|
Fundamenty
|
Rys. Fundamenty budynku użyteczności publicznej:
- wymiary budynku: 65,55mx73,30m
- stopy fundamentowe od 2,9x2,9m do 4,2x4,2m
- ławy fundamentowe od 0,4m do 2,1m
- płyta fundamentowa pod windami: 9,6x4,0m
|
POSADOWIENIE BEZPOŚREDNIE BUDOWLI
- obliczenia statyczne i projektowanie
Określenia podstawowe:
posadowienie bezpośrednie - posadowienie budowli na fundamentach
przekazujących obciążenie na podłoże gruntowe wyłącznie przez powierzchnię podstawy.
podłoże gruntowe - strefa, w której właściwości gruntów mają wpływ
na projektowanie, wykonywanie i eksploatację budowli.
pokaż więcej pojęć...
parametry geotechniczne - wielkości określające cechy gruntów budowlanych.
warstwa geotechniczna - strefa w podłożu gruntowym, dla której ustala się
jednakowe wartości parametrów geotechnicznych.
wartości charakterystyczne - średnie wartości ustalone na podstawie badań
lub podane w normach. Symbole charakterystycznych obciążeń uzupełnia się indeksem n
umieszczonym u dołu, a symbole charakterystycznych wartości parametrów geotechnicznych - indeksem (n) u góry.
wartości obliczeniowe - wartości uwzględniające możliwe odchylenia od wartości charakterystycznych; w
przypadku parametrów geotechnicznych uwzględniające niejednorodność gruntów oraz niedokładność ich badania.
Symbole obliczeniowych wartości obciążeń uzupełnia się indeksem r umieszczonym u dołu, a symbole
obliczeniowych wartości parametrów geotechnicznych - indeksem (r) u góry. Wartość obliczeniową obciążeń ustala się przez przemnożenie wartości charakterystycznej przez współczynnik obciążenia gf, a wartość obliczeniową parametru geotechnicznego - przez przemnożenie przez współczynnik
materiałowy gm.
stan graniczny - stan podłoża gruntowego lub budowli posadowionej na tym podłożu, po osiągnięciu którego
uważa się, że budowla (lub jej element) zagraża bezpieczeństwu albo nie spełnia określonych wymagań
użytkowych.
stan graniczny naprężenia w podłożu gruntowym - stan, w którym w każdym punkcie danego obszaru
występują naprężenia styczne równe wytrzymałości na ścinanie.
powierzchnia poślizgu - powierzchnia, na której w każdym jej punkcie występują naprężenia styczne równe
wytrzymałości gruntu na ścinanie.
opór graniczny podłoża gruntowego - opór jaki stawia działającemu obciążeniu grunt w stanie
granicznym.
obliczeniowy opór graniczny podłoża gruntowego - wartość oporu granicznego podłoża ustalona dla
obliczeniowych wartości parametrów geotechnicznych.
podłoże jednorodne - podłoże stanowiące jedną warstwę geotechniczną do głębokości równej co najmniej
2 B (B - szerokość największego fundamentu budowli) poniżej poziomu posadowienia.
podłoże warstwowane - podłoże, w którym do głębokości równej 2B poniżej poziomu posadowienia
występuje więcej niż jedna warstwa geotechniczna.
Podstawowe oznaczenia cech gruntów:
x(n) - wartość charakterystyczna parametru geotechnicznego,
x(r) - wartość obliczeniowa parametru geotechnicznego,
ρs - gęstość właściwa szkieletu gruntu t * m-3,
ρ - gęstość objętościowa gruntu, t * m-3,
ρsr - gęstość objętościowa gruntu przy całkowitym nasyceniu porów wodą, t * m-3,
ρw - gęstość wody w porach gruntu, t * m-3,
cu - spójność gruntu, kPa,
c' - spójność efektywna gruntu, kPa,
Φu - kąt tarcia wewnętrznego gruntu, °,
Φ' - efektywny kąt tarcia wewnętrznego gruntu, °,
τ - naprężenie styczne, kPa,
τf - wytrzymałość gruntu na ścinanie, kPa,
σ - naprężenie normalne, kPa,
u - ciśnienie porowe, kPa,
ν - współczynnik Poissona,
E0 - moduł pierwotnego (ogólnego) odkształcenia gruntu, kPa,
E - moduł wtórnego (sprężystego) odkształcenia gruntu, kPa,
M0 - edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (ogólnej), kPa,
M - edometryczny moduł ściśliwości wtórnej (sprężystej), kPa,
ID - stopień zagęszczenia gruntu niespoistego,
IL - stopień plastyczności gruntu spoistego.
Podstawowe oznaczenia - obciążenia, naprężenia, przemieszczenia:
Qr - symbol obliczeniowej wartości obciążenia przekazywanego przez fundament na podłoże gruntowe, kN,
Nr - obliczeniowa siła pionowa, kN,
Tr - obliczeniowa siła pozioma, kN,
Rr - obliczeniowa siła wypadkowa, kN,
qn, qr - charakterystyczne i obliczeniowe jednostkowe obciążenie podłoża pod fundamentem, kPa,
p - próbne jednostkowe obciążenie podłoża, kPa,
Qf - obliczeniowy opór graniczny podłoża, kN,
qf - jednostkowy obliczeniowy opór graniczny podłoża, kPa,
σzr - naprężenie pierwotne w podłożu na głębokości z poniżej poziomu posadowienia fundamentu, kPa,
σor - naprężenie pierwotne w poziomie posadowienia fundamentu, kPa,
σzq - naprężenie w podłożu od obciążenia zewnętrznego, kPa,
- odprężenie podłoża, kPa,
σzs - naprężenie wtórne, kPa,
σzd - naprężenie dodatkowe, kPa,
σzt - naprężenie całkowite, kPa,
[S] - symbol przemieszczenia lub odkształcenia budowli,
s - osiadanie fundamentu, cm,
q - przechylenie budowli,
f0 - strzałka wygięcia budowli, cm,
Ds - różnica osiadań fundamentów, cm.
Podstawowe oznaczenia - cechy geometryczne:
B - szerokość prostokątnej podstawy fundamentu (wymiar krótszego boku), m,
L - długość prostokątnej podstawy fundamentu (wymiar dłuższego boku), m,
R - promień kołowej podstawy fundamentu, m,
D - głębokość posadowienia mierzona od poziomu terenu, m,
Dmin - głębokość posadowienia mierzona od najniższego poziomu przyległego terenu (np. podłoga piwnicy, dno
kanału instalacyjnego), m,
e - mimośród działania obciążenia, m,
d - kąt pochylenia wypadkowej obciążenia, °,
z - zagłębienie mierzone od poziomu posadowienia, m,
hi - grubość warstwy i gruntu, m,
F - pole podstawy fundamentu, m2.
Podstawowe oznaczenia - współczynniki:
gm - współczynnik materiałowy dla gruntu,
gf - współczynnik obciążenia,
m - współczynnik korekcyjny,
h - współczynnik rozkładu naprężenia w podłożu,
l - współczynnik uwzględniający czas trwania robót budowlanych,
w - współczynnik kształtu sztywnej płyty próbnej,
Nc, ND, NB - współczynniki nośności,
ic, iD, iB - współczynniki wpływu nachylenia wypadkowej obciążenia.
Symbole dla gruntów niespoistych:
Ż - żwiry,
Po - pospółki,
Pr - piaski grube,
Ps - piaski średnie,
Pd - piaski drobne,
Pp - piaski pylaste.
Symbole dla gruntów spoistych:
A - grunty spoiste morenowe skonsolidowane,
B - inne grunty spoiste skonsolidowane oraz grunty spoiste morenowe nieskonsolidowane,
C - inne grunty spoiste nieskonsolidowane,
D - iły, niezależnie od pochodzenia geologicznego.
Inne oznaczenia:
PPW - piezometryczny poziom wody gruntowej,
SL, SC, SPT - oznaczenie sondy wbijanej, odpowiednio: lekkiej, ciężkiej i cylindrycznej,
hz - głębokość przemarzania gruntu,
g - przyśpieszenie ziemskie, m × s-2,
i - spadek hydrauliczny,
j - ciśnienie spływowe (j = ρw · g · i), kN × m-3.
SPRAWDZANIE I STANU GRANICZNEGO. METODY OBLICZANIA OPORU
GRANICZNEGO PODŁOŻA W POWSZECHNIE SPOTYKANYCH PRZYPADKACH
Podłoże jednorodne.
Dla przypadku fundamentu o podstawie prostokątnej, obciążonego mimośrodowo siłą
pionową Nr oraz siłą poziomą TrB
działającą równolegle do krótszego boku podstawy B, posadowionego
na podłożu jednorodnym do głębokości równej 2B poniżej poziomu
podstawy, jeżeli nie zachodzi przypadek:
- 1) budowla jest usytuowana na zboczu lub w jego pobliżu,
- 2) obok budowli projektuje się wykopy lub dodatkowe obciążenie,
warunek Qr ≤ m·Qf przyjmuje postać:
gdzie:
Nr - obliczeniowa wartość pionowej składowej obciążenia, kN,
m - współczynnik korekcyjny,
QfNB - pionowa składowa obliczeniowego oporu granicznego podłoża
gruntowego, kN, obliczona ze wzoru
w którym:

eB, eL - mimośród
działania obciążenia, odpowiednio
w kierunku równoległym do szerokości B i długości L podstawy, (B≤L), m,
Dmin - głębokość posadowienia, mierzona od
najniższego poziomu terenu, np. od podłogi piwnicy lub kanału
instalacyjnego, m,
NC, ND,
NB - współczynniki nośności, wyznaczone w
zależności od wartości Φ = Φu(r)
(lub Φ = Φ\'(r)), ze wzorów:
Φu(r) - obliczeniowa wartość kąta tarcia wewnętrznego
gruntu zalegającego bezpośrednio poniżej poziomu posadowienia, °,
cu(r) - obliczeniowa wartość spójności gruntu zalegającego
bezpośrednio poniżej poziomu posadowienia, kPa,
ρD(r) - obliczeniowa średnia gęstość objętościowa
gruntów (i ew. posadzki) powyżej poziomu posadowienia, t·m-3,
ρB(r) - obliczeniowa średnia gęstość objętościowa
gruntów zalegających poniżej poziomu posadowienia do głębokości równej B,
t·m-3,
g - przyśpieszenie ziemskie, m·s-2 (można przyjmować
g = 10 m·s-2),
ic, iD, iB - współczynniki wpływu nachylenia
wypadkowej obciążenia, wyznaczane z nomogramów na rysunkach poniżej, w
zależności od δB i od Φ = Φu(r)
(lub Φ = Φ\' (r))
δB - kąt nachylenia wypadkowej obciążenia, °,
gdzie:
TrB - siła pozioma działająca równolegle do krótszego boku B
podstawy fundamentu, kN.
W przypadku gdy fundament jest obciążony również siłą poziomą TrL,
działającą równolegle do dłuższego boku podstawy, należy dodatkowo sprawdzić,
czy spełniony jest poza warunkiem Nr ≤ m·QfNB, warunek
w którym:
gdzie:
iC, iD, iB - współczynniki wpływu nachylenia
obciążenia, wyznaczone w zależności od δL i
Φ = Φu(r) (lub Φ = Φ\'(r)) z
nomogramu na rysunkach poniżej,
Dla fundamentów o podstawie kołowej o promieniu R można przyjmować:
B = L = 1,77 R.
Dla fundamentów pasmowych (L > 5B) można przyjmować:
Podłoże warstwowane.
Gdy w podłożu występuje słabsza warstwa geotechniczna na głębokości mniejszej niż
2B poniżej poziomu posadowienia fundamentu, wtedy warunek:
należy sprawdzić również w podstawie
zastępczego fundamentu cd według rysunku poniżej.
We wzorach:
należy uwzględnić:
- obciążenie
- wielkości geometryczne
- parametry geotechniczne
Φu(r), cu(r), δB(r) - dla słabej warstwy
δD(r) - średnia gęstość objętościowa gruntu ponad
podstawą zastępczego fundamentu,
gdzie:
δh(r) - średnia gęstość objętościowa gruntu między
podstawami fundamentów rzeczywistego i zastępczego, t · m-3
przy czym:
- dla gruntów spoistych przy h ≤ B
b = h/4
przy h > B
b = h/3
- dla gruntów niespoistych przy h ≤ B
b = h/3
przy h > B
b = 2h/3
h - zagłębienie stropu słabszej warstwy, mierzone od poziomu
posadowienia rzeczywistego fundamentu, m.
Ustalanie jednostkowego oporu obliczeniowego podłoża.
Dla prostych przypadków posadowienia, gdy nie występują warunki:
- 1) w najniekorzystniejszym układzie obciążeń ich składowa pozioma jest
większa niż 10 % składowej pionowej,
- 2) budowla jest usytuowana na zboczu lub w jego pobliżu,
- 3) obok budowli projektuje się wykopy lub dodatkowe obciążenie,
oraz gdy mimośród obciążenia wynosi eB ≤ 0,035,
dopuszcza się sprawdzenie I stanu granicznego według wzorów:
w których:
qrs - średnie obliczeniowe obciążenie jednostkowe podłoża pod fundamentem, kPa,
qr max - maksymalne obliczeniowe obciążenie jednostkowe podłoża pod fundamentem, kPa,
qf - obliczeniowy opór jednostkowy jednowarstwowego podłoża pod fundamentem, kPa, obliczany według wzoru
Przy obliczaniu qrs i qr max
uwzględnia się składową pionową obciążenia Nr, z
pominięciem składowej poziomej Tr.
|
|