fd_w4_2012 lato

FD_w 4

• Stan graniczny no

• Stan graniczny u

ytkowania

PROJEKTOWANIE POSADOWIE

FUNDAMENT

W BEZPO

REDNICH

(obliczenia wg stanów granicznych - cd)

FD_w 4

Sprawdzenie stateczno

ci fundament

w i budowli

na obr

t i przesuw

Warunki decydujące o konieczności sprawdzenia stateczności

•

budowla posadowiona

jest

na zboczu

lub

przy istniejącym wykopie

• możliwy jest

zsuw budowli

ze względu na

budowę geologiczną pod

oża

• na budowlę dzia

ają

y poziome

o wartości

przekraczającej 10%

wartości

pionowych

(mury oporowe, zapory, jazy, wa

y zbiorników,

y przeciwpowodziowe itp.)

•

obok budowli

przewidziane są

dodatkowe obciążenia

mogące

naruszyć

stateczność pod

oża gruntowego pod fundamentami

•

poniżej

poziomu

posadowienia

występują

abe grunty

Budowlę sprawdza się na możliwość

obrotu,
przesuwu poziomego,
zsuwu.

FD_w 4

prawdzenia stateczno

ci budowli na obr

1. Posadowienie

fundamentów

na ska

ach

lub

na gruntach

spoistych zwartych i pó

zwartych

ożenie: obrót nastąpi względem

punktu krawędziowego A.

• Obliczeniowa wartość obciążenia

to:

Moment obracający

• Odpowiednikiem

jest obliczeniowa wartość

Momentu utrzymującego

max

min

•

Warunek bezpieczeństwa

przyjmuje postać:

FD_w 4

2. Posadowienie

fundamentów

na gruntach sypkich

lub

spoistych o

konsystencji plastycznej i miękkoplastycznej

Sposób sprawdzenia

możliwości obrotu:

• dzia

ający uk

ad si

zastępuje się wypadkową,

• ustala się stan równowagi

dla wypadkowej,

• określenie wartości i

kierunku dzia

ania

wypadkowej

- metodą

wykreślną:

FD_w 4

enia do obliczania obci

ąż

enia

• uwzględnia się ciężar bry

y gruntu zawartej wewnątrz

powierzchni ko

yskowej,

• punkt obrotu

obiera się na osi fundamentu,

• powierzchnie poślizgu przechodzą przez krawędzie

ndamentu,

• wypadkową

przenosi się do za

ożonej powierzchni

cylindrycznej poślizgu,

• rozk

ada się wypadkową na kierunek styczny i normalny do

uku.

adowa styczna B

powoduje obrót gruntu zalegającego powyżej krzywej poślizgu,

adowa normalna N

ywa na wielkość oporu tarcia występującego na powierzchni

poślizgu.

FD_w 4

W warunku bezpieczeństwa

obliczeniowe wartości momentów:

gdzie:

= l · 1 - powierzchnia poślizgu,

- d

ugość

uku powierzchni poślizgu,

(r)

- obliczeniowa mniejsza wartość oporu spójności gruntu,

(r)

- obliczeniowa mniejsza wartość kąta tarcia wewnętrznego gruntu.

FD_w 4

Sprawdzenia stateczno

ci budowli na przesuw

• si

y poziome mogą wywo

ać

przesunięcie budowli w
kierunku ich dzia

ania:

w p

aszczyźnie fundamentu

albo

nieco g

ębiej

≤

/ 4

jeśli do tej głębokości
zalega warstwa słabsza.

W warunku stateczności

≤

m Q

- obliczeniowa (

większa

) wartość si

y poziomej dzia

ającej na fundament,

- opór graniczny, czyli

a tarcia

FD_w 4

ę tarcia należy policzyć dwukrotnie

gdzie:

(r)

- wartość obliczeniowa (mniejsza) wspó

czynnika tarcia fundamentu

po gruncie,

(r)

- wartość obliczeniowa (mniejsza) kąta tarcia wewnętrznego gruntu w

strefie dzia

ania si

(r)

- wartość obliczeniowa (mniejsza) oporu spójności gruntu w strefie

dzia

ania si

- powierzchnia podstawy fundamentu.

Przesuw w p

aszczy

nie fundamentu

FD_w 4

Wartość wspó

czynnika

(r)

zależy od rodzaju i stanu gruntu.

np.

glina plastyczna

(r)

= 0,20 ,

glina pó

zwarta

(r)

= 0,40 ,

piasek wilgotny

(r)

= 0,35 ,

piasek ma

o wilgotny

(r)

= 0,45 ,

•

Dla pośrednich stanów gruntu, wartość wspó

czynnika tarcia

można interpolować liniowo;

•

Można również obliczać

(r)

(n)

γ γ

(

= 0,90)

FD_w 4

Jeśli na g

ębokości (

≤

/ 4

) zalega warstwa s

absza,

należy

także

sprawdzić czy nie nastąpi przesunięcie fundamentu (wraz z

gruntem mocniejszym) po stropie warstwy s

abszej

W tym przypadku wartość
obliczeniowa si

y tarcia wynosi:

gdzie:

- obliczeniowa wartość si

pionowych (wraz z ciężarem gruntu)

dzia

ających na p

aszczyznę przesuwu poziomego,

(r)

- parametry warstwy s

abszej.

- parcie gruntu pomijane w obliczeniach (przeciwdzia

przesuwowi) – tym większe czym większa jest
wysokość naziomu –

jeżeli

min

> 2

nie zachodzi konieczność

sprawdzania przesuwu w słabej warstwie

Przesuw po warstwie s

abej poni

ej fundamentu

FD_w 4

OBLICZENIA UPROSZCZONE

wg I STANU GRANICZNEGO

Dla prostych przypadków posadowienia, gdy

adowa pozioma ≤ 10% sk

adowej pionowej,

nie ma obaw, że nastąpi obrót lub przesuw,

≤ 0,035

Dopuszcza się sprawdzanie I stanu granicznego wg wzorów:

FD_w 4

jednostkowy opór
obliczeniowy pod

oża

gdzie:

- średnie obliczeniowe obciążenie jednostkowe pod

oża pod

fundamentem,

rmax

- maksymalne obliczeniowe obciążenie jednostkowe pod

oża

pod fundamentem,

- obliczeniowy opór jednostkowy jednowarstwowego pod

oża pod

fundamentem,

Przy obliczeniu

rmax

uwzględnia się sk

adową pionową obciążenia

z pominięciem sk

adowej poziomej

FD_w 4

Rozk

ad napr

ęż

w poziomie posadowienia fundamentu

Przy

obciążeniu

osiowym

fundamentu przyjmuje się, że

naprężenie w gruncie w poziomie posadowienia

jest równomiernie roz

ożone

i równe

gdzie:

- nacisk pionowy fundamentu (

ącznie z ciężarem gruntu na odsadzkach),

- powierzchnia podstawy fundamentu (

)

FD_w 4

Przy

obciążeniu

mimośrodowym

fundamentu,

gdy si

znajduje się

w obrębie rdzenia podstawy fundamentu

naprężenie krawędziowe

wyznacza się ze wzoru:

gdzie:

moment względem osi

x-x

przechodzącej przez środek podstawy fundamentu,

moment względem osi

y-y

przechodzącej przez środek podstawy fundamentu,

wskaźnik wytrzyma

ości względem osi

x-x

przechodzącej przez środek

podstawy fundamentu,

wskaźnik wytrzyma

ości względem osi

y-y

przechodzącej przez środek

podstawy fundamentu.

FD_w 4

rozk

ad napr

ęż

w poziomie posadowienia fundamentu

FD_w 4

Przy

obciążeniu

mimośrodowym

fundamentu,

gdy si

znajduje się

na obwodzie rdzenia przekroju

rozk

ad naprężeń

jest trójkątny:

min

= 0

gdzie:

odleg

ość od osi obojętnej do krawędzi lub naroża, w którym występuje

maksymalne naprężenie ściskające,

moment statyczny powierzchni ściskanej strefy fundamentu względem

osi obojętnej.

W z

agadnieni

aski

m, gdy

–

= 0

Przy

obciążeniu mimośrodowym

fundamentu,

gdy si

znajduje się

poza obrębem rdzenia przekroju

FD_w 4

OBLICZENIA wg II STANU GRANICZNEGO

Obliczenia wed

ug II stanu granicznego

należy

wykonać

we wszystkich przypadkach, w których

istnieją obawy co do przemieszczeń budowli

•

ogólny

warunek II stanu granicznego

[ S ] ≤ [ S ]

dop

[ S ] - symbol

przemieszczeń

wyrażający:

osiadanie średnie fundamentów

śr

przechylenie budowli

strza

kę ugięcia

względną różnicę osiadań

∆

[ S ]

dop

- symbol odpowiednich

wartości dopuszczalnych

dla danej budowli,

ustalanych na podstawie:

analizy stanów granicznych jej konstrukcji,
wymagań użytkowych i eksploatacji urządzeń,
dzia

ania po

ączeń instalacyjnych,

stosować wartości podane w normie dla poszczególnych

rodzajów budowli w przypadku braku innych danych.

FD_w 4

Osiadanie

rednie fundament

gdzie:

- osiadanie poszczególnych fundamentów w okresie eksploatacji,

- pole podstaw tych fundamentów.

FD_w 4

Przechylenie budowli

•

Ważny parametr:

dla budowli wysokich o dużej sztywności w kierunku pionowym.

•

Wyznaczanie przechylenia budowli

przeprowadza się aproksymację osiadań

metodą najmniejszych kwadratów

poszczególnych fundamentów lub
wydzielonych części wspólnego fundamentu budowli

za pomocą p

aszczyzny określonej równaniem

ax + by + c

gdzie:

- parametry równania,

- bieżące wspó

rzędne poziome.

FD_w 4

• Schemat obliczeniowy – PN-81/B-03020

Wyznaczanie parametrów

gdzie:

- poziome wspó

rzędne

poszczególnych fundamentów,

- liczba fundamentów.

Przechylenie

= (

)

1/2

FD_w 4

Strza

ka ugi

cia budowli

• Schemat wyznaczania

= (l s

– l

 s

– l

 s

)

FD_w 4

Wzgl

dna r

nica osiada

• Schemat wyznaczania