Słup stalowy – fundament

Opis problemu

Dobór geometrii oraz wymiarowanie stopy fundamentowej dla posadowienia słupa pośredniego [1544].

Metody

Wymiarowanie stopy fundamentowej przeprowadzono według PN-EN 1997-1 oraz PN-EN 1992-1.

Założenia:

  • Podłoże gruntowe jednolite. Podłoże gruntowe gruntowe z piasku pylastego (clSa) o stopniu plastyczności IL = 0.50. Wyznaczenie parametrów geotechnicznych podłoża metodą B normy PN-81/B 03020 dla odpowiadającego gruntu (Gp, typ konsolidacji C)
  • Zwierciadło wody gruntowej na rzędnej -5.80 m
  • Ciężar objętościowy zasypki fundamentu: 18.5 kN/m2
  • Ciężar objętościowy posadzki żelbetowej 25 kN/m2
  • Grubość posadzki żelbetowej: 25 cm
  • Klasa betonu fundamentu: C20/25
  • Klasa stali zbrojeniowej: B500SP

Dobór wymiarów fundamentu oraz głębokości posadowienia:

Wymiary fundamentu dobrano tak, aby:

  • siła wypadkowa oddziałująca na fundament pozostawała w rdzeniu przekroju,
  • wysokość stopy zapewniała nośność na przebicie,
  • stopa była wydłużona w płaszczyźnie oddziaływania obciążenia.

Głębokość posadowienia dobrano na podstawie minimalnej głębokości posadowienia określonej wg PN-81/B 03020.

Procedura (Soldis PROJEKTANT v8.5)

Definicja warunków gruntowych, dobór wymiarów oraz zbrojenia stopy.

  • Z paska głównego wybierz Analiza > Wymiarowanie > Narzędzia wymiarowania > Obwiednia.
  • Kliknij dwukrotnie LPM w węzeł, program automatycznie dobierze regułę i otworzy okno wymiarowania.

Definicja obciążenia naziomu posadzką żelbetową:

Obsługa zakładki reakcji na poziomie węzła.

Zakładka reakcji na poziomie węzła pozwala na przeglądanie reakcji podpory na poziomie węzła oraz dodawanie własnych wartości obciążeń. (UWAGA: obciążenia  w poziomie +/- 0.00 m)

Układ zakładki:

  • Tabela zawierająca kombinacje obciążeń pobrane z modelu obliczeniowego.
  • Rysunek z oznaczeniem osi układu współrzędnych przyjętego w regule wymiarowania.
  • Ramka pozwalająca na wprowadzenie dodatkowych obciążeń.

Układ zakładki

  • Z paska ikon wybierz Reakcje na poziomie węzła.

rwez

  • W ramce Dodatkowe obciążenie wprowadź obciążenie równomiernie rozłożone q o wartości  [su_tooltip style=”dark” position=”north” shadow=”yes” rounded=”yes” title=”Wyznaczenie wartości q” content=”grubość x ciężar posadzki x współczynnik obl.: 0.25 m x 25 kN/m3 x 1.35 = 8.44 kN/m2“]8.44 kN/m2 [/su_tooltip]

6

Definicja ciężaru objętościowego fundamentu i zasypki:

  • W panelu bocznym wybierz zakładkę Ustawienia.
  • W polu Beton wprowadź wartośc 25.0 kN/m3. W polu Zasypka wprowadź wartość 18.5 kN/m3

ustawienia

Definicja warunków gruntowych:

Obsługa zakładki definicji warunków gruntowych.

Zakładka definicji warunków gruntowych pozwala na tworzenie profili gruntu oraz edycje istniejących profili gruntu. Zakładka zintegrowana jest z kalkulatorem parametrów geotechnicznych pozwalającym na automatyczne ich oznaczenie w oparciu o parametr wiodący i rodzaj gruntu wprowadzone przez użytkownika.

Układ zakładki:

  • Przyciski dodawania warstwy gruntu/ustawienia minimalnej głębokości posadowienia/opcji (1. na rys.)
  • Przyciski do zarządzania profilami gruntu (2. na rys.)
  • Kota głębokości posadowienia z przyciskiem umożliwiającym wyświetlenie mapy zawierającej minimalną głębokość posadowienia wg PN-81/B 03020. (3. na rys.)
  • Kota zwierciadła wody gruntowej (4. na rys.)
  • Graficzne przedstawienie układu warstw podłoża (5. na rys.) z możliwością zmiany kolejności/usuwania warstw (6. na rys.)

Układ zakładki

  • Z paska ikon wybierz Definicja warunków gruntowych

1

  • Wykorzystując kotę głębokości posadowienia podaj odpowiednią głębokość posadowienia.

3

  • Usuń istniejącą, domyślną, warstwę gruntu przez przycisk Usuń warstwę znajdujący się w prawym górnym rogu rysunku tej warstwy.

2

Definicja większej liczby profili gruntu w pojedynczym modelu.
  • Dodaj kolejny profil za pomocą przycisku + w prawym górnym rogu okna.

profil

 

  • W pojawiającym się oknie dialogowym podaj własną nazwę profilu.

nazwaprof

  • Zatwierdź dodawanie profilu przyciskiem OK.
  • W celu definicji warunków gruntowych należy postępować analogicznie jak w wyżej omówionym przykładzie.
  • Otwórz menu Dodaj warstwę gruntu.
  • Podaj grubość warstwy równą 5.0 m
  • Definicja gruntu: wybierz PN-81/B 03020 (metoda B)
  • Typ gruntu: wybierz Spoisty > Glina piaszczysta
  • Typ konsolidacji: Grunt C
  • Stopień plastyczności: 0.5

Okno dodawania warstwy gruntu.

  • Zatwierdź dodanie warstwy za pomocą przycisku Dodaj.
  • Powtórz powyższe operacje aby zdefiniować kolejną warstwę (grunt poniżej zwierciadła wody gruntowej).
  • Wykorzystując kotę zwierciadła wody gruntowej przesuń zwierciadło wody gruntowej na strop drugiej warstwy gruntu.

5

Definicja geometrii fundamentu:

  • Z rozwijanej listy Typ znajdującej się w panelu bocznym wybierz Stopa prostokątna.

typfund

  • W panelu bocznym wybierz zakładkę Geometria 
  • Podaj wymiar w płaszczyźnie układu L równy 1.5 m
  • Podaj wymiar prostopadły do płaszczyzny układu B równy 1.2 m
  • Podaj wysokość stopy H równą 0.5 m

geomstopy

Wprowadzenie mimośrodu konstrukcyjnego.

Reguła wymiarowania umożliwia wprowadzenie mimośrodów konstrukcyjnych stosowanych np. w celu przeciwdziałania dużemu zginaniu o jednym znaku.

  • W panelu bocznym wybierz zakładkę Geometria 
  • Indeksy x oraz y symbolizują wartość mimośrodu w układzie osi przedstawionych na rysunku w zakładce obciążenia na poziomie węzła.

rys_fund

  • W odpowiednich polach podaj pożądaną wartość mimośrodu konstrukcyjnego (w przykładzie obliczeniowym nie wprowadzono mimośrodu co wyrażają wartości 0.0 m w obu kierunkach)

mimosrody

Definicja parametrów SGN:

Obsługa zakładki SGN.

Zakładka SGN pozwala na przeglądanie wyników stanu granicznego nośności w czasie rzeczywistym dla dowolnej kombinacji obliczeniowej.

Zakładka podzielona jest na:

  • tabelę kombinacji obciążeń (1. na rys.) (UWAGA: obciążenia sprowadzone do poziomu posadowienia),
  • okno graficzne (2. na rys.) zmieniające się dynamicznie w zależności od wybranego warunku nośności oraz kombinacji,
  • okno tekstowe z sześcioma zakładkami odpowiadającymi kolejnym warunkom nośności pozwalające na przeglądanie wyników i definicję parametrów wymiarowania (3. na rys.)

Układ zakładki SGN

  • Procentowe wartości w nawiasach wyrażają aktualne wytężenie fundamentu w odpowiednich warunkach nośności.
  • W każdej z zakładek dane wejściowe (obciążenia, przyjęty układ zbrojenia, nośność charakterystyczna) znajdują się z lewej strony okna.
  • Z prawej strony strony znajdują się parametry SGN (wsp. częściowe nośności, założenia, wartości graniczne)
  • W centralnej części okna tekstowego przedstawiane jest sprawdzenie danego warunku nośności.

  • Z paska ikon wybierz Stan graniczny nośności

SGNtab

  • Nośność podłoża
    • Aby pominąć limit naprężeń zaznacz opcję Pomiń limit dla maksymalnych naprężeń.
Limit naprężeń.

Program umożliwia użytkownikowi wprowadzenie limitu naprężeń niezależnego od wartości wyznaczonej według PN-EN 1997-1.

  • W polu qlimnależy podać w kPa zadaną graniczną wartość naprężeń pod podstawą fundamentu.

qlim

  • UWAGA: zaznaczenie opcji Pomiń limit dla maksymalnych naprężęń spowoduje pominięcie sprawdzenia granicznej wartości naprężeń mimo podanej przez użytnownika wartości.

  • Odrywanie
    • Odznacz opcję Zezwalaj na odrywanie fundamentu aby sprawdzać warunek odrywania.
    • W polach c/c’lim oraz A/A’lim podaj odpowiednio stosunek zasięgu szczeliny do wartości granicznej oraz pola szczeliny do granicznej wartości pola.
  • Poślizg
    • W polu Współczynnik redukcyjny spójności wprowadź 1,0 aby nie redukować wpływu spójności na nośność fundamentu.
  • Zbrojenie główne
    • W  ramce Parametry zbrojenia i betonu zaznacz kierunek wiodący zbrojenia jako L (1. na rys.)
    • Ustaw średnicę prętów zbrojeniowych na 12 mm oraz rozstaw prętów na 18 cm (1. na rys.)
    • Wprowadź wartości otuliny odpowiednio w gruncie (odległość zbrojenia od dolnej powierzchni fundamentu) oraz w deskowaniu (odległość zbrojenia od bocznych powierzchni fundamentu) równą [su_tooltip style=”dark” position=”north” shadow=”yes” rounded=”yes” title=”Wyznaczenie wartości c” content=”Minimalna grubość otuliny przy wykonaniu fundamentów na warstwie podbetonu wynosi 40 mm zgodnie z p. 4.4.1.3(4) PN-EN 1992-1″]50 mm[/su_tooltip] (2. na rys.)
    • Wprowadź obliczeniową granicę plastyczności fyd stali zbrojeniowej równą 435 MPa (3. na rys.)
    • Z rozwijanej listy klas betonu wybierz C20/25 (4. na rys.)

Definicja parametrów SGU:

Obsługa zakładki SGU.

Zakładka SGU pozwala na zmianę parametrów obliczeń oraz wyświetlenie wykresów naprężeń i osiadań fundamentu.

  • Przycisk Naprężenia powoduje wyświetlenie wykresu naprężeń potrzebnego w obliczeniach SGU kosntruowanego wg PN-81/B 03020.
    • Kolorem niebieskim oznaczone są naprężenia pierwotne w gruncie.
    • Kolorem zielonym oznaczone jest odprężenie gruntu spowodowane wykonaniem wykopu.
    • Kolorem czerwonym oznaczone są naprężenia dodatkowe pochodzące od obciążeń przekazywanych przez fundament
  • Przycisk Osiadania powoduje wyświetlenie wykresu osiadań fundamentu.

Układ zakładki SGU

  • Z paska ikon wybierz Stan graniczny użytkowalności

sgu

  • Wyświetl opcje obliczeniowe za pomocą przycisku Pokaż opcje

pokaż opcje

  • Jako dopuszczalną wartość osiadania smax podaj 5.0 cm
  • Z rozwijanej listy Czas wznoszenia wybierz Powyżej roku

Załączniki do pobrania

Plik Opis Rozmiar pliku Pobrania
sdi Fundament-pod-słup-stalowy 231 KB 677

Leave a Comment