Exemplu de Calcul Fundatie Izolata [PDF]

Zitiervorschau

PROIECT ………………………………….

F..

DIMENSIONARE FUNDATIE IZOLATA

N+

1038 KN 8 KNm

M+

T+

Dimensiunile stalpului de b.a.

a

b 0.4

C8/10

h1

Dimensionarea blocului din b.s.

0.4 Gf

Se impun urmatoarele dimensiuni in plan 2

L= B=

2.20 m 2.20 m

Pconv=

240 KPa

p2 p1

Dimensiunile in plan ale cuzinetului se stabilesc cu relatiile: Lc=0,5L

Lc=

1.10 m

Se alege Lc=

1.10 m

Bc=0,5B

1.10 m

Bc=

Se alege Bc=

1.10 m

Inaltimea cuzinetului se alege respectand conditia:

h ≥1 lx lx= ly= Se alege h=

0.35 m rez. 0.35 m rez.

35 cm 35 cm 60 cm

0.6 m

Deschiderea in consola a blocului de fundatie rezulta:

L x=

L− L c

Lx=

2 0.55 m

Conform tabelului pt presiunea Pconv=230kPa si beton clasa C12/15 Se optine (tgα)min= 1.15 Din relatia urmatoare rezulta inaltimea blocului: H=Lx*(tgα)min= Se alege H=

1

L

0.63 m 60 cm

B

N= M=

Inaltimea totala se imparte in doua trepte cu inaltimea H1=H2 H/2=

30 cm

Se calculeaza greutatea fundatiei Gf=

7040.99 daN rezulta

Nt=

1108.41 KN

70.41 KN

Presiunea medie efectiva pe teren rezulta: 229.01 KN/m2

Pmed ef=

OK

Excentricitatea incarcari este: e=M/Nt

e=

0.01 m

Valorile presiunilor pe teren la extremitatile fundatiei rezulta: Pef 1=

233.52 KN/m2

max

OK

Pef 2=

224.5 KN/m2

min

OK

Dimensionarea cuzinetului: Dimensiunile impuse Lc= Bc= h= tgβ= si h/Lc=

110 cm 110 cm 60 cm 1.71

h/lx= 0.55

≥

≥

1 OK 0.25 OK

Valorile extreme ale tensiunilor la nivelul talpi cuzinetului Gc= Ntc= e1=

σ1= σ2=

20.91 KN

rez

2090.88 daN

1058.91 0.01 m 911.19 KN/m2 839.07 KN/m2

CLASA BETON CUZINET 911.19 KN/m2= 9.11 daN/cm2 ≤ 95 daN/cm2 C12/15 OK Daca apar eforturi de intindere intre cuzinet si talpa fundatiei rezulta:

σ1=

S ca =

σ1 ∗S c σ 1 Iσ 2 I

S ca = Sca=

σ1 σ 1 Iσ 2 I

∗S c

12.63 Sc

Daca suprafata activa Sca este mai mare decat 80% din suprafata totala a talpi cuzinetului Sc nu se efectueaza calculul armaturii de ancoraj, dispunandu-se cate 2 bare Ǿ 12 pe fiecare directie Pentru determinarea armaturii cuzinetului se recalculeaza tensiunile, fara greutatea proprie Gc, obtinandu-se: e1'= 0.01 m

σ1'= σ2'=

893.91 KN/m2 821.79 KN/m2

Calculul momentelor incovoietoare care apar in cuzinet

σa'=

870.97 KN/m2

σ3'=

893.91 KN/m2

σmed'=

857.85 KN/m2

M1=

47.1 KNm

M2=

45.54 KNm

Inaltimile utile ale sectiuni de beton a cuzinetului ho=

55 cm

Aria de armatura pe directia x este Aax=

4.66 cm2

Procentul de armare Px%=

0.08 %

≥pmin%= 0.05

Se aleg 11 bare Ǿ 10 cu aria efectiva =

%

OK

%

OK

7,85 cm2

Aria de armatura pe directia y este Aay=

4.51 cm2

Procentul de armare Py%=

0.07 %

≥pmin%= 0.05

Se aleg 11 bare Ǿ 10 cu aria efectiva =

7,85cm2

CARACTERISTICI MATERIALE BETON Nr. Crt. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Rc Rc Rt (N/mm2) (daN/cm2) (N/mm2)

Denumire beton C6/7,5 C8/10 C12/15 C16/20 C18/22,5 C20/25 C25/30 C28/35 C32/40 C40/50 C50/60

Bc 7,5 Bc 10 Bc 15 Bc 20 Bc22,5 Bc 25 Bc 30 Bc 35 Bc 40 Bc 50 Bc 60

B100 B150 B200 B250 B300 B350 B400 B450 B500 B600 B700

OŢEL-BETON Nr. Crt. 1 2 3

Marca de Ra Ra otel (N/mm2) (daN/cm2) PC60 PC52 OB37

350 300 210

3500 3000 2100

4.7 6.5 9.5 12.5 14 15 18 20.5 22.5 26.5 31.5

47 65 95 125 140 150 180 205 225 265 315

0.5 0.6 0.8 0.95 1 1.1 1.25 1.35 1.45 1.65 1.83

Rt (daN/cm2) 5 6 8 9.5 10 11 12.5 13.5 14.5 16.5 18.3

Tabelul III.1. Valorile coeficientului statistic ν n n ν 6 2.07 13 7 2.18 14 8 2.27 15 9 2.35 16 10 2.41 17 11 2.47 18 12 2.52 19

ν 2.56 2.6 2.64 2.67 2.7 2.73 2.75

n 20 21 22 23 24 25 26

ν 2.78 2.8 2.82 2.84 2.86 2.88 2.9

n 27 28 29 30 31 32 33

Tabelul III.2. Valorile coeficientului statistic t­α (n-2) pentru (φ, c, ψ, a) (n-1) pentru γ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

nivelul de asigurare, α 0.85

0.9

coeficientul statistic, tα 1.34 1.89 1.25 1.66 1.19 1.53 1.16 1.48 1.13 1.44 1.12 1.41 1.11 1.4 1.1 1.38 1.1 1.37 1.09 1.36 1.08 1.36 1.08 1.35 1.08 1.34 1.07 1.34

0.95

2.92 2.35 2.13 2.01 1.94 1.9 1.86 1.83 1.81 1.8 1.78 1.77 1.76 1.75

Tabelul III.3. Stabilirea adâncimii minime de fundare Hî, (cm) H, (m) adâncimea minimă de fundare, (cm) Terenul de fundaţie

terenuri supuse terenuri ferite de adâncimea de adâncimea apei acţiunii îngheţului acţiunea înghe­ţului (în spaţii reci şi (spaţii calde sau îngheţ sub­terane faţă neîncălzite) încălzite) conform

STAS 6654­77

de cota terenului

Roci stâncoase

oricare

oricare

30…40

20

20

20

Pietrişuri curate, balast, cuarţ, nisi­

oricare

H

Hî

40

40

40

H < 2,00

Hî + 10

50

40

40

H 2

80 90

70 80

50 50

40 40

H < 2,00 H

Hî + 10

80

50

40

2

Hî + 20

80

50

40

H < 2,00 H

80

70

50

40

2.5

90

80

50

40

H < 2,50 H

Hî + 10

80

50

40

2.5

Hî + 20

90

50

40

¿

puri mari şi mijlocii curate, necoezive Pietriş sau balast cu liant argilos,

oricare Hî ¿

nisip argilos, argilă grasă Nisip fin prăfos, praf argilos, argilă pră­ foasă şi nisipoasă, mâl, nămol

70 Hî > 70

Hî ¿

¿

¿

¿

70 Hî > 70

¿

construcţii definitive provizorii

2

H < 2,50

Tabelul III.4. Valorile de bază ale presiunii convenţionale a ­ pământuri necoezive Denumirea pământului

îndesate

p Nisip mare Nisip mijlociu

construcţii fără cu subsol subsol

conv

700 600

îndesare medie

(kPa) 600 500

Nisip

uscat sau umed

500

350

fin

foarte umed sau saturat

350

250

Nisip fin prăfos

uscat umed foarte umed sau saturat

350 250 200

300 200 150

b ­ pământuri coezive Denumirea pământului

p

conv

(kPa)

indicele

consistenţa

porilor, e

IC = 0,5

IC = 1,0

Cu plasticitate redusă (IP≤10%)

0.5

300

350

nisip argilos, praf nisipos, praf

0.7

275

300

Cu plasticitate mijlocie ( 10% < IP ≤

0.5

300

350

20%): nisip argilos, praf nisipos argilos,

0.7

275

300

praf argilos, argilă prăfoasă nisipoasă, argilă nisipoasă, argilă prăfoasă

1

200

250

Cu plasticitate mare şi foarte mare

0.5

550

650

(IP>20%): argilă nisipoasă, argilă

0.6

450

525

prăfoasă, argilă, argilă grasă

0.8

300

350

1.1

225

300

Tabelul III.8. Valorile coeficientului

1

2

3

4

5 6 7

Tabelul III.9. Valorile coeficienţilor adimensionali N1, N2, N3 φ (°) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 45

Tabelul III.10. Valorile coeficientului de corecţie Mo

N1

N2

N3

0 0.03 0.06 0.1 0.14 0.18 0.23 0.29 0.36 0.43 0.51 0.61 0.72 0.84 0.98 1.15 1.34 1.55 1.81 2.11 2.46 2.87 3.37 3.66

1 1.12 1.25 1.39 1.55 1.73 1.94 2.17 2.43 2.72 3.06 3.44 3.87 4.37 4.93 5.59 6.35 7.21 8.25 9.44 10.84 12.5 14.48 15.64

3.14 3.32 3.51 3.71 3.93 4.17 4.42 4.69 5 5.31 5.66 6.04 6.45 6.9 7.4 7.95 8.55 9.21 9.98 10.8 11.73 12.77 13.96 14.64

Denumirea

IC

pământurilor

Coeficientul de corecţie Mo pentru indicele porilor, e, egal cu: 0,41÷0,60

0,61÷0,8 0,81÷1,0 1,01÷1,1 0 0 0 1 ­ ­

Nisipuri (cu excepţia ni­ sipului argilos)

­

1

Nisip argilos, praf nisipos, argilă prăfoasă

0,00÷1,00

1.6

1­Mar

1

­

Praf, argilos,

0,76÷1,00

2.3

1.7

1.3

1.1

0,50÷0,75 0,76÷1,00 0,50÷0,75

1.9 1.8 1.5

1.5 1.5 1.3

1.2 1.3 1.1

1 1.2 1

praf

argilă prăfoasă Argilă, argilă grasă

Tabelul III.11. Valorile coeficientului αo z/B

cerc

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 2 3 4 5 6

1 0.95 0.76 0.55 0.39 0.29 0.22 0.17 0.13 0.09 0.04 0.02 0.02 0.01

αo pentru fundaţii sub formă de: dreptunghi cu raportul laturilor L/B 1 2 3 ≥ 10 1 1 1 1 0.96 0.96 0.98 0.98 0.8 0.87 0.88 0.88 0.61 0.73 0.75 0.75 0.45 0.53 0.63 0.64 0.34 0.48 0.53 0.55 0.26 0.39 0.44 0.48 0.2 0.32 0.38 0.42 0.16 0.27 0.32 0.37 0.11 0.19 0.24 0.31 0.05 0.1 0.13 0.21 0.03 0.06 0.08 0.16 0.02 0.04 0.05 0.13 0.02 0.03 0.04 0.1

Tabelul III.13. Valorile coeficienţilor Nγ, Nq, Nc

φ*

Nγ

Nq

Nc

0° 5° 10° 15° 20° 22°30' 25° 27°30' 30° 32°30' 35° 37°30' 40° 42°30' 45°

0 0.1 0.2 0.7 1.8 2.7 4.1 6.1 9 13.6 20.4 31 47.7 75 120.5

1 1.6 2.5 3.9 6.4 8.2 10.7 13.9 18.4 24.6 33.3 45.8 64.2 91.9 134.9

5.1 6.5 8.3 11 14.8 17.5 20.7 24.9 30.1 37 46.1 58.4 75.3 99.3 133.9

Tabelul III.14. Valorile coeficienţilor λq, λc, λγ Forma fundaţiei

λq, λc

continuă 1 dreptunghiular 1 + 0.3 B`/L` ă B/L ≥ 0.2 pătrat, cerc 1.3

λγ 1 1 ­ 0.4 B`/L` 0.6

ν 2.91 2.93 2.94 2.96 2.97 2.98 3

n 34 35 36 37 38 39 40

ν 3.01 3.02 3.03 3.04 3.05 3.06 3.07

Tabelul III.5. Valorile coeficientului K2 Denumirea pământurilor Pământuri necoezive, cu excepţia nisipurilor prăfoase Nisipuri prăfoase şi pământuri coezive cu plasticitate redusă şi mijlocie

K2 2.5 2

Pământuri coezive cu plasticitate mare şi foarte mare

1.5

Tabelul III.6. Valorile raportului tgα Presiunea maximă

Valorile minime ale tg α pentru beton de clasa:

pe teren, kPa pmax ≤ 200

Bc 3.5 1.3

Bc 5 1.2

Bc 7.5 1.1

pmax = 250

1.5

1.3

1.2

pmax = 300

1.6

1.4

1.3

pmax = 350

1.7

1.5

1.4

pmax = 400

1.8

1.6

1.5

pmax = 600

­

­

1.8

Tabelul III.7. Presiunea maximă pe

teren, pmax, kPa 100 200 300 400 500 600

Valori H/L peste care nu mai este necesară verificarea la forţa tăietoare Bc 7.5 0.2 0.21 0.23 0.26 0.28 0.3

Tabelul III.8. Valorile coeficientului m1 Denumirea terenului de fundare Bolovănişuri cu interspaţiile umplute cu nisip, pietrişuri şi nisipuri cu excepţia nisipurilor fine şi prăfoase Nisipuri fine: ­uscate sau umede (Sr ≤ 0.8) ­ foarte umede sau saturate (Sr > 0.8) Nisipuri prăfoase:

ml 2

1.7 1.6 1.5

­ uscate sau umede (Sr ≤ 0.8) ­ foarte umede sau saturate (Sr > 0.8) Bolovănişuri şi pietrişuri cu interspaţiile umplute cu pământuri coezive cu IC ≥ 0.5

1.3 1.3

Bc 10 0.2 0.21 0.22 0.23 0.26 0.28

H/L

minim 0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25

Pământuri coezive cu IC ≥ 0.5 Bolovănişuri şi pietrişuri cu interspaţiile umplute cu pământuri coezive cu IC < 0.5 Pământuri coezive cu IC < 0.5

1.4 1.1 1.1

PROIECT

………………………………….

PREDIMENSIONAREA FUNDATIEI PE BAZA PRESIUNILOR CONVENTIONALE DE CALCUL FUNDATIE F.. Incarcari Gruparea fundamentala Pcf= 940 KN c M f= 150 KNm Gruparea speciala Psc= 1222 kN Msc=

225 kNm Stabilirea dimensiunilor bazei fundatiei

p

ef med

≤ p conv

a= m 0.4 b= m 0.3 ef hst,ancoraj= min 1.3 m p ef ≥0 Dimensiunile stalpului Conform tabelului III.4, pentru pamant cu Ip>20% se det. Prin interpolare liniara valoarea lui Pconv corespunzatoare carac. de calcul ale stratului de fundare . Consistenta Denumirea Indicele Ic=0,5 Ic=0,813 Ic=1 terenului de porilor fundare "e" Pconv, kPa .

p

max≤1 . 2p conv

0.6 0.71 0.8

Argila prafoasa cafenie plastic vartoasa cu Ip>20%

450 300

496.95 407.5 331.3

525 350

Interpolare pe orizontala pentru e= ΔIc= ΔIc=

P_conv=

0.6 0.5 …………. ΔP_conv= 0.31 …………. ΔP_conv= x x= 46.95 496.95 kPa

pentru e=

0.8

ΔIc= ΔIc=

0.5 ………….. ΔP_conv= 0.31 ………….. ΔP_conv= x x=

P_conv=

50 kPa

31.3 331.3 kPa

Interpolare pe verticala (pentru Ic= Δe= Δe=

0.81 )

0.2 ………….. ΔP_conv= -165.65 kPa 0.11 ………….. ΔP_conv= x x=

P_conv=

75 kPa

-89.45 407.5 kPa

Stabilirea adancimi de fundare, Df Df= 2.5 m Corectia de adancime:(CD) Pentru Df2,0m

H2

α

C D =K 2 γ  D f −2, k P a

L

CD= 18.04 kPa Pentru K2 si γ se vor alege din tabelul III.5 γ= 18.04 kN/m3 K2= 2

⇒p

Df

conv

ls lc lc+2l 1

= p conv C D

L 425.54 kPa-presiune corectata cu Df se poate face un calcul preliminar pentru determinarea dimensiunilor bazei fundatiei Lsi B

pDf

conv

=

c

Df P f = p conv −γ med ∗D f L∗B

γbs=

20 kN/m3

γba=

25 kN/m3

L/B= 1,2….1,5 940/1,2xB2=425,54-20x2,5 Bnec= Lnec=

se alege L/B=

1.33

1.44 m

Bef=

1.5 m

1.92 m

Lef=

2m

Corectia de latime:(CB) Pentru B=

1.5 m

C B = p c o n vK 1  B−1 10.19 kPa CB= K1-coeficient care este : 0.1 pentru pamanturi necoezive(cu exceptia pamanturilor prafoase) 0.05 pentru nisipuri prafoase si pamanturi coezive Pconv=

rezulta Pconv=P_conv+CD+CB

435.73 kPa

Se verifica conditiile pentru valoarea finala (corectata) a lui Pconv

p

ef

med ≤ p conv

p

med

c

ef

P f = γ med ∗D f L∗B

B

bs bc bc+2b1

Se va folosi in functie Df din studiul geotehnic Pentru Df>2,0m

p

1)

ef

med ≤ p conv

363.33 kPa

P(med)ef=

p

2)

p

max




p p

c

ef

ef m a x

Pmaxef=

3)

p

med

ef min

1,2Pconv

OK

≥0 c

ef

c

P f M f =  γ med D f − LxB L2 B 6

Pminef=

213.33 kPa

OK

Stabilirea dimensiunilor pe verticala ale fundatiei izolate Se considera varianta fundatie cu cuzinet de beton armat si bloc de beton simplu Raportul intre dimensiunile in plan ale cuzinetului si cele ale blocului trebuie sa se incadreze in intervalul:

lc L

≃

bc B

=0. 40. . . 0. 50

pentru bloc cu doua trepte

l c bc ≃ =0 . 55 . . . 0 . 65 L B pentru bloc cu o treapta

Se alege:

lc= bc= hc=

0.9 m 0.7 m 0.3 m

Daca tgβ>1 nu mai este necesara verificarea la forta taietoare a cuzinetului. Pentru predimensionarea blocului de beton simplu se va tine seama de valoarea unghiului α tgα=f(Bc5;Pmax)--din tabelul III6 tgα= 1.6 c

c

P f M f p max =  LB W

pmax= 463.33 kN/m2 Se alege un bloc de beton cu doua trepte Htreapta= Verificarea terenului de fundare la starea limita de deformatie

0.45 m

1  p ef . med ≤ p pl 2  p ef . max ≤1 . 2p pl 3  Δef ≤ Δadm

Δadm=

8 cm pt cazul de fata

p pl=m 1 γ∗B∗N 1q∗N 2c∗N 3  ppl=

732.04 kPa m1= 1.4 tab. III.8 γ= γSLD= 18.3 kN/m3 q= 45.75 kN/m2

unde:

q=h u γu  D f −hu γ SLD c= ΦSLD=

p

γ

med

exact

ef

med

=

P

c

f

G f

L∗B

volum beton simplu

Vba=

0.35 m

volum beton armat

Vu=

5.11 m

volum umplutura

=

3 3

γ b V bγ ba V baγ u V u V b V baV u 19.07 kN/m3 361.01 kPa

1)

pefmed

2)

p

p

c

exact P f med = γ ∗D f L∗B

2.04 m3

pefmed=

ef

din tab. III 9 rezulta: 0.51 3.06 5.66 m inaltimea totala a fundatiei

Vb=

γmedexact=

max

66 kN/m2 20 grade N1= N2= N3= hu= 1