PROJEKTOWANIE STOPY FUNDAMENTOWEJ - SF_02.
Dane do projektowania
γ
kN
= 25.0 3
m
γ =
f
1.1
2.3 Stopa kielichowa słupa estakady 2.3.2 Obliczenia dla kierunku poprzecznego Warunki gruntowe
Rodzaj
I
(n)
(r)
D
Фu
γ(n)
γ(r)
Фu
ND
NC
NB
gruntu
[°]
kN/m3 kN/m3 [°]
H
-
-
-
-
-
-
-
-
Pd
0,33
31,5
18,5
20,4
34,7
29,80
42,50
14,96
Wstępne przyjęcie wymiarów fundamentów i głębokości posadowienia Posadowienie stopy kielichowej słupa estakady zaprojektowano w poziomie piasku drobnego L = 2.0m
B = 2.0m
H = 1.2m
D
=
min
1.2m
3
V = 11.21m
a
=
L
0.70m
a
=
B
0.70m
Zebranie obciąŜeń na fundament Obliczenia cięŜaru stopy i gruntu γ
=
γ
kN
=
f1
1.1
d1
25.0
3
m
G
= γ ⋅ ⋅γ
r1
d1 V f1
G
=
r1
308.275 kN
CięŜar gruntu nad odsadzkami γ
=
f2
1.1
kN
G
=
⋅ ⋅ ⋅
−
(
)⋅γ
r2
14.68
B L D
V
3
min
f2
m
G
= −
r2
103.509 kN
CięŜar gruntu spoczywającego na stopie γ
=
γ
=
=
d3
18.0
g
3
f3
1.3
p
0.30m
m
G
= γ ⋅ ⋅ −
⋅
(
)γ ⋅
r3
d3 B L
aB aL f3 gp
G
=
r3
24.64 kN
Wartoć obliczeniowa sumy cięŜarów fundamentu i gruntu nad odsadzkami G =
+
+
=
r
Gr1 Gr2 Gr3
Gr
229.407 kN
Obliczenia statyczne i wymiarowanie Reakcje z podpory słupa
M
=
L
375.26kNm
moment zginający u podstawy słupa T
=
L
0.0kN
siła tnąca u podstawy słupa
N
=
L
156.33kN
siła normalna u podstawy słupa Siły wymiarujące
N
=
+
N
=
1
NL Gr
1
385.737 kN
T
=
=
1
TL
T1
0 kN
M
=
=
1
ML
M1
375.26 kNm
Sprawdzenie I stanu granicznego Sprawdzenie czy wypadkowa od obciąŜeń stałych znajduje sie w rdzeniu podstawy Mimośród obciąŜenia podłoŜą względem środka podstawy stopy M1
L
e
=
=
=
L
e
<
0.333 m
N
L
0.973 m
1
6
Wypadkowa obciąŜeń znajduje się w rdzeniu podstawy Sprawdzenie warunku stanu granicznego podłoŜa TL
tgδ =
tgδ = 0
N1
tgφ = tan(17.92deg)
tgφ = 0.32
tgδ = 0
tgφ
Współczynniki wpływu nachylenia wypadkowej i
=
B
1.00
M1
i
=
=
=
C
1.00
eL
e
N
L
0.973 m
1
i
=
D
1.00
Długości zredukowane fundamentu B' = B
L' = L − 2⋅eL
B' = 2 m
L' = 0.054 m
Wartości współczynników nośności podłoŜa N
=
=
=
C
42.50
ND
29.80
NB
14.96
Średni cięŜar objętosciowy w odległości B od poziomu posadownienia.
kN
kN
kN
14.68
⋅1.2m + 9.57
⋅1.7m + 10.56⋅
⋅1.1m
3
3
3
γ
m
m
m
=
γ
kN
=
B.r
4m
B.r
11.375
3
m
CięŜar objętościowy powyŜej poziomu posadowienia.
γ
kN
=
D.r
14.68
3
m
Opór graniczny podłoŜa
B'
B'
Q
= ⋅ ⋅ +
⋅ ⋅
⋅γ
⋅
⋅
+ −
⋅ ⋅
⋅γ
⋅ ⋅
fNL
L' B'
1
1.5
N
D
i
1
0.25
N
L' i
L'
D D.r
min D
L'
B B.r
B
B'
B'
Q
= ⋅ ⋅ +
⋅ ⋅
⋅γ
⋅
⋅
+ −
⋅ ⋅
⋅γ
⋅ ⋅
fNB
L' B'
1
1.5
N
D
i
1
0.25
N
B' i
L'
D D.r
min D
L'
B B.r
B
Q
=
fNB
2903.399 kN
Q
=
fNL
3198.532 kN
współczynniki korekcyjne:
m = 0.9⋅0.9 m = 0.81
N
=
⋅
=
1
385.737 kN
<
m QfNB
2351.753 kN
N
=
⋅
=
1
385.737 kN
<
m QfNL
2590.811 kN
WARUNEK NOŚNOŚCI PODŁOśA ZOSTAŁ SPEŁNIONY
Zbrojenie ścian kielich stopy L = 6.45m
wysokość słupa
l = 0.60m
wysokość kielicha
STAL PRĘTÓW ZBROJENIA ŚCIANEK KIELICHA KLASY A-II O ZNAKU 18G2-b f
=
yd
310MPa
E =
s
200GPa
kN
Wyznaczenie sił działających na ściankę kielicha γ
=
bs
25.0
3
m
Q = a ⋅
⋅ ⋅γ
L aB L bs
CięŜar słupa
Q = 79.013 kN
Siła bezwładności wyniesie
P = 0.5⋅Q
P = 39.506 kN
L
Mα
= ⋅ +
_α
P
l
2
Mα
=
_α
151.111 kNm
Mα_α
H =
Siła rozciągająca dwie równoległe ściany 0.7⋅l
H = 359.789 kN
Zbrojenie poziome dla jednej ściany, w górnej części szklanki
H
2
F
=
=
a1
F
2⋅f
a1
5.803 cm
yd
φ 2
1
2
Przyjęto górą 6 pręty
φ =
=
⋅
=
1
16mm
As
6π
A
4
s
12.064 cm
Ze względu na znaczną głębokość ścianki kielich przyjęto zbrojenie na wysokości 1/6 głębokości szklanki licząc od jej dna
φ 2
2
2
Przyjęto 3 pręty
φ =
=
⋅
=
2
16mm
As
3π
A
4
s
6.032 cm
Zbrojenie pionowe dla jednej ściany e = 0.3m + 0.8m + 0.3m
odległość pomiedzy środkami górnej powierzchni ścian kielicha e = 1.4 m
Mα_α
2
F
=
=
a2
F
e⋅f
a2
3.482 cm
yd
φ 2
3
2
Przyjęto dla kaŜdej ściany 3 pręty φ
=
=
⋅
=
3
20mm
As
3π
A
4
s
9.425 cm
=
=
=
sL
0.7m
L
2.0m
N1
385.737 kN
a
=
=
sB
0.7m
B
2.0m
BETON KLASY C25/30
f
=
cd
16.70MPa
f
=
ck
25MPa
f
=
ctm
2.6MPa
E
=
cm
31GPa
STAL PRĘTÓW ZBROJENIA GŁÓWNEGO KLASY A-III O ZNAKU RB 400W
f
=
=
yd
350MPa
fyk
400MPa
E =
s
200GPa
Wyznaczenie grubości otulenia
Przyjęto pręty o średnicach:
φ = 18mm
pręty zbrojenia głównego
Przyjęto klasę ekspozycji XC4 dla stali zwykłej cmin = 40mm
∆c = 5mm
dla elementów prefabrykowanych Odległość środka cięŜkości zbrojenia od krawędzi rozciąganej jest więc równa: φ
a
=
+ ∆ +
=
1
cmin
c
a
2
1
39 mm
d = H − a
=
1
d
1.261 m
uŜyteczna wysokość przekroju
z = 0.9⋅d z = 1.135 m
ramię sił wewnętrznych
Wyznaczenie pola przekroju poprzecznego zbrojenia po kierunku L
Odpóry podłoŜa wynoszą
N
1
eL
q
=
⋅ + ⋅
=
rLmax
1
6
q
B⋅L
L
rLmax
377.879 kPa
Gr
q
=
−
=
rLomax
qrLmax
q
B⋅L
rLomax
320.527 kPa
N
1
6eL
q
=
⋅ −
= −
rLmin
1
q
kPa
B⋅L
L
rLmin
185.011
Gr
q
=
−
= −
rLomin
qrLmin
q
kPa
B⋅L
rLomin
242.363
296.11kPa + 251.11kPa
2
M =
⋅(
−
⋅
⋅
=
I
3.0m
2.90m) 3.0m 0.125
M
2
I
1.026 kNm
296.11kPa + 28.11kPa
2
M
=
⋅(
−
⋅
⋅
=
II
3.0m
1.80m) 3.0m 0.125
M
2
II
87.539 kNm
296.11kPa + (−16.55)kPa
2
M
=
⋅(
−
⋅
⋅
⋅
=
III
3.0m
0.7 0.7m) 3.0m 0.125
M
2
III
330.235 kNm
d =
=
⋅
=
I
0.5m
zI
0.9 dI
zI
0.45 m
d
=
=
⋅
=
II
0.9m
zII
0.9 dII
zII
0.81 m
d
=
=
⋅
=
III
1.3m
zIII
0.9 dIII zIII
1.17 m
MI
2
A
=
=
s1
As1
0.065 cm
Dla przekroju I
f
⋅
yd zI
MII
2
A
=
=
s1
A
Dla przekroju II
f
⋅
s1
3.088 cm
yd zII
MIII
2
A
=
=
s1
A
Dla przekroju III
f
⋅
s1
8.064 cm
yd zIII
Warunek na zbrojenie minimalne dIII
2
A
=
⋅
⋅ ⋅
=
s1min
0.26 fctm L
A
f
s1min
43.94 cm
yk
2
A
=
⋅ ⋅
=
s1min
0.0013 L dIII
As1min
33.8 cm
NALEśY ZBROIĆ NA POWIERZCHNIĘ MINIMALNĄ
Zgodnie z powyŜszymi obliczeniami przyjęto zbrojenie liczba
=
pretow
18
φ = 18mm
Pole zbrojenia wynosi:
2
A
=
s1
45.804 cm
Sprawdzenie stopy na przebicie dna kielicha Sprawdzenie stopy na przebicie z powodu równych wymiarów boków podstawy stopy przeprowadzono tylko dla jednego kierunku.
(g + q)⋅A ≤ N
=
⋅
⋅
Rd
fctd bm d
g + q = 309.44kPa
największy odpór jednostkowy podłoŜa 2
A = 3.43m
pole powierzchni nacisku (zakreskowane) f
=
wytrzymałość obliczeniowa betonu na rozciąganie ctd
1.2MPa
b
=
wymiar boku słupa
1
0.90m
b
=
długość odcinka BC
2
1.5m
b +
(
)
1
b2
b
=
średnia arytmetyczna z b1 i b2
m
2
b
=
m
1.2 m
Sprawdzenie warunku nośności stopy na przebicie N
=
⋅
⋅d
nośność przekroju na przebicie Rd
fctd bm
N
=
Rd
1815.84 kN
2
309.44kPa⋅3.43m = 1061.379 kN
<
N
=
Rd
1815.84 kN
Nosność na przebicie stopy została zapewniona