PROJEKT STOPY FUNDAMENTOWEJ

Transkrypt

1 TOK POSTĘPOWANIA PRZY PROJEKTOWANIU STOPY FUNDAMENTOWEJ OBCIĄŻONEJ MIMOŚRODOWO WEDŁUG WYTYCZNYCH PN-EN Eurokod 7 Przyjęte do obliczeń dane i założenia: V, H, M wartości charakterystyczne obciążeń stałych: pionowych, poziomych oraz momentu przekazywane na stopę fundamentową Q1, Q2,Q3 - wartości charakterystyczne obciążeń zmiennych: pionowych, poziomych oraz momentu przekazywane na stopę fundamentową Wymiary słupa Lokalizacja Poziom posadzki poniżej poziomu terenu Grubość posadzki Poziom wody gruntowej PROJEKT STOPY FUNDAMENTOWEJ I. DANE DO PROJEKTOWANIA 1. TABELA WŁAŚCIWOŚCI GRUNTÓW Określić parametry gruntów wg schematu w pliku tabela.pdf 2. PRZYJĘCIE GEOMETRII FUNDAMENTU Wskazówki do przyjęcia wymiarów fundamentu znajdują się w pliku geometria.pdf 3. OKREŚLENIE POZIOMU POSADOWIENIA a) D 1 ze względu na głębokość przemarzania gruntu W zależności od lokalizacji ustalić minimalny poziom posadowienia wg mapki z Rys.1 w normie PN-81/B b) D 2 ze względu na konstrukcję obiektu Ze względu na konstrukcję fundamentu i poziomu posadzki piwnicy ustalić minimalny poziom posadowienia jako sumę: poziom posadzki poniżej terenu + grubość posadzki + wysokość stopy fundamentowej. Poziom posadowienia D=max{ D 1, D 2 } Jako poziom posadowienia wybrać większą z wyznaczonych wartości. 4. OBLICZENIE CIĘŻARU FUNDAMENTU WRAZ Z ZASYPEM G F =G 1 +G 2 +G 3 G F Ciężar fundamentu wraz z zasypem G 1 Ciężar żelbetowej stopy fundamentowej G 2 Ciężar gruntu zalegającego nad stopą po stronie lewej G 3 Ciężar gruntu oraz posadzki nad stopą po stronie prawej Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska,

2 II. SPRAWDZENIE STANU GRANICZNEGO NOŚNOŚCI GEO OBLICZENIE NOŚNOŚCI PODŁOŻA PODEJŚCIE PROJEKTOWE DA2 A1 + M1 + R2 A OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKÓW CZĘŚCIOWYCH (na podst. PN-EN zał. A.3) γ Gn wsp. częściowy do obciążeń stałych niekorzystnych γ Gk wsp. częściowy do obciążeń stałych korzystnych γ Qn wsp. częściowy do obciążeń zmiennych niekorzystnych γ Qk wsp. częściowy do obciążeń zmiennych korzystnych M (na podst. PN-EN zał. A.4) γ φ wsp. częściowy do tangensa kąta tarcia wewnętrznego γ c wsp. częściowy do spójności efektywnej γ γ wsp. częściowy do ciężaru objętościowego R (na podst. PN-EN zał. A.5) γ Rv wsp. częściowy do nośności podłoża γ Rh wsp. częściowy do przesuwu OKREŚLENIE WARTOŚCI OBLICZENIOWYCH ODDZIAŁYWAŃ = + + Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska,

3 OKREŚLENIE WARTOŚCI OBLICZENIOWYCH PARAMETRÓW GEOTECHNICZNYCH = - wartość obliczeniowa ciężaru objętościowego = - wartość obliczeniowa spójności gruntu =atan - wartość obliczeniowa ciężaru objętościowego Obliczeniowe wartości parametrów wyznaczamy dla gruntu na którym posadowiony jest fundament. WYZNACZENIE MIMOŚRODU DZIAŁANIA SIŁ (e L, e B ) a) Od obciążeń stałych e LG b) Od obciążeń stałych i zmiennych e LQ Mimośród wyznacza się względem środka ciężkości podstawy fundamentu. W rozpatrywanych przypadkach, a więc przy obciążeniach zadanych w jednej płaszczyźnie L do wyznaczenia pozostaje jedynie e L, natomiast e B =0 SPRAWDZENIE WARUNKÓW MAKSYMALNEGO MIMOŚRODU a) Od obciążeń stałych Wypadkowa obciążeń powinna znajdować się w rdzeniu przekroju podstawy stopy (aby nie wystąpiło oderwanie fundamentu od podłoża), a więc wartość mimośrodu e LG musi być mniejsza od zasięgu rdzenia przekroju l 0 =L/6 b) Od obciążeń stałych i zmiennych Maksymalny mimośród e LQ powinien być mniejszy od wartości dopuszczalnej określonej przez PN-EN wynoszącej L/3. W przypadku niespełnienia jednego z warunków należy zaprojektować stopę niesymetryczną przesuwając środek ciężkości podstawy stopy (powrót do pkt. I.2). W stopie niesymetrycznej do momentu wliczamy dodatkowo siłę pionową przekazywaną przez słup. WYZNACZENIE EFEKTYWNEGO POLA PODSTAWY FUNDAMENTU A = B L - efektywne pole podstawy B = B 2 e B - efektywna szerokość fundamentu L = L 2 e L - efektywna długość fundamentu Efektywne pole podstawy wyznacza się dla mimośrodu sił od obciążeń stałych i zmiennych (e LQ ). Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska,

4 OKREŚLENIE NOŚNOŚCI PODŁOŻA Obliczenia przeprowadzić zgodnie z PN-EN zał. D. Wyznaczyć współczynniki (stosując wartości obliczeniowe parametrów geotechnicznych oraz obciążeń): - nośności N c, N q, N γ - nachylenia podstawy fundamentu b c, b q, b γ - kształtu fundamentu s c, s q, s γ - nachylenia obciążenia i c, i q, i γ oraz naprężenia od nadkładu w poziomie podstawy fundamentu: - q = D min γ (γ średni ciężar objętościowy gruntu powyżej poziomu posadowienia. Obliczyć naprężenia z prawej i lewej strony fundamentu, do obliczeń przyjąć wartość mniejszą.) Określić nośność charakterystyczną podłoża q Rk ze wzoru D.2 stosując wyznaczone współczynniki. Wyznaczyć obliczeniową nośność podłoża: = oraz naprężenia przekazywane na grunt = Stopień wykorzystania podłoża = =0.8 1 SPRAWDZENIE NOŚNOŚCI NA PRZESUW Wyznaczenie wartości obliczeniowych obciążeń: = + + Należy ponownie wyznaczyć wartości obliczeniowe obciążeń, stosując do sił pionowych współczynniki częściowe korzystne (w przypadku przesuwu obciążenie pionowe działa korzystnie, zwiększając tarcie fundamentu o podłoże). Ponadto pomijamy parcie gruntu na fundament. Wyznaczenie nośności obliczeniowej na przesuw R dh ze wzoru 6.3a lub 6.3b PN-EN Sprawdzenie warunku H d R dh OBLICZENIE NOŚNOŚCI FUNDAMENTU NA WARSTWIE SŁABSZEJ ZALEGAJĄCEJ PONIŻEJ WARSTWY NOŚNEJ Sprawdzić czy do głębokości 2B poniżej poziomu posadowienia zalega grunt słabszy. Jeżeli tak, wykonać obliczenia dla fundamentu zastępczego zgodnie z PN-81/B zał. 1.2 Obliczenia wykonuje się analogicznie jak dla właściwego fundamentu, przyjmując jako fundament zastępczy stopę wraz z blokiem gruntu zalegającym poniżej do stropu warstwy słabszej. Określić wymiary fundamentu zastępczego (B z =B+b; L z =L+b; b na podstawie normy) Obciążenie pionowe zwiększy się o ciężar bloku gruntu wliczonego do fundamentu (V d =V d + γ Gn L z B z h γ) γ ciężar objętościowy bloku gruntu Moment działający w podstawie fundamentu zastępczego zwiększy się o wartość siły poziomej działającej na ramieniu równym zagłębieniu warstwy słabszej, mierzonej od poziomu posadowienia rzeczywistego fundamentu (M 1Q = M 1Q +H d h ). Wystarczające jest wyznaczenie mimośrodu od obciążeń stałych + zmiennych ( = ) Naprężenia od nadkładu q określić w poziomie podstawy fundamentu zastępczego [ q=(d min +h )* γ ] h odległość od rzeczywistego poziomu posadowienia do warstwy słabszej γ średni ciężar objętościowy gruntu powyżej poziomu posadowienia fundamentu zastępczego Do obliczenia nośności podłoża R k przyjmuje się parametry gruntu słabszego. Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska,

5 II. SPRAWDZENIE STANU GRANICZNEGO NOŚNOŚCI STR OBLICZENIE ZBROJENIA STOPY a) wyznaczenie momentów zginających b) obliczenie zbrojenia głównego c) obliczenie zbrojenia poprzecznego Metoda obliczeń została przedstawiona w pliku zbrojenieen.pdf Pole przekroju zbrojenia w zależności od średnicy i ilości prętów zestawione w pliku zbrojenie_pole.pdf Wytyczne do zbrojenia fundamentu znajdują się w pliku zbrojenie_zasady.pdf SPRAWDZENIE STOPY NA PRZEBICIE Sprawdzenie wykonać zgodnie z procedura opisaną w normie Eurokod 2 - EN (Projektowanie konstrukcji z betonu. Reguły ogólne i reguły dla budynków.), rozdział 6.4 (w szczególności podpunkt 6.4.4) IV. OBLICZENIA STANU GRANICZNEGO UŻYTKOWALNOŚCI OBLICZENIE OSIADANIA FUNDAMENTU Obliczenia przeprowadzamy na wartościach charakterystycznych. Do wyznaczenia osiadania niezbędne są obliczenia naprężeń w gruncie. Metoda obliczeń została przedstawiona w pliku osiadanie.pdf V. RYSUNKI WYKRESY NAPRĘŻEŃ W PODŁOŻU GRUNTOWYM Sporządzenie wykresów naprężeń w podłożu gruntowym. Przykładowy wykres naprężeń w pliku naprężenia_wykres.pdf RYSUNEK KONSTRUKCYJNY STOPY Sporządzenie rysunku konstrukcyjnego stopy. Przykładowy rysunek w pliku stopa_rysunek.pdf VI. SPRAWDZENIE STATECZNOŚCI SKARPY WYKOPU PODEJŚCIE PROJEKTOWE DA3 Obliczenia przeprowadzamy według podejścia projektowego DA3. A2+M2+R3 Uwaga!!! Ponieważ przy sprawdzaniu stateczności skarpy mamy do czynienia z oddziaływaniami geotechnicznymi w obliczeniach stosujemy współczynniki z grupy A2. Wyznaczyć wartości obliczeniowe parametrów gruntu. SPRAWDZENIE STATECZNOŚCI SKARPY WYKOPU METODĄ FELLENIUSA Tok postępowania przy sprawdzaniu stateczności skarpy metodą Felleniusa przedstawiony został w pliku skarpa.pdf Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska,