Projekt z przedmiotu Inżynieria geotechniczna.

Celem projektu było zaprojektowanie posadowienia bezpośredniego słupa wielokondygnacyjnego budynku o konstrukcji szkieletowej dla określonych warunków geologiczno-inżynierskich.

Fundament posadowiony został na gruncie clSi- pył ilasty, który jednocześnie wykorzystany został jako zasypka do zasypania stopy fundamentowej.Fundament posadowiono na głębokości 1 m, granica przemarzania dla miasta Krakowa wynosi 1 m, według normy PN-81/B-03020. Budynek nie posiada podpiwniczenia i nie ma budynków sąsiadujących.

Wymiary podstawy zaprojektowanego fundamentu kwadratowego wynoszą :

2,1 m x 2,1 m, wysokość hk= 0,72 m. Wymiary słupa wynoszą 0,3 m x 0,3 m.

Całkowite pionowe obciążenie obliczeniowe podłoża wynosi Vd= 542,727

obliczeniowa nośność podłoża Rd=686,1 ,co spełnia warunek stanu granicznego

.

Następnie przyjęto wstępne wymiary fundamentu kwadratowego, które wynoszą:

A=2,1m

B=2,1m

Wymiary słupa:

a=0,3m

b=0,3m

Efektywna długość fundamentu:

L'=L-2e_l , e_l =0

L'=L= 2,1,m

Wysokość fundamentu:

h_k=0,4*(B-a)=0,4*(2,1m -0,3m)=0,72 m

Efektywna powierzchnia fundamentu:

A'=B'*L'= 1,82m*2,1 m= 3,84m²

Efektywna szerokość fundamentu:

B'= B-2
2,1-2*0,14m=1,82 m

Obliczenie wartości mimośrodów:

e_B =(30kNm+25kN*1,2m)/402,02 kN= 0,14 m

Zestawienie obciążeń pionowych

ciężar betonu γ=24 kN/m³

h_z=1,0 m

V_fundamentu= A*B* h_k = 2,1m *2,1 m* 0,72 m=3,26m³

G_fundamentu= V_f* γ_betonu =3,26 m³ *24 kN/m³ =78,2kN

V_gr=A*B*(1- h_k)=2,1 m*2,1 m*0,28=1,23m³

G_zasypki= V_gr* γ_gr=1,23 m³ *19,4 kN/m³ =23,8 kN

=300kN+78,2+23,8 kN=402,02kN

Nośność podłoża

wykładnik potęgi m:

Współczynniki nośności zależne od kąta tarcia wewnętrznego:

N_q = 2,71^3,14tg(9) * tg² (45+ 9/2) = 2,26

N_c=( N_q-1)*c'*tgφ'= (1,51-1)*16*tg 9=3,24

N_ϒ = 2*( N_q-1)'*tgφ'=2*(1,51-1)*tg9 =0,41

Współczynniki kształtu:

S_q =1+(1,82/2,1)*sinφ'= 1,98

S_c =1,98*(2,26-1)/ 2,26-1 = 1,98

S_ϒ = 0,7*(1,82/2,1) = 0,61

Współczynniki wpływu nachylenia wypadkowej obciążenia:

i_q =1-[25/ 402,02+3,84*16*ctg9]^1,53=0,994

i_c = 0,994 - 1*(-0,994)/ 3,24*tg9=1,43

i_ϒ = 1-[25/402,02+3,84 *16*ctg9]^2,53 = 0,999

Obliczeniowy całkowity nacisk nadkładu w poziomie posadowienia fundamentu:

q'=γ*Dmin=19,4kN*1,2m=23,28kNm

Jednostkowy opór podłoża:

=16*3,24*1,98*1,43+23,28*2,26*1,98*0,994+0,5*19,4*1,82*0,61*0,41*1=252,8

Całkowity opór jednostkowy:

R_{k =} 252,8*3,8=960,64

,gdzie : współczynnik bezpieczeństwa γ_R=1,4

R_d =960,64/1,4= 686,1

Całkowite pionowe obciążenia obliczeniowe podłoża:

, gdzie współczynnik bezpieczeństwa γ_G=1,35

V_d = 402,02*1,35 = 542,727

Warunek stanu granicznego:

542,727<686,1=> warunek stanu granicznego został spełniony

4