.11 Fundamenty.11.1 Określenie parametrów geotechnicznych podłoża Rys.93. Schemat obliczeniowy dla ławy Parametry geotechniczne gruntów ustalono na podstawie Metody B Piasek średni Stopień zagęszczenia gruntu niespoistego: Współczynnik materiałowy dla gruntu: Kąt tarcia wewnętrznego, φ u (n) I D = 0,7 γ m = 0,9 φ u (n) = 34,5º (wg rys. 3) Wartość obliczeniowa kąta tarcia wewnętrznego: CięŜar objętościowy, γ D Gęstość objętościowa: ρ s = 1,80 t/m 3 Przyśpieszenie ziemskie: g = 10 m/s 1,80 φ u (r) = φ u (n) γ n = 34,5º 0,9 = 31,05º 10,0 0,9 18,0 Określenie współczynników nośności gruntu, N C, N D, N B 18,0 16,
N C = 44,085 N D = 31,306 N B = 15,65 Piasek gliniasty Stopień plastyczności gruntu spoistego: I L = 0,0 Współczynnik materiałowy dla gruntu: γ m = 0,9 (n) Kąt tarcia wewnętrznego, φ u φ (n) u = 18,5º (wg rys. 3) Wartość obliczeniowa kąta tarcia wewnętrznego: φ u (r) = φ u (n) γ n = 18,5º 0,9 = 16,65º Spójność gruntu, c u (n) Wartość obliczeniowo, spójności gruntu: Ciężar objętościowy, γ D Gęstość objętościowa: ρ s =,15 t/m 3 Przyśpieszenie ziemskie: g = 10 m/s c u (n) = 31,54 kn/m c u (r) = c u (n) γ n = 31,54 kn/m 0,9 = 8,39 kn/m,15 10,0 0,9 1,5 1,5 19,35 Określenie współczynników nośności gruntu, N C, N D, N B (wg tabl. Z1-1) N C = 1,077 N D = 4,611 N B = 0,807
.11. Zebranie obciąŝeń na najbardziej wytęŝoną ławę fundamentową OBCIĄśENIA STROPODACHEM ObciąŜenia stałe Lp Opis obciąŝenia Obc. kn/m kn/m 1. papa zgrzewalna na gruncie bitum. gr. 1.5 cm 0,17 1,0 -- 0,0 [11.0 kn/m3 0.015 m ]. szlichta betonowa zbrojona siatką gr.5.0 cm 1,0 1,30 -- 1,56 [4.0 kn/m3 0.05 m] 3. styropian średniej gr.6.0 cm [0.45 kn/m3 0,1 1,0 -- 0,14 4. 0.6 m] Folia paroizolacyjna 5. Strop TERIVA III gr. 34cm 4,00 1,10 -- 4,40 6. 7. tynk gipsowy gr.0.5 cm [1.0 kn/m3 0.005 m ] ObciąŜenie technologiczne 0,06 1,5 1,30 1,0 -- -- 0,08 1,8 Σ: 7,05 -- 8,19 Obciążenia zmienne Lp Opis obciąŝenia Obc. kn/m 1. ObciąŜenie śniegiem w trwałej i przejściowej 0,7 sytuacji obliczeniowej dla danej strefy: Sk=0,9kN/m; s=0,8 x 0,9kN/m. ObciąŜenie wiatrem: p=0,40kn/m 0,40 kn/m 1,50 1,5 -- -- 1,08 0,60 Σ: 1,1 -- 1,68 OBCIĄśENIA STROPEM ObciąŜenie stałe Lp Opis obciąŝenia Obc. kn/m 1. Parkiet mozaikowy lakierowany (na mozolepie, polocecie, butaprenie) o grubości 8 mm [0,080kN/m]. Warstwa cementowa grub. 4 cm [1,0kN/m3 0,04m] kn/m 0,08 1,0 -- 0,10 0,84 1,30 -- 1,09 3. Papa izolacyjna 0,05 1,0 -- 0,06 4. Hydrofobizowana wełna mineralna grub. 5 0,03 1,0 -- 0,04 cm [0,6kN/m3 0,05m]
5. Papa izolacyjna 0,05 1,0 -- 0,06 6. Strop TERIVA D II gr. 34cm 4,00 1,10 -- 4,40 7. Warstwa cementowo-wapienna grub. 1 cm [19,0kN/m3 0,01m] 0,19 1,30 -- 0,5 Σ: 5,4 -- 5,99 ObciąŜenie zmienne Lp Opis obciąŝenia Obc. kn/m kn/m 1. ObciąŜenie zmienne uŝytkowe [1,5kN/m] 1,50 1,40 --,10. ObciąŜenie zastępcze od ścianek działowych 0,75 1,40 -- 1,05 Σ:,5 -- 3,15 OBCIĄśENIE ŚCIANĄ Lp Opis obciąŝenia Obc. kn/m 1. Warstwa gipsowa bez piasku grub. 1 cm [1,0kN/m3 0,01m]. Mur z pustaków ceramicznych (cięŝar objętościowy pustaków - 13,0 kn/m3) grub. 4 cm [13,000kN/m3 0,4m] 3. Warstwa gipsowa bez piasku grub. 1 cm [1,0kN/m3 0,01m] OBCIĄśENIE ŚCIANĄ FUNDAMENTOWĄ Lp Opis obciąŝenia Obc. kn/m 1. Beton zwykły na kruszywie kamiennym, zagęszczony grub. 4 cm kn/m 0,1 1,30 -- 0,16 3,1 1,30 -- 4,06 0,1 1,30 -- 0,16 Σ: 3,36 1,30 -- 4,37 kn/m 6,00 1,30 -- 7,80 [5,0kN/m3 0,4m]. Styropian grub. 10 cm [0,45kN/m3 0,10m] 0,05 1,0 -- 0,06 Σ: 6,05 1,30 -- 7,86 OBCIĄśENIE OD PODŁOśA PIWNICY Lp Opis obciąŝenia Obc. kn/m kn/m 1. Gładź wyrównawcza gr. cm 1kN/m3 x 0,0 0,4 1,30 -- 0,55. Beton zwykły na kruszywie kamiennym, niezbrojony, niezagęszczony grub. 6 cm [3,0kN/m3 0,06m] 1,38 1,30 -- 1,79 3. Wełna mineralna w płytach twardych grub. 8 cm [,0kN/m3 0,08m] 4. Izolacja przeciwwwodna gr. cm [0,45kN/m3 x 0,0m] 0,16 1,0 -- 0,19 0,01 1,0 -- 0,01
5. 6. płyta betonowa 0cm [,500kN/m] podsypka piaskowa [18kN/m3 x 0,m] 5,00 3,60 1,30 1,0 -- -- 6,5 4,3 Σ: 10,57 -- 13,36 ObciąŜenie stropodachem: 9,87*(3,3+3,6)=68,1kN/m ObciąŜenie stropem: 9,14*(3,3+3,6)*4=5,6kN/m ObciąŜenie ścianami: 4,37*,8*5=61,18kN/m ObciąŜenie ścianą fundamentową: 7,86*0,6=4,7kN/m ObciąŜenie wieńcem:,5*5=11,5kn/m Całkowite obciąŝenie działające na ławę fundamentową: 397,51kN/m Rys.94. Wymiary ławy fundamentowej.11.3 Określenie obciąŝeń w poziomie posadowienia Obliczeniowa wartość obciąŝeń w poziomie posadowienia ławy, Q r : Q r = N rs + G rł + G rp + G rg CięŜar własny ławy, G rł : G rł = B h 5kN/m 3 γ f = 1,m 0,5m 5,0kN/m 3 1,1 = 16,5kN/m CięŜar spoczywającej na odsadzkach, G rp : G rp = (B b s ) q p γ f = (1,m 0,4m) 13,36 1,1 = 14,10kN/m Q r = 397,51kN/m + 16,5kN/m + 14,1kN/m=46,11kN/m Obliczenie nośności granicznej podłoŝa przy osiowym obciąŝeniu fundamentu w poziomie posadowienia ławy:
1 0,3 1 1,5 1 0,5 (wg wzoru Z1-) Współczynnik wpływu nachylenia wypadkowej obciąŝenia: i D = i C = i B = 1, (T rb = 0) Przyjęto, 0, gdyŝ L > 5 B 1, 1,0 1 0,3 0 44,085 0 0,60 1 1 0,5 0 15,65 16, Współczynnik korekcyjny (wg 3.3.4): 609,4 Q r mq f (wg wzoru Z1-1) m = 0,9 0,9 = 0,81 Q r = 46,11 kn/m < m Q f = 0,81 609,4 kn/m Q r = 46,11 kn/m < 493,5 kn/m 1 1 1,5 0 31,306 16, 1, 1 Obliczeniowa wartość obciąŝeń w poziomie stropu piasku gliniastego (warstwy słabszej zalegającej na głębokości h < B, Q r : Wymiary zastępczego fundamentu wynoszą: B = B + b L = L Dla gruntów niespoistych przy h B, b = h/3 = 0,5m/3 = 0,167m, gdzie, h=0,5m odległość od poziomu posadowienia do stropu warstwy słabszej. B = 1,m + 0,167m = 1,367m L = 1m (r) Q r = Q r + B h γ h γ (r) h obliczeniowa wartość cięŝaru objętościowego warstwy piasku Q r = 46,11kN/m + 1,367m 0,5m 18,0kN/m 3 1,1 Q r = 439,64 kn/m Obliczenie nośności granicznej podłoŝa przy osiowym obciąŝeniu fundamentu w poziomie stropu piasku gliniastego:
1 0,3 1 1,5 1 0,5 1,367 1,0 1 0,3 0 1,077 8,39 1 1 1,5 0 4,611 19,35 1 1,1 1 1 0,5 0 0,807 19,35 633,38 1,367 Q r mq f Q r = 439,64kN/m < m Q f = 0,81 633,38kN/m Q r = 439,64 kn/m <513,03kN/m Sprawdzenie wytrzymałości ławy na zginanie. Obliczeniowy moment zginający w płaszczyźnie lica ściany przy osiowym działaniu obliczeniowej siły N rs, obciąŝającej ławę. Szerokość odsadzki: 1,0 1, 0,4 0,48 N rs obliczeniowe obciąŝenie osiowe od ściany na długości L=1,0m [kn].11.4 Wymiarowanie ZałoŜenia: 397,51 1, 1,0 0,48 38,16 Wymiary: b = 100cm Klasa betonu: B0, Klasa stali: A-III, h = 50cm
Otulina prętów zbrojeniowych: a 1 = 7,0cm, Zbrojenie na dole belki: 0,0015*B*h=0,0015*1,*0,5=9cm Przyjęto pręty φ16 o rozstawie 5 cm o A s, prov =9,57cm Rys.95. Zbrojenie ławy fundamentowej Wyznaczenie wysokości uŝytecznej przekroju, d d = h a 1 = 50cm 7,0cm =43,0cm Sprawdzenie nośności obliczeniowej przekroju na zginanie, M Rd, Obliczeniowa granica plastyczności stali zbrojeniowej: f yd = 40MPa Obliczeniowa wytrzymałość betonu na ściskanie: f cd = α cc f ck / γ c = 0,85 16MPa / 1,5 = 9,00MPa Efektywna wysokość ściskanej strefy przekroju:
, 9 4 100 0,900 4, 4 9 43,0 4, 15460 154,60 38,16 Przebicie oraz osiadanie fundamentu obliczono za pomocą programu konstruktor Wyniki obliczeń przebicia DLA SCHEMATU NR 1 Przebicie. N y =4.5 kn A y *fctd=0.43 * 870 = 374.1 kn Stateczność fundamentu STATECZNOŚĆ NA OBRÓT: DLA SCHEMATU NR 1 Stateczność. M wyp =38.0 knm m*m otrzym = 0.7 * 46.6 = 177.6 knm STATECZNOŚĆ NA PRZESUW: DLA SCHEMATU NR 1 Przesuw po warstwie 1 Stateczność. T y =0.0 kn m*t uy = 0.7 * 131.5 = 94.7 kn Przesuw po warstwie Stateczność. T y =0.0 kn m*t uy = 0.7 * 799.5 = 575.7 kn Osiadanie fundamentu DLA SCHEMATU NR1 Osiadania pierwotne = 0.198 cm Osiadania wtórne = 0.000 cm Osiadania całkowite = 0.198 cm Tangens kąta nachylenia względem osi X = 0.00000 Tangens kąta nachylenia względem osi Y = -0.00079 Przechyłka = 0.00079 rad Warunek napręŝeniowy 0.3*σ zρ = 0.3*63.77 kn/m = 19.13 kn/m σ zd = 17. kn/m
Głębokość, na której zachodzi warunek wytrzymałościowy = 3.51 m Rozkład napręŝeń pod analizowanym fundamentem: Wniosek: Nośność jest zachowana. Obrano wymiary ławy fundamentowej 1,x0,5 m o zbrojeniu dolnym φ16 co 5cm.1 Wieniec żelbetowy a) F1 90kN warunek I Wymiary wieńca: Rodzaj stali: 4x34 cm B500 Sp Fyd=40MPa Pole powierzchni zbrojenia podłuŝnego A F1 90, 14cm s = = = 3 f yd 40 10 Dobór zbrojenia w celu określenia średnic
min As 1 = As = 0,00bh = 0,0 0,4 0,34 = 1, 63cm przyjęto A A => 16 => s 1 = s φ 4,0cm > 1,63cm pole całkowite Dobór strzemion A cm s 1 = 4,0 = 8,04cm > As =, 14 min d=0, średnicy pręta głównego (Φ16) 0, 8 = 3,cm przyjęto Φ6 rozstaw strzemion max 0,75( h 0,0) = 5, 5cm przyjęto rozstaw 4cm II F i 16,90m 15kN / m 53, 5kN Pole powierzchni zbrojenia podłuŝnego A Dobór zbrojenia podłuŝnego F 53,5 1 s = = = 3 f yd 40 10 6,03cm min A s 1 = As =,00bh = 0,0 0,4 0,34 = 1, 63 0 cm przyjęto A A => 0 => s 1 = s φ 6,8cm > 1,63cm Dobór strzemion min d=0, średnicy pręta głównego (Φ0) 0, 0 = 4cm rozstaw strzemion max przyjęto Φ6 0,75( h 0,0) = 5, 5mm przyjęto rozstaw 4cm.
Wniosek: Zastosowano w całej konstrukcji wieniec 4x34 cm o prętach głównych Φ0 oraz strzemionach Φ6 o rozstawie co 4cm