TEMELJI SAMCI

Temelj samac postavlja se ispod stuba i prima sve statičke i dinamičke uticaje koji deluju na stub. Dimenzije temelja se određuju iz uslova nosivosti tla (širina B i dužina A) i uslova prodora stuba kroz stopu temelja (visina H). Proračun armature u zategnutom delu poprečnog preseka određuje se prema momentima savijanja koje prouzrokuje reaktivno opterećenje tla, koje je izazvano silom u stubu. Usvaja se predpostavka da je konstrukcija stope temelja nedeformabilna, odnosno da seu naponi u tlu jednaki ispod cele površine temeljne stope.

Sl. 8.1. Temelj samac

Pre određivanja potrebne armature, neophodno je izvršiti kontrolu naprezanja tla u temeljnoj spojnici, za usvojene dimenzije temelja.

(8.1)

Oblici stope temelja zavise od oblika preseka stuba, tako da mogu biti kvadratni, pravougaoni, kružni ili poligonalni, kao i međusobnog položaja stubova i pravca delovanja dominantnih sila koje opterećuju temelj. Uzimajući u obzir kakose vrši rasprostiranje pritisaka po dubini tla za vertikalno dejstvo sila u temeljima optimalno je da odnos stranica osnove temelja bude u funkciji jednakog odstojanja između temelja.

U slučajevima kada u jednom ortgonalnom pravcu momenti ili horizontalne sile imaju dominantne vrednosti, neophodno je povećati stranicu u čijem pravcu deluju ti uticaji. Time se povećava otporni momenat osnove temelja u pravcu delovanja tih sila.

PRIMER 1 Dimenzionisanje temelja samca

Za date podatke izvršiti dimenzionisanje temelja.

Podaci:Vertikalna sila u stubu V=1200kNDimenzije stuba a/b=60/40cmOdnos širine i dužine osnove temelja 1/1.5Ukupna težina poda i korisno opterećenje na podu p=10kN/m2

Dubina fundiranja Df=1.3mDozvoljen napon u tlu na koti fundiranja σzdoz=0.22MPaZapreminska težina tla γ=18.5kN/m3

Kvalitet betona i čelika MB30, RA400/500-2

Postupak proračuna počinje sa određivanjem približnih dimenzija stope. Kako se unapred ne znaju dimenzije stope kao i zapremina tla iznad stope, to se ne može pouzdano znati kolika je ukupna sila koja deluje na nivou temeljne spojnice. Zato se za određivanje osnove stope vertikalna sila koja deluje u stubu uvećava za određeni procenat. U ovom primereu usvojeno je povećanje sile u stubu za 25%.

Potrebna približna površina osnove stope iznosi

Usvojeno je A/B=3.2/2.2m

Stvarna površina stope je

Zatim se vrši usvajanje visine stope temelja, pa kontrola napona smicanja u betonu od uticaja vertikalne sile V.

Usvajanje visine stope H se vrši po eksperimentalnom obrascu

gde su a i b dimenzije preseka stuba, τr dozvoljen naponsmicanja betona i 0.8 korektivni koeficijent.

Usvojeno H=70cm Za ovu usvojenu vrednost vrši se kontrola stvarnih napona smicanja.

gde jeV vertikalna sila u stubuq reaktivno opterećenje tladkp dimenzija kritičnog preseka

za kružni presekza pravougli presek dimenzija a/b

h statička visina preseka

<1.1MPa

MB 15 20 30 40 50 60τr (MPa) 0.6 0.8 1.1 1.3 1.5 1.6

Kontrola stvarnog napona u tlu na nivou temeljne spojnice

Za usvojene dimenzije temelja vrši se kontrola stvarnog napona u tlu na nivou temeljne spojnice.

Analiza opterećenja:

Vertikalna sila u stubu 1200.00kNSopstvena težina stope

[2.2x3.2x0.2+0.5/3x(2.2x3.2+0.5x0.7+√ (2.2x3.2)(0.5x0.7))]x25=2.9x25 72.50kN

Težina zemlje iznad stope(2.2x3.2x1.3-2.9-0.4x0.6x0.6)x18.5 113.00kN

Težina poda (2.2x3.2-0.4x0.6)x10 68.00kN Ukupno opterećenje ΣV 1453.50kN

Stvarni napon u tlu je u granici dozvoljenog.

Određivanje potrebne armature

Reaktivno opterećenje od sile V iznosi

Presek c-c

Položaj sile Qc je u težištu površine trapezoida.

Momenat Mc je momenat sile Qc u odnosu na ravan preseka c-c

Statička visina preseka

Kritični momenat savijanja u preseku c-c

Tada je

εa=10‰ εb=1.675‰ μ1M=8.661%

Potrebna površina armature je

Fac je ukupna potrebna armatura za presek c-c

Po jednom metru širine preseka

Za usvojen profil RØ12 (fa´=1.13cm2), razmak armature je

Usvojeno RØ12/15

Presek d-d

Položaj sile Qd je u težištu površine trapezoida.

Momenat Md je momenat sile Qd u odnosu na ravan preseka d-d

Statička visina preseka

Kritični momenat savijanja u preseku c-c

Tada je

εa=10‰ εb=1.075‰ μ1M=4.283%

Potrebna površina armature je

Fad je ukupna potrebna armatura za presek d-d

Po jednom metru širine preseka

Za usvojen profil RØ10 (fa´=0.79cm2), razmak armature je

Usvojeno RØ10/15

Obzirom da temelj nije apsolutno krut već da je deformabilan to se momenti savijanja raspodeljuju tako da su uticaji momenta savijanja veći u središnjem delu temelja i da opadaju ka ivicama temelja. Prema raspodeli momenata savijanja to se i armatura raspoređuje prema intezitetima momenata. Pojedini autori Löser i Witerkorn su dali predloge za raspodelu usvojene armature.

Ovde se daje rešenje koje je sa praktične strane optimalno i zasniva se na predlozima autora (B≥4H).

Sl. 8.2. Raspodela armature kod deformabilnih temelja samaca

PRIMER 2 Određivanje napona u tlu za ekscentrično opterećen temelj

Za temelj datih dimenzija i uticaja koji deluju na njega ispitati napone u karakterističnim tačkama temeljne spojnice.

Podaci:Dimenzija temelja A/B/H=4.0/2.0/0.8mZapreminska težina stope temelja γ=25kN/m3

Uticaji koji deluju u tački CVertikalna sila V=450kNU ravni V-x horizontalna sila Hx=25kN

momenat savijanja My=30kNmU ravni V-y horizontalna sila Hy=10kN

momenat savijanja Mx=15kNm

Koordinate tačke C u ravni x-y x=-0.5m, y=0Dozvoljen napon σzdoz=0.12MPa

Rešenje

Svi uticaji se redukuju na temeljnu spojnicu.

Težina stope

Ukupna vertikalna sila koja deluje u težištu osnove temelja

Ukupni momenat sila u odnosu na težišnu osu xt osnove stope temelja

Ukupni momenat sila u odnosu na težišnu osu yt osnove stope temelja

Površina osnove temeljne spojnice je

Otporni momenat osnove temeljne spojnice iznosi

Naponi u karakterističnim tačkama su

gde je i=1,2,3,4