Fund_Spec-proj-cz4-A_Kra.pdf

(526 KB) Pobierz

Fundamenty Specjalne – projekt fundamentu płytowo-palowego - część 4

(dr hab. inż. Adam Krasiński)

4. Procedura przygotowania schematu obliczeniowego fundamentu płytowo-palowego

Procedura przygotowania schematu jest połączeniem dwóch metod: metody zmodyfikowanego

podłoża winklerowskiego i metody uogólnionej. Fundament płytowo-palowy modeluje się

w postaci płyty o rzeczywistej sztywności, spoczywającej na sprężystym podłożu gruntowym

o nierównomiernej sztywności

zgj

i na palach, wyrażonych w postaci prętów współpracujących

z ośrodkiem gruntowym (rys. 4.1). Pręty palowe są sztywno połączone z płytą fundamentową. Ich

współpraca z ośrodkiem gruntowym wyrażona jest za pomocą szeregu poziomych podpór

sprężystych o sztywnościach

rozmieszczonych wzdłuż trzonów pali oraz pojedynczych

podpór sprężystych o sztywnościach

zgj

, umieszczonych pod podstawami i ukierunkowanych

zgodnie z osiami pali. Opisany schemat fundamentu przedstawiono na rysunku poniżej (rys. 4.1).

płyta fund.

zMx1

zV1

zgj

zMx2

zV2

pale

∅,

)

zgj

Rys. 4.1

4.1. Wyznaczenie sztywności

zgj

podłoża gruntowego pod płytą fundamentową

Sztywność podłoża gruntowego pod płytą fundamentową określa się na podstawie obliczeń osiadań

tego podłoża. Na osiadania te składają się trzy elementy:

1) osiadanie od nacisków przekazywanych na grunt bezpośrednio przez płytę fundamentową,

2) osiadanie od oddziaływań pobocznic pali na grunt między palami (tarcie na pobocznicach),

3) osiadanie gruntu zalegającego pod podstawami pali.

Osiadania całkowite, które są sumą wymienionych wyżej trzech składników, są nierównomiernie

rozłożone w planie fundamentu, co jest szczególnie widoczne, gdy obciążony obszar jest znacznych

rozmiarów. Osiadania pod

środkiem

obszaru są największe, a pod narożnikami najmniejsze.

4.1.1. Osiadania od nacisków przekazywanych na grunt przez płytę fundamentową

Osiadania oblicza się od obciążenia powierzchniowego

które powinno w przybliżeniu

odpowiadać spodziewanym naciskom od płyty fundamentowej. Wstępnie można przyjąć wartość

równą 25% sumy wszystkich obciążeń pionowych (wraz z ciężarem fundamentu):

≈

0,25

⋅

Obliczenia osiadań można wykonać np. metodą odkształceń jednoosiowych, z wykorzystaniem

metod punktu

środkowego

i narożnego. Można przyjąć taki sposób postępowania,

że

osiadania

oblicza się w kilku charakterystycznych punktach obszaru obciążonego: w

środku

(punkt 0),

w połowach boków (punkty A i B) oraz w narożnikach (punkt N). Następnie, rozkład osiadań

w planie można opisać krzywoliniową funkcją powierzchniową. Przy jednorodnej budowie podłoża

gruntowego pod obszarem, cały układ można potraktować jako symetryczny względem obu osi

(rys. 4.2 i 4.4).

Obszar obciążony

obciążenie

Osiadania podłoża

Rys. 4.2

Do obliczania naprężeń można wykorzystać poniższe nomogramy (rys. 4.3).

Rys. 4.3

N s

Osiadania poszczególnych punktów:

s(x,y)

⋅q⋅h

;

= 2

nAi

⋅q⋅h

;

= 2

nBi

Naciski dodatkowe:

⋅D

Uwaga:

gdy

< 20 kPa należy zwiększyć

powyżej 25%

ΣV

Optymalna wartość:

= 20

50 kPa

Osiadania sumujemy do poziomu

podstaw pali.

Funkcja powierzchni osiadań:

s(x,y)

cx y

2 2

Rys. 4.4

W celu zbliżenia wyników obliczeń do warunków rzeczywistych, warto uwzględnić wpływ

naprężeń dodatkowych na wzrost wartości modułu

ściśliwości

gruntu

, według formuły:

 

0,5

⋅





;

 

(

)

(

′

)

⋅





 

 

ref

 



gdzie:

(

′)

zostały omówione w materiałach - cz. 1, natomiast

dz;i

⋅

Parametry funkcji powierzchni osiadań można wyznaczyć z zależności:

punkt "0":

= 0,

y =

→

s(x,y) = s

→

wyznaczenie wartości

punkt

= 0,

y = B

→

s(x,y) = s

→

wyznaczenie wartości

punkt

/2,

y =

→

s(x,y) = s

→

wyznaczenie wartości

punkt

/2,

y = B

→

s(x,y) = s

→

wyznaczenie wartości

4.1.2. Osiadania od obciążeń przekazywanych przez tarcie na pobocznicach pali

Schemat ideowy powstawania omawianych osiadań

przedstawiono na rys. 4.5.

zwg

Warstwa 1

Warstwa 2

)

s;i

v;i

)

= Q

+ Q

s;i

⋅

ΣR

s;cal;i

v;i

) =

s;i

Rys. 4.5

Obciążenia

przykładane do głowic pali przekazywane są na grunt przez tarcie na pobocznicach

) i przez siły pod podstawami pali (Q

). Tarcie na pobocznicy

, powodowane przez siłę

sukcesywnie wprowadza w gruncie dodatkowe naprężenia pionowe

), które w konsekwencji

wywołują osiadania

tego gruntu.

Wartość obciążenia

pojedynczego pala można wstępnie przyjąć z wyrażenia:

≈

0,75

⋅

(Uwaga: jeżeli

przyjęto większe niż 25%

ΣV

, należy też odpowiednio

zmniejszyć wartość liczby 0,75)

gdzie:

- liczba pali w fundamencie.

Rozdziału obci

ąż

enia

na składowe

na dokona

wykorzystuj

c charakterystyk

Q-s

pala, wyznaczon

wcze

niej metod

funkcji transferowych (zobacz cz. 3) i odczytuj

c warto

z wykresów, jak pokazano poni

ej na rys. 4.6.

s;cal

Rys. 4.6

Z wykresu mo

na jednocze

nie odczyta

warto

ść

osiadania pala pojedynczego

od obci

ąż

enia

Nast

pnie nale

y obliczy

warto

ść

współczynnika

, który okre

la stopie

zmobilizowania oporu

granicznego pobocznicy pala (wzór na rys. 4.6). Rozkład siły

na długo

ci pala wygl

w przybli

eniu jak pokazano na rys. 4.5. Warto

ść

siły

s;i

na gł

boko

oblicza si

z wzoru:

;

⋅

∑

;

cal

;

w którym:

ΣR

s;cal;i

- no

ść

graniczna pobocznicy pala zliczona od góry do gł

boko

Warto

ść

napr

ęż

pionowych

v;i

(

) na gł

boko

obliczymy z wzoru:

;

(

)

;

gdzie:

- powierzchnia przekroju poziomego bryły gruntu przypadaj

cej na pojedynczy pal,

okre

lana zgodnie z rys. 4.7.

obszar krawędziowy

obszar narożny

obszar wewnętrzny

= r

⋅

obszar krawędziowy

= 0,25

⋅π⋅

Rys. 4.7

Przy obliczaniu napr

ęż

enia

(

) zakłada si

e jest ono równomierne na powierzchni

. Rozkład

tego napr

ęż

enia z gł

boko

jest podobny do rozkładu siły

(rys. 4.5).

Osiadania podło

a gruntowego od napr

ęż

(

) oblicza si

według wzorów:

(

)

⋅

- pod obszarami wewn

trznymi fundamentu:

∑

;

i s i

- pod obszarami kraw

dziowymi fundamentu:

;

0,8

⋅

- pod obszarami naro

nymi fundamentu:

;

0,6

⋅

Sumowania osiada

dokonuje si

do poziomu podstaw pali.

Podobnie jak w przypadku obliczania osiada

od nacisków

, zaleca si

uwzgl

dni

wpływ

napr

ęż

dodatkowych na wzrost warto

ci modułu

liwo

ci gruntu

, według formuły:

 

0,5

⋅

(

)





;

 

(

)

(

′

)

⋅





 

ref

 

 



4.1.3. Osiadania gruntu zalegającego pod podstawami pali

Podobnie jak osiadania gruntu pod płyt

fundamentow

, tak i osiadania gruntu zalegaj

cego pod

podstawami pali s

niejednorodne w planie, co jest wynikiem mniej wi

cej takich samych zjawisk.

Osiadania

gruntu okre

la si

według schematu przedstawionego na rys. 4.8.

"j"

obciążenie

=5°

pg;N

pg;B

pg;A

pg;0

pg;B

pg;N

rozkład osiadania

pg;N

pg;A

Rys. 4.8

Na gł

boko

poni

ej podstaw pali) wyznacza si

obszar prostok

tny o wymiarach

Warto

ść

obci

ąż

enia równomiernie rozło

onego

działaj

cego na wyznaczonym obszarze oblicza

według wzoru:

≈

0,75

⋅

(Uwaga: jeżeli

przyjęto większe niż 25%

ΣV

, należy też odpowiednio

zmniejszyć wartość liczby 0,75)

Fund_Spec-proj-cz4-A_Kra.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: