tok postępowania stopa 2013
Transkrypt
tok postępowania stopa 2013
Ćwiczenia projektowe z fundamentowania TOK POSTĘPOWANIA PRZY PROJEKTOWANIU STOPY FUNDAMENTOWEJ OBCIĄŻONEJ MIMOŚRODOWO WEDŁUG WYTYCZNYCH PN-EN 1997-1 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) D1 – ze względu na głębokość przemarzania gruntu W zależności od lokalizacji ustalić minimalny poziom posadowienia wg mapki z Rys.1 w normie PN-81/B-03020 b) D2 – 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{ D1, D2} Jako poziom posadowienia wybrać większą z wyznaczonych wartości. 4. OBLICZENIE CIĘŻARU FUNDAMENTU WRAZ Z ZASYPEM GF=G1+G2+G3 GF – Ciężar fundamentu wraz z zasypem G1 – Ciężar żelbetowej stopy fundamentowej G2 – Ciężar gruntu zalegającego nad stopą po stronie lewej G3 – Ciężar gruntu oraz posadzki nad stopą po stronie prawej Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska, 2013 1 Ćwiczenia projektowe z fundamentowania II. SPRAWDZENIE STANU GRANICZNEGO NOŚNOŚCI „GEO” OBLICZENIE NOŚNOŚCI PODŁOŻA PODEJŚCIE PROJEKTOWE DA2 A1 + M1 + R2 OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKÓW CZĘŚCIOWYCH (na podst. PN-EN 1997-1 zał. A.3) A γGn γGk γQn γQk M – – – – wsp. wsp. wsp. wsp. częściowy częściowy częściowy częściowy do do do do obciążeń obciążeń obciążeń obciążeń stałych niekorzystnych stałych korzystnych zmiennych niekorzystnych zmiennych korzystnych (na podst. PN-EN 1997-1 zał. A.4) γφ – wsp. częściowy do tangensa kąta tarcia wewnętrznego γc – wsp. częściowy do spójności efektywnej γγ – wsp. częściowy do ciężaru objętościowego R (na podst. PN-EN 1997-1 zał. A.5) γRv – wsp. częściowy do nośności podłoża γRh – wsp. częściowy do przesuwu OKREŚLENIE WARTOŚCI OBLICZENIOWYCH ODDZIAŁYWAŃ = ∙ + + ∙ = ∙ + ∙ = ∙ + ∙ Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska, 2013 2 Ćwiczenia projektowe z fundamentowania 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 (eL, eB) a) Od obciążeń stałych eLG b) Od obciążeń stałych i zmiennych eLQ Mimośród wyznacza się względem środka ciężkości podstawy fundamentu. W rozpatrywanych przypadkach, a więc przy obciążeniach zadanych w jednej płaszczyźnie „L” do wyznaczenia pozostaje jedynie eL, natomiast eB=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 eLG musi być mniejsza od zasięgu rdzenia przekroju l0=L/6 b) Od obciążeń stałych i zmiennych Maksymalny mimośród eLQ powinien być mniejszy od wartości dopuszczalnej określonej przez PN-EN 1997-1 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·eB - efektywna szerokość fundamentu L’ = L – 2·eL - efektywna długość fundamentu Efektywne pole podstawy wyznacza się dla mimośrodu sił od obciążeń stałych i zmiennych (eLQ). Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska, 2013 3 Ćwiczenia projektowe z fundamentowania OKREŚLENIE NOŚNOŚCI PODŁOŻA Obliczenia przeprowadzić zgodnie z PN-EN 1997-1 zał. D. Wyznaczyć współczynniki (stosując wartości obliczeniowe parametrów geotechnicznych oraz obciążeń): - nośności Nc, Nq, Nγ - nachylenia podstawy fundamentu bc, bq, bγ - kształtu fundamentu sc, sq, sγ - nachylenia obciążenia ic, iq, iγ oraz naprężenia od nadkładu w poziomie podstawy fundamentu: (γ – średni ciężar objętościowy gruntu powyżej poziomu posadowienia. Obliczyć naprężenia z - q = Dmin · γ prawej i lewej strony fundamentu, do obliczeń przyjąć wartość mniejszą.) Określić nośność charakterystyczną podłoża qRk ze wzoru D.2 stosując wyznaczone współczynniki. Wyznaczyć obliczeniową nośność podłoża: ,- = Stopień wykorzystania podłoża 3 = .4* ./* ./ /0 oraz naprężenia przekazywane na grunt ,1 = )* 2( = 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 Rdh ze wzoru 6.3a lub 6.3b PN-EN 1997-1 • Sprawdzenie warunku Hd ≤ Rdh 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-03020 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 (Bz=B+b; Lz=L+b; b – na podstawie normy) Obciążenie pionowe zwiększy się o ciężar bloku gruntu wliczonego do fundamentu (Vd’=Vd+ γGn ·Lz·Bz·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 (M1Q’= M1Q+Hd·h’). Wystarczające jest wyznaczenie mimośrodu od obciążeń stałych + zmiennych (#$ = %&' ( )* ( ) Naprężenia od nadkładu „q” określić w poziomie podstawy fundamentu zastępczego [ q=(Dmin+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 Rk przyjmuje się parametry gruntu słabszego. Krzysztof Nepelski, Katedra Geotechniki, Politechnika Lubelska, 2013 4 Ćwiczenia projektowe z fundamentowania 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 1992-1 (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, 2013 5