22
1 N=5 Incarcarile de calcul transmise la nivelul terenului: in gruparea fundamentala Pfc= 692.5 kN Mfc= 147 kNm in gruparea speciala Pfs= 623.25 kN Msc= 220.5 kNm Fundatie rigida Stratificatia terenului pe amplasament este data conform forajului nr. 2

Proiectarea unei fundatii izolate sub un stalp din beton armat

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Proiect fundatii

Citation preview

  • 1

    N=5

    Incarcarile de calcul transmise la nivelul terenului:

    in gruparea fundamentala

    Pfc= 692.5 kN

    Mfc= 147 kNm

    in gruparea speciala

    Pfs= 623.25 kN

    Msc= 220.5 kNm

    Fundatie rigida Stratificatia terenului pe amplasament este data conform forajului

    nr. 2

  • 2

    Parametrii geotehnici necesari pentru proiectarea fundatiei izolate de suprafata sunt: indicele de consistenta Ic, indicele porilor e,

    greutatea volumica a pamantului in stare naturala , modulul de deformatie edometrica M2-3, unghiul de frecare interioara , coeziunea- c.

    a. Determinarea valorilor normate

    1. Eliminarea valorilor excesive din sirul valorilor fiecarei caracteristici geotehnice, prin excluderea acelor valori individuale, Ai, ale

    caracteristicii geotehnice pentru care nu se indeplineste conditia:

    unde:

    valorea numarului i a caracteristicii geotehice A pentru stratul considerat;

    media aritmetica a valorilor individuale;

    n numarul valorilor individuale;

    estimatia deplasata a abaterii medii patratice, stabilita cu relatia:

    2. Valorile normate ale tuturor caracteristicilor geotehnice, mai putin a parametrilor rezistentei la forfecare, si c, se determina

    dupa indepartarea erorilor excesive ca medie aritmetica a valorilor din fisa de foraj:

    ,

    unde:

    An valoarea normata a caracteristicii;

    Ai - valoarea individuala;

    n - numarul de valori individuale rezultat dupa eliminarea valorilor eronate.

  • 3

    1) greutatea volumica n = 6

    i g gn-gi (gn-gi)

    gn = 18.38

    kN/m

    1 18 0.38 0.1469

    (g-gi) = 0.3083

    2 18.2 0.18 0.0336

    3 18.4 -0.02 0.0003

    4 18.5 -0.12 0.0136

    abaterea medie patratica s

    5 18.5 -0.12 0.0136

    s = 0.227

    6 18.7 -0.32 0.1003

    Total() 110.3 0.00 0.3083

    2) umiditatea

    n = 6

    i W Wn - Wi (Wn-Wi)

    Wn = 25.67

    %

    1 24 1.67 2.7778

    (Wn-Wi)= 9.8333

    2 25 0.67 0.4444

    3 25.5 0.17 0.0278

    4 25 0.67 0.4444

    abaterea medie patratica s

    5 26.5 -0.83 0.6944

    s = 1.280

    6 28 -2.33 5.4444

    Total() 154 0.00 9.8333

    3) WL

  • 4

    n = 6

    i WL WLn - WLi (WLn-WLi)

    WL n = 31.52

    %

    1 35 -3.48 12.1336

    (WLn-WLi)= 713.0483

    2 36 -4.48 20.1003

    3 7.2 24.32 591.3003

    4 37 -5.48 30.0669

    abaterea medie patratica s

    5 37.4 -5.88 34.6136

    s = 10.901

    6 36.5 -4.98 24.8336

    Total () 189.1 0.00 713.0483

    4) Wp

    n = 6

    i WP WPn - WPi (WPn-WPi)

    WP n = 18.5

    %

    1 17 1.50 2.2500

    (WPn-WPi)= 9.5000

    2 19 -0.50 0.2500

    3 18 0.50 0.2500

    4 17 1.50 2.2500

    abaterea medie patratica s

    5 20 -1.50 2.2500

    s = 1.258

    6 20 -1.50 2.2500

    Total () 111 0.00 9.5000

  • 5

    5) Ip n = 6

    i IP IPn - IPi (IPn-IPi)

    IP n = 17.95

    %

    1 18 -0.05 0.0025

    (IPn-IPi)= 10.6750

    2 17 0.95 0.9025

    3 19.2 -1.25 1.5625

    4 20 -2.05 4.2025

    abaterea medie patratica s

    5 17.5 0.45 0.2025

    s = 1.334

    6 16 1.95 3.8025

    Total () 107.7 0.00 10.6750

    6) Ic n = 6

    i IC ICn - ICi (ICn-ICi)

    IC n = 0.603

    1 0.61 -0.01 0.0000

    (ICn-ICi)= 0.0099

    2 0.65 -0.05 0.0022

    3 0.61 -0.01 0.0000

    4 0.6 0.00 0.0000

    abaterea medie patratica s

    5 0.63 -0.03 0.0007

    s = 0.041

    6 0.52 0.08 0.0069

    Total () 3.62 0.00 0.0099

  • 6

    7) n

    n = 6

    i n nn - ni (nn-ni)

    n n = 0.5583

    %

    1 0.56 0.00 0.0000

    (ICn-ICi)= 0.0003

    2 0.55 0.01 0.0001

    3 0.56 0.00 0.0000

    4 0.57 -0.01 0.0001

    abaterea medie patratica s

    5 0.55 0.01 0.0001

    s = 0.007

    6 0.56 0.00 0.0000

    Total () 3.35 0.00 0.0003

    8) e

    n = 6

    i e en - ei (en-ei)

    e n = 0.7883

    %

    1 0.78 0.01 0.0001

    (en-ei)= 0.0031

    2 0.81 -0.02 0.0005

    3 0.78 0.01 0.0001

    4 0.75 0.04 0.0015

    abaterea medie patratica s

    5 0.82 -0.03 0.0010

    s = 0.023

    6 0.79 0.00 0.0000

    Total () 4.73 0.00 0.0031

  • 7

    9) Sr n = 6

    i Sr Sr n - Sr i (Sr n-Sr i)

    Sr n = 0.8783

    %

    1 0.83 0.05 0.0023

    (Sr n-Sr i) = 0.0119

    2 0.83 0.05 0.0023

    3 0.88 0.00 0.0000

    4 0.9 -0.02 0.0005

    abaterea medie patratica s

    5 0.87 0.01 0.0001

    s = 0.045

    6 0.96 -0.08 0.0067

    Total () 5.27 0.00 0.0119

    10) M 200-300

    n = 6

    i M 200-300 M n - M i (M n-M i)

    M 200-300 n= 7750

    kPa

    1 7000 750.00 562500.0000

    (M n-M i) = 2955000.00

    2 7000 750.00 562500.0000

    3 7500 250.00 62500.0000

    4 7800 -50.00 2500.0000

    abaterea medie patratica s

    5 8200 -450.00 202500.0000

    s = 701.783

    6 9000 -1250.00 1562500.0000

    Total () 46500 0.00 2955000.0000

  • 8

    1. Stabilirea adancimii de fundare:

    D>= Hinghet + 30 cm = 1.00 m+30 cm= 1.3 m

    D>=CTBF + 30 cm = 1.2 m + 30 cm = 1.5 m => D = 1.7 m

    Fundatie rigida => D>= 1.6 m

    2. Stabilirea dimensiunilor bazei fundatiei izolate

    Dimensiunile in plan (lungimea, L si latimea, B) ale talpii fundatiei se predimensioneaza pe baza conditiei ca presiunea

    efectiva dezvoltata sub talpa fundatiei sa nu depaseasca presiunea conventionala corespunzatoare stratului de fundare. Se considera

    urmatoarele incarcari de calcul transmise la nivelul terenului de catre structura:

    Forta verticala : Pf = in gruparea fundamentala

    Ps = in gruparea speciala

    Moment : Mf = in gruparea fundamentala

    Ms = in gruparea speciala

    11) n = 6

    i tg

    1 16 0.29

    tg = 1.68

    2 15 0.27

    3 17 0.31

    tg n = 0.281

    4 15 0.27 SLS

    5 15 0.27

    tg n = 0.225

    6 16 0.29

    SLU

    Total () 94 1.68

    12) c n = 6

    i c

    1 21

    c i= 115.00

    2 26

    3 18

    c n = 19.17

    4 18

    5 16

    SLS

    6 16

    Total () 115

    c n = 15.34

    SLU

  • 9

    Conditiile de determinare ale B si L :

    p ef med pconv

    p ef max 1.2 *pconv

    p ef min 0

    unde:

    p ef med = presiunea efectiva medie

    p ef max = presiunea efectiva maxima

    p ef min = presiunea efectiva minima

    Intre laturile L si B se va considera raportul L/B = 1.1...1.5 in functie de marimea excentricitatii fortei vertical; valorile mai mari sunt

    necesare in cazul transmiterii unor momente importante.

    2.1. Stabilirea presiunii conventionale de calcul

    Presiunea conventionala de calcul este stabilita in functie de porozitate, plasticitate si consistenta in cazul pamanturilor coezive.

    p conv (kPa)

    indicele porilor consistenta

    e Ic

    0.5 0.603333333 1

    0.7 275 280.1666667 300

    0.788333333 259.60

    1 200 210.3333333 250

  • 10

    ec = 0.7883

    Icc = 0.6033

    Se face interpolare si rezulta p conv = 259.60 kPa

    Valoarea presiunii conventionale va fi corectata astfel :

    Df < 2 m : CD = (Df-2)*pconv/4 [kPa ]

    CD = (1.7-2)*259.60/4 = -19.47 kPa

    Valoarea corectata a presiunii conventionale : p conv Df= 259.60 19.47 = 240.13 kPa

    Pef =

    N = Pfc + Gf + p;

    Gf+p = med * Df * L * B

    med = 20 kN/m3

    = 1.3 = > L = 1.3*B

    A= B*L

    Pef, med=

    = Pconv

    1.3*B*B=

    => B= 1.61 m => Beff=1.7 m => Leff = 2.3 m

  • 11

    B < 5 : CB = k1*(B-1)*p conv

    k1 = 0.05

    CB = 0.05*(1.7-1)*259.60 = 9.086 kPa

    valoarea corectata a presiunii conventionale : p conv = 259.60 + 9.086 = 268.686 kPa

    Se verifica conditiile pentru valoarea finala corectata a presiunii conventionale :

    Se verifica conditiile pentru valoarea finala corectata a presiunii conventionale :

    1) p ef med pconv

    p ef med =

    + med * Df = 211.11 kPa < p conv =268.686 kPa

    2) p ef max 1.2 *pconv

    p ef max =

    + med * Df +

    = 309.188 kPa < 1.2* p conv = 322.4232 kPa

    W =

    = 1.4988 m3

    3) p ef min 0

    P ef min =

    + med * Df -

    = 113.031 kPa > 0

  • 12

    2.2. Stabilirea dimensiunilor pe verticala a fundatiei izolate

    Cuzinetul are o forma prismatica cu dimensiunile in plan lc si respective bc si cu inaltimea hc.

    = 0.400.50 pentru blocul simplu cu 2-3 trepte

    = 0.45 pentru B = 1.7 m rezulta bc = 0.765 m

    valoarea se rotunjeste bc = 0.8 m

    Dimensiunile cuzinetului : lc= 1.0 m

    bc = 0.8 m

    Dimensiunile stalpului :

    =

    se alege ls = 60 cm

    rezulta bs = 40 cm

    Inaltimea cuzinetului trebuie sa satisfaca simultan urmatoarele conditii :

    hc 30 cm

    tg b =

    > 1

    rezulta hc = 30 cm

    Inaltimea totala, H, a blocului de beton se determina din conditia :

    tg tg unde :

  • 13

    tg =

    tg se determina din tabelul :

    Presiune maxima Valorile minime ale tg pentru Bc 5

    pe teren , kPa

    p max = 300 1.4

    p max = 309.188 1.418

    p max = 350 1.5

    H= 0.92 m, rezulta, rotunjit, H = 1.0m .

    In final se alege un bloc de beton cu 2 trepte, inaltimea fiecarei trepte fiind :

    H1= H2= 0.5 m

    Inaltimea totala a fundatiei va fi Htotal = H +hc = 1.0 + 0.3 = 1.3 m.

  • 14

    In jurul bazei stalpului se asigura o portiune orizontala de 5-10 cm pentru a permite corectarea unor eventuale erori de trasaj si a asigura o buna

    rezemare pentru cofrajele stalpului.

    La baza fundatiei se dispune un beton de egalizare cu grosimea de 5-10 cm .

    = f( pmax, Bc 10) = 0.25...0.35

    Presiune maxima H/L minim

    pe teren , kPa

    p max = 300 0.22

    p max = 309.188 0.221

    p max = 400 0.23

    min = 0.25 => H = 0.25 * 2.3 = 0.575 m => H= 0.6 m

    H =

    =

    = 0.2 0.3 m

    H > 20 cm

    Se alege H = 25 cm

  • 15

    Calculul terenului la SLD consta in respectarea conditiei :

    ef adm

    ef = deplasarea datorata tasarii terenului de fundare

    adm = deplasarea admisa pentru structura

    Pentru efectuarea calcului deformatiilor probabile ale terenului de fundare trebuie indeplinite conditiile :

    p ef med ppl

    p ef max 1.2 *ppl

    unde : p ef med = presiunea efectiva medie pe talpa fundatiei provenita din incarcarile de calcul din gruparea fundamentala

    p ef max = presiunea efectiva maxima pe talpa fundatiei provenita din incarcarile de calcul din gruparea fundamentala

    ppl = presiunea corespunzatoare unei extinderi limitate a zonelor plastice (B/4) in terenul de fundare

    ppl = m1 * (n *B * N1 + q*N2 + c*N3) (kPa)

    m1 = coeficient al conditiilor de lucru m1 = 1.4 ( tab III.8 pamanturi coezive cu Ic > 0.5)

    n = media ponderata a greutatilor volumice a straturilor de sub fundatie cuprinse pe o adancime B/4

    n =18.38kN/m3

    B = latimea fundatiei

    q = suprasarcina de calcul

    c = valoarea de calcul a coeziunii stratului de pamant de sub talpa fudatiei

  • 16

    c =19.17 kN/m2

    N1,N2,N3 = coeficientii adimensionali in functie de valoarea de calcul a unghiului de frecare interioara

    () N1 N2 N3

    14 0.29 2.17 4.69

    15.70 0.35 2.39 4.95

    16 0.36 2.43 5

    Prin interpolare rezulta : N1 = 0.35

    N2 = 2.39

    N3 = 4.95

    q = hu * u + (Df hu)* SLD = 1.2 * 17 + (1.7- 1.2)*18.38 = 17.59 kN/m2

    ppl = 1.4*(18.38 *1.70* 0.35 + 17.59*2.39 + 19.17*4.95) = 207.014 kPa

    medexact=

    p ef med =

    + medexact * Df = 205.73 kN/m2 < ppl= 207.014 kN/m2

  • 17

    Grosimea maxima a stratului elementar :

    hi 0.4*B

    B = 1.7 m hi 0.68 m

    Presiunea neta sub talpa fundatiei :

    pnet = p ef med - *Df = p ef med - q = 205.73 30.6 = 175.13 kPa

    Pentru calcului tasarii este necesara cunoasterea modulului de deformatie liniara E (kPa)

    E = M0*M

    M0 = coeficient de corectie

    M = valoarea de calcul a modului de deformatie edometric

    M = 8114 kPa

    In final, tasarea este :

    ef = 2 cm.

  • 18

    Conditia care trebuie indeplinita este :

    p ef mc * pcr

    mc = coeficient al conditiilor de lucru

    mc = 0.9

    pcr = presiunea critica

    p ef = presiunea efectiva medie pe talpa fundatiei raportata la dimensiunile reduse ale fundatiei

    p ef med =

    + med * Df

    L,B = dimensiunile reduse ale talpii fundatiei

    L = L 2*e1 = L 2*

    = 2.3-2*

    =1.59 m

    B = B = 1.7 m

    Presiunea critica va fi determinata cu relatia :

    pcr = * BN + qNqq + c*Ncc

    * = valoarea de calcul a greutatii volumice la SLCP

    * = 18.38 kN/m3

    N, Nq , Nc = coeficienti de capacitate portanta care depind de valoarea unghiului de frecare interioara

    SLCP = 12.65

  • 19

    () N Nq Nc

    15 0.7 3.9 11

    12.65 0.18 2.72 9.21

    20 1.8 6.4 14.8

    q = suprasarcina de calcul

    c* = valoarea de calcul a coeziunii la SLCP

    c* = 15.34 kPa

    ,q,c = coeficienti de forma ai talpii fundatiei ( tab III.17)

    = 0.74 > 0.2 rezulta

    q=c = 1+0.3*

    = 1+0.3*

    = 1.32

    =1-0.4*

    = 1-0.4*

    = 0.57

    pcr = 252.852 kPa

    mcr*pcr = 227.567 kPa

    p' ef med = 259.28 < mcr*pcr

  • 20

    Valorile de maxim si de minim ale presiunilor pe talpa cuzinetului se determina cu relatia:

    pmin/max =

    =

    pmax = 2432.81 kPa

    Pmin = -874.69 kPa

    ltensiune=

    = 0.33 m

  • 21

    =144.32kN

    Anec =

    =

    = 481 mm2

    bx =

    =

    = 0,2m

    Prin asemanare de triunghiuri :

    =

    p0 =

    = 1946.25kPa

    Pe directie x-x :

    = p0*bx*bc = 1946.25*0,2*0.8 = 311.4 kPa

    = (pmax - p0) *

    * bx*bc = (2432.81 1946.25)*

    *0,2*0.8 = 38.924 kPa

    Mx = *

    * bx + *

    * bx = 38.924 *

    * 0,2 + 311.4 *

    * 0,2 = 36.33 kNm

    Anec =

    =

    = 553.6 mm2

    hc = 30 cm

    d = hc a = 3-5 = 25 cm

    a = 5 cm

  • 22

    fyd = 300 N/mm2 (PC 52)

    Propun Aef = 5 12 = 565.5 mm2 > Anec

    Pe directie y-y :

    by =

    =

    = 0,2 m

    My = L*pmed *

    = 2,3* 779.06*

    = 35.83 kNm

    Anec =

    =

    = 546.08 mm2

    Propun Aef = 5 12 = 565.5 mm2 > Anec