Uwagi dotyczące mechanizmu zniszczenia Grunty zagęszczone zapadają się gwałtownie po dobrze zdefiniowanych powierzchniach poślizgu według ogólnego

Transkrypt

1

2 Uwagi dotyczące mechanizmu zniszczenia Grunty zagęszczone zapadają się gwałtownie po dobrze zdefiniowanych powierzchniach poślizgu według ogólnego mechanizmu ścinania. Grunty luźne nie tracą nośności gwałtownie a powierzchnie poślizgu nie są dobrze zdefiniowane. Zwykle jest to lokalny mechanizm ścinania. Bardzo luźne grunty mogą tracić nośność przez przebicie. Większych osiadań można oczekiwać w gruntach luźnych aniżeli w gruntach zagęszczonych.

3 Wybór głębokości posadowienia fundamentów Na wybór głębokości posadowienia mają wpływ następujące czynniki: głębokość występowania gruntów nośnych, na których budowla może być bezpiecznie posadowiona; minimalną konstrukcyjną głębokość posadowienia przyjmuje się 0,5 m w stosunku najniżej przyległego terenu; głębokość przemarzania w gruntach wysadzinowych; według PN-81/B-3020 minimalne głębokości posadowienia fundamentów ze względu na przemarzanie gruntów od poziomu terenu projektowanego do spodu fundamentu wynoszą 0,8 1,4 m;

4

5 głębokość rozmycia gruntu przy fundamentach podpór mostowych (np.. Poziom rozmycia dna Wisły w Warszawie dochodzi do 8 10 m); poziom zwierciadła wody gruntowej; wymagania eksploatacyjne dotyczące budowli, np. konieczności podpiwniczenia; poziom posadowienia sąsiednich fundamentów.

6 Wymiary podstawy fundamentu ustala się z zachowaniem następujących założeń i warunków normowych: przyjmuje się liniowy rozkład obliczeniowych obciążeń jednostkowych q w poziomie posadowienia według rysunku 3.1. a-c; (W obliczeniach q należy uwzględniać fakt, że w przypadku gdy wypadkowa obciążeń znajduje się poza rdzeniem przekroju podstawy fundamentu, powstaje szczelina między podłożem i podstawą fundamentu. Oznacza to, że nie mogą wstąpić naprężenia rozciągające między podłożem i podstawą fundamentu.); wypadkowa sił od obliczeniowych obciążeń stałych oraz zmiennych długotrwałych nie powinna wychodzić poza rdzeń podstawy fundamentu;

7 c) d) e B e L 1 + < N B L 6 r e B e L 1 + > B L 6 N r B e B q r min e L e B q r max e L q r max rdzeń podstawy szczelina C L C' oś obojętna Rys Rozkłady obciążeń jednostkowych podłoża gruntowego obciążonego mimośrodowo: a),b) - ławą fundamentową, c),d) - stopą fundamentową

8 dla fundamentów o podstawie prostokątnej, gdy e B 0 oraz e L = 0, otrzymamy C B/4; w budowlach wysokich mających fundament płytowy lub pierścieniowy (gdy wypadkowa jest zaczepiona na wysokości większej niż 3-krotna szerokość fundamentu) oraz w fundamentach słupów hal obciążonych suwnicami, wypadkowa siła od obliczeniowych obciążeń stałych oraz zmiennych długo- i krótkotrwałych nie może wychodzić poza rdzeń podstawy fundamentu.

9 Wymagania dodatkowe Dla konstrukcji budynku wrażliwej na nierównomierne osiadania (konstrukcje statycznie niewyznaczalne) przy posadowieniu na gruntach bardzo ściśliwych ( spoiste i organiczne o module ściśliwości M < 5 MPa): q q max min 13, dla konstrukcji niewrażliwej na nierównomierne osiadanie (konstrukcje statycznie wyznaczalne) i posadowieniu na gruntach mało ściśliwych (piaski, żwiry i grunty spoiste o M > 20 MPa): qmax 30, q min

10 dla warunków konstrukcyjnych i gruntowych pośrednich, np. dla konstrukcji wrażliwej na nierównomierne osiadania i posadowieniu na gruntach mało ściśliwych o M > 20 MPa: q q max min 20, Na rozkłady oddziaływań miedzy fundamentem i podłożem, a także na nośność podłoża gruntowego bardzo istotny wpływ ma usytuowanie środka ciężkości podstawy fundamentu w stosunku do położeń wypadkowych obciążeń w rozpatrywanych schematach sił działających na fundament.

11 Bardzo istotnym w projektowaniu stóp fundamentowych jest przyjęcie odpowiedniego stosunku boków B:L. Dla zadanych obciążeń, można znaleźć fundament o takich proporcjach B:L, że przy spełnieniu wszystkich wymagań jest to fundament najmniejszy, a więc najbardziej ekonomiczny.

12 Przykład obliczeniowy Ława fundamentowa na podłożu jednorodnym

13 W podłożu stwierdzono występowanie piasków drobnych wilgotnych, których stopień zagęszczenia określony bezpośrednimi badaniami w terenie wynosi I D = 0,40. Piaski drobne określono jako wysadzinowe. Pozostałe parametry geotechniczne wyznaczone metodą B wynoszą: ciężar objętościowy: ( ) γ n 3 = 1, 75 9, 81 = 17, 17 kn m kąt tarcia wewnętrznego: ( ) Φ u n = 30 0

14 Obciążenia: stałe i zmienne długotrwałe Pr1 = 180 kn m-1, Hr1 = 5,4 KN m-1, Mr1 = 23,2 kn m m-1 stałe i zmienne długo- i krótkotrwałe Pr2 = 200 kn m-1, Hr2 = 5,8 kn m-1 Mr2 = 28,8 kn m m-1.

15 Wstępne przyjęcie wymiarów fundamentu i głębokości posadowienia Przyjęta głębokość posadowienia 1,95 m jest większa od umownej głębokości przemarzania 1,0 m. Przemarzanie podłoża z gruntu wsadzinowego nie nastąpi Przyjęto wstępnie wysokość ławy 0,35 m, szerokość 1,4 m. W celu zilustrowania racjonalnego projektowania fundamentów będą rozpatrzone dwa przypadki: A. Ława jest usytuowana symetrycznie względem osi ściany (rys. 3.5.a) B. Środek ławy jest przesunięty względem osi ściany (3.5.b).

16 PRZYPADEK A. Ława jest usytuowana symetrycznie względem osi ściany. Obliczenia ciężarów ławy i gruntu na odsadzkach Wartości charakterystyczne obciążeń: ciężar ławy: G 1n = 0, 35 1, 4 24, 0 = 11, 76 kn m 1 ciężar gruntu nad odsadzką ławy z zewnątrz budynku: G 2n = 0, 55 1, 6 18, 0 = 15, 84 kn m ciężar gruntu nad odsadzką ławy od strony piwnicy: 1 G 3n = 055, 03, 180, = 297, kn m 1

17 ciężar posadzki od strony piwnicy (w uzasadnionych przypadkach należy uwzględniać obciążenia użytkowe przekazywane przez posadzkę na fundament): G 4n 1 = 0, 55 0, 15 23, 0 = 1, 90 kn m. Wartość obliczeniowa obciążenia: G = Σ G γ = 11, 76 1, , 84 1, 2 + 2, 97 1, 2 + 1, 90 1, 3 r in ffi 38, 0 kn m 1 Sprawdzenie, czy wypadkowa od obciążeń stałych i zmiennych długotrwałych znajduje się w rdzeniu podstawy Obciążenie pionowe podłoża: N = P + G = 180, , 0 = 218, 0 kn m 1 r1 r 1

18 Moment wypadkowej obciążeń podłoża względem środka podstawy ławy (por. rys. 3.5) M1= Mr1+ Hr1 h Gr2 r2 + Gr3 r3 + Gr4 r4 = = 23, 2 + 5, 4 0, 35 15, 84 1, 2 0, ,97 1, 2 0, , 13, 0, 425 = 23, , 8, , + 1, 05 = 19,57 kn m m. Mimośród obciążenia podłoża obliczony względem środka podstawy ławy: 1 e 1 = M m B m N =, = < 6 =,,, 6 =023,. 1 Wypadkowa obciążeń znajduje się w rdzeniu podstawy.

19 Sprawdzenie, czy następuje odrywanie podstawy ławy od podłoża po uwzględnieniu działania obciążeń stałych i zmiennych długo- i krótkotrwałych (również wyjątkowych) N = P + G = 200, , 0 = 238, 0 kn m. 2 r2 M = M + H h+ Σ G r, M 2 r2 r2 ri i 2 r = 28, 4 + 5, 8 0, 35 8, , 51+ 1, 05 = 24, 91 kn m m. 1 1 e 2 M2 24, 91 m B 140 = = = 0, 105 < = =035, m N 238, Odrywanie fundamentu od podłoża nie występuje