PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA

IM. STANISŁAWA STASZICA

W PILE

INSTYTUT POLITECHNICZNY

Zakład Budownictwa

FUNDAMENTOWANIE

Temat:

Projekt wykonania stopy fundamentowej.

Arkadiusz Michalski

Budownictwo stacjonarne

III rok, V semestr

Rok akademicki 2011/2012

1. Schemat
   
   

2. Parametry techniczne gruntu.

Lp.	Nazwa gruntu	Symbol gruntu	Stopień zagęszczania gruntu ID	Stopień plastyczności gruntu IL	Gęstość objętościowa ρ	Kąt tarcia wewnętrznego ϕ	Spójność gruntu c
1	Piasek średni	Ps	0,5		1,90	34,0
2	Pył	π		0,3	2,00	19,8	35,1
3	Piasek średni	Ps	0,66		1,85	35,0

1. Wyznaczenie parametrów siła działających na projektowany fundament.

   1. Założenia projektu:
      M= 160 kNm
      P= 0,9 MN
      H= 90 kN

M_r = 160 ⋅ 1, 2 = 192kNmP_r = 0, 9 ⋅ 1, 2 = 1, 08MN = 108kNH_r = 90 ⋅ 1, 2 = 108kN

1. Wymiary podstawy fundamentu.

   1. Wstępne wymiary fundamentu przyjęto jako stopę fundamentową prostokątną o wymiarach B= 2,7 m i L= 2,4 m.

   2. Przyjęto, że głębokość posadowienia mierzona od najmniejszego poziomu terenu wynosi D_min= 0,8 m.

Q_r ≤ m ⋅ Q_f

$${Q_{r} = P_{r} + G_{r}}{G_{r} = G^{n} \cdot 1,2}{\gamma_{sr} = 20,25\frac{\text{kN}}{m^{3}}}{G^{n} = B \cdot L \cdot D_{\min} \cdot \gamma_{sr} = 2,7 \cdot 2,4 \cdot 0,8 \cdot 20,25 = 104,976\text{kN}}{G_{r} = 104,976 \cdot 1,2 = 125,971\text{kN}}{Q_{r} = 1080 + 125,971 = 1205,971}$$

$$e_{B} = \frac{M_{r} \pm H_{r} \cdot D_{\min}}{Q_{r}} = \frac{192 + 108 \cdot 0,8}{1205,971} = 0,23085 = 0,231m$$

$${\overset{-}{B} = B - 2 \cdot e_{B} = 2,7 - 2 \cdot 0,231 = 2,238m}{\overset{-}{L} = L - e_{L} = 2,4;e_{L} = 0}$$

φ_r = 34^o ⋅ 0, 9 =  30, 6^o⋅

1. N_D= 18,95

2. N_C= 31,52

3. N_B= 8,01

$${tg\delta = \frac{H_{r}}{Q_{r}} = \frac{108}{1205,971} = 0,08955}{tg\varphi = tg{30,6}^{o} = 0,5913984}{\frac{\text{tgδ}}{\text{tgφ}} = \frac{0,08955}{0,5913984} = 0,1514208}$$

1. i_B= 0,58

2. i_D= 0,7

3. i_C= 0,75

$${\rho_{\text{Ps}}^{r} = 1,90 \cdot 0,9 = 1,71\frac{t}{m^{3}}}{\rho_{\pi}^{r} = 2,00 \cdot 0,9 = 1,8\frac{t}{m^{3}}}{\rho_{\text{Ps}}^{r} = 1,85 \cdot 0,9 = 1,665\frac{t}{m^{3}}}{\rho_{D} = \frac{1,71 \cdot 0,8}{0,8} = 1,71\frac{t}{m^{3}}}{\rho_{B} = \frac{1,71 \cdot 0,7 + 1,8 \cdot 2,20}{2,9} = 1,91\frac{t}{m^{3}}}$$

$${Q_{f} = 2,238 \cdot 2,4 \cdot \left( 1 + 0,3 \cdot \frac{2,238}{2,4} \right)\ 31,52 \cdot 0 \cdot 0,75}{+ \left( 1 + 1,5\frac{2,238}{2,4} \right) \cdot 18,95 \cdot 1,71 \cdot 9,81 \cdot 0,8 \cdot 0,7 + (1 - 0,25 \cdot \frac{2,238}{2,4}) \cdot 8,01 \cdot 1,91 \cdot 9,81 \cdot 2,238 \cdot 0,58 = 3096,056875\text{kN}}$$

Q_r ≤ m ⋅ Q_f

$${Q_{r}' = Q_{r} \cdot \overset{-}{B}' \cdot \overset{-}{L}' \cdot h \cdot \rho_{\text{Ps}} \cdot g}{\overset{-}{B}' = B + b}{\overset{-}{L}' = L + b}$$

$$b = \frac{0,7}{3} = 0,23m$$

$${\overset{-}{B}' = 2,7 + 0,23 = 2,93m}{\overset{-}{L}' = 2,4 + 0,23 = 2,63m}$$

Q_r′=1205, 971 + 2, 93 ⋅ 2, 63 ⋅ 0, 7 ⋅ 1, 90 ⋅ 9, 81 = 11306, 512189kN

$${\overset{-}{B}' = B' - 2e_{B}'}{\overset{-}{L}' = L' - 2e_{L}'}{e_{B}' = \frac{Q_{r} \cdot e_{B} \pm H_{r} \cdot h}{Q_{r^{'}}} = \frac{1205,971 \cdot 0,231 + 108 \cdot 0,7}{1306,512189} = 0,271098m}{e_{L}' = 0}{\rho_{D}^{r} = 1,71\frac{t}{m^{3}}}{\rho_{B}^{r} = \frac{1,71 \cdot 0,7 + 1,8 \cdot 3,7 + 1,665 \cdot 1,3}{5,7} = 1,758158 = 1,76\frac{t}{m^{3}}}$$

φπ = 19, 8^o ⋅ 0, 9 = 17, 82^o

1. N_D= 5,26

2. N_C= 13,10

3. N_B= 1,04

$${tg\delta = \frac{H_{r}}{Q_{r'}} = \frac{108}{1306,512189} = 0,08266}{tg\varphi = tg{17,82}^{o} = 0,32145}{\frac{\text{tgδ}}{\text{tgφ}} = \frac{0,08266}{0,32145} = 0,257147}$$

1. i_B= 0,45

2. i_D= 0,58

3. i_C= 0,55

C_u^r = 35, 1 ⋅ 0, 9 = 31, 59kPa

$${Q_{f}' = 2,238 \cdot 2,4 \cdot (1 + 0,3 \cdot \frac{2,238}{2,4}) \cdot 13,10 \cdot 31,59 \cdot 0,8}{+ (1 + 1,5\frac{2,238}{2,4}) \cdot 5,26 \cdot 1,71 \cdot 9,81 \cdot 0,8 \cdot 0,55}$$

Q_r′ = m ⋅ Q_f′1306, 512189 ≤ 6359, 1469kN

1. Sprawdzenie stanu granicznego użytkowania.

$${S_{i} = S'_{i} + S''_{i}}{S_{i}' = \frac{\sigma_{\text{zdi}} \cdot h_{i}}{M_{\text{oi}}}}{S''_{i} = \lambda \cdot \frac{\sigma_{\text{zsi}} \cdot h_{i}}{M_{i}}}$$

1. Obliczanie naprężenia.

σ_zp = ∑ρ_i ⋅ g ⋅ h_i = ∑γ_i ⋅ h_i

$${0,3 \cdot \sigma_{\text{zp}}^{1} = 8,55\frac{\text{kN}}{m^{2}}}{0,3 \cdot \sigma_{\text{zp}}^{2} = 30,75\frac{\text{kN}}{m^{2}}}{0.3 \cdot \sigma_{\text{zp}}^{3} = 43,515\frac{\text{kN}}{m^{2}}}$$

σ_zs = D ⋅ γ ⋅ η

σ_zd = (q − D ⋅ γ)⋅η

$${\beta = \frac{M_{o}}{M}}{\beta_{\text{Ps}} = 0,8}{\beta_{\pi} = 0,5}{\beta_{\text{Ps}} = 0,8}$$

$${M = \frac{M_{o}}{\beta}}{M_{o}^{\text{Ps}} = 60000kPa}{M_{o}^{\pi} = 12000kPa}{M_{o}^{\text{Ps}} = 72000kPa}$$

$$q = \frac{{Q'}_{r}}{B \cdot L}:1,2 = \frac{1306,512189}{2,7 \cdot 2,4}:1,2 = 168,0185\frac{\text{kN}}{m^{2}}$$

S ≤ S_dop0, 8 ≤ 5 ÷ 15cm