Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ
Definicja fundamentu- dolna część konstrukcji fundamentu, przekazująca obciążenia z konstrukcji na podłoże w taki sposób, aby układ konstrukcyjny był stateczny.
Prawidłowa współpraca fundamentu z podłożem
-nośność układu fundament- podłoże nie jest przekroczona
-różnice w osiadaniach nie mogą spowodować powstania dodatkowych sił
-fundament zabezpieczony przed zniszczeniem
Nośność układu nie będzie przekroczona jeśli:
-fundament jest dostatecznie wytrzymały
- fundament nie będzie doznawał przemieszczeń większych niż te, które spowodują utratę stateczności konstrukcji.
Klasyfikacja fundamentów
1.ze względu na sposób przekazywania obciążeń (bezpośrednie i pośrednie)
2.głębokość posadowienia (płytkie i głębokie)
3.kształt- geomateria (ławy i stopy, ruszty, płyty blokowe, skrzynie)
4.stopień sztywności- sztywność całego ustroju (sztywne, sprężyste i wiotkie)
sztywne nie odkształcają się
sprężyste (belki, płyty) stan naprężeń zależy od promieni powstających krzywizn
EI = M*r
EI- sztywność przekroju na zginanie
M- moment zginający w danym przekroju belki (ławy)
r- promień krzywizny
Ocena sztywności fundamentu wg. Gorbunowa- Posadowa
dla ławy L:B>=7 wskaźnik sztywności poprzecznej wysokości
tp= [3P(1-n02)E0BS]/ [r(1-n02)E0h3]
E0, n0- moduł sprężystości, wskaźnik Poissona dla betonu lub żelbetu
E0, n0-dla gruntu, moduł odkształcenia (MPa) i wskaźnik Poissona (-)
B- szerokość ławy
h- wysokość ławy
sztywna tp<1 poprzecznie
tp>1 pracuje przestrzennie
tp>10 wiotka
wskaźnik sztywności w kierunku podłużnym
tt = [P*E0BL3]/ [16(1-n02)ED*Ip]
Ip- moment bezwładności przekroju poprzecznego
Sztywna podłużnie
tt<=0,5 lub 0,5<= tt<=1
i a= L:B<20
Ławy sprężyste pracujące jako belki dzieli się na:
-belki krótkie o skończonej sztywności i długości
-belki długie- nieskończenie długie i ograniczone jednostronnie
Belka długa: LX = wzór
l = L/2*LX b = b/2*LX
TEST
Belka długa jeśli:
0,01<b<0,15 i l>1,0
0,15<b<=0,3 i l>2,0
0,3<b<=0,5 i l>3,5
Modele obliczeniowe fundamentu
-sztywne
-wiotkie
-sprężyste
Kryteria sztywności fundamentu
Fundamenty sztywne:
-nie odkształcają się
-mogą tylko ulegać przemieszczeniom
-wszystkie elementy takiego fundamentu pracują na ściskanie
-opór gruntu pod fundamentami sztywnymi jest zbliżony do liniowego (mogą być sztywne w jednym kierunku np.ławy)
Fundamenty sprezyste
-stopy fundamentowe o dużej wysokości i ławy sztywne w kierunku poprzecznym
-ławy fundamentowe obciążone w sposób ciągły i posadowione na mało ściśliwym podłożu
-fundamenty blokowe
-ławy fundamentowe obciążone siłami skupionymi o równym rozstawie, gdy nie występują w nich znaczniejsze momenty zginające
Fundamenty wiotkie- pracują na zginanie, odpór gruntu pod tym fundamentem jest krzywoliniowy i proporcjonalny do obciążenia
Modele obliczeniowe podłoża budowlanego
1.Model podłoża sztywnego
Cechą modelu podłoża sztywnego jest liniowy odpór gruntu
W oparciu o model podłoża sztywnego oblicza się:
-stopy, fundamenty blokowe, fundamenty skrzyniowe
-ławy obciążone w sposób ciągły, posadowione na gruntach jednorodnych
Prawidłowe zaprojektowanie konstrukcji obiektu to ocena współpracy:
-brak współpracy- konstrukcje statycznie wyznaczalne
-sprężysty- wielkość sił na konstrukcje zależy od przemieszczenia fundamentu
-połączenie sztywne- ograniczenia w odkształceniach układu
Modele podłoża sprężystego:
Winklera- Zimmermana jednoparametrowy (1867)
j(Z,X) = C * u1 (X,Z)
C = Dq/Du1
Ośrodek opisujący tylko jeden parametr- współczynnik podatności podłoża.
Założenia modelu Winklera:
1Obciążenia wywierane przez fundament przejmują tylko te sprężyny, które znajdują się pod podstawą fundamentu i są obciążone bezpośrednio
2Wartość odkształcenia w dowolnym punkcie jest liniowo zależna od nacisku w tym punkcie
3Nacisk w określonym punkcie podłoża wywołuje odkształcenia tylko w tym punkcie
4Zakłada się, że fundament jest powiązany na stałe z podłożem, podłoże nie przenosi naprężeń rozciągających
5W obliczeniach nie uwzględnia się tarcia w płaszczyźnie styku fundamentu z gruntem
Metody wyznaczania parametrów modelu:
Wzory Koglera- Scheidiga
stopy kwadratowe i kołowe
C = (2,67¸2,50)E0/(-B)
E0- moduł sprężystości podłoża
belki fundamentowe
C = (1,45¸1,25)E0/(-B)
Wartości współczynników podatności podłoża C:
Metoda Gorbanowa- Posadowa
C = E0/[(L-V0)*wB]
b- szerokość lub średnica fundamentu
Grubość warstwy sprężystej do 1m- wtedy układ bardzo dobrze funkcjonuje.
1.Czynniki wpływające na wybór sposobu posadowienia fundamentu:
a)warunki gruntowe
b)warunki wodne
c)rodzaj i charakterystyka konstrukcji projektowanego obiektu
d)wykonawstwo robót
2.Czynnikiwpływające na ustalenie głębokości posadowienia fundamentu:
a)głębokość przemarzania
b)głębokość posadowienia fundamentów sąsiednich
c)warunki eksploatacji
1.a)Podział podłoża na:
*nośne- twardoplastyczne grunty spoiste, średnio zagęszczone gr. niespoiste (korzystne parametry wytrzymałościowe i odkształceniowe)
*pośredniej wytrzymałości
*słabonośne grunty spoiste Cu< 10kPa, F< 100, niespoiste- stany luźne (piaski muszą być nawodnione), grunty o wyraźnej makrostrukturze- lessy, wszystkie grunty organiczne
Charakterystyczne kategorie budowy podłoża
-wytrzymałość podłoża zwiększa się z głębokością- o sposobie posadowienia decyduje: wielkość obciążeń, warunki wodne i eksploatacyjne, przegubowe podparcie fundamentu
-w podłożu w strefie 3B znajduje się warstwa słabonośna, płytkie posadowienia, lekka konstrukcja statycznie wyznaczalna. Podparcie jako zamocowanie
-w całej strefie 3B podłoże słabonośne- duża sztywność całej budowli, wieńce żelbetowe, posadowienie pośrednie.
1.b) Oddziaływanie wody gruntowej na:
fundament
grunt w podłożu
wykonawstwo robót
Ocena warunków wodnych:
poziom i charakter wód gruntowych (wody o swobodnym zwierciadle i wody zawieszone)
wody zawieszone- są niebezpieczne, pojawiają się sezonowo
wielkość ciśnienia hydrostatycznego (szczególnie dotyczy to robót fundamentowych)
agresywność wód w stosunku do beton
Wpływ głębokości posadowienia fundamentów pośrednich:
przegłębienie 0,5 m- odcinkowa i naprzemienna wymiana podłoża
przegłębienie 0,5 –1,0 m- ścianki szczelne
przegłębienia więcej niż 1,0 m- ścianki szczelne lub odejście z fundamentem
Fundamenty bezpośrednie.
Dobrze zaprojektowany fundament spełnia następujące warunki:
1.Stateczności
2.Wytrzymałości
3.Specjalne, wynikające z rodzaju projektowanej budowli
Obciążenia: zasadnicze, dodatkowe, wyjątkowe
1. Obciążenia stałe- wynikają z ciężaru własnego konstrukcji
2. Obciążenia użytkowe- od sprzętów (meble)
3. Obciążenia wyjątkowa
smax/smin <= 1,3 – konstrukcja wrażliwa na nierównomierne osiadanie
smax/smin <= 3,0 – grunty małościeśliwe, konstrukcja mało wrażliwa na nierów. osiadanie
smax/smin <= 2,0 – warunki pośredni
Budowle melioracyjne, jazy, zastawki itd. muszą być na ten warunek sprawdzone
* przesuw w płaszczyźnie kontaktu fundament- podłoże
*ścięci poniżej podstawy fundamentu
F- powierzchnia podstawy fundamentu
a- siła adhezji
f- wsp. tarcia fundamentu o podłoże (najczęściej przyjmuje się 1,25)
Cu- spójność gruntu
fu- kąt tarcia wewnętrznego
Jeśli warunek na przesuw nie jest spełniony to:
zwiększyć składową G
wykonać fundament blokowy (fundament blokowy- równe są trzy wymiary)
zaprojektować na palach
Warunek na obrót sprawdzamy zawsze, gdy sprawdzamy warunek na przesuw.
Sprawdzenie warunku na obrót:
-kluczowym zagadnieniem jest bardzo dobra dokumentacja geotechniczna, która pozwoli zlokalizować położenie środka obrotu.
FUNDAMENTY POŚREDNIE
Fundamenty na palach
zasady stosowania: podłoże słabonośne, nośne warstwy podłoża na większej głębokości
duża mechnizacja robót, małe ilości robót ziemnych
1. klasyfikacja pali
sposób przekazywania obciążeń na podłoże
materiał pala
wykonawstwo robót
ze względu na średnicę
ze względu na długość
Podział ze względu na sposób przekazywania obciążeń
pale stopowe- przekazujące obciążenia tylko przez podstawę pala
pale zawieszone- - przekazują obciążenia tylko przez pobocznicę (schemat rzadko spotykany)
pale pośrednie-przekazują obciążenia przez podstawę i pobocznicę
pale obciążone siłami poziomymi
pale wyciągane
Zjawisko tarcia negatywnego- dodatkowe obciążenia pala w skutek osiadania gruntów otaczających pal (osiadają grunty organiczne dodatkowo obciążone, świeże nasypy)
Podział pali ze względu na materiał:
pale drewniane (dąb, sosna; najsłabsze)
pale stalowe- najczęściej pale rurowe np. połączone (zespawane) dwa ceowniki
pale betonowe
pale żelbetowe- najczęściej stosowane
Podział pali ze względu na wykonawstwo robót:
pale gotowe wbijane: drewniane, prefabrykowane, żelbetowe, stalowe, Hennebiga, Considera
pale (żelbetowe) betonowane na miejscu w otworach wierconych: Strausa, Wolfsholza, Lorenza, Contractor
pale betonowane na miejscu w otworach wybijanych: Vibro, Franki, Reymond, Simolex, Compressol
pale wtłaczane: Mega, Spencer, White Prentis
pale zawiercone: CFA
pale dużych średnic: Benoto, Saltzgitler, Kujawa 2
Do pali dużych średnic zalicz się Barety- wykonywane w zawiesinie bentonitowej
Pale wbijane
pale drewniane:
zalety: lekkie, odporne na korozję pod warunkiem stałego przebywania poniżej ZWG
wady: mała nośność na siły poziome, łatwo ulegają zniekształceniu przy wbijaniu
Drewno sosnowe lub dębowe: l = 3,0 m f20 cm
l = 4,0 ¸6,0 m f25 cm
pale żelbetowe
zalety: pewność geometrii pala po wbiciu, przenosi znaczne siły poziome, mały koszt przy duzej liczbie pali
wady: stosunkowo ciężkie, trudności z przewiezieniem na plac budowy
Sprzęt do wbijania pali: młoty wolno- opadowe, szybko- bijące i wibro młoty.
Zasada trudności we wbijaniu, mała wysokość spadu młota- duża liczba uderzeń.
Pale betonowe na miejscu w otworze wybijanym:
Franki, Vibro- zalety: duża nośność 700 kN, ze wzgl na poszerzenie stopy proste wykonawstwo, pale mogą być pochylone do 200. Wady: znaczne wstrząsy, łatwość wybicia korka, możliwość zniszczenia zbrojenia
Compressol- na budowie Mostu Poniatowskiego w Warszawie
Simplex- wbijana rura z butem stalowym- stożkowym
...