To tylko jedna z 7 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
NAPRĘŻENIA POD FUNDAMENTEM BEZPOŚREDNIM
Naprężenia pod fundamentem oblicza się w celu oceny spodziewanego osiadania
podłoża. Stan naprężeń w ośrodku gruntowym pod geometrycznym środkiem bezpośredniego,
prostokątnego fundamentu, posadowionego w wykopie zmienia się w trakcie realizacji
inwestycji.
1. Przed rozpoczęciem inwestycji w gruncie istnieją naprężenia pierwotne, których źródłem
jest ciężar własny gruntu
n
s h = å mi ×g i
g
i =1
gdzie: h – głębokość od powierzchni terenu [m],
i – numer warstwy geotechnicznej,
n – ilość warstw geotechnicznych,
mi – miąższość kolejnej warstwy [m],
gi – ciężar objętościowy warstwy [kN/m3].
W przypadku, gdy warstwa geotechniczna znajduje się poniżej zwierciadła wody gruntowej
należy uwzględnić wypór wody działający na szkielet gruntowy i do obliczenia naprężeń
przyjąć ciężar objętościowy gruntu g’ = (1 – n) (gs - gw).
Dla przykładu przedstawionego na rysunku 1, naprężenia pierwotne w poziomie
posadowienia wynoszą:
γ
s D = D× γ1
naprężenia pierwotne na głębokości z poniżej poziomu posadowienia (głębokość h poniżej
powierzchni terenu) są równe:
s hr = D × γ1 + m1 × r1 + (z - m1 )× γ2 '
Podziałka głębokości:
Podziałka naprężeń:
γ1
D
1m
20 kPa
h
z=0
γ1
z
m1
zwg
γ2
'
m2
γ3
'
m3
γ4
γ
σhγ
σh
'
m4
Rys. 1 Wykres naprężeń pierwotnych
2. Po wykonaniu wykopu fundamentowego następuje odprężenie gruntu i istniejące w tym
stanie naprężenia pionowe w gruncie noszą nazwę naprężeń minimalnych (rysunek 2).
Naprężenia minimalne w dnie wykopu są równe zero, zaś na głębokości z 0 poniżej
poziomu posadowienia wynoszą:
g
s zm =s h -s zs
gdzie:
m
σ z - naprężenia minimalne [kPa],
g
σ h - naprężenia pierwotne [kPa],
σ zs - naprężenia wtórne [kPa].
Naprężenia wtórne w poziomie posadowienia są równe naprężeniom pierwotnym na tym
poziomie:
g
s zs=0 =s D
Na głębokości z 0 naprężenia wtórne oblicza się ze wzoru:
s zs =s zs= 0 × ηo
gdzie:
ho – współczynnik zanikania naprężeń dla metody punktów środkowych.
Podziałka głębokości:
Podziałka naprężeń:
D
1m
20 kPa
z=0
m1
z
zwg
σzs
σzm
m2
m3
m4
Rys. 2 Wykres naprężeń minimalnych
3. W dalszych etapach realizacji inwestycji siła Q, pochodząca od ciężaru fundamentu oraz
nadziemnych części obiektu budowlanego (ciężar ścian, stropów itd) systematycznie rośnie.
4. Po zakończeniu inwestycji i wyposażeniu obiektu jednostkowe obciążenie działające na
podłoże gruntowe wynosi:
q=
Q
L× B
gdzie:
Q – obciążenie od fundamentu i budowli [kN],
L, B – wymiary fundamentu [m].
Q
Podziałka głębokości:
Podziałka naprężeń:
D
1m
20 kPa
q = Q/LB
z=0
B
m1
z
zwg
σzs
m2
d
m
σz
σz
t
σz
m3
m4
Rys 3. Wykres naprężeń wtórnych, dodatkowych i całkowitych
W poziomie posadowienia jednostkowe obciążenie podłoża q jest równe:
q =s zs = 0 + s zd= 0 , czyli:
s zd= 0 = q -s zs = 0
gdzie
s zs= 0 - naprężenie wtórne [kPa],
s zd= 0 - naprężenie dodatkowe [kPa].
Na głębokości z 0 naprężenie dodatkowe oblicza się według wzoru:
s zd = s zd= 0 ×ho
Po oddaniu obiektu do
(…)
…
20 kPa
z=0
B
m1
z
zwg
0.3σhγ
σhγ
σzd
zmax
m2
m3
wykres naprężeń
pierwotnych
m4
γ
σh
γ
0.3σh
linia pomocnicza
γ
0.3σh
Rys. 4 Wyznaczenie głębokości podłoża budowlanego (zmax)
Jeśli jednak głębokość zmax wyznaczona graficznie wypadnie w obrębie warstwy
geotechnicznej „słabej”, o module ściśliwości pierwotnej Mo co najmniej dwukrotnie
mniejszym niż w bezpośrednio głębiej zalegającej warstwie geotechnicznej, to głębokość
podłoża budowlanego ( zmax ) należy powiększyć do spągu tej warstwy.
Obliczanie osiadania fundamentów.
Obliczanie osiadania zaleca się przeprowadzić metodą naprężeń. Osiadanie Si warstwy należy
wyznaczyć jako sumę osiadania wtórnego Si” w zakresie naprężenia wtórnego szs, z
zastosowaniem modułu ściśliwości wtórnej gruntu M (lub modułu wtórnego odkształcenia E,
w zależności od metody…
…
20 kPa
z=0
B
m1
z
zwg
0.3σhγ
σhγ
σzd
zmax
m2
m3
wykres naprężeń
pierwotnych
m4
γ
σh
γ
0.3σh
linia pomocnicza
γ
0.3σh
Rys. 4 Wyznaczenie głębokości podłoża budowlanego (zmax)
Jeśli jednak głębokość zmax wyznaczona graficznie wypadnie w obrębie warstwy
geotechnicznej „słabej”, o module ściśliwości pierwotnej Mo co najmniej dwukrotnie
mniejszym niż w bezpośrednio głębiej zalegającej warstwie…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)