Fundamentowanie

Ćwiczenia 2.

4. Ustalenie głębokości posadowienia fundamentu – D_min

• Głębokość występowania poszczególnych warstw geotechnicznych

• Wody gruntowe i przewidywane zmiany ich stanów

• Występowanie gruntów pęczniejących, zapadowych, wysadzinowych

• Projektowaną niweletę powierzchni terenu w sąsiedztwie fundamentów, poziom posadzek pomieszczeń podziemnych,

• Głębokość posadowienia sąsiednich budowli

• Umowna głębokość przemarzania gruntów

My przyjmujemy na podstawie głębokości przemarzania gruntu (mapka)

5. Ustalenie wymiaru fundamentów ze względu na 1 stan graniczny

Posadowienie budowli należy sprawdzać ze względu na możliwość wystąpienia dwóch grup stanów granicznych podłoża gruntowego fundamentów:

• Warunki stanu granicznego nośności – I stan graniczny

• Warunki stanu granicznego użytkowania – II stan graniczny

Rodzaje I stanu granicznego:

• Wypieranie podłoża przez pojedynczy fundament lub przez całą budowlę

• Usuwisko albo zsuw fundamentów lub podłoża wraz z budowlą

• Przesunięcie w poziomie posadowienia fundamentu lub w głębszych warstwach podłoża

(Kasia: Jeśli nie zostanie spełniony możemy mieć do czynienia z takimi właśnie sytuacjami)

Warunkiem obliczeniowym I stanu granicznego

q_r ≤ m • q_f

q_r – wartość obliczeniowa obciążenia ustalona na podstawie obciążeń charakterystycznych

q_f – opór graniczny podłoża gruntowego, który uwzględnia położenie wypadkowej i kierunek działania obciążenia oraz kształt podstawy fundamentu

m- współczynnik korekcyjny zależny od metody wyznaczania parametrów geotechnicznych i metody obliczania oporu granicznego q_f

Należy przyjmować, w zależności od metody obliczania q_f równy:

(kilka danych – z normy albo książki)

Przy stosowaniu metody B lub C oznaczania parametrów geotechnicznych wartość współczynnika m należy zmniejszyć ,mnożąc go przez 0,9

m = 0, 9 • 0, 9 = 0, 81

I stan graniczny

1. q_rs ≤ m * q_f

2. q_rmax ≤ 1, 2 • q_f

$0,9 < \frac{q_{\text{rs}}}{m \bullet q_{f}} < 1,0$ –> wtedy fundament nie będzie przewymiarowany

Możemy przewymiarować fundament o max 10%

5.1 Ustalenie jednostkowego oporu podłoża qf

(wzór dla ławy i stopy)

Stopa:

$q_{f} = \left\lbrack \left( 1 + 0,3 \bullet \frac{B}{L} \right) \bullet N_{c} \bullet C_{u}^{\left( r \right)} + \left( 1 + 1,5 \bullet \frac{B}{L} \right) \bullet N_{D} \bullet D_{\min} \bullet \rho_{D}^{\left( r \right)} \bullet g + \left( 1 - 0,25 \bullet \frac{B}{L} \right) \bullet N_{B} \bullet B \bullet \rho_{B}^{(r)} \bullet g \right\rbrack$ gdzie $\frac{B}{L} = 1$

Ława:

q_f = N_c • C_u^(r) + N_D • D_min • ρ_D^(r) • g + N_B • B • ρ_B^(r) • g , gdzie $\frac{B}{L} = 0$

B - szerokośc stopy

L – długość stopy

Przy ławie obliczenia na 1mb

5.2. Ustalenie wysokości ekonomicznej fundamentu

h = •(B−as)

as = 0, 4m

X = (0,35÷0,43)

Z = D_min − h

$$b = \frac{B - as}{2}$$

5.3 Obliczenie ciężaru fundamentu i gruntu nad odsadzkami

Q_cal^(r) = 1, 1 • Q_cal = Q^(r) + Q_fund^(r) + Q_gr^(r)

Q^(r) = Q • 1, 1;  Q_fund^(r) = Q_fund • 1, 1;  Q_gr^(r) = Q_gr • 1,

Q_fund = V_stopy•γ_betonu

V_fund = B • B • h + as • as • Z

$$\gamma_{\text{bet}} = 25\frac{\text{kN}}{m^{3}}$$

V_gr = B • B • D − V_fund

5.4 Sprawdzenie I stanu granicznego

(1) $q_{\text{rs}} \leq m \bullet q_{f}\ \ = > \ \ q_{\text{rs}} = \frac{Q_{cal}^{(r)}}{B \bullet L}$

(2) q_rmax ≤ 1, 2 • q_f

fundament obciążony momentem skręcającym

$$q_{\text{rmax}} = \frac{Q_{cal}^{(r)}}{B \bullet L} + \frac{M_{x}}{W_{x}} + \frac{M_{y}}{W_{y}}$$

$$q_{\text{rmin}} = \frac{Q_{cal}^{(r)}}{B \bullet L} - \frac{M_{x}}{W_{x}} - \frac{M_{y}}{W_{y}}$$

$$W_{x} = W_{y} = \frac{B^{2} \bullet L}{6}$$

Fundament obciążony mimośrodowo

$$q_{\text{rmax}} = \frac{Q_{cal}^{(r)}}{B \bullet L} + \frac{{6 \bullet Q}_{cal} \bullet e}{B^{3}}$$

$$q_{\text{rmin}} = \frac{Q_{cal}^{(r)}}{B \bullet L} - \frac{{6 \bullet Q}_{cal} \bullet e}{B^{3}}$$

(Kasia: Jeśli pod warstwą nośną zalega warstwa słaba to wówczas dla warstwy słabej obliczamy wymiary zastepcze, ale wy nie macie takiej sytuacji)

Ćwiczenia 3

6. Sprawdzenie warunku na przebicie

(Kasia: W przypadku stopy sprawdzamy ten warunek, w przypadku ławy raczej nie

Mamy jakieś obciążenie fundamentu i musimy sprawdzić, czy opór który jest zadany na fundament jest =< od oporu jaki wywołuje grunt w przeciwną stronę. Przyjmuje się to dla kąta 45 stopni.)

N_Sd = q_sr • A ≤ N_Rd = f_ctd • b_sr • h

N_sd – siła podłużna od obciążenia obliczeniowego

q – maksymalny opór obliczeniowy

A – pole powierzchni wielokąta ABCD

N_rd – nośność obliczeniowa

f_ctd – wytrzymałość obliczeniowa betonu na rozciąganie w konstrukcjach żelbetowych

h=H-(5cm+φ/2)

$$q_{sr} = \frac{q_{\text{kr}} + q_{\max}}{2}$$

$$\frac{q_{\text{kr}} - q_{\min}}{B_{1}} = \frac{q_{\max} - q_{\min}}{B}$$

$${tg45}^{0} = \frac{h}{x} = > x$$

B₀ = a_s + 2 • x

$$y = \frac{B - a_{s}}{2} - x$$

$$F_{\text{ABCD}} = \frac{B + B_{0}}{2} \bullet y$$

N_Sd = q_sr • A

N_Rd = f_ctd • b_sr • h

$$b_{sr} = \frac{B_{0} + a_{s}}{2}$$

$$h = H - (5cm + \frac{\varphi}{2})$$

N_Sd = q_sr • A ≤ N_Rd = f_ctd • b_sr • h

Stopy fundamentowej obciążonej osiowo

N_Sd = q • A ≤ N_Rd = f_ctd • u_p • h

$$q = \frac{Q_{cal}^{(r)}}{B \bullet L}$$

Nsd – siła podłużna od obciążenia obliczeniowego

q – opór podłoża

A – pole powierzchni odciętej przekrojami przebicia na poziomie zbrojenia (prostokąt ABCD)

Nrd – nośność obliczeniowa

fctd - wytrzymałość obliczeniowa betonu na rozciąganie w konstrukcjach żelbetowych

up – średnia z obwodów powierzchni, na którą działa siła i prostokąta ABCD

h – wysokość użyteczna fundamentu

Ławy fundamentowej

N_Sd ≤ N_Rd = f_ctd • L • b

$$N_{\text{Sd}} = \frac{q_{\max} + q_{\text{II}}}{2} \bullet A$$

$$q_{\text{II}} = q_{\max} - \left( \frac{q_{\max} - q_{\min}}{B} \right) \bullet C_{\text{II}}$$

N_sd – siła podłużna od obciążenia obliczeniowego

A – pole powierzchni prostokąta ABCD

N_rd – nośność obliczeniowa

f_ctd – wytrzymałość obliczeniowa betonu

L = 1 m.b.

h – wysokość użyteczna fundamentu

ćwiczenia 4 (21.02.2012) - konsultacje

ćwiczenia 5 (28.02.2012)

Obliczenie zbrojenia fundamentu

Zalecenia konstrukcyjne do projektowania stóp żelbetowych

• Beton C12/15, C16/20. Stal klasy A-0, A-I, A-II

• Przekrój zbrojenia oblicza się jak dla belki pojedynczo zbrojonej

• Średnica zbrojenia nie powinna być mniejsza niż 10mm

• Rozstaw prętów zbrojenia stopy 10-30cm

• Maksymalny rozstaw prętów 30cm

• Otulina co najmniej 5cm

• Podłoże gruntowe utwierdzić warstwą wyrównawczą z chudego betonu (5-10cm)

Zalecenia konstrukcyjne do projektowania ław fundamentowych

• Przy wysokości ław fundamentowych do 50cm – prostokątny przekrój ławy, przy większych wysokościach przyjąć przekrój trapezowy lub schodkowy

• Ławę należy zbroić prętami9 podłużnymi o średnicy 10-16mm (2 pręty górą i 2 pręty dołem w obrysie ściany) Strzemiona o średnicy 6mm co 50cm