEGO DŁUGOTRWAŁEGO

• obciążenie pionowe podłoża fundamentu

• moment obciążeń względem środka podstawy stopy

• mimośród wypadkowej obciążeń względem środka podstawy stopy

Mimośród jest mały, zatem oznacza bardzo małą nierównomierność oddziaływań.

Mimośród wypadkowej obciążeń względem środka ciężkości podstawy wynosi:

Sprawdzenie rozkładu naprężeń pod stopą

3. SPRAWDZENIE WARUNKÓW DOTYCZĄCYCH POŁOŻENIA WYPADKOWEJ OBCIĄŻEŃ STAŁYCH, ZMIENNYCH I WYJĄTKOWYCH

Mimośrody:

Siła wypadkowa znajduje się w rdzeniu. Oderwanie fundamentu od podłoża nie występuje.

4. SPRAWDZENIE WARUNKÓW STANU GRANICZNEGO NOŚNOŚCI OD OBCIĄŻEŃ STAŁYCH, ZMIENNYCH I WYJĄTKOWYCH

- Obliczeniowa wartość kąta tarcia wewnętrznego pospółki wilgotnej o

- Współczynniki nośności

- Współczynniki
dla

- Współczynniki
dla

- Obliczenie obciążenia obok fundamentu w poziomie posadowienia

• posadzka

• grunt (rodzimy bok fundamentu, bo zostaną wykonane wykopy jamiste)

- Obliczeniowy ciężar gruntu pod podstawą stopy, do głębokości z = B = 2,80 m

- Opór graniczny

Warunek nośności spełniony jest ze znacznym zapasem.

- Opór graniczny

Warunek nośności spełniony jest ze znacznym zapasem.

5. WYMIAROWANIE STOPY

Wypadkowa najniekorzystniejszych obciążeń obliczeniowych P_r, H_r, M_r nie wychodzi z rdzenia przekroju podstawy, zatem oddziaływania podłoża wyznacza się bezpośrednio ze wzorów na mimośrodowe ściskanie od P_r, H_r, M_r. Ze względu na bardzo duże zapasy nośności nie dokonuje przesunięcia środka ciężkości podstawy słupa. Przyjęto otulinę

c = 40 mm.

- Z nomogramu wynika, że siła znajduje się w obszarze I:

- Sprawdzenie stopy na przebicie.

Sprawdzenie dla najniekorzystniej obciążonego wspornika.

Przyjęto beton B25 o f_ctd = 1,00 MPa, stal A-II (18G2), f_yd = 310 MPa.

d = h - c - 0,5 ·
= 0,9 - 0,05 = 0,85 m

b₂ = 0,5 + 0,85 · 2 = 2,2 m a_s2 = 0,5 m

b_m = 0,5 · (b₂ + a_s2) = 0,5 · (2,2 + 0,5) = 1,35 m

Pole powierzchni wieloboku AGHKLD

Warunek spełniony, przebicie nie nastąpi.

- Sprawdzenie stopy na zginanie.

Moment zginający wspornik

• odcinek I-II

• odcinek II-III

• odcinek III-IV

- Potrzebne zbrojenie:

• dla wspornika ABCD d = 0,85 m

Przyjęto
o A_s1 = 18,09 cm²

• dla wspornika CDEF d = 0,834 m.

odcinek I-II

Przyjęto

odcinek II-III

Przyjęto

odcinek III-IV

Przyjęto

II STAN GRANICZNY - UŻYTKOWANIA

1. Parametry geotechniczne podłoża

1. Piaski drobne wilgotne

2. Gliny pylaste zwięzłe morenowe, nieskonsolidowane
   

3. Gliny pylaste zwięzłe morenowe, nieskonsolidowane
   

4. Piaski średnie wilgotne, mokre

Rysunek 3. Rzut ław

2. WARTOŚCI ODPRĘŻENIA PODŁOŻA, OBCIĄŻENIA, NAPRĘŻEŃ WTÓRNYCH I DODATKOWYCH POD ŁAWĄ A

	Wykop, σoρ=31,76kPa						Ława A, qA =142,76 kPa
Obszar	1-2-A-4		2-5-6-A		1-5-7-9		1`-2`-3`-4`
L/B=	7/1,6=4,38		23,2/7=3,31				12/1,2=10
z [m]	z/B	1	z/B			σzρ [kPa]	z/B	B	σzqA [kPa]	σzs [kPa]	σzdA [kPa]	h [m]	σzρ [kPa]
0	0,00	0,25	0,00	0,25	1	31,76	0,00	1	142,76	31,76	111,00	0	0
0,65	0,41	0,245	0,09	0,246	0,982	31,19	0,54	0,73	104,21	31,19	73,03	0,2	3,43
1,65	1,03	0,191	0,24	0,235	0,852	27,06	1,38	0,4	57,10	27,06	30,04	1,85	31,76
2	1,25	0,173	0,29	0,232	0,81	25,73	1,67	0,32	45,68	25,73	19,96	2,5	42,92
2,65	1,66	0,12	0,38	0,23	0,7	22,23	2,21	0,28	39,97	22,23	17,74	5,5	98,84
3,65	2,28	0,07	0,52	0,224	0,588	18,67	3,04	0,21	29,98	18,67	11,30	9	167,51
7,15	4,47	0,058	1,02	0,231	0,578	18,36	5,96	0,11	15,70	15,70	0,00

3. WARTOŚCI NAPRĘŻEŃ PIONOWYCH POD
ŁAWĄ A WYWOŁANĄ OD ŁAWY SĄSIEDNIEJ B
	Ława B, qB =157,04 kPa
Obszar	1"-A-5"-6'		1"-5'-6"-A		5'-6'-7'-8'
L/B=	6,6/6=1,1		6/5,4=1,11
Z [m]	z/B	1	z/B			σzρ [kPa]
0	0,00	0,25	0,00	0,25	0	0,00
0,65	0,11	0,248	0,12	0,248	0	0,00
1,65	0,28	0,245	0,31	0,244	0,002	0,31
2	0,33	0,242	0,36	0,24	0,004	0,63
2,65	0,44	0,239	0,49	0,236	0,006	0,94
3,65	0,61	0,237	0,68	0,233	0,008	1,26
7,15	1,19	0,165	1,32	0,158	0,014	2,20

4. ZESTAWIENIE WARTOŚCI NAPRĘŻEN PIERWOTNYCH
ODPRĘŻENIA, WTÓRNYCH IDODATKOWYCH POD ŁAWĄ A
z	hi	γi^(n)	γi^(n)hi	σzρ [kPa]	σzρ [kPa]	σzmin [kPa]	σzqA [kPa]	σzq [kPa]	σzq [kPa]	σzs [kPa]	σzd [kPa]	σzdB [kPa]	, σzρ [kPa]	σzt [kPa]
0	1,85	17,17	31,76	31,76	31,76	0,00	142,76	0,00	142,76	31,76	111,00	111,00	9,53	142,76
0,65	0,65	17,17	11,16	42,93	31,19	11,74	104,21	0,00	104,21	31,19	73,03	73,03	12,88	115,95
1,65	1	18,64	18,64	61,57	27,06	34,51	57,10	0,31	57,42	27,06	30,36	30,04	18,47	91,92
2	0,35	18,64	6,52	68,09	25,73	42,36	45,68	0,63	46,31	25,73	20,59	19,96	20,43	88,67
2,65	0,65	18,64	12,12	80,21	22,23	57,97	39,97	0,94	40,92	22,23	18,68	17,74	24,06	98,89
3,65	1	18,64	18,64	98,85	18,67	80,17	29,98	1,26	31,24	18,67	12,56	11,30	29,65	111,41
7,15	3,5	19,62	68,67	167,52	18,36	149,16	15,70	2,20	17,90	18,36	0,00	0,00	50,25	167,06

			5. OBLICZENIA OSIADANIA ŁAWY A
Rodzaj gruntu				i	hi [cm]	σzsi [kPa]	Mi [kPa]	s"i [cm]	σzdi [kPa]	Moi [kPa]	s'i [cm]
	z [m]	σzs [kPa]	σzd [kPa]
Pd	0	31,76	111,00
	0,65	31,19	73,03	1	65	31,47	68750	0,03	92,01	55000	0,11
G IL=0,37	1,65	27,06	30,36	2	100	29,12	37333	0,08	51,69	28000	0,18
	2	25,73	20,59	3	35	26,39	37333	0,02	25,47	28000	0,03

6. OSIADANIE ŁAWY ACAŁKOWITE ORAZ PO ZAKOŃCZENIU BUDOWY OBIEKTU

				Osiadanie całkowite si		Osiadanie si,ri po fazie eksploatacji
Rodzaj gruntu	I	s"i [cm]	s'i [cm]	=1 [cm]	=0 [cm]	ri	=1 [cm]	=0 [cm]
Pd	1	0,03	0,11	0,14	0,11	0	0,00	0,00
G IL=0,37	2	0,08	0,18	0,26	0,18	0,5	0,13	0,09
	3	0,02	0,03	0,05	0,03	0,5	0,02	0,01
RAZEM		0,13	0,32	0,45	0,32		0,16	0,11

7. ZESTAWIENIE SZEROKOŚCI ORAZ OSIADAŃ, KTÓRE NASTĄPIŁY W OKRESIE OD ZAKOŃCZENIA BUDOWY DO ZAKOŃCZENIA KONSOLIDACJI PODŁOŻA

ŁAWA	A	B	C	D	E
Szerokość ławy [m]	1,2	1,3	1,3	1,3	1,2
Osiadanie [cm]	0,16	0,17	0,17	0,17	0,16

8. Osiadanie średnie

Warunek stanu granicznego użytkowania, dotyczący ograniczenia osiadań średnich budynku jest

spełniony.

9. Przechylenie budynku

Początek układu współrzędnych przyjęto w osiach ławy A

Warunek stanu granicznego użytkowania dotyczący przechylenia budynku jest spełniony.

10. Strzałka ugięcia budowli

Obliczenie strzałki ugięcia dotyczy 3 sąsiednich ław

Ławy A-B-C

Ławy B-C-D

Ławy C-D-E

Warunki stanu granicznego użytkowania dotyczące strzałki ugięcia są spełnione.

2

5.3.1 Zginanie ławy - Moment zginający ławy obliczony względem krawędzi ściany

---