WMBiP w Płocku

Instytut Budownictwa

Zakład Konstrukcji i Technologii Budowlanych

Studia niestacjonarne I stopnia

Ćwiczenie projektowe nr 3

Posadowienie na palach

1. Założenia - rozmieszczenie pali pod ławą fundamentową. Pale wiercone świdrem ciągłym CFA o średnicy D = 0,6 m

Rozmieszczenie pali po ścianą zewnętrzną, r_z = 1,2 m

Rozmieszczenie pali po ścianą poprzeczną wewnętrzną, r_w = 1,4 m

Szerokość ławy, B = 0,8 m

Wysokość ławy, h = 0,7 m

2. Podejście obliczeniowe, kombinacja 2 częściowych współczynników: A1+M1+R2

1. Zebranie obciążeń

Ciężar gruntu i posadzki na obsadzkach pominięto.

Wartość charakterystyczna ciężaru własnego ławy

G_k,ł =B · h · 1,0 · ʏ_B = 0,8 · 0,7 · 1,0 · 25 = 14 kN

Wartość obliczeniowa ciężaru własnego ławy

G_d,ł = G_k,ł · ʏ_G = 14 · 1,35 = 18,9 kN/m

Ciężar gruntu i posadzki na obsadzkach pominięto.

1. obciążenia przekazywane na fundament od ściany zewnętrznej

obciążenie charakterystyczne (stałe)

V^sz_k,G = 111,0 kN

obciążenie obliczeniowe (stałe)

V^sz_d,G = V^sz_k,G · ʏ_G = 111,0 · 1,35 = 166,5 kN/m

obciążenie charakterystyczne (zmienne)

V^sz_k,Q = 60,0 kN

obciążenie obliczeniowe (zmienne)

V^sz_d,Q = V^sz_k,Q · ʏ_Q = 60,0 · 1,5 = 90,0 kN/m

Całkowite obciążenie obliczeniowe przekazywane ze ściany zewnętrznej na fundament

V^sz_d = G_d,ł + V^sz_d,G + V^sz_d,Q = 18,9 + 166,5 + 90 = 275,4 kN/m

2. obciążenia przekazywane na fundament od ściany poprzecznej wewnętrznej

obciążenie charakterystyczne (stałe)

V^sw_k,G = 142,0 kN

obciążenie obliczeniowe (stałe)

V^sw_d,G = V^sz_k,G · ʏ_G = 142,0 · 1,35 = 191,7 kN/m

obciążenie charakterystyczne (zmienne)

V^sw_k,Q = 70,0 kN

obciążenie obliczeniowe (zmienne)

V^sw_d,Q = V^sz_k,Q · ʏ_Q = 70,0 · 1,5 = 105 kN/m

Całkowite obciążenie obliczeniowe przekazywane ze ściany poprzecznej wewnętrznej na fundament

V^sw_d = G_d,ł + V^sz_d,G + V^sz_d,Q = 18,9 + 191,7 + 105 = 315,6 kN/m

Siła przekazywana na najbardziej obciążony pal

F_d,c = V^sz_d · r_z + V^sw_d · 0,5 · r_w = 275,4 · 1,2 + 315,6 · 0,5 · 1,4 = 551,4 kN

2. Obliczenie nośności pali pod ława fundamentową

wartość charakterystyczna oporu podstawy

R_bk = A_b · q_b,d =
· q_b,d =
· 1950 = 546 kN

wartość obliczeniowa oporu podstawy

R_b,d =
= 496,36 kN

wartość charakterystyczna oporu pobocznicy

R_s,k = ΣA_si · q_s,k =
· 0,6 · (3 · 31,5 + 0,9 · 52,4 + 2 · 31 + 7,5 · 51 + 1,5 · 45) = 1232,12 kN

wartość obliczeniowa oporu pobocznicy

R_s,d =
=
= 1120,1 kN

R_c,d1= R_b,d + R_s,d = 649,03 + 1120,1 = 1769,13 kN

Obliczeniowa nośność pala

R_c,d2=
=
= 1769,14 kN

3. Sprawdzenie warunku obliczeniowego nośności pala

F_d,c
R_c,d

551,4
1769,14 warunek spełniony

3. Założenia - pale pod stopa fundamentową

Średnica pala wierconego świdrem ciągłym, D = 0,6 m

Długość stopy, L = 3 m

Szerokość stopy, B = 3 m

Wysokość stopy, h = 0,7 m

Rozstaw stopy, r = 1,7 m

4. Podejście obliczeniowe, kombinacja 2 częściowych współczynników: A1+M1+R2

1. Zebranie obciążeń

Ciężar gruntu i posadzki na obsadzkach pominięto.

Wartość charakterystyczna ciężaru własnego stopy

G_k,s =B · L · h · ʏ_B = 3 · 3 · 0,7 · 25 = 157,5 kN

Wartość obliczeniowa ciężaru własnego stopy

G_d,s = G_k,s · ʏ_G = 157,5 · 1,35 = 212,6 kN/m

Ciężar gruntu i posadzki na obsadzkach pominięto.

obciążenie charakterystyczne (stałe)

V^s_k,G = 1110,0 kN

obciążenie obliczeniowe (stałe)

V^s_d,G = V^s_k,G · ʏ_G = 110,0 · 1,35 = 1498,5 kN/m

obciążenie charakterystyczne (zmienne)

V^s_k,Q = 580,0 kN

obciążenie obliczeniowe (zmienne)

V^s_d,Q = V^s_k,Q · ʏ_Q = 580,0 · 1,5 = 870,0 kN/m

Całkowite obciążenie obliczeniowe

V^s_d = G_d,s + V^s_d,G + V^s_d,Q = 212,6 + 1498,5 + 870 = 2581,1 kN/m

Siła przekazywana na pale

F_d,c = V^s_d · 1,0 = 2581,1 · 1,0 = 2581,1 kN

2. Obliczenie nośności pali pod stopę fundamentową

wartość charakterystyczna oporu podstawy

R_bk = A_b · q_b,d =
· q_b,d =
· 1950 = 551,35 kN

wartość obliczeniowa oporu podstawy

R_b,d =
=
= 501,23 kN

wartość charakterystyczna

R_s,k = ΣA_si · q_s,k =
· 0,6 · (3 · 31,5 + 0,9 · 52,4 + 2 · 31 + 7,5 · 51 + 1,5 · 45) = 1232,12 kN

wartość obliczeniowa

R_s,d =
=
= 1120,1 kN

R_c,d1= R_b,d + R_s,d = 649,03 + 1120,1 = 1769,13 kN

R_c,d · 4
7076,52

3. Sprawdzenie warunku obliczeniowego nośności pali

F_d,c
R_c,d

2581,1
7076,52 warunek jest spełniony

5. Obliczenie wytrzymałości ławy fundamentowej opartej na palach

1. Obliczenie momentów

obliczeniowy ciężar własny ławy

G_d,ł = 18,9 kN/m

odległość miedzy podporami

l = 2 · r_z = 2 · 1,2 = 2,4 m

obliczenie obciążenia trójkątną pryzmą ściany

p_f = ʏ_f · b_sc · 0,5 · l · tg 60
· ʏ_sc = 1,1 · 0,24 · 0,5 ·2,4 · tg 60
· 25 = 13,72 kN

moment podporowy

M'_b = - ( 0,125 · G_d,ł + 0,078 · p_f) · l² = - (0,125 · 18,9 + 0,078 · 13,72 ) · 2,4² = - 19,77 kNm

odległość przekroju max momentu przęsłowego

x =
· (- G_d,ł +
) · l

=
· (- 18,9 +
) · 2,4 = 0,92 m

moment dla przęsła skrajnego

M_przs = (0,375 · G_d,ł + 0,1719 ·
) · l · x - ( 0,5 · G_d,ł · x² +
·
)

= (0,375 · 18,9 + 0,1719 · 13,72 ) · 2,4 · 0,92 - ( 0,5 · 18,9 · 0,92² + 2,4 ·
) = 12,6 kNm

monemt podporowy

M_b” = - (0,0833 · G_d,ł + 0,0521 ·
) · l² = - (0,0833 · 18,9 + 0,0521 · 13,72 ) · 2,4² = - 13,18 kNm

moment dla przęsła pośredniego

M_prz-p = (0,0417 · G_d,ł + 0,03125 ·
) · l² = (0,0417 · 18,9 + 0,03125 · 13,72 ) · 2,4² = 7,01 kNm

2. Zbrojenie

Przyjęto:

• Beton klasy B-20 ( R_b = 11,5 MPa )

• Stal klasy A-0 ( R_s = 190 MPa )

Potrzeby przekrój zbrojenia górą , obliczono dla momentu podporowego: M_max = - 19,77 kNm

A =
=
= 50,43 kN = 0,050 MPa

μ_a = 0,03
μ_min= 0,0015

F_a = μ_min · B · h = 0,0015 · 80 · 70 = 8,4 cm²

Przyjęto zbrojenie: góra i dół po 6 Ø 14 mm o F_a = 9,2 cm² strzemiono podwójne Ø 8 mm

6. Obliczenie wytrzymałości stopy fundamentowej opartej na palach

1. obliczenie momentu zginającego

siła przypadająca na jeden pal

N_r = F_d,c ·
= 2581,1 ·
= 645,27 kN

odległość osi pala I słupa

l =
·
= =
·
= 0,98 m

moment zginający

M = N_r · l = 645,27 · 0,98 = 632,36 kNm

2. Zbrojenie

Przyjęto:

• Beton klasy B-20 ( R_b = 11,5 ·10³ kPa )

• Stal klasy A-I ( R_s = 210 ·10³ kPa )

A =
=
= 1415.65 kN = 1,415 MPa μ_a = 0,46

F_a = μ_a · 2 · D · h = 0,0046 · 2 · 60 · 70 = 38,64 cm²

Przyjęto zbrojenie: 6 Ø 30 mm o F_a = 42,4 cm²

7. Rysunek ławy fundamentowej (1:20)

8. Rysunek stopy fundamentowej (1:20)

---