DIMENSIONAREA FUNDATIE

DIMENSIONAREA FUNDATIE

Etapele de calcul in dimensionarea fundatiilor unor constructii urmaresc conditiile impuse de STAS 3301/1-85 si STAS 3310/2-85 si anume:

1.Calculul actiunii in gruparea fundamentala si speciala de incarcari exterioare transmise de constructie

2.Determinarea caracteristicilor geotehnice normale si de calcul ale terenului de fundare

.Predimensionarea fundatiilor pe baza presiunilor conventionale de calcul si verificarea din conditia de rezistenta al terenului de fundare

Armarea fundatiei

Verificarea terenului de fundare la starea limita de deformatie

5.1.calculul terenului la starea limita de deformatie

5.2.calculul tasarii absolute respectiv deplasarea absoluta respectiv deplasarea probabila pe verticala a fundatiilor izolate ca urmare a deformatiilor terenului prin metoda insumarii pe straturi elementare

Verificarea terenului de fundare la starea limita de capacita portanta

1. DIMENSIONAREA SISTEMELOR DE FUNDARE

Elementul structural fundatia, este conceputa si dimensionata in asa fel pe de o parte presiunea repartizata pe teren de fundare sa nu creeze cedarea acesteia, iar pe de alta parte , tasarile rezultate din deformarea terenului de fundare sa fie cat mai uniforme si sa nu depaseasca anumite limite admisibile prevazute in reglementarile tehnice in vigoare pentru durata de viata a constructiei in care se incadreaza imobilul proiectat.

2. DETERMINAREA CARACTERISTICILOR NORMATE SI DE , CAlCUL ALE TERENULUI DE FUNDARE

2.1. Stratificatia terenului pe amplasament a fost interceptata in profilul litologic functie de investigatiile intreprinse pe teren, dupa cum urmeaza:

0.50m -umplutura de pamant

> - 0.50m - 4.50m -argila prafoasa cafenie, plastic consistenta

γ = 19.2KN/m³;

Ic

e

- 4.50m -7.60m -agila prafoasa cafenie plastic vartoasa spre baza nisipoasa

y = 20.0 KN/ m³;

/c = 0.81

e = 0.72

7.60 in jos - stratul continua

Caracteristicile geotehnice de calcul ale stratului de fundare vor rezulta pe baza prelucrarii statistice a valorilor determinate in laborator.

2.2. Determinarea valorilor normate si de calcul ale caracteristicilor geotehnice ale terenului de fundare. Stabilirea valoVilor normate si de calcul pentru greutatea volumica y a terenului (stratul deargila prafoasa cafenie plastic consistenta).

Valoarea medie y si estimatia deplasarii abaterii medie

patratice S :

γⁿ = y = = 19,23 KN / m

= 4,069 KN / m³

S = = 0 KN / m³

Verificarea erorilor excesive :

Pentru n = 6 , din tabel rezulta v = 2,07

Concluzia : | y - _i | ≤ v x S = 2,07 x 0,82 = 1,69

Se verifica toate valorile nici o valoare nu va fi eliminate din nivel statistic => n` = n

Valoarea normata este :

ⁿ = = x 115,4 = 19,23 KN / m³

Abaterea medie patratica este :

S = x = = 0,90 KN / m³

Determinarea valorii de calcul pentru verificari la SLD :

^c = (1φ)x γⁿ ; φ =

Pentru n-1 =5 , si  = 0,85, rezulta din tabel t_ = 1,16 =>

^c = (1-) x 19,23 = 18,80 KN / m³

Determinarea valorii de calcul pentru verificari la SLCP :

Pentru n-1 =5 , si  = 0,95, rezulta din tabel t_ = 2,01 =>

^c = (1- ) x 19,23 = 18,59 KN / m³

2.3. Determinarea valorii normate si de calcul pentru parametrii reezistentei la forfecare Ф si c (stratul de argila cafenie plastic vartoasa )

Valorile rezistentei la forfecare τ f determinate in aparatul de forfecare directa pentru eforturile normale σ egale cu : 0,1; 0,2 ; 0,3 Mpa

τ = σ x tg Фⁿ + cⁿ

PROBA nr.1

H = 2,0 m

C = 0,6 daN / cm² = 6 KPa = 0,06 MPa

MPa τ f = 0,1 tg 18 + 0,06 = 0,09 MPa

= 0,2 MPa f = 0,2 tg 18 + 0,06 = 0,12 MPa

= 0,3 MPa f = 0,3 tg 18 + 0,06 = 0,157 MPa

PROBA nr.2

H = 2,2 m

C = 0,5 daN / cm² = 5 KPa = 0,05 MPa

MPa τ f = 0,1 tg 19 + 0,05 = 0,085 MPa

= 0,2 MPa f = 0,2 tg 19 + 0,05 = 0,118 MPa

= 0,3 MPa f = 0,3 tg 19 + 0,05 = 0,153 MPa

PROBA nr.3

H = 3,0 m

C = 0,4 daN / cm² = 4 KPa = 0,04 MPa

MPa τ f = 0,1 tg 21 + 0,04 = 0,078 MPa

= 0,2 MPa f = 0,2 tg 21 + 0,04 = 0,116 MPa

= 0,3 MPa f = 0,3 tg 21 + 0,04 = 0,155 MPa

PROBA nr.4

H = 3,5 m

C = 0,3 daN / cm² = 3 KPa = 0,03 MPa

MPa τ f = 0,1 tg 20 + 0,03 = 0,066 MPa

= 0,2 MPa f = 0,2 tg 20 + 0,03 = 0,102 MPa

= 0,3 MPa f = 0,3 tg 20 + 0,03 = 0,139 MPa

PROBA nr.5

H = 4,0 m

C = 0,6 daN / cm² = 6 KPa = 0,06 MPa

MPa τ f = 0,1 tg 18 + 0,06 = 0,092 MPa

= 0,2 MPa f = 0,2 tg 18 + 0,06 = 0,12 MPa

= 0,3 MPa f = 0,3 tg 18 + 0,06 = 0,157 MPa

PROBA nr.6

H = 4,0 m

C = 0,5 daN / cm² = 5 KPa = 0,05 MPa

MPa τ f = 0,1 tg 19 + 0,05 = 0,085 MPa

= 0,2 MPa f = 0,2 tg 19 + 0,05 = 0,118 MPa

= 0,3 MPa f = 0,3 tg 19 + 0,05 = 0,153 MPa

Analiza valorilor τ f pentru σ = 0,1 Mpa

f = rezistenta la forfecare

τ = efort unitar tangential

σ = efort unitar normal

τ = 0,495 / 6 = 0 τ₁ⁿ = 0,092

S = = 0,008

Pentru n=6 rezulta din tabel v = 2

| - τi | ≤ v x = 2 x 0,008 = 0,0165 pt. v n

Analiza valorilor τ f pentru σ = 0,2 Mpa

S = = 0,0159

τi | ≤ v x = 2,07 x 0,0159 = 0,0329 pt. v n

Analiza valorilor τ f pentru σ = 0,3 Mpa

/ 6 = 0,15

S =

- i | ≤ v x = 2,07 x 0,0052 = 0,0107 pt. v n

Nu se elimina nici o valoare din sirul statistic al valorilor τi , numarul total

De valori fiind : n=3 x 6 =18

Determinarea valorilor normate Φⁿ si cⁿ :

tg Φⁿ = -

- =

= = 0

tg Φⁿ = 0,32

Cⁿ = =

= = = 0

Cⁿ = 0 Mpa Фⁿ = 18

Determinarea valorilor de calcul Ф si C (SLD, SLCP)

Se deduc, in prealabil, valorile normate ale rezistentei la forfecare

tⁿ = σ_itg ⁿ + Cⁿ , dupa cum urmeaza :

MPa ⁿ = 0,1 x 0,32 + 0,33 = 0,362 MPa

= 0,2 MPa    ⁿ = 0,2 x 0,32 + 0,33 = 0,394 MPa

MPa ⁿ x MPa

Se calculeaza abaterea medie patratica a unghiului de frecare interioara si a coeziunii :

StgФ = =

StgФ = = = 0,0107

S_c = =

S_c = = 0,0032 Mpa

Pentru n=18 si  = 0,85 -> tg  = 1,07

Pentru n=18 si  = 0,95 -> tg  = 1,73

Valorile de calcul pentru verificarea SLD :

tgФ = tgФⁿ (1-) = 0,32 () = 0,3088

tgФ = 0,3088 -> Ф = 17

C = Cⁿ (1-) = 0,33 ( 1- ) = 0,3267

C = 0,3267

Valorile de calcul pentru verificarea la SLCP :

tgФ* = 0,32(1-) = 0,31488

tgФ* = 0,31488 -> Ф* = 18

C* = 0,33(1-) = 0,32472

C* = 0,32472

Determinarea valorilor normate si de calcul pentru celelalte caracteristici geotehnice :

prelucrarea se va face pentru I_c ; e ; M_2-3

Aⁿ = = A^C

I_Cⁿ = I_C^C = = 0,646

eⁿ = e^c = = 0,676

M_2-3ⁿ = M_2-3^c = = 88 KPa

PREDIMENSIONAREA FUNDATIEI PE BAZA PRESIUNILOR CONVENTIONALE DE CALCUL

1. Stabilirea adancimii de fundare D_f :

Adancimea de fundare D_f este stabilita conform STAS3300/2-85.Pentru acest caz s-a prezentat in final o adancime de fundare D_f = 3,50m care satisface toate conditiile impuse de reglementarile in vigoare.

2. Stabilirea presiunii conventionale de calcul :

Conform tabelului III 4 pentru un pamant Ip > 20 % se determina valoarea lui p_conv = 3,0 daN / cm² corespunzatoare caracteristicilor de calcul ale stratului de fundare (I_c = 0,646 si e = 0,676)

Stabilirea dimensiunilor fundatiei :

Pentru predimensionare trebuie respectate conditiile :

p_rf^med ≤ p_conv

p_rf^max ≤ 1,2p_conv (incarcare pe o directie)

p_rf^max ≤1,4 p_conv (incarcare pe 2 directii)

p_rf^min ≤ 0

- pentru predimensionare folosim relatia :

P_ef = ≤ p_conv -> la limita echilibrului : = p_conv

- conform STAS 3300/2-85, in functie de I_c si e, p_conv = 3,0 daN / m²

N_f,t = + N_fd + N_pl + N_per

Stalp E1 :

N_s = 96,49 tf

N_f,t = 113,0 tf

A_f = 32041 cm² -> 179x179 cm²

Stalp C7 :

N_s = 117,51 tf

N_f,t = 132 tf

A_f = 37446 cm² -> 194x194 cm²

Stalp B2 :

N_s = 55,93 tf

N_f,t = 72 tf

A_f = 377460 cm² -> 100x200 cm²

Stalp A5 :

N_s = 121,23 tf

N_f,t = 135 tf

A_f = 33660 cm² -> 150x224 cm²

Stalp A6 :

N_s = 153,94 tf

N_f,t = 174 tf

A_f = 44410 cm² -> 110x400 cm²

Stalp E7 :

N_s = 77,02 tf

N_f,t = 89 tf

A_f = 20900 cm² -> 145x145 cm²

Stalp E6 :

N_s = 103,53 tf

N_f,t = 136 tf

A_f = 33000 cm² -> 175x175 cm²

5.Verificarea terenului de fundare functie de dimensiunile fundatiei :

relatii de verificare :

p_1,2 =

p₁ ≤ p_conv

p₂ ≤ 1,4 p_conv

W_y = = 882 m ³

W_x = = 1471 m ³

Pe directia x :

p₁ = = 6,1 t / m² = 0,6 daN / cm² ≤ p_conv

p₂ = = 24,6 t / m² = 2,46 daN / cm² ≤1,4 p_conv

Pe directia y :

p₁ = = -0,06 t / m² = - 0,006 daN / cm² ≤ p_conv

p₂ = = 30,8 t / m² = 3,08 daN / cm² ≤ 1,4 p_conv

ARMAREA FUNDATIEI

Calculul armaturii longitudinale :

p_min

p_min = x 100

A_a^nec = = = 27,6 cm²

Aleg A_a^ef = 28,28 cm² (9Ф20)

p_min

p_min = x 100

A_a^nec = = = 16,8 cm²

Aleg A_a^ef = 18 cm² (2x8Ф12 / m)

CALCULUL TASARII PREALABILE

Calculul tasarii prealabile se efectueaza conform STAS 3300/2-85 si este prezentat sub forma de tabel.

Pentru calculul tasarii fundatiei functie de natura terenului de fundare sub stalpi se determina starea eforturilor din teren in vederea aplicarii metodei insumarii pe straturi elementare.

Grosimea maxima a stratului elementar este : h_i = 0,8 m ; de asemenea un strat se afla in acelasi strat geotehnic.

Presiunea neta sub talpa fundatiei se determina cu relatia :

P_net = p_ef^med - * D_f

P_net = 379,816 KN / m²

Graficele de variatie ale presiunilor _g si σ_z , precum si impartirea in straturi elementare sunt prezentate in desen.

Zona activa, in cuprinsul careia se calculeaza deformarea straturilor, este delimitata inferior de Zo sub talpa fundatiei pentm care este indeplinita conditii

_Zo < 0.2 _g