UNIVERSITATEA TEHNIC DE CONSTRUCII

BUCURETI Bd. Lacul Tei 124, Sector 2, RO-020396, Bucureti 38

CENTRUL DE INGINERIE GEOTEHNIC Tel: 021-2429350, Fax: 021-2420866

E-mail: cig@utcb.ro

Normativ pentru

proiectarea structurilor de fundare direct

Redactarea final Contract Nr. 147 / 2002 Beneficiar M.T.C.T. Rector, Prof.univ. dr. ing. Dan Stematiu ef de proiect, Prof.univ. dr. ing. Nicoleta Rdulescu

Colectiv de elaborare: Prof.univ. dr. ing. Nicoleta Rdulescu Prof. univ. dr. ing. Iacint Manoliu Prof. univ. dr. ing. Marius Gabor Prof. univ. dr. ing. Alexandrina Pretorian Conf. univ. dr. ing. Rodica Vierescu ef lucrri univ. ing. Andrei Olteanu ef lucrri univ. ing. Manole erbulea

- Bucureti 2004 -

UNIVERSITATEA TEHNIC DE CONSTRUCII

BUCURETI Bd. Lacul Tei 124, Sector 2, RO-020396, Bucureti 38

1

Cuprins Lista notaiilor i simbolurilor ..............................................................................................................4 1. Prevederi generale ............................................................................................................................7 2. Principii generale ale conformrii de rezisten a infrastructurilor ..................................................7

2.1. Definirea sistemului structural i a subsistemelor componente ale construciei .......................7 2.2. Cerine privind proiectarea fundaiilor ......................................................................................7 2.3. Cerine privind proiectarea substructurilor................................................................................8

3. Alegerea tipului de fundaie .............................................................................................................9 3.1. Factori de care depinde alegerea tipului de fundaie .................................................................9 3.1.1. Sistemul structural al construciei ..........................................................................................9 3.1.2. Condiiile de teren ..................................................................................................................9 3.1.3. Condiiile de exploatare ale construciei ................................................................................9 3.1.4. Condiiile de execuie ale infrastructurii ................................................................................9 3.2. Criterii pentru alegerea adncimii minime de fundare............................................................10

4. Materiale utilizate la fundaii .........................................................................................................11 5. Solicitri transmise infrastructurilor...............................................................................................11

5.1. Prevederi generale ...................................................................................................................11 5.2. Solicitri transmise infrastructurilor n gruprile fundamentale de ncrcri..........................12 5.3. Solicitri transmise infrastructurilor n gruprile speciale de ncrcri ..................................12

6. Stabilirea dimensiunilor bazei fundaiei.........................................................................................13 6.1. Condiii generale .....................................................................................................................13 6.2. Calculul terenului de fundare pe baza presiunilor convenionale ...........................................14 6.3. Calculul terenului de fundare la starea limit de deformaii ...................................................16 6.4. Calculul terenului de fundare la starea limit de capacitate portant ......................................17

7. Proiectarea fundaiilor izolate ........................................................................................................18 7.1. Fundaii pentru stlpi de beton armat monolit.........................................................................19 7.1.1. Fundaii tip talp de beton armat ..........................................................................................19 7.1.2. Fundaii tip bloc i cuzinet .............................................................................................22 7.2. Fundaii pentru stlpi de beton armat prefabricai...................................................................24 7.2.1. Dimensiunile seciunilor de beton........................................................................................25 7.2.2. Monolitizarea paharului .......................................................................................................28 7.2.3. Armarea paharului ................................................................................................................28 7.2.4. Verificarea tlpii fundaiei pahar..........................................................................................28 7.3. Fundaii pentru stlpi metalici .................................................................................................29

8. Proiectarea fundaiilor continue de beton armat sub stlpi ............................................................31 8.1. Domeniul de aplicare...............................................................................................................31 8.2. Alctuirea fundaiilor ..............................................................................................................32 8.2.1. Seciunea de beton................................................................................................................32 8.2.2. Armarea fundaiilor ..............................................................................................................33 8.3. Calculul grinzilor continue......................................................................................................34 8.3.1. Calculul cu metode simplificate ...........................................................................................34 8.3.2. Calculul cu metode care iau n considerare conlucrarea ntre fundaie i teren ...................35

9. Proiectarea fundaiilor construciilor cu perei structurali de zidrie .............................................39 9.1. Prevederi generale de alctuire................................................................................................39 9.2. Fundaii la cldiri amplasate pe teren bun de fundare n zone cu seismicitate redus ............39 9.2.1. Fundaii la cldiri fr subsol ...............................................................................................39 9.2.2. Fundaii la cldiri cu subsol..................................................................................................44 9.2.3. Dimensionarea fundaiilor ....................................................................................................44 9.3. Fundaii la cldiri amplasate pe teren bun de fundare n zone cu seismicitate ridicat ..........47 9.4. Soluii de fundare la perei nestructurali .................................................................................47 9.5. Racordarea n trepte a fundaiilor avnd cote de fundare diferite ...........................................49

2

9.6. Fundaii la rosturi de tasare .....................................................................................................51 9.7. Fundaii la cldiri amplasate pe terenuri dificile .....................................................................51 9.7.1. Fundaii pe pmnturi foarte compresibile i pmnturi sensibile la umezire .....................51 9.7.2. Fundaii pe pmnturi cu umflri i contracii mari .............................................................55

10. Proiectarea fundaiilor construciilor cu perei structurali de beton armat ...................................57 10.1. Principii generale de proiectare .............................................................................................57 10.2. ncrcri transmise infrastructurilor de pereii structurali de beton armat ............................57 10.3. Dimensionarea tlpii fundaiilor............................................................................................57 10.4. Alctuirea fundaiilor pentru pereii structurali de beton armat ............................................60

11. Proiectarea radierelor de beton armat...........................................................................................62 11.1. Alctuire general i domenii de aplicare .............................................................................62 11.2. Elemente constructive i de proiectare ..................................................................................63 11.3. Calculul radierelor .................................................................................................................67 11.3.1. Metode simplificate pentru calculul radierelor rigide ........................................................68 11.3.2. Calculul radierelor pe mediu Winkler ................................................................................69 11.3.3. Calculul radierelor pe mediu Boussinesq...........................................................................69 11.3.4. Calculul radierelor pe mediu Winkler - Boussinesq ..........................................................70

12. Infrastructuri .................................................................................................................................70 12.1. Prevederi generale .................................................................................................................70 12.1.1. Clasificarea infrastructurilor dup modul de comportare la aciuni seismice ....................70 12.1.2. Clasificarea infrastructurilor dup modul de solicitare a terenului de fundare ..................70 12.2. Schematizarea ncrcrilor pentru calculul infrastructurii ....................................................71 12.3. Calculul eforturilor n elementele infrastructurii...................................................................71 12.3.1. Schematizarea pentru calcul a infrastructurii .....................................................................71 12.3.2. Schematizarea pentru calcul a pereilor cu goluri ai infrastructurilor ................................72 12.3.3. Schematizarea terenului de fundare pentru calcul infrastructurilor ...................................72 12.4. Dimensionarea elementelor infrastructurii ............................................................................73 12.4.1. Verificarea planeelor.........................................................................................................74 12.4.2. Verificarea pereilor ...........................................................................................................74 12.4.3. Verificarea pereilor n zonele de discontinuitate...............................................................74 12.4.4. Verificarea fundaiilor ........................................................................................................76 12.5. Transmiterea eforturilor la infrastructur prin intermediul planeelor - efectul de menghin ......................................................................................................................................76 12.5.1. Prevederi generale ..............................................................................................................76 12.5.2. Elemente de calcul, dimensionare i verificare ..................................................................78

13. Reglementri tehnice de referinta.................................................................................................80

3

ANEXA A A1. PRESIUNI CONVENIONALE A2. DEPLASRI SAU DEFORMAII ADMISE. VALORI ORIENTATIVE A3. CALCULUL TERENULUI DE FUNDARE LA STAREA LIMIT DE DEFORMAII A4. CALCULUL TERENULUI DE FUNDARE LA STAREA LIMIT DE CAPACITATE

PORTANT ANEXA B CALCULUL GRINZILOR CONTINUE PE MEDIU WINKLER B1. METODA DE CALCUL BAZAT PE SOLUII EXACTE B2. METODE NUMERICE DE CALCUL ANEXA C CALCULUL GRINZILOR PE MEDIU BOUSSINESQ ANEXA D CALCULUL RADIERELOR PE MEDIU WINKLER ANEXA E CALCULUL RADIERELOR PE MEDIU WINKLER BOUSSINESQ ANEXA F CALCULUL PRESIUNILOR PE TEREN ALE FUNDAIILOR IZOLATE DE FORM DREPTUNGHIULAR

4

Lista notaiilor i simbolurilor

Notaia sau simbolul UM Semnificaia

A [m2] Aria seciunii transversale a sistemului de fundare Aas [mm2] Aria de armtur de suspendare Aav [mm2] Aria armturii verticale AP [mm2] Aria minim a plcii AS [mm2] Aria lateral a stlpului pe nlimea paharului

Awf [m2] Suprafaa seciunii de forfecare (lunecare) dintre elementul vertical i planeu (plac)

B [m] Dimensiunea cea mai mic a tlpii fundaiei avnd forma dreptunghiular n plan; Limea sistemului de fundare pentru fundaii de seciune dreptunghiular n plan

Ba [m] Limea activ a fundaiei

Bp [m] Limea sau diametrul plcii utilizate pentru determinarea caracteristicilor de compresibilitate prin incercarea pe teren

D [kNm] Rigiditatea cilindric a radierului E [kPa] Modulul de elasticitate Es [kPa] Modulul de deformaie liniar al terenului de fundare Es* [kPa] Modulul dinamic de deformaie liniar al terenului de fundare

CI'E [kPa] Rigiditatea aproximativ a construciei

FI'E [kPa] Rigiditatea fundaiei F [kN] Fora tietoare transmis ntre pereii cu planuri mediane intersectate G [kPa] Modulul transversal (de forfecare) H [m] nlimea fundaiei H [m] nlimea la marginea fundaiei tip obelisc H1, H2 [m] nlimile treptelor blocului din beton simplu HC [m] nlimea seciunii fundaiei continue Hf [m] Grosimea fundului paharului H [m] Adncimea de nghe Hmin [m] nlimea minim a fundaiei HP [m] nlimea paharului

I [m4] Momentul de inerie al seciunii transversale a sistemului de fundare n lungul axei longitudinale IC [-] Indicele de consisten

If [-] Momentul de inerie al unei fii de radier definit ntre mijloacele a dou deschideri succesive

IP [%] Indicele de plasticitate

K [-] Coeficient care depinde de forma n plan a fundaiei, rigiditatea fundaiei, cota z a punctului pentru care se calculeaz tasarea K0 [-] Coeficientul presiunii laterale a pmntului n stare de repaos KG [-] Indice de rigiditate pentru radiere generale de form dreptunghiular KR [-] Rigiditatea relativ L

[m]

Dimensiunea cea mai mare a tlpii fundaiei avnd forma dreptunghiular n plan; Lungimea sistemului de fundare pentru fundaii de seciune dreptunghiular n plan

L0 [m] Distana dintre doi stlpi vecini L1 [m] Lungimea treptei blocului din beton simplu

5

La, Lb [m] Valoarea maxim a dimensiunilor plcii de baz Ls [kN] Valoarea de calcul a forei de lunecare transmis planeului superior

M [kNm] Momentul ncovoietor rezultant n centrul de greutate al seciunii fundaiei M [kPa] Modulul edometric

M0 [-] Coeficient de corelaie ntre valoarea modului edometric n intervalul de presiuni 200300 kPa i modulul de deformaie liniar

M1 [kNm] Momentul ncovoietor transmis paharului prin presiuni pe peretele frontal

M2-3 [kPa] Modulul edometric determinat pentru intervalul de presiuni 200300 kPa

Mi [kNm] Momentul ncovoietor n stlpul i

Mr, Mc [kNm] Momentele ncovoietoare rezultate n plan orizontal aplicate prii superioare a peretelui frontal

MST,cap [kNm] Momentul capabil al stlpului n seciunea de la faa paharului Mx [kNm] Momentul ncovoietor fa de seciunea x-x My [kNm] Momentul ncovoietor fa de seciunea y-y

N [kN] Fora axial; Rezultanta ncrcrilor axiale n centrul de greutate al seciunii fundaiei

N [-] Numrul de lovituri necesare penetrrii instalaiei SPT pe o adn-cime de 30 cm pentru un diametru al tijei de penetrare de 50 mm N1cap [kN] Fora axial transmis la pahar prin betonul de monolitizare Ni [kN] Fora axial n stlpul i NP [kN] Fora de ntindere n pereii longitudinali

NST.montaj [kN] Fora axial maxim n stlp n faza de montaj a structurii prefabricate

P [kN] Rezultanta presiunilor pe peretele frontal Q [kN] Fora tietoare

Qas [kN] Fora tietoare n elementul vertical al suprastructurii asociat mecanismului de plastificare la aciuni seismice

Qinf [kN] Fora tietoare care se dezvolt n elementul vertical sub planeu Ra [kPa] Rezistena de calcul a armturii de suspendare Rc* [N/mm2] Rezistena de calcul de baz la compresiune a betonului Ri [kN] Reaciunea n reazemul i Rt [N/mm2] Rezistena de calcul la ntindere a betonului din stlp U [m] Perimetrul seciunii de forfecare

W [m3] Modulul de rezisten al tlpii fundaiei avnd forma dreptunghiular n plan; Modulul de rezisten al seciunii transversale a sistemului de fundare

bf [m] Limea unei fii de radier definit ntre mijloacele a dou deschideri succesive

cU [kPa] Rezistena la compresiune monoaxial a pmntului (coeziunea nedrenat)

di [m] Distana din centrul de greutate al tlpii fundaiei la axul stlpului i e [-] Indicele porilor h [mm] nlimea seciunii transversale a grinzii h [m] Grosimea radierului

hc [mm] nlimea cuzinetului; nlimea seciunii transversale a grinzii n cmp

hd [m] nlimea diafragmelor

6

hr [mm] nlimea seciunii transversale a grinzii n reazem

ks [kN/m3] Coeficientul de pat obinut prin ncercarea de prob cu placa de latur sau diametru Bp

k1 [kN/m3] Coeficientul de pat obinut din ncercarea cu placa de 1m2 ks [kN/m3] Coeficientul de pat al mediului deformabil lancorare [mm] Lungimea de ancorare lc [mm] Lungimea cuzinetului le [mm] Lungimea elastic ls, bs [mm] Dimensiunile seciunii transversale a stlpului

m [-] Coeficient de corecie care depinde de raportul ntre grosimea z0 a stratului deformabil i limea B a sistemului de fundare mbt [-] Coeficientul condiiilor de lucru p [kPa] Presiunea de contact fundaie-teren qc [kPa] Rezistena pe vrf (CPT) td [m] Grosimea diafragmelor vp [cm/sec] Viteza de propagarea a undelor longitudinale (principale) prin teren vs [cm/sec] Viteza de propagarea a undelor trasversale (secundare) prin teren z [m] Deplasarea tlpii fundaiei pe direcie vertical z0 [m] Grosimea stratului deformabil

caI'E (kPa) Rigiditatea cadrelor din componena construciei

[-] Factorul de transformare de la valoarea ks la valoarea ks [] Unghiul blocului din beton simplu [] Unghiul cuzinetului [%] Deformaia longitudinal specific [mm] Diametrul barei de armtur [m-1] Coeficient de flexibilitate pentru radiere sub stlpi uniform distribuii pe suprafaa acestora [-] Coeficient de frecare s [-] Coeficient de deformaie transversal (Poisson) al terenului de fundare s* [-] Coeficient dinamic de deformaie transversal (Poisson) al terenului de fundare [g/cm3] Densitatea [kPa] Efortul unitar normal z [kPa] Efortul unitar normal vertical med [kPa] Efortul unitar tangenial mediu pe suprafaa de lunecare

7

1. Prevederi generale 1.1. Prezentul normativ se aplic la proiectarea structurilor de fundare direct pentru cldirile de locuit i social culturale, construciile industriale i agrozootehnice. La proiectarea structurilor de fundare direct se va avea n vedere respectarea cerinelor prevzute la punctul 2.2 i n reglementrile tehnice conexe. La proiectarea structurilor de fundare direct n condiii speciale de teren (pmnturi sensibile la umezire, pmnturi contractile, pmnturi lichefiabile) se au n vedere i msurile suplimentare din reglementrile tehnice n vigoare specifice acestor cazuri. 1.2. Normativul se refer la urmtoarele tipuri de fundaii directe: a) fundaii izolate b) fundaii continue c) fundaii radier 1.3. Reglementrile tehnice de referin sunt enumerate n capitolul 13. 2. Principii generale ale conformrii de rezisten a infrastructurilor 2.1. Definirea sistemului structural i a subsistemelor componente ale construciei 2.1.1. Sistemul structural reprezint ansamblul elementelor care asigur rezistena i stabilitatea unei construcii sub aciunea ncrcrilor statice i dinamice, inclusiv cele seismice. Elementele structurale pot fi grupate n patru subsisteme: suprastructura (S); substructura (B); fundaiile (F); terenul de fundare (T) (fig. 2.1). 2.1.2. Suprastructura reprezint ansamblul elementelor de rezisten situate deasupra infrastructurii (I). 2.1.3. Infrastructura este alctuit din substructur i fundaii. La construciile care nu au substructur, infrastructura este alctuit din fundaii. 2.1.4. Substructura este zona poziionat ntre suprastructur i fundaii. n raport cu suprastructura, aceasta prezint diferene de alctuire i conformare, care conduc la capaciti de rigiditate i rezisten majorate. 2.1.5. Fundaiile reprezint ansamblul elementelor structurale care transmit ncrcrile la terenul de fundare. 2.1.6. Terenul de fundare constituie suportul construciei i reprezint volumul de roc sau de pmnt care resimte influena construciei respective sau n care pot avea loc fenomene care s influeneze construcia. 2.2. Cerine privind proiectarea fundaiilor 2.2.1. Fundaiile trebuie proiectate astfel nct s transmit la teren ncrcrile construciei, inclusiv cele din aciuni seismice, asigurnd ndeplinirea condiiilor privind verificarea terenului de fundare la stri limit.

8

a

SF

cT

S

F

b

0.00

Td

0.00

T

S

B

F

e

TTTTTT T T

S

FB

S

BF

Fig. 2.1 Componentele sistemului structural Suprastructura (S); Substructura (B); Fundaiile (F); Terenul de fundare (T); nfrastructura ()

2.2.2. Fundaiile ca elemente structurale se vor proiecta astfel nct s fie ndeplinite condiiile de verificare la strile limit ultime i ale exploatrii normale. 2.3. Cerine privind proiectarea substructurilor 2.3.1. Substructura are rolul de a prelua ncrcrile provenite de la suprastructur i de a le transmite fundaiilor. 2.3.2. Substructura este alctuit, de regul, din elemente structurale verticale (perei, stlpi) i elemente orizontale sau nclinate (plci, grinzi etc.). 2.3.3. Proiectarea substructurii trebuie s in cont de conlucrarea cu fundaiile i suprastructura. 2.3.4. La proiectarea substructurilor se vor lua n considerare ncrcrile proprii, ncrcrile transmise de suprastructur i de teren conform prevederilor de la cap. 5. 2.3.5. Eforturile din aciuni seismice transmise substructurii se vor asocia mecanismului de plastificare al suprastructurii (fig. 2.2). Aceast condiie nu este obligatorie n zonele seismice de calcul E i F definite n reglementarea tehnic de referin NP100-92. 2.3.6. La proiectarea elementelor structurale ale substructurii vor fi ndeplinite condiiile de verificare la strile limit ultime i ale exploatrii normale. Infrastructura se va proiecta astfel nct s fie solicitat, de regul, n domeniul elastic de comportare. Se admite proiectarea mecanismului de plastificare a structurii la aciuni seismice severe cu dezvoltarea de articulaii plastice i n substructur. In aceste situaii se vor lua msuri care s asigure o comportare ductil a substructurii i accesul pentru intervenii post seismice.

9

Fig. 2.2 Sisteme structurale cu mecanisme de plastificare n suprastructur 3. Alegerea tipului de fundaie 3.1. Factori de care depinde alegerea tipului de fundaie 3.1.1. Sistemul structural al construciei - tipul de suprastructur (n cadre, cu perei etc.); - dimensiuni (deschideri, travei, nlimi suprateran i subteran); - alctuirea substructurii; - materiale (beton, metal, zidrie etc.); - eforturile transmise fundaiilor n gruprile fundamentale i speciale de ncrcri; - mecanismul de disipare a energiei induse de aciunea seismic (poziia zonelor potenial plastice, eforturile transmise fundaiilor etc.); - sensibilitatea la tasri a sistemului structural. 3.1.2. Condiiile de teren - natura i stratificaia terenului de fundare, caracteristicile fizico-mecanice ale straturilor de pmnt sau de roc i evoluia acestora n timp; - condiiile de stabilitate general a terenului (terenuri n pant cu structuri geologice susceptibile de alunecri de teren etc.); - condiiile hidrogeologice (nivelul i variaia sezonier a apelor subterane, agresivitatea apelor subterane, circulaia apei prin pmnt etc.); - condiiile hidrologice (nivelul apelor de suprafa, posibiliti de producere a inundaiilor, a fenomenului de afuiere etc.). 3.1.3. Condiiile de exploatare ale construciei - eforturile transmise la fundaii (din sarcini statice i dinamice vibraii produse de utilaje etc.); - posibilitatea pierderilor de ap sau substane chimice din instalaiile sanitare sau industriale; - nclzirea terenului n cazul construciilor cu degajri mari de cldur (cuptoare, furnale etc.); - degajri de gaze agresive care polueaz apele meteorice i accentueaz agresivitatea chimic a apelor subterane; - influena deformaiilor terenului de fundare asupra exploatrii normale a construciei; - limitarea tasrilor n funcie de cerinele tehnologice specifice. 3.1.4. Condiiile de execuie ale infrastructurii - adncimea spturii pentru realizarea fundaiilor construciei i modul de asigurare a stabilitii spturii;

T

S F

Articulaii plastice

T

S B F

Perete Stlp Grind

10

- existena unor construcii n vecintate care pot fi afectate de lucrrile de execuie a infrastructurii (instabilitatea taluzului, afuierea terenului la realizarea epuismentelor etc.); - sistemul de epuismente; - prezena reelelor de ap-canal, de gaze, de energie electric etc. 3.2. Criterii pentru alegerea adncimii minime de fundare 3.2.1. Adncimea de fundare este distana msurat de la nivelul terenului (natural sau sistematizat) pn la talpa fundaiei. 3.2.2. Adncimea minim de fundare se stabilete n funcie de: - adncimea de nghe; - nivelul apei subterane; - natura terenului de fundare; - nlimea minim constructiv a fundaiei; - condiiile tehnologice. 3.2.3. Adncimea de nghe are valorile indicate n reglementarea tehnic de referin STAS 6054/77. 3.2.4. Adncimea minim de fundare se stabilete conform tabelului 3.1 n funcie de natura terenului de fundare, adncimea de nghe i nivelul apei subterane.

Tabelul 3.1Adncimea minim de fundare

(cm)

Terenul de fundare

H adncimea de

nghe

(cm)

H adncimea apei

subterane fa de cota terenului

natural (m)

Terenuri supuse aciunii

ngheului

Terenuri ferite de nghe*)

Roci stncoase oricare oricare 3040 20 H2.00 H 40 Pietriuri curate,

nisipuri mari i mijlocii curate

oricare H

11

4. Materiale utilizate la fundaii 4.1. Fundaiile se alctuiesc n mod obinuit din: - beton armat; - beton simplu; - zidrie de piatr. 4.2. Caracteristicile betoanelor utilizate la executarea fundaiilor se stabilesc de proiectant n funcie de destinaie, solicitri, condiiile mediului de fundare i influena acestora asupra durabilitii betonului din fundaii; acestea sunt definite n reglementarea tehnic de referin NE 012-99. 4.3. Clasele minime de beton se stabilesc astfel: a) Beton simplu C4/5 pentru umpluturi, egalizri i bloc (la fundaiile tip bloc i cuzinet). b) Beton armat C8/10 pentru fundaii izolate sau continue, fundaii monolite tip pahar, cuzinei, radiere i reele de grinzi neexpuse la aciuni agresive, cu procente optime de armare; C12/15 pentru fundaii prefabricate tip pahar, fundaii supuse la solicitri importante i fundaii supuse la aciuni dinamice. n condiii de agresivitate caracteristicile betoanelor se stabilesc ca n reglementarea tehnic de referin NE 012-99 respectiv C215-88. 4.4. Tipul de ciment ce se utilizeaz la prepararea betonului pentru fundaii se stabilete n funcie de influena condiiilor mediului de fundare ca n reglementarea tehnic de referin NE 012-99. 4.5. Oelul beton trebuie s ndeplineasc condiiile definite n reglementarea tehnic de referin STAS 438/1-89 respectiv STAS 438/2-91. Pentru armtura rezultat din criterii constructive se utilizeaz, de regul, oel OB37 iar pentru armtura de rezisten rezultat din calcul se utilizeaz oel OB37, PC sau plase sudate din STNB. 4.6. Pentru fundaiile din zidrie de piatr se aplic prevederile definite n reglementarea tehnic de referin STAS 2917-79. Mortarul ntrebuinat este din var i ciment de marc minim M10 indicat n reglementarea tehnic de referin STAS 1030-85. 4.7. Pentru fundaiile continue ale construciilor cu cel mult un nivel amplasate n mediul rural se pot aplica i soluii constructive bazate pe folosirea materialelor locale. Fundaiile se pot realiza din zidrie de piatr sau beton ciclopian. 5. Solicitri transmise infrastructurilor 5.1. Prevederi generale 5.1.1. Solicitrile transmise infrastructurilor se determin considernd eforturile transmise de suprastructur, ncrcrile aplicate direct infrastructurii (ncrcri din greutatea proprie, din ncrcri de exploatare, fore seismice etc.), presiuni sau mpingeri ale pmntului, presiunea apei etc. Orice aciune semnificativ pentru proiectarea elementelor infrastructurii sau pentru verificarea terenului de fundare se va considera n categoria de solicitri transmise infrastructurii.

12

5.1.2. Solicitrile transmise infrastructurilor se determin n gruprile fundamentale de ncrcri i n gruprile speciale de ncrcri. Stabilirea solicitrile transmise infrastructurilor n gruprile speciale de ncrcri este, de regul, condiionat de dimensionarea complet a suprastructurii. 5.1.3. Solicitrile transmise infrastructurilor se determin cu valori corespunztoare proiectrii elementelor de beton ale infrastructuturii i cu valori corespunztoare verificrii terenului de fundare. 5.1.4. Structurile considerate n calcul n stadiul de comportare liniar (elastic) se recomand s fie schematizate ca ansamblul constituit din suprastructur, infrastructur i teren de fundare. 5.1.5. n gruparea special de ncrcri la aciuni seismice, cnd, de regul, se accept plastificarea suprastructurii i dezvoltarea unui mecanism de disipare a energiei induse de cutremur, solicitrile transmise infrastructurilor se determin corespunztor forelor generalizate (N, M, Q etc.) dezvoltate n seciunea de la baza suprastructurii (fig 5.1).

Fig. 5.1 Solicitrile transmise infrastructurii de suprastructur. 5.2. Solicitri transmise infrastructurilor n gruprile fundamentale de ncrcri 5.2.1. La verificarea rezistenei infrastructurii i a terenului de fundare vor considera valorile de calcul ale eforturilor transmise de suprastructur. 5.2.2. Valorile solicitrilor transmise infrastructurii se definesc n concordan cu reglementarea tehnic de referin STAS 10101/0-75 i coeficienii ncrcrilor se definesc n concordan cu reglementarea tehnic de referin STAS 10101/0A-77. 5.3. Solicitri transmise infrastructurilor n gruprile speciale de ncrcri 5.3.1. Prevederile de la pct. 5.3. sunt aplicabile gruprilor speciale de ncrcri n care se consider aciunile seismice aplicate construciei. Calculul va considera orice direcie de aciune seismic semnificativ pentru proiectarea infrastructurii. De regul, se vor considera 8 direcii n plan orizontal, corespunztoare direciilor principale i direciilor oblice (la 45 i 135) ale construciei. 5.3.2. Solicitrile transmise infrastructurilor proiectate corespunztor unei comportri elastice de ctre suprastructura plastificat sunt asociate mecanismului de disipare a energiei induse de aciunile seismice.

13

Valorile forelor generalizate transmise infrastructurii sunt determinate prin majorarea forelor capabile dezvoltate de mecanismul de plastificare a suprastructurii cu coeficientul kF:

kF = 1.35 (5.1)Forele generalizate capabile se determin considernd rezistenele de calcul ale materialelor. Dac forele generalizate capabile se determin considernd rezistenele medii ale materialelor valoarea coeficientului kF este:

kF = 1.00 (5.2) 5.3.3. Dac mecanismul de plastificare care asigur disiparea energiei induse de cutremur implic dezvoltarea de deformaii inelastice i n elementele substructurii, pentru calcul se consider urmtoarele valori ale solicitrilor transmise de suprastructur: - pentru calculul elementelor infrastructurii se consider valorile solicitrilor capabile din gruprile speciale de ncrcri; - pentru verificarea terenului de fundare se consider valorile solicitrilor capabile din gruprile speciale de ncrcri majorate cu coeficientul kF dat de (5.1). 5.3.4. Solicitrile transmise infrastructurilor de ctre suprastructurile care rspund elastic la aciunile seismice se consider cu valorile date la pct. 5.3.3. 5.3.5. Efectul componentei verticale a aciunii seismice se va lua n considerare la proiectarea sistemelor de fundare n concordan cu reglementarea tehnic de referin P100-92; n cazul fundaiilor sensibile la for tietoare/strpungere (radiere tip dal groas etc.) valorile coefientului seismic de calcul pe direcie vertical sunt 2ks. 5.3.6. n gruprile speciale de ncrcri care cuprind i aciunea seismic se consider aciunea de lung durat a ncrcrilor aplicate direct elementelor infrastructurii precum i forele seismice de calcul stabilite pe baza unui coeficient seismic cu valoarea minim:

cs = 1.5ks (5.3) 6. Stabilirea dimensiunilor bazei fundaiei 6.1. Condiii generale 6.1.1. Dimensiunile bazei fundaiei se stabilesc pe baza calculului terenului de fundare definit n reglementarea tehnic de referin STAS 3300/1-85 respectiv STAS 3300/2-85. 6.1.2. Dimensiunile bazei fundaiei se aleg astfel nct presiunile la contactul ntre fundaie i teren s aib valori acceptabile, pentru a se mpiedica apariia unor stri limit care s perecliteze sigurana construciei i/sau exploatarea normal a construciei. Strile limit ale terenului de fundare pot fi de natura unei stri limit ultime (SLU), a crei depire conduce la pierderea ireversibil, n parte sau n totalitate, a capacitii funcionale a construciei sau de natura unei stri limit a exploatrii normale (SLEN), a crei depire conduce la ntreruperea exploatrii normale a construciei. 6.1.3. Avnd ca referin reglementarea tehnic STAS 3300/1-85, strile limit ale terenului de fundare sunt: - starea limit de deformaii (SLD), care poate fi de natura unei stri limit ultime (SLD.U), dac deformaiile terenului conduc la deplasri i deformaii ale construciei incompatibile cu structura de rezisten sau de natura unei stri limit a exploatrii normale (SLD.EN), dac deformaiile terenului mpiedic exploatarea normal a construciei;

14

- starea limit de capacitate portant (SLCP) corespunde unei extinderi a zonelor n care se ndeplinete condiia de rupere (efortul tangenial efectiv este egal cu rezistena la forfecare a materialului) astfel nct are loc pierderea stabilitii terenului i a construciei, n parte sau n totalitate; starea limit de capacitate portant a terenului de fundare este ntotdeauna de natura unei stri limite ultime. 6.1.4. n funcie de particularitile construciei i ale terenului de fundare, presiunile acceptabile pe terenul de fundare se pot stabili, n cazul fundrii directe, n trei moduri: - ca presiuni convenionale, pconv; - ca presiuni care s asigure ndeplinirea condiiilor calcului la starea limit de deformaii (SLD.U i SLD.EN); - ca presiuni care s asigure ndeplinirea condiiilor calcului la starea limit de capacitate portant (SLCP). 6.1.5. Din punctul de vedere al construciei, calculul terenului de fundare se difereniaz n funcie de urmtorii factori: a) Clasa de importan - construcii speciale, CS (din clasele de importan I i II); - construcii obinuite, CO (din clasele de importan III, IV, V). b) Sensibilitatea la tasri - construcii sensibile la tasri difereniale (CSEN); - construcii nesensibile la tasri difereniale. c) Existena restriciilor de deformaii n exploatare - construcii cu restricii (CRE); - construcii fr restricii. 6.1.6. Din punctul de vedere al terenului de fundare, calculul terenului de fundare se difereniaz n funcie de apartenena terenului la una din urmtoarele categorii: a) terenuri bune (TB) b) terenuri dificile n tabelul 6.1 sunt date, avnd ca referin reglementarea tehnic STAS 3300/2-85, situaiile in care terenul de fundare aparine categoriei TB. 6.1.7. Condiiile de efectuare a calculului terenului de fundare alctuit din pmnturi, n vederea stabilirii unor dimensiuni ale bazei fundaiei care s conduc la presiuni acceptabile pe teren, sunt sintetizate n tabelul 6.2. Dup cum rezult din tabelul 6.2, calculul terenului de fundare pe baz de presiuni convenionale impune ndeplinirea simultan a patru condiii. n schimb, o singur condiie este suficient pentru a face obligatoriu calculul la starea limit de deformaie (la SLD.U sau SLD.EN) sau calculul la starea limit de capacitate portant (SLCP). 6.1.8. n cazul fundrii pe roc, folosirea presiunilor convenionale ca presiuni acceptabile este admis n toate cazurile, cu excepia construciilor speciale cnd se impune calculul la starea limit de capacitate portant (SLCP). 6.2. Calculul terenului de fundare pe baza presiunilor convenionale 6.2.1. Presiunile convenionale sunt presiuni acceptabile stabilite pe cale empiric, innd seama de experiena de construcie din ar. n anexa A sunt reproduse, avnd ca referin reglementarea tehnic STAS 3300/2-85, tabelele cuprinznd aa-numitele valori de baz ale presiunilor convenionale, p conv, corespunztoare unor

15

fundaii convenionale avnd limea tlpii B = 1,0 m i adncimea de fundare Df = 2.0 m, precum i regulile de stabilire a coreciilor de lime CB i de adncime CD . Caracterul empiric al presiunilor convenionale este evideniat de faptul c valorile de baz din tabele se obin n funcie de caracteristici ale naturii pmnturilor (granulozitate, plasticitate) i ale strii pmnturilor (starea de ndesare, starea de consisten, gradul de saturaie, indicele porilor), fr a se face uz de cunoaterea proprietilor mecanice (compresibilitatea i rezistena Tabelul 6.1Nr. crt. Terenuri bune (TB)

1 Blocuri, bolovniuri sau pietriuri coninnd mai puin de 40% nisip i mai puin de 30% argil, n condiiile unei stratificaii practic uniforme i orizontale (avnd nclinarea mai mic de 10%)

2 Pmnturi nisipoase, inclusiv nisipuri prfoase, ndesate sau de ndesare medie, n condiiile unei stratificaii practic uniforme i orizontale

3 Pmnturi coezive cu plasticitate redus: nisipuri argiloase, prafuri nisipoase i prafuri, avnd e 0,7 i I 0,5c , n condiiile unei stratificaii practic uniforme i orizontale

4 Pmnturi coezive cu plasticitate medie: nisipuri argiloase, prafuri nisipoase-argiloase, avnd e 1 i I 0,5c , n condiiile unei stratificaii practic uniforme i orizontale

5 Pmnturi coezive cu plasticitate mare: argile nisipoase, argile prfoase i argile, avnd e 1,1 i I 0,5c , n condiiile unei stratificaii practic uniforme i orizontale

6 Roci stncoase i semistncoase n condiiile unei stratificaii practic uniforme i orizontale 7 Orice combinaie ntre stratificaiile precizate la nr. crt. 1...6 8 Umpluturi de provenien cunoscut realizate organizat, coninnd materii organice sub 5% Not: Pmnturile coezive saturate de consisten ridicat (Ic > 0,5) pot fi considerate terenuri bune n accepia tabelului 6.1. Totui, n situaia n care ncrcarea transmis de fundaia direct asupra acestor pmnturi se realizeaz rapid, fr posibilitatea drenrii apei din porii pmntului, devine necesar o verificare a terenului la starea limit de capacitate portant (SLCP).

Tabelul 6.2Terenul Construcia Modul de

calcul (stabilirea presiunii

acceptabile)

Bun (TB) Dificil

Pmnt coeziv saturat ncrcat rapid

Importana Sensibilitatea la tasri difereniale

Restricii de deformaii n

exploatare

Obinuit(CO)

Special(CS) Nesensibil

Sensibil (CSEN)

Fr restricii

Cu restricii(CRE)

pconv x x x x SLD.U x SLD.U x SLD.U x SLD.EN x SLCP x SLCP x 6.2.2. Condiiile care trebuie respectate n cazul calculului terenului de fundare pe baza presiunilor convenionale se difereniaz n funcie de tipul ncrcrii i de gruparea de ncrcare (gruparea fundamental GF, gruparea special GS) i sunt sintetizate n tabelul 6.3.

16

6.2.3. Pentru stabilirea dimensiunilor n plan ale fundaiei este necesar, dup caz, ndeplinirea tuturor condiiilor specificate n tabelul 6.3. Prin aceasta se consider implicit ndeplinite condiiile calcului terenului de fundare la starea limit de deformaie i la starea limit de capacitate portant, ca stri limit ultime. Tabelul 6.3 Tipul ncrcrii

Gruparea de ncrcare

Centric

Cu excentricitate dup o singur direcie

Cu excentricitate dup dou direcii

GF pef pconv pef max 1.2 pconv pef max 1.4 pconv GS pef 1.2 pconv pef max 1.4 pconv pef max 1.6 pconv

6.2.4. Dimensiunile n plan ale fundaiilor se stabilesc astfel ca rezultanta ncrcrilor provenite din aciuni din grupri fundamentale s fie aplicat n cadrul smburelui central. 6.2.5. Pentru situaiile n care n gruparea fundamental intervin solicitri orizontale importante, nepermanente, se admite ca rezultanta ncrcrilor s se aplice n afara smburelui central cu condiia ca seciunea activ a tlpii fundaiei s nu fie mai mic de 80% din aria total a acesteia. n cazul construciilor de tipul castele de ap, turnuri etc. nu se admite desprinderea fundaiei de pe teren n gruprile fundamentale de ncrcri. 6.2.6. Excentricitile maxime admise pentru rezultantele ncrcrilor din grupri speciale trebuie s fie limitate astfel nct seciunea activ a suprafeei tlpii fundaiei s se extind cel puin pn n dreptul centrului de greutate al acesteia. 6.2.7. Modul de calcul al lui pef pentru excentricitate pe dou direcii este prezentat n anexa F. 6.3. Calculul terenului de fundare la starea limit de deformaii 6.3.1. Prin calculul terenului de fundare la starea limit de deformaii se cere ndeplinirea a dou seturi de condiii, sintetizate n tabelele 6.4 i 6.5.

Tabelul 6.4Tipul strii limit de deformaie Condiia de ndeplinit

SLD.U s s SLD.EN t t

Condiiile specificate n tabelul 6.4 au semnificaia: - s : deplasri sau deformaii posibile ale construciei datorate tasrilor terenului de fundare, calculate cu ncrcri din gruparea fundamental pentru SLU; - t : aceeai semnificaie ca i s calculate cu ncrcri din gruparea fundamental pentru SLEN;

17

- s :deplasri sau deformaii de referin admise pentru structur, stabilite de proiectantul structurii; In lipsa unor valori stabilite de proiectant pot fi luate n considerare, orientativ, valorile specificate n anexa A pentru construcii neadaptate n mod special n vederea prelurii tasrilor neuniforme - t : deplasri sau deformaii admise din punct de vedere tehnologic, specificate de proiectantul tehnolog.

Tabelul 6.5

Tipul ncrcrii

Centric

Cu excentricitate dup o singur direcie

Cu excentricitate dup dou direcii

Condiia de ndeplinit pef ppl pef max 1.2 ppl pef max 1.4 ppl

n condiiile definite n tabelul 6.5, ppl (presiunea plastic) reprezint presiunea corespunztoare unei extinderi limitate pe o adncime egal cu B/4, B fiind limea fundaiei, a zonei plastice n terenul de fundare. Prin zon plastic se nelege zona pe conturul i n interiorul creia se ndeplinete condiia de rupere n pmnt. 6.3.2. Presiunea plastic ppl este o presiune acceptabil. Condiiile din tabelul 6.5, a cror ndeplinire precede efectuarea calculului deformaiilor probabile ale terenului de fundare, reprezint condiii de valabilitate a calculului de deformaii, n care terenul este asimilat cu un mediu liniar-deformabil iar utilizarea relaiilor din Teoria Elasticitii este admis. 6.3.3. n anexa A sunt sintetizate prevederile din reglementarea tehnic de referin STAS 3300/2-85 referitoare la calculul terenului de fundare la starea limit de deformaii. 6.4. Calculul terenului de fundare la starea limit de capacitate portant 6.4.1. Prin calculul terenului de fundare la starea limit de capacitate portant, n cazul fundrii directe, se cere respectarea condiiei generale Q mR , cu cele trei forme particulare date n tabelul 6.6.

18

Tabelul 6.6

Tipul lucrrii

Fundaie de suprafa

Fundaie solicitat transversal

TN

Fundaie pe taluz sau n apropiere de taluz

Cazul de calcul SLCP.1 SLCP.2 SLCP.3

Condiia Q mR N 0.9LBpcr N8.0T Mr 0.8Ms

unde: Q reprezint ncrcarea de calcul asupra terenului de fundare, provenit din aciunile din gruprile speciale; R reprezint valoarea de calcul a rezistenei terenului de fundare; m reprezint coeficientul condiiilor de lucru. 6.4.2. n anexa A sunt sintetizate prevederile din reglementarea tehnic de referin STAS 3300/2-85 referitoare la calculul terenului de fundare la starea limit de capacitate portant. 7. Proiectarea fundaiilor izolate Prevederile prezentului capitol se aplic la proiectarea fundaiilor izolate ale stlpilor de beton armat i de metal. Fundaiile izolate pot fi utilizate i n cazul unor elemente structurale continue, dac structura este proiectat considernd rezemrile concentrate. Tipurile de fundaii izolate care fac obiectul prezentului normativ sunt: a) Fundaiile pentru stlpi de beton armat monolit: - fundaii tip talp de beton armat (fundaii elastice); - fundaii tip bloc i cuzinet (fundaii rigide). b) Fundaiile pentru stlpi de beton armat prefabricat: - fundaii tip pahar; - alte tipuri de fundaii adaptate sistemului de mbinare dintre stlpul prefabricat i fundaie. c) Fundaiile pentru stlpi metalici: - fundaii tip bloc i cuzinet; - fundaii tip talp de beton armat. Proiectarea fundaiilor izolate de beton armat se face avnd ca referin prevederile definite n reglementarea tehnic STAS 10107/0-90. Dimensiunile n plan ale fundaiilor izolate se stabilesc conform prevederilor de la capitolul 6. La alctuirea fundaiilor izolate se va ine seama de urmtoarele reguli cu caracter general:

a) sub fundaiile de beton armat monolit se prevede un strat de beton de egalizare de 50100 mm grosime, stabilit funcie de condiiile de teren, execuie i suprafaa fundaiei;

b) sub fundaiile de beton armat prefabricat se prevede un pat de nisip de 70150 mm grosime; c) fundaiile se poziioneaz, de regul, centrat n axul stlpului;

19

d) pentru stlpii de calcan, de rost sau situaii n care exist n vecintate alte elemente de construcii sau instalaii se pot utiliza fundaii excentrice n raport cu axul stlpului; n acest caz momentul transmis tlpii fundaiei se poate reduce prin prevederea de grinzi de echilibrare. 7.1. Fundaii pentru stlpi de beton armat monolit 7.1.1. Fundaii tip talp de beton armat Fundaiile tip talp de beton armat pot fi de form prismatic (fig. 7.1.a) sau form de obelisc (fig. 7.1.b). Betonul utilizat la realizarea fundaiilor tip talp armat va fi de clas minim C8/10. 7.1.1.1. nlimea fundaiei (H) se stabilete funcie de urmtoarele condiii:

a) asigurarea rigiditii fundaiei de beton armat; dac se respect valorile minime ale raportului dintre nlimea fundaiei i dimensiunea cea mai mare n plan (H/L) date n tabelul 7.1 (ultima coloan) este admis ipoteza distribuiei liniare a presiunilor pe teren; b) verificarea fundaiei la for tietoare; dac se respect valorile minime ale raportului dintre nlimea fundaiei i dimensiunea cea mai mare n plan (H/L) date n tabelul 7.1, seciunea de beton poate prelua fora tietoare nefiind necesare armturi transversale;

Fig. 7.1 Fundaii tip talp de beton armat

c) verificarea fundaiei la ncovoiere; de regul verificarea seciunii de beton armat la starea limit de rezisten la ncovoiere nu implic modificarea nlimii seciunii de beton stabilit conform punctelor a i b; d) valoarea minim a nlimii fundaiei este Hmin = 300 mm. nlimea la marginea fundaiei tip obelisc (H) rezult n funcie de urmtoarele condiii: a) nlimea minim necesar pentru ancorarea armturilor de pe talpa fundaiei (15max); b) panta feelor nclinate ale fundaiei nu va fi mai mare de 1/3; c) valoarea minim este Hmin = 250 mm. 7.1.1.2. Armtura fundaiei (fig. 7.2) este compus din:

a) armtura de pe talp, realizat ca o reea din bare dispuse paralel cu laturile fundaiei Armtura rezult din verificarea la moment ncovoietor n seciunile de la faa stlpului. n calculul momentelor ncovoietoare din fundaie se consider presiunile pe teren determinate de solicitrile transmise de stlp. Se vor considera situaiile de ncrcare (presiuni pe teren) care conduc la solicitrile maxime n fundaie.

20

Procentul minim de armare pe fiecare direcie este 0.10 % pentru armturi OB37 i 0.075 % pentru armturi PC52. Diametrul minim al armturilor este de 10 mm. Distana maxim ntre armturi este de 250 mm; distana minim este de 100 mm. Armtura se distribuie uniform pe limea fundaiei i se prevede la capete cu ciocuri cu lungimea minim de 15. b) armtura de la partea superioar, realizat din 34 bare dispuse n dreptul stlpului sau ca o reea dezvoltat pe toat suprafaa fundaiei Fundaiile tip obelisc care nu au desprindere de pe terenul de fundare au armtur constructiv la partea superioar, unde se dispun pe fiecare direcie principal minimum 3 bare de armtur OB37, cu diametrul de minim 12 mm.

La fundaiile care lucreaz cu arie activ, armtura de la partea superioar rezult din calculul la ncovoiere. Dimensionarea armturii se face n seciunile de consol cele mai solicitate, considernd momentele ncovoietoare negative rezultate din aciunea ncrcrilor din greutatea fundaiei, a umpluturii peste fundaie i a sarcinilor aplicate pe teren sau prin repartizarea momentului ncovoietor transmis de stlp. n aceast situaie de solicitare armtura se realizeaz ca o reea de bare dispuse paralel cu laturile fundaiei. Diametrul minim al armturilor este de 10 mm. Distana maxim ntre armturi este de 250 mm; distana minim este de 100 mm. Armtura se distribuie uniform pe limea fundaiei i se prevede la capete cu ciocuri cu lungimea minim de 15. c) armtura transversal pentru preluarea forelor tietoare se realizeaz ca armtur nclinat dispus n dreptul stlpului Fora tietoare n seciunea de calcul se determin considernd o fisur nclinat cu 45 i presiunile dezvoltate pe teren de forele transmise de stlp. Dac fundaia lucreaz cu arie activ, la calculul forei tietoare se vor considera presiunile efective pe teren. d) armturi pentru stlp (musti) Armturile verticale din fundaie, pentru conectarea cu stlpul de beton armat, rezult n urma dimensionrii/verificrii stlpului. Armturile din fundaie (mustile) se alctuiesc astfel nct n prima seciune potenial plastic a stlpului, aflat deasupra fundaiei, barele de armtur s fie continue (fr nndiri). Etrierii din fundaie au rol de poziionare a armturilor verticale pentru stlp; se dispun la distane de maximum 250 mm i cel puin n 3 seciuni. Armtura trebuie prelungit n fundaie pe o lungime cel puin egal cu lancorare + 250 mm, unde lancorare se determin avnd ca referin reglementarea tehnic STAS 10107/0-90.

Fig. 7.2 Armarea fundaiilor tip talp de beton armat

21

Tabelul 7.1 H/L minim pentru care nu este necesar verificarea la for tietoare a fundaiei

Presiunea efectiv maxim

pe teren (kPa) Beton C8/10 Beton C12/15*

H/L minim pentru care nu se verific

rigiditatea fundaiei

100 0.22 0.20 0.25 150 0.25 0.23 0.26 200 0.27 0.26 0.27 250 0.29 0.27 0.28 300 0.30 0.29 0.29 400 0.32 0.30 0.33 600 0.39 0.35 0.35

*) pentru betoane de clas superioar se utilizeaz valorile date n tabelul 7.1. pentru clasa C12/15. 7.1.1.3. Calculul momentelor ncovoietoare n fundaie Pentru calculul momentelor ncovoietoare n fundaie se consider seciunile de ncastrare de la faa stlpului i presiunile pe teren pe suprafaa delimitat de laturile tlpii i planul de ncastrare considerat (fig.7.3). Calculul simplificat al momentelor ncovoietoare n talpa fundaiei se face cu relaiile 7.1 i 7.2:

( )

+=3l

pp2l

pBM2x

01

2x

ox (7.1)

2l

pLM2y

medy = ; p med = ( p1 + p2 ) / 2 (7.2)

Fig. 7.3 n cazul fundaiilor la care se respect condiiile privind raportul minim H/L din tabelul 7.1 stabilit n funcie de condiia de rigiditate a tlpii i pentru care aria activ este de minimum 80%, armtura calculat funcie de momentele ncovoietoare (Mx i My) se distribuie uniform pe talpa fundaiei. Dac aria activ este mai mic de 80%, n relaia 7.2 se nlocuiete pmed cu valoarea p1. Dac fundaia este solicitat cu momente ncovoietoare pe dou direcii (solicitare oblic), p1, avnd semnificaia de presiune maxim pe teren, se determin cu relaiile indicate n Anexa F.

22

7.1.2. Fundaii tip bloc i cuzinet Fundaiile tip bloc de beton i cuzinet sunt alctuite dintr-un bloc de beton simplu pe care reazem un cuzinet de beton armat n care se ncastreaz stlpul (fig. 7.4). 7.1.2.1. Blocul de beton simplu se realizeaz respectnd urmtoarele condiii: a) nlimea treptei este de minimum 400 mm la blocul de beton cu o treapt; b) blocul de beton poate avea cel mult 3 trepte a cror nlime minim este de 300 mm;

nlimea treptei inferioare este de minimum 400 mm; c) clasa betonului este minim C4/5; dac n bloc sunt prevzute armturi pentru ancorarea

cuzinetului clasa betonului este cel puin C8/10; d) nlimea blocului de beton se stabilete astfel nct tg s respecte valorile minime din

tabelul 7.2; aceast condiie va fi realizat i n cazul blocului realizat n trepte (fig. 7.4); e) rosturile orizontale de turnare a betonului se vor trata astfel nct s se asigure condiii pentru

realizarea unui coeficient de frecare supraunitar ntre cele dou suprafee.

Fig. 7.4 Fundaii cu bloc de beton simplu i cuzinet de beton armat

. Tabelul 7.2Valori minime tg

funcie de clasa betonului

Presiunea efectiv pe teren (kPa)

C4/5 C8/10 sau mai mare200 1.15 1.05 250 1.30 1.15 300 1.40 1.30 350 1.50 1.40 400 1.60 1.50 600 2.00 1.85

7.1.2.2. Cuzinetul de beton armat se proiecteaz respectnd urmtoarele: a) cuzinetul se realizeaz cu form prismatic; b) dimensiunile n plan (lc i bc) vor respecta urmtoarele condiii: - s fie mai mari dect dimensiunile care asigur limitarea presiunilor pe planul de contact cu blocul la valori mai mici dect rezistena de calcul la compresiune a betonului; - se recomand urmtoarele intervale pentru raportul lc/L respectiv bc/B: bloc de beton cu o treapt: lc/L = 0.50 0.65

23

bloc de beton cu mai multe treapte: lc/L = 0.40 0.50 c) nlimea cuzinetului (hc) va respecta urmtoalele valori minime: - hc 300mm; - hc/lc 0.25; - tg 0.65 (fig. 7.4); dac tg 1.00 nu este necesar verificarea cuzinetului la for tietoare; - valori minime impuse de condiia de ancorare a armturilor pentru stlp, cu lungimea lancorare + 250 mm, unde lancorare este definit n reglementarea tehnic de referin STAS 10107/0-90; d) clasa betonului este minim C8/10; clasa betonului rezult i din condiia de rezisten la compresiune local a betonului din cuzinet n seciunea de ncastrare a stlpului (de regul, Rc_cuzinet 0.7Rc stlp); e) rostul de turnare dintre bloc i cuzinet se trateaz astfel nct s se realizeze continuitatea betonului sau, cel puin, condiiile care asigur un coeficient de frecare 1.0 (definit n reglementarea tehnic de referin STAS 10107/0-90). 7.1.2.3. Calculul momentelor ncovoietoare pozitive n cuzinet se face considernd ncastrarea consolelor n seciunile de la faa stlpului (fig. 7.5).

Fig. 7.5

Presiunile pe suprafaa de contact dintre cuzinet i bloc, funcie de care se determin eforturile secionale n cuzinet, sunt determinate de solicitrile din stlp (nu se ine cont de greutatea cuzinetului). Presiunile pe suprafaa de contact dintre cuzinet i blocul de beton, dac nu apar desprinderi sau aria activ este cel puin 70%, se determin cu relaiile (7.3):

06

2)(

2,1 = ccxC

cc

Ccc bl

Mbl

Np sau 2)(

2,1

6

cc

yC

cc

Ccc bl

Mbl

Np = (7.3)dac: pc2

24

Mx= MC(x) i, respectiv, My= MC(y) (7.7) 7.1.2.4. Armarea cuzinetului va respecta urmtoarele condiii: a) Armtura de la partea inferioar: -se realizeaz ca o reea de bare dispuse paralel cu laturile cuzinetului; aria de armtur rezult din verificarea la moment ncovoietor n seciunile de la faa stlpului (fig. 7.5); - procentul minim de armare pe fiecare direcie este 0.10% pentru armturi OB37 i 0.075% pentru armturi PC52; - diametrul minim al armturilor este de 10 mm; - distana maxim ntre armturi va fi de 250 mm; distana minim este 100 mm. -armtura se distribuie uniform pe limea cuzinetului i se prevede la capete cu ciocuri cu lungimea minim de 15. b) Armtura de la partea superioar : - se dispune dac cuzinetul are desprinderi de pe blocul fundaiei ; - se realizeaz ca o reea de bare dispuse paralel cu laturile cuzinetului i ancorate n blocul de beton simplu, dup modelul din fig. 7.4.b; - aria de armtur pe fiecare direcie rezult din: verificarea la compresiune excentric a seciunii de beton armat pe suprafaa de contact dintre cuzinet i bloc; n verificare se va considera rezistena de calcul a betonului (Rc*) cu valoarea:

2cc

cuzinet.cap*c lb

M2R

+=

(7.8)

unde: bc este limea tlpii cuzinetului (fig. 7.5); dac zona comprimat pe talpa cuzinetului este mai mare de 70% din aria tlpii, pentru dimensionarea armturilor de ancorare n bloc se poate considera i o schem de calcul bazat de preluarea de armtur a rezultantei volumului de eforturi unitare de ntindere de pe suprafaa de contact, obinut dintr-o distribuie liniar a presiunilor; verificarea la moment ncovoietor negativ a cuzinetului ncrcat cu forele dezvoltate n armturile de ancorare; - diametrul minim al armturilor este de 10 mm; - distana ntre armturi va fi de minim 100 mm i maxim 250 mm. c) Armturile pentru stlp (musti):

- armturile verticale din cuzinet, pentru conectarea cu stlpul de beton armat, rezult n urma dimensionrii/verificrii stlpului; - armturile din cuzinet se alctuiesc astfel nct n prima seciune potenial plastic a stlpului, aflat deasupra fundaiei, barele de armtur s fie fr nndiri; - etrierii din cuzinet au rol de poziionare a armturiilor verticale pentru stlp i se dispun n cel puin n 2 seciuni; - armturile trebuie prelungite n fundaie pe o lungime cel puin egal cu lungimea de ancorare majorat cu 250 mm; - armturile nclinate se dispun pentru preluarea forei tietoare n consolele cuzinetului dac tg < 1 (fig. 7.4) i se dimensioneaz avnd ca referin reglementarea tehnic STAS 10107/0-90.

7.2. Fundaii pentru stlpi de beton armat prefabricai Fundaiile izolate pentru stlpi de beton armat prefabricat pot fi realizate ca fundaii tip pahar (fig. 7.6).

25

Fig. 7.6 Fundaie tip pahar pentru stlp prefabricat 7.2.1. Dimensiunile seciunilor de beton 7.2.1.1. nlimea paharului HP nlimea paharului HP se stabilete respectnd urmtoarele cerine: - asigurarea lungimii de ancoraj (lancoraj) a armturilor longitudinale din stlp: HP lancoraj + 250mm; HP se poate reduce dac armtura este ntoars la baza stlpului; - lancoraj se determin avnd ca referin reglementarea tehnic STAS 10107/0-90, considernd condiii normale de solicitare; - condiiile de aderen sunt stabilite funcie de modul de realizare a stlpului prefabricat; - limitarea efectului forei tietoare pe lungimea de stlp introdus n pahar:

tSS

cap,STP Rbl3

MH (7.9)

unde: MST.cap - momentul capabil al stlpului n seciunea de la faa paharului; lS, bS - dimensiunile seciunii transversale a stlpului; Rt - rezistena de calcul la ntindere a betonului din stlp. Condiii constructive generale: HP 1.2ls n cazul stlpilor cu seciune dreptunghiular cu dimensiunile ls i bs, ls bs; HP 500 mm n cazul stlpilor la construcii etajate; HP HS/11 la fundaiile stlpilor de hale cu poduri rulante i ai estacadelor; HS este nlimea liber a stlpului de la faa superioar a fundaiei pn la rigla acoperiului. 7.2.1.2. Grosimea Hf Grosimea fundului paharului (Hf) rezult n urma verificrii la strpungere; n calcul se va considera situaia cea mai defavorabil de solicitare la strpungere, din faza de montaj sau exploatare a construciei. n faza de montaj, cu paharul nemonolitizat, verificarea la strpungere este dat de condiia (7.10): ( )( )

avtffSfS

montaj,ST NRHU75,0BLHbHlBL

N +++

(7.10)

unde: N ST.montaj este fora axial maxim n stlp n faza de montaj a structurii prefabricate; U = 2lS+2bS+4Hf este perimetrul seciunii de forfecare; Rt rezistena de calcul la ntindere a betonului din fundaia pahar; Nav = avAav; av = 100 N/mm2 i Aav = aria de armtur vertical dispus pe faa interioar a paharului, ancorat corespunztor pe fiecare parte a planulului de cedare la strpungere;

H

la bp

lS

Hp

Hf Ht

la bp

Beton de monolitizare

2030 mm

L

Beton de egalizare 50100 mm

l1

L la bp l1 bp l1

bp

B

b1

bp b1

lb

lS

bS 100 mm

26

n faza final, for axial maxim NST,max (valoare de calcul) trebuie s respecte relaiile (7.11 i7.12): ( )( )

cap1avtffSfS

max,ST NNRHU75,0BLHbHlBLN ++

++ (7.11)

N1cap = AS mbt Rt (7.12)unde: N1cap - este fora axial transmis la pahar prin betonul de monolitizare (Fig. 7.7); AS - aria lateral a stlpului pe nlimea paharului: AS = (2lS+2bS)Hp; Rt - rezistena de calcul la ntindere a betonului de monolitizare; mbt - coeficientul condiiilor de lucru, cu valoarea mbt = 0,30 n cazul construciilor fr poduri rulante sau cu poduri rulante cu regim uor de lucru; mbt = 0 n cazul halelor cu poduri rulante cu regim mediu sau greu de lucru sau al construciilor solicitate dinamic din ncrcrile curente de exploatare.

Fig. 7.7 Transmiterea forei axiale din stlpul prefabricat la fundaia pahar 7.2.1.3. Verificarea paharului (bP) Verificarea pereilor paharului n plan orizontal Eforturile transmise pereilor paharului de solicitrile din stlp (M i Q) sunt reprezentate n figura 7.8. Momentul ncovoietor (M1) transmis paharului prin presiuni pe peretele frontal se determin cu relatia (7.13):

STSTST1 M4,03aNM8.0M

= (7.13)

Rezultanta presiunilor (P) pe peretele frontal este: P = 1.25M1/HP+QST (7.14)

Fig. 7.8 Solicitri n pereii paharului

27

Momentele ncovoietoare rezultate n plan orizontal aplicate prii superioare a peretelui frontal: Mr = 0.045Plb (7.15)

Mc = 0.020Plb (7.16)

Fora de ntindere n pereii longitudinali (NP) rezult: NP = P/2 (7.17)

Seciunea de beton i de armtur n pereii paharului trebuie s repecte urmtoarele: a) Peretele frontal se verific la aciunea momentelor ncovoietoare Mr i Mc stabilite cu relaia (7.15), respectiv (7.16). Armtura rezultat se dispune n treimea superioar a peretelui i se prelungete cu lungimea de ancorare msurat de la jumttea grosimii peretelui lungitudinal al paharului (fig. 7.10). b)Verificarea peretelui frontal la for tietoare implic limitarea eforturilor principale n peretele paharului, condiie care impune:

tPp RH

P5.1b (7.18)c) Pereii longitudinali se verific la ntindere centric cu fora NP. Armtura rezultat se dispune simetric pe feele peretelui, distribuit n treimea superioar a paharului (fig. 7.10). d) Verificarea pereilor longitudinali la for tietoare consider seciunea activ cu dimensiunile bpa0 sau bpb0 (fig. 7.9), n funcie de direcia aciunii n stlp i fora tietoare de calcul cu valoarea NP. Dac: NP 0.5bpa0Rt (NP 0.5bpb0Rt) (7.19)

armtura pentru preluarea forei tietoare nu este necesar i se dispune pe considerente de armare minim. n situaiile n care condiia 7.18 nu este respectat se dimensioneaz armtura pentru preluarea forei tietoare cu relaia (7.19) sau se dimensioneaz ca etrieri; armtura se distribuie n pereii longitudinali pe direcia corespunztoare dimensiunii mai mici a pereilor longitudinali (fig. 7.9).

a) Cazul: a0 HP b) Cazul: b0 < HP Fig. 7.9 Direcia armturii pentru preluarea forei tietoare n pereii longitudinali ai paharului

Dac armtura se dispune pe direcie vertical n peretele paharului (a0 HP), aria total necesar (Aav) ntr-un perete rezult:

ao

PPav Ra

HN6.0A = (7.20)

Dac: bo < HP, armtura se dimensioneaz ca etrieri, conf. STAS 10107/0-90. e) Verificarea n seciunea orizontal de la baza paharului consider seciunea chesonat cu dimensiunile exterioare a0b0 i grosimea pereilor bp. Seciunea se verific la compresiune excentric cu valori ale eforturile de calcul N i M, determinate astfel:

28

Fora axial N = N1.cap (valoare calculat cu relaia (7.12)). Momentul ncovoietor : M = MST+QSTHP (7.21)

f) Armtura rezultat din calculul paharului la compresiune excentric se dispune pe direcie vertical, uniform distribuit pe laturile seciunii. g) Grosimea minim a pereilor paharului (bP) este de - 200 mm n cazul paharelor din beton armat monolit; - 150 mm la paharele din beton armat prefabricat. h) Armtura dispus n pereii paharului trebuie s respecte i urmtoarele cerine minimale: - procentul minim de armtur orizontal este 0.10% pentru armturi OB37 i 0.075% pentru armturi PC52; - procentul minim de armtur vertical este 0.10% pentru armturi OB37 i 0.075% pentru armturi PC52. 7.2.2. Monolitizarea paharului Dimensiunile golului paharului se aleg mai mari dect ale seciunii stlpului pe fiecare direcie i sens cu 5075 mm la baza paharului i cu 85120 mm la partea superioar a paharului. mbinarea dintre stlp i fundaie se realizeaz prin betonarea spaiului din pahar. Betonul de clas minim C16/20 va avea dimensiunea maxim a agregatelor de 16 mm. Suprafeele stlpului i paharului se cur i se umezesc nainte de montare n pahar i monolitizare. Dac ntr-un pahar se monteaz mai muli stlpi (n dreptul unui rost), distana ntre acetia va fi cel puin 50 mm pentru a se asigura betonarea complet a spaiului dintre stlpi i a paharului. 7.2.3. Armarea paharului Schema de armare recomandat a paharului este dat n figura 7.10a. Varianta de armare din figura 7.10b corespunde situaiilor n care nu rezult armtur pentru preluarea forei tietoare n pereii longitudinali i din verificarea seciunii de la baza paharului (la compresiune excentric) nu rezult necesar o armtur vertical. Armturile orizontale se ancoreaz sau, dup caz, se nndesc, ca bare ntinse (fig. 7.10c). Armturile verticale se ancoreaz n talpa fundaiei (fig. 7.10a i b). Armtura orizontal din pahar trebuie s respecte urmtoarele condiii: - diametrul minim 10 mm n treimea superioar a paharului i 8 mm n restul paharului; - cel puin 2x3 bare orizontale n treimea superioar a paharului; - distana maxim ntre armturi este 250 mm. Barele verticale din pahar au diametrul minim 8 mm i se dispun la cel mult 250 mm distan. 7.2.4. Verificarea tlpii fundaiei pahar Talpa fundaiei pahar se verific la moment ncovoietor i la for tietoare. Verificarea la moment ncovoietor i for tietoare se face n seciunile de la faa paharului i din axul stlpului prefabricat. Calculul momentelor ncovoietoare se face cu relaii de tipul (7.1) i (7.2), pe fiecare direcie principal a fundaiei. Se recomand ca nlimea Ht s fie stabilit astfel nct armtura calculat n seciunea din axul stlpului, cu nlimea Hf, s fie suficient pentru preluarea momentului ncovoietor din seciunea de la faa paharului. Se vor respecta i condiiile (fig. 7.6): Ht Hf +100mm Ht 0,6 l1 Procentul minim de armtur n talpa fundaiei este 0.10% pentru armturi tip OB37 i 0.075% pentru armturi tip PC52. Diametrul minim al armturilor este 10 mm. Distana maxim ntre armturi este 250 mm.

29

Armtura se distribuie uniform pe limea tlpii i se prevede la capete cu ciocuri avnd lungimea minim de 15. Verificarea la for tietoare este semnificativ n seciunile de la faa paharului. Dac nlimea seciunii (Ht) i lungimile consolelor (l1, b1 fig. 7.6) respect: l1Ht i b1Ht (7.22)

for tietoare este preluat de beton. Dac condiiile (7.22) nu sunt realizate se dimensioneaz armtura transversal din bare nclinate.

Fig. 7.10 Armarea paharului

7.3. Fundaii pentru stlpi metalici 7.3.1. Fundaiile izolate ale stlpilor metalici se realizeaz ca fundaie cu bloc i cuzinet (fig. 7.11). Se pot utiliza i modele de fundaii tip talp armat, de form prismatic, dac nlimea acestora asigur lungimea de nglobare necesar pentru uruburile de ancorare ale stlpului i este adecvat adncimii de fundare.

Fig. 7.11

30

7.3.2. Stlpul metalic se realizeaz cu o plac de baz prevzut cu rigidizri care asigur transmiterea presiunilor la fundaie i a forelor la uruburile de ancorare. Seciunea n plan a plcii de baz rezult din condiiile privind limitarea presiunii maxime pe suprafaa de contact cu betonul la urmtoarele valori: - rezistena la compresiune a betonului din cuzinet; - rezistena la compresiune a mortarului de poz. Presiunea pe placa de baz se determin considernd solicitrile capabile ale stlpului (Ncap i Mcap) i fora de pretensionare a uruburilor. 7.3.3. Dimensiunile i poziia uruburilor de ancoraj definite n reglementarea tehnic de referin STAS 10108/90 , se stabilesc n funcie de momentul ncovoietor capabil al stlpului. Lungimea minim a uruburilor de ancoraj prelungit n fundaie este determinat astfel: - valoarea maxim a dimensiunilor plcii de baz (La sau Lb(fig. 7.11)) majorat cu lungimea de ancoraj a urubului (30) dac suprafaa lateral a acestuia este nervurat; - valoarea maxim La sau Lb, (fig. 7.11) majorat cu lungimea de ancoraj a urubului (15) dac suprafaa lateral a acestuia nu este nervurat dar la captul urubului este prevzut o plac metalic rigid i rezistent pentru ancorare; aria minim a plcii (AP) rezult din verificarea presiunilor transmise betonului pentru ancorarea urubului (7.22)conform relaiei 7.23:

c

SP R4.0

NA = (7.23)

unde: NS este fora de ntindere din urub 7.3.4. Seciunea de beton 7.3.4.1. Betonul din cuzinet este de clas minim C8/10. Betonul din bloc este de clas minim C8/10 dac armturile cuzinetului sunt ancorate n blocul fundaiei; dac n bloc nu sunt dispuse armturi de rezisten, clasa minim este C4/5. 7.3.4.2. Blocul de beton se realizeaz respectnd urmtoarele condiii: - nlimea blocului de beton se stabilete astfel ca valoarea tg s respecte limitele minime din tabelul 7.2; aceast condiie se impune i n cazul blocului realizat n trepte; - nlimea treptei este de minimum 400 mm la blocul de beton cu o treapt; - blocul de beton poate avea cel mult 3 trepte a cror nlime minim este de 300 mm; - turnarea blocului de beton se va realiza astfel nct s fie asigurat continuitatea betonului. 7.3.4.3. Cuzinetul de beton armat se proiecteaz respectnd urmtoarele condiii: - cuzinetul se realizeaz cu form prismatic; - dimensiunile n plan ale cuzinetul (lc i bc) vor fi mai mari cel puin cu 300 mm dect dimensiunile plcii de baz a stlpului (La, Lb (fig. 7.11)). - dimensiunile n plan ale cuzinetului se stabilesc i n funcie de condiia de limitare a presiunilor pe planul de contact cu blocul la valori mai mici dect rezistena de calcul la compresiune a betonului; - se recomand ca raportul bc/B (lc/L) s se situeze n intervalul 0.500.65; - nlimea cuzinetului hc va respecta urmtoalele limite minime: hc 300mm; hc se stabilete astfel nct tg s respecte valorile minime din tabelul 7.2 pentru betonul de clas C8/10; - rostul de turnare dintre bloc i cuzinet se trateaz astfel nct s se realizeze continuitatea betonului sau, cel puin, condiiile care asigur un coeficient de frecare 1.0 (avnd ca referin reglementarea tehnic STAS 10107/0-90).

31

7.3.5. Armarea fundaiei se realizeaz dup modelul din fig. 7.11. Se vor respecta urmtoarele condiii: a) armtura vertical din cuzinet rezult din verificarea la compresiune excentric a seciunii de rost dintre bloc i cuzinet; eforturile de calcul din seciune au valori asociate momentului de dimensionare a uruburilor de ancoraj ale stlpului; b) armtura de la partea superioar a cuzinetului, dispus la cel mult 100 mm sub placa de baz a stlpului, se realizeaz ca o reea de bare dispuse paralel cu laturile cuzinetului, prelungite pe vertical n cuzinet i bloc; - diametrul minim al armturilor este de 10 mm; - distana dintre armturi va fi cuprins ntre minim 70 mm i maxim 200 mm; c) armtura vertical de pe fiecare latur a cuzinetului se prelungete n bloc cu o lungime care asigur ca distanele l1, l2, i l3, din figura 7.12 s fie cel puin egale cu lungimea de ancorare (definit n reglementarea tehnic de referin STAS 10107/0-90); d) armturile orizontale minime, dispuse pe perimetrul cuzinetului sunt: - 1/4 din armtura vertical din cuzinet; - 8/200 mm.

Fig. 7.12 Armarea fundaiei cu bloc i cuzinet pentru stlpi metalici 8. Proiectarea fundaiilor continue de beton armat sub stlpi 8.1. Domeniul de aplicare Prevederile prezentului capitol se aplic la proiectarea fundaiilor continue ale stlpilor de beton armat monolit. Prin adaptarea sistemelor de fixare ale stlpilor (pahar, uruburi de ancorare), fundaiile continue pot fi utilizate i pentru stlpii de beton armat prefabricat sau la structurile cu stlpi metalici. Soluia de fundaii continue sub stlpi poate fi impus, n general, n cazul urmtoarelor condiii: a) fundaii independente care nu pot fi extinse suficient n plan (construcii cu travei sau deschideri mici care determin suprapunerea fundaiilor independente, stlpi lng un rost de tasare sau la limita proprietii etc. (fig. 8.1)); b) fundaii izolate care nu pot fi centrate sub stlpi (fig. 8.2) etc;

32

Fig. 8.1 Fig. 8.2

c) alctuirea general a construciei n care stlpii structurii n cadre au legturi (la nivelul subsolului) cu pereii de beton armat rezemai pe teren prin fundaii continue (fig. 8.3); d) terenuri de fundare susceptibile de deformaii difereniale importante i unde nu se poate realiza o cretere a rigiditii n plan a ansamblului structural.

Fig. 8.3

8.2. Alctuirea fundaiilor 8.2.1. Seciunea de beton La proiectarea fundaiilor continue sub stlpi (cazurile a i b, pct. 8.1) avnd alctuirea de grind se recomand respectarea urmtoarelor condiii: - fundaiile continue se dispun pe o direcie sau pe dou direcii; - deschiderile marginale ale fundaiilor continue pe o direcie se prelungesc n consol pe lungimi cuprinse ntre 0.200.25L0; - limea grinzii, B, se determin pe baza condiiilor descrise n capitolul 6. Se recomand majorarea valorii limii obinute prin calcul cu cca. 20%; aceast majorare este necesar pentru c, datorit interaciunii dintre grinda static nedeterminat i terenul de fundare, diagrama presiunilor de contact are o distribuie neliniar, cu concentrri de eforturi n zonele de rigiditate mai mare, de obicei sub stlpi; - nlimea seciunii grinzii de fundaie, Hc (fig. 8.4a) se alege cu valori cuprinse ntre 1/31/6 din distana maxim (L0) dintre doi stlpi succesivi; nlimea tlpii, Ht, se determin n funcie de valorile indicate n tabelul 7.1 pentru raportul Ht/B;

- n cazul grinzilor cu vute (fig. 8.4b), lungimea vutei, 0v L41

61L

= , iar nlimea vutei,

Hv, rezult din condiiile:

33

31

LH

tgv

v =

5.12.1H

HH v =+ (8.1)

- condiii constructive: Ht 300 mm H 200 mm (pentru grinzile cu vute) b = bs+50100 mm. - clasa betonului i tipul de ciment se stabilesc funcie de nivelul de solicitare a fundaiei i condiiile de expunere a elementelor de beton armat. Clasa minim de beton este C12/15.

Fig. 8.4 8.2.2. Armarea fundaiilor Armtura de rezisten din grinda de fundare rezult din verificarea seciunilor caracteristice la moment ncovoietor, for tietoare i, dac este cazul, moment de torsiune. Eforturile secionale n lungul grinzii de fundare (M, T, Mt) se determin conform pct. 8.3. Dac structura rezemat pe grinda de fundare este rigid (de exemplu cadre cu zidrie de umplutur etc.) se pot utiliza metode aproximative de calcul; n cazul structurilor flexibile (cadre) se recomand aplicarea metodelor exacte. Prin calibrarea eforturilor capabile se urmrete evitarea dezvoltrii deformaiilor plastice n grinzile de fundare continue n cazul aciunilor seismice. Armtura longitudinal dispus la partea inferioar a grinzii se poate distribui pe toat limea tlpii. Se recomand dispunerea de armturi drepte i nclinate. Procentul minim de armare n toate seciunile (sus i jos) este de 0.2%. Diametrul minim al armturilor longitudinale este 14 mm. Pe feele laterale ale grinzii se dispun armturi minim 10/300 mm OB37. Etrierii rezult din verificarea la for tietoare i moment de torsiune. Procentul minim de armarea transversal este de 0.1%. Diametrul minim al etrierilor este 8 mm. Dac limea grinzii (b) este 400 mm sau mai mult se dispun etrieri dubli (cu 4 ramuri). Armtura de rezisten a tlpii fundaiei n seciune transversal rezult din verificarea consolelor la moment ncovoietor. Dac se respect condiiile privind seciunea de beton date la pct. 8.2.1. nu este necesar verificarea consolelor la for tietoare.

34

Armtura minim trebuie s corespund unui procent de 0.1% dar nu mai puin dect bare de 8 mm diametru la distane de 250 mm. Longitudinal grinzii, n console se dispune armtura de repartiie (procent minim 0.1% i 1/5 din armtura transversal a consolei). Dac grinda de fundare este solicitat la momente de torsiune consolele se armeaz pe direcie transversal cu etrieri iar longitudinal se dispune armtur dimensionat corespunztor strii de solicitare. Armturile pentru stlpi (musti) rezult din dimensionarea cadrelor de beton armat. Mustile pentru stlpi se prevd cu etrieri care asigur poziia acestora n timpul turnrii betronului. Nu se admite nndirea armturilor londitudinale ale stlpilor n seciunile potenial plastice de la baza construciei. 8.3. Calculul grinzilor continue 8.3.1. Calculul cu metode simplificate Metodele simplificate sunt cele n care conlucrarea ntre fundaie i teren nu este luat n considerare iar diagrama de presiuni pe talp se admite a fi cunoscut. 8.3.1.1. Metoda grinzii continue cu reazeme fixe Fundaia se asimileaz cu o grind continu avnd reazeme fixe n dreptul stlpilor (fig. 8.5). Se accept ipoteza distribuiei liniare a presiunilor pe talp, rezultat din aplicarea relaiei:

WM

ANp minmax, = (8.2)

unde:

= n1

iNN (8.3)

+= n1

n

1iii MdNM (8.4)

unde: Ni - fora axial n stlpul i; Mi - moment ncovoietor n stlpul i; di distana de la centrul de greutate al tlpii la axul stlpului i.

Fig. 8.5 Metoda grinzii continue cu reazeme fixe Pentru o lime B constant a grinzii, ncrcarea pe unitatea de lungime este:

22,1 LM6

LNp = (8.5)

Fundaia se trateaz ca o grind continu cu reazeme fixe, acionat de jos n sus cu ncrcarea variabil liniar ntre p1 i p2 i rezemat pe stlpi. Prin calcul static se determin reaciunile Ri n reazeme adic n stlpi.

35

Dac:

2.0N

NR

i

ii

36

Fig. 8.8 n figura 8.9a se consider o fundaie foarte flexibil supus la o ncrcare uniform distribuit i aezat pe un mediu Winkler. i n acest caz, n realitate, deformaia terenului se extinde i n afara fundaiei, fapt care nu este evideniat de modelul Winkler (fig. 8.9b).

a b

Fig. 8.9 n ciuda acestor limitri, avantajele care decurg din simplitatea modelului i a soluiilor matematice prevaleaz astfel nct metodele bazate pe modelul Winkler sunt utilizate pe larg n proiectare. O problem esenial este alegerea coeficientului de pat, ks, de utilizat n calcul. 8.3.2.1.1. Stabilirea valorii coeficientului de pat ks Coeficientul de pat ks nu este o caracteristic intrinsec a terenului de fundare ca de pild modulul de deformaie liniara Es. Coeficientul de pat ks reprezint un parametru al metodelor de calcul bazate pe modelul Winkler. Acest fapt este pus n eviden printr-o ncercare cu placa pe teren (fig. 8.10).

Fig. 8.10 Pentru un punct de coordonate (p,z) aparinnd diagramei de ncrcare tasare, n zona de comportare cvasi-liniar, coeficientul de pat se obine:

zpk s = (8.8)

Pentru un acelai teren, diagrama de ncrcare tasare depinde de dimensiunile i rigiditatea plcii. Trecerea de la coeficientul de pat ks obinut printr-o ncercare cu placa de latur Bp la coeficientul de pat ks de utilizat n cazul unei fundaii de latur B, impune introducerea unui coeficient de corelare :

'kk ss = (8.9)

37

Terzaghi a recomandat urmtoarele expresii pentru : - pentru pmnturi coezive :

BBp= (8.10)

- pentru pmnturi necoezive : 2

2)3.0(

+=

BBp (8.11)

n relaia (8.11) B se exprim n metri. Relaiile (8.10) i (8.11) sunt valabile numai n cazul ncercrii cu placa de form ptrat avnd latura de 0.30 m. n lipsa unor date obinute prin ncercri pe teren cu placa, pentru valorile ks corespunztoare unei plci cu latura de 0.30 m se pot utiliza valorile date n tabelele 8.1 i 8.2.

Tabelul 8.1

Pmnturi necoezive Pmnt afnat Pmnt

de ndesare medie Pmnt ndesat

ID 00.33 0.340.66 0.671.00 ks (kN/m3) 1400025000 2500072000 72000130000

Tabelul 8.2

Pmnturi coezive Pmnt plastic curgtor Pmnt

plastic moale Pmnt

plastic consistent Pmnt

plastic vrtos IC 00.25 0.250.50 0.500.75 0.751.00

ks (kN/m3) - 700034000 3400063000 63000100000

Estimarea valorii coeficientului de pat ks n funcie de: modulul de deformaie liniara Es i de coeficientul lui Poisson s ale pmntului:

( )2ssms 1E

kk = (8.12)unde: km este un coeficient funcie de raportul dintre lungimea i limea suprafeei de contact a fundaiei (conform tabelului 8.3.); Es este modulul de deformaie liniar a terenului; s este coeficientul de deformaie transversal a terenului;

ba= unde a este semilimea iar b semilungimea suprafeei de contact a fundaiei.

Tabelul 8.3.

ba= km b

a= km 1.00 0.5283 6.00 0.2584 1.25 0.4740 7.00 0.2465 1.50 0.4357 8.00 0.2370 1.75 0.4070 9.00 0.2292 2.00 0.3845 10.00 0.2226 2.25 0.3663 20.00 0.1868 2.50 0.3512 30.00 0.1705 2.75 0.3385 40.00 0.1606 3.00 0.3275 50.00 0.1537 3.50 0.3093 60.00 0.1481 4.00 0.2953 70.00 0.1442 4.50 0.2836 80.00 0.1407 5.00 0.2739 90.00 0.1378

100.00 0.1353

38

modulul de deformaie edometric M:

M2Bks = (8.13) 8.3.2.1.2. Metode de calcul bazate pe modelul Winkler n anexa B sunt prezentate metode pentru calculul grinzii de fundaie n cazul utilizrii modelului Winkler. 8.3.2.2. Metode care asimileaz terenul cu un semispaiu elastic (modelul Boussinesq) Mediul Boussinesq este un semispaiu elastic caracterizat prin modulul de deformaie liniar Es i coeficientul lui Poisson s. 8.3.2.2.1. Stabilirea caracteristicilor Es i s pentru solicitri statice a) Metode de obinere a modulului de deformaie liniar Es - prin ncercri pe teren cu placa, definite n reglementarea tehnic de referin STAS 8942/3-80; - n funcie de modulul edometric M, definit n reglementarea tehnic de referin STAS 8942/1-89; - n funcie de datele din ncercarea de penetrare static cu con, definite n reglementarea tehnic de referin C 159/89; -n funcie de datele din ncercarea de penetrare dinamic standard, definite n reglementarea tehnic de referin STAS 1242/5-88. b) Determinarea modulului de deformaie liniar, Es med, n cazul terenului stratificat

( )2_01_ 1 medsnetmeds s KKBpmE = [kPa] (8.14) unde: m- coeficient de corecie prin care se ine seama de adncimea zonei active z0 (Anexa A); pnet- presiunea net pe talpa fundaiei, (Anexa A) , n kilopascali; B- limea tlpii fundaiei dreptunghiulare sau diametrul fundaiei circulare, n metri; K1, K0- coeficieni adimensionali indicai n Anexa A, stabilii pentru adncimile z=z0 i z=0, unde z se msoar de la nivelul tlpii fundaiei; s- tasarea absolut probabil a fundaiei, n metri; med_s - coeficientul mediu de deformaie transversal (Poisson) determinat ca medie ponderat n funcie de valorile si ale diferitelor straturi de pmnt din cuprinsul zonei active :

=i

isimed_s h

h; hi grosimea stratului i

c) Limitele de variaie ale coeficientului lui Poisson, s , sunt prezentate n tabelul 8.4.

Tabelul 8.4 Pmntul s Argil saturat 0.40.5 Argil nesaturat 0.10.3 Argil nisipoas 0.20.3 Praf 0.30.35 Nisip 0.30.4

39

8.3.2.2.2. Stabilirea caracteristicilor Es* i s* pentru solicitri dinamice Stabilirea caracteristicilor Es* i s* n condiii dinamice impune determinarea pe teren a vitezelor de propagare ale undelor primare (vp) i ale undelor secundare (vs) utiliznd metode indicate n reglementarea tehnic de referin C241-92. Coeficientul lui Poisson pentru condiii dinamice, s*, se calculeaz cu relaia:

2vv

2

2vv

2

s

p

2

s

p

*s

= (8.15)

Modulul de deformaie liniar n condiii dinamice, Es*, se calculeaz cu relaia: ( )( )*

**2*

1211

s

ssps vE

+= sau , simplificat: 2* ps vE = (8.16)

unde: reprezint densitatea pmntului.

8.3.2.2.3. Metode de calcul bazate pe modelul Boussinesq n anexa C sunt prezentate metode pentru calculul grinzii de fundare bazate pe modelul Boussinesq. 9. Proiectarea fundaiilor construciilor cu perei structurali de zidrie 9.1. Prevederi generale de alctuire Alctuirea fundaiilor se difereniaz funcie de urmtoarele condiii: a) condiiile geotehnice de pe amplasament; b) zona seismic de calcul a amplasamentului: seismicitate ridicat - zonele AD seismicitate redus - zonele EF c) regimul de naltime al construciei: foarte redus - cldiri parter (P) sau cldiri parter i etaj (P+1E) redus - cldiri cu puine niveluri (P+2EP+4E) d) cldire cu sau fr subsol. Fundatiile pereilor sunt de tip continuu; n anumite situatii pot fi avantajoase i fundaiile cu descarcri pe reazeme izolate. Fundaiile se pozitioneaz, de regul, centric i, numai n anumite situaii particulare, excentric fa de pereii pe care i suport. 9.2. Fundaii la cldiri amplasate pe teren bun de fundare n zone cu seismicitate redus 9.2.1. Fundaii la cldiri fr subsol Tipurile de fundaii cele mai frecvent utilizate sunt cele prezentate n figurile 9.19.8. Fundaiile bloc cu o treapt (fig. 9.1) se recomand atunci cnd limea fundaiei B depete limea b a peretelui cu cel mult 50150 mm de fiecare parte. Soluia indicata n fig. 9.2 se recomand n situaiile n care limea fundaiei B depete limea b a peretelui cu mai mult de 150 mm de fiecare parte. Fundaiile cu soclu i bloc avnd una sau dou trepte sunt prezentate n figurile 9.3 i 9.4.

40

Fig. 9.1 Fundaie bloc cu o treapt

Fig. 9.2 Fundaie bloc cu dou trepte

41

Fig. 9.3 Fundaie cu soclu i bloc

Fig. 9.4 Fundaie cu soclu i bloc cu dou trepte

42

La fundaiile pereilor exteriori se vor avea n vedere particularitile de alctuire i protecie exemplificate n figurile 9.59.8. Sub perei exteriori realizai din zidrie de blocuri BCA (fig. 9.7) sau perei avnd alctuire mixt, cu componenta termoizolatoare la exterior sensibil la umezeal (fig. 9.8), faa exterioar a soclului se retrage n raport cu faa exterioar a peretelui de deasupra cu cca 50 mm.

Fig. 9.5 Fundaie bloc sub perete exterior (pardoseala parterului la aceeai cot cu trotuarul)

B

b

perete structural exterior

placa suport apardoselii

strat de separarepietris

bloc de fundatie

dop de bitum

placa trotuar

tencuialahidrofuga

CF

umpluturacompactata

hidroizolatie

Fig. 9.6 Fundaie bloc sub perete exterior (pardoseala parterului deasupra cotei trotuarului)

43

Fig. 9.7 Fundaie cu soclu i bloc sub perete exterior cu alctuire simpl (monostrat)

B

b componentastructurala a peretelui

placa suport apardoselii

umpluturacompactata

pietris

soclu

bloc de fundatie

dop de bitum

placa trotuar

hidroizolatie

CF

termoizolatie termoizolatie

Bs

componenta termoizolantaa peretelui

Fig. 9.8 Fundaie cu soclu i bloc sub perete exteri