OB04

Transkrypt

OB04
dompil
- str. 28 -
__________________________________________________________________
POZ.9. ŁAWY FUNDAMENTOWE
Na podstawie dokumentacji geotechnicznej, opracowanej przez Przedsiębiorstwo Opoka
Usługi Geologiczne, opracowanie marzec 2012r, stwierdzono następującą budowę podłoża
gruntowego w rejonie projektowanego budynku:
1. Istniejące podpiwniczenie budynku. Planowana jest rozbiórka i wykonanie zasypu
piaszczystego.
2. W poziomie posadowienia występują grunty mineralne piaszczyste reprezentowane
przez piaski drobne i średnie w stanie średniozagęszczonym ID = 0.5. Grunty tej warstwy mogą
stanowić podłoże pod projektowany budynek.
Woda gruntowa do głębokości 5.0m nie występuje.
Do obliczeń nośności podłoża gruntowego przyjęto parametry gruntów warstwy 2, tj. dla
piasków drobnych w stanie średniozagęszczonym, ID = 0.50 ( warstwa Ia wg określeń w
dokumentacji geotechnicznej )
Parametry fizyczne i mechaniczne gruntów:
1. Kąt tarcia wewnętrznego:
Φ(n) = 30.5°
γm = 0.9
Φ(r) = 27.5°
2. Spójność
cu(n) = 0
3. Ciężar objętościowy
γ(n) = 17.5kN/m3
γm = 0.9
γ(r) = 15.7kN/m3
Model obliczeniowy ławy fundamentowej – patrz rysunek poniżej.
Qr
γDmin
Dmin
H
qr
B
γB
Parametry do obliczania nośności ław:
γB = γDmin = 15.7kN/m3
Dmin = 2.0m
Metoda badań B
→
m = 0.9 × 0.9 = 0.81
B/L=0
Współczynniki nośności:
γ(n) = 30.5°
→
NB = 10.0
NC – pominięto
ND = 19.0
W dalszych obliczeniach pominięto wpływ spójności gruntu NC
Jednostkowy opór graniczny podłoża gruntowego:
qf = 10.0 × 17.5 × 0.8 + 19.0 × 17.5 × 2.0 = 805kPa
_______________________________________________________________________________________
Rozbudowa budynku A na potrzeby Centrum Promocji,
Karier i Aktywizacji Zawodowej Absolwentów pilskich uczelni
Piła, ul. Podchorążych 10
dompil
- str. 29 -
__________________________________________________________________
m — qf = 0.75 × 0.81 × 805 = 489kPa
Obciążenia elementów do zestawień obciążeń na ławy fundamentowe:
I. Stropodach o konstrukcji drewnianej
Przyjęto na podstawie obliczeń z poz.1
q1 = 3.0kN/m
2
II. Stropodach o konstrukcji żelbetowej
q2 = 10.5kN/m
Przyjęto na podstawie obliczeń z poz.2
2
III. Strop nad kondygnacją parteru
2
q3 = 13.0kN/m
q4 = 14.6kN/m2
Stropy o rozpiętości do 6m na podstawie poz.3.1,
Stropy o rozpiętości 6.9m na podstawie poz.3.3,
IV. Płyta posadzkowa na parterze
q5 = 14.3kN/m2
q6 = 15.6kN/m2
Płyta o rozpiętości do 6m na podstawie poz.4.1,
Płyta o rozpiętości ponad 6.om na podstawie poz.4.2,
V. Klatka schodowa
Przyjęto jako uśrednione obciążenie z poz.5.
2
A = 8.4 × 3.1 = 26.0m
2
q71 = 13.1kN/m
A1 = 3.0 × 3.1 = 9.3m2
2
A2 = 0.25 × 3.1 = 0.8m2
q72 = 13.2kN/m
2
q73 = 12.8kN/m
A3 = 1.75 × 3.1 = 5.4m2
2
q74 = 13.0kN/m
A4 = 3.4 × 3.1 = 10.5m2
Σ qi Ai = 338kN
q7 = qśr = 338 / 26.0 = 13.0kN/m2
VI. Ściany zewnętrzne nadziemia
Obciążenia na 1m2 ściany:
1/ Ciężar ściany murowanej z cegły wapienno-piaskowej
o grubości 25cm
0.25 × 19 × 1.1 =
2/ Tynk cementowo-wapienny + gładź gipsowa jednostronnie
( 0.015 × 19 + 0.005 × 12 ) × 1.3 =
3/ Okładzina z płyt kamiennych
0.04 × 26 × 1.2 =
Razem ciężar 1m2 ściany
5.22kN/m2
0.45kN/m2
g8 =
1.25kN/m2
6.9kN/m2
VII. Ściany wewnętrzne nadziemia
Obciążenia na 1m2 ściany:
1/ Ciężar ściany murowanej z cegły wapienno-piaskowej
o grubości 25cm
0.25 × 19 × 1.1 =
2/ Tynk cementowo-wapienny + gładź gipsowa z dwóch stron
2 × ( 0.015 × 19 + 0.005 × 12 ) × 1.3 =
Razem ciężar 1m2 ściany
5.22kN/m2
g9 =
0.90kN/m2
6.1kN/m2
_______________________________________________________________________________________
Rozbudowa budynku A na potrzeby Centrum Promocji,
Karier i Aktywizacji Zawodowej Absolwentów pilskich uczelni
Piła, ul. Podchorążych 10
dompil
- str. 30 -
__________________________________________________________________
VIII. Ściany fundamentowe wewnętrzne o grubości 38cm
2
Obciążenia na 1m ściany:
1/ Ciężar ściany murowanej z bloczków betonowych
0.38 × 24 × 1.1 =
2
Razem ciężar 1m ściany
2
g10 =
10.3kN/m
2
10.3kN/m
g11 =
13.46kN/m2
2
13.5kN/m
IX. Ściany fundamentowe wewnętrzne o grubości 51cm
2
Obciążenia na 1m ściany:
1/ Ciężar ściany murowanej z bloczków betonowych
0.51 × 24 × 1.1 =
2
Razem ciężar 1m ściany
X. Ściany fundamentowe zewnętrzne
Obciążenia na 1m2 ściany:
1/ Ciężar ściany murowanej z bloczków betonowych
0.38 × 24 × 1.1 =
2/ Izolacja termiczna ze styropianu o grubości 10cm
0.10 × 0.45 × 1.2 =
3/ Obmurówka z bloczków betonowych o grubości 14cm
0.14 × 24 × 1.1 =
4/ Wyprawa cementowa od zewnątrz
0.015 × 19 × 1.3 =
Razem ciężar 1m2 ściany
10.03kN/m2
0.05kN/m2
3.67kN/m2
0.37kN/m2
g10 =
14.1kN/m2
_______________________________________________________________________________________
Rozbudowa budynku A na potrzeby Centrum Promocji,
Karier i Aktywizacji Zawodowej Absolwentów pilskich uczelni
Piła, ul. Podchorążych 10
dompil
- str. 31 -
__________________________________________________________________
Poz.9.1. Ława pod ścianą wewnętrzną obciążoną traktem 6.9 + 3.1m
Zestawienie obciążeń na 1mb ławy:
1/ Obciążenie ze stropodachu drewnianego
0.5 × 3.0 × 6.9 =
2/ Obciążenie ze stropodachu żelbetowego
0.5 × 10.5 × 3.1 =
3/ Obciążenie ze stropu nad parterem
0.5 × 14.6 × 6.9 =
0.5 × 13.0 × 3.1 =
4/ Obciążenie z płyt posadzki parteru
0.5 × 15.6 × 6.5 =
0.5 × 14.3 × 2.7 =
5/ Ciężar ściany kondygnacji I - II
6.1 × 7.6 =
6/ Ciężar ściany fundamentowej
13.5 × 2.6 =
Razem poz.1 – 6
7/ Ciężar gruntu na odsadzkach fundamentowych
( 1.0 – 0.51 ) × 2.5 × 18 × 1.2 =
8/ Ciężar ławy fundamentowej
1.0 × 0.4 × 24 × 1.1 =
Razem obciążenie całkowite
10.4kN/m
16.2kN/m
50.4kN/m
20.2kN/m
50.7kN/m
19.3kN/m
46.4kN/m
P=
35.1kN/m
248.7kN/m
26.5kN/m
N=
10.6kN/m
286 kN/m
Przyjęto ławę o wymiarach B × H = 1.00 × 0.40m
Naprężenia w gruncie pod ławą
q = 286 / 1.0 = 286kPa < m — qfNB
Przyjęto zbrojenie ławy:
- zbrojenie wieńca
– 2 × 3 Ø 12 A-III
- strzemiona wieńca
– Ø 6 co 25 A-0
Poz.9.2. Ława pod pozostałymi ścianami
Do obliczeń przyjęto ławę obciążoną traktem 4.5m
Zestawienie obciążeń na 1mb ławy:
1/ Obciążenie ze stropodachu drewnianego
0.5 × 10.5 × 3.1 =
2/ Obciążenie ze stropu nad parterem i klatki schodowej
0.5 × 13.0 × 3.1 =
3/ Obciążenie z płyty posadzki parteru
0.25 × 15.6 × 6.5 =
4/ Ciężar ściany kondygnacji I - II
6.1 × 9.1 =
5/ Ciężar ściany fundamentowej
14.1 × 2.6 =
Razem poz.1 – 5
6/ Ciężar gruntu na odsadzkach fundamentowych
( 0.8 – 0.62 ) × 2.5 × 18 × 1.2 =
7/ Ciężar ławy fundamentowej
0.8 × 0.4 × 24 × 1.1 =
Razem obciążenie całkowite
16.2kN/m
20.2kN/m
25.4kN/m
55.5kN/m
P=
36.7kN/m
184.6kN/m
9.7kN/m
N=
8.4kN/m
203 kN/m
_______________________________________________________________________________________
Rozbudowa budynku A na potrzeby Centrum Promocji,
Karier i Aktywizacji Zawodowej Absolwentów pilskich uczelni
Piła, ul. Podchorążych 10
dompil
- str. 32 -
__________________________________________________________________
Przyjęto ławę o wymiarach B × H = 0.80 × 0.40m
Naprężenia w gruncie pod ławą
q = 203 / 0.8 = 254kPa < m — qfNB
Przyjęto zbrojenie ławy:
- zbrojenie wieńca
– 2 × 3 Ø 12 A-III
- strzemiona wieńca
– Ø 6 co 25 A-0
Poz.9.3. Podwalina pod ścianę dylatacyjną
Zestawienie obciążeń na 1mb podwaliny:
1/ Obciążenie ze stropodachu żelbetowego
0.5 × 3.0 × 8.4 =
2/ Obciążenie ze stropu nad parterem
0.5 × 13.0 × 3.1 =
3/ Obciążenie z płyt posadzki parteru
0.5 × 14.3 × 2.7 =
4/ Ciężar ściany kondygnacji I - II
6.1 × 8.1 =
5/ Ciężar ściany fundamentowej
10.3 × 2.0 =
6/ Ciężar podwaliny
0.5 × 0.4 × 24 × 1.1 =
Razem poz.1 – 6
12.6kN/m
20.2kN/m
19.3kN/m
49.4kN/m
20.6kN/m
P=
5.3kN/m
127 kN/m
Schemat statyczny – belka ciągła 3-przęsłowa o równych rozpiętościach przęseł.
Rozpiętość obliczeniowa przęseł
L1 = L2 = L3 = 2.2m
Siły wewnętrzne i reakcje:
V1 = V4 = 0.4 × 127 × 2.2 = 112kN
V2L = V3P = 0.6 × 127 × 2.2 = 168kN
V2P = V3L = 0.5 × 127 × 2.2 = 140kN
R1 = R4 = 112kN
R2 = R3 = 168 + 140 = 308kN
2
M12 = M34 = 0.080 × 127 x 2.2 = 49kNm
2
M23 = 0.050 × 127 x 2.2 = 31kNm
M2 = -0.100 × 127 x 2.22 = -62kNm
Wymiarowanie
Przyjęto beton C16/20, stal A-III 34GS
Wymiary belki:
b = 0.50m
h = 0.50 m
a = 0.06m
d = 0.44m
M = 62kNm
→
ξeff = 0.06
Asy1 = 4.2cm2
→
5Ø12
MR = 83kNm
Sprawdzenie na ścinanie
VSd = V23 = 168 – 127 × 0.30 = 130kN
C16/20
→
fctd = 870kPa
k = 1.6 – 0.44 = 1.16
ρL = 6.03 / ( 50 × 44 ) = 0.00274
VRd1 = 0.35 × 1.16 × 870 × ( 1.2 + 40 × 0.00274 ) × 0.50 × 0.44 = 102kN
_______________________________________________________________________________________
Rozbudowa budynku A na potrzeby Centrum Promocji,
Karier i Aktywizacji Zawodowej Absolwentów pilskich uczelni
Piła, ul. Podchorążych 10
dompil
- str. 33 -
__________________________________________________________________
VSd = 143kN > VRd1 = 102kN →
zbrojenie na ścinanie jest obliczeniowo wymagane
Nośność strzemion 2-ciętych Ø8 w rozstawie co 10cm,
Przyjęto ctg θ = 1.75
Asw1 = 1.00cm2
z = 0.97 × 0.44 = 0.43m
VRd31 = 1.00 × 19 / 0.10 × 0.43 × 1.75 = 143kN > VSd
fywd1 = 19kN/cm
2
Przyjęto zbrojenie:
- górą w przęsłach i nad podporami
5Ø12 A-III
- strzemiona
2Ø8 co 15cm A-0
Poz.9.4. Podwalina poprzeczna
Zestawienie obciążeń dla podwaliny:
A. Obciążenie siłą skupioną – reakcja z poz.9.3
Q1 =
B. Obciążenie ciągłe podwaliny
1/ Ciężar podwaliny
0.6 × 0.5 × 24 × 1.1 =
2/ Ciężar gruntu na podwalinie
0.6 × 2.0 × 18.0 × 1.2 =
Razem obciążenie ciągłe
Schemat statyczny - patrz rysunek obok:
Rozpiętość obliczeniowa –
L = 2.7m
a = 0.4m
L + a = 3.1m
Wyznaczenie sił wewnętrznych:
RA = 0.5 × 39.0 × 2.7 – 308 × 0.4 / 2.7 = 7.0kN
RB = 0.5 × 39.0 × 2.7 + 308 × 3.1 / 2.7 = 406kN
MAB = 0.5 × 7.02 / 39.0 = 0.6kNm
MB = 308 × 0.4 = 123kNm
308kN
7.9kN/m
q2 =
31.1kN/m
39.0 kN/m
Q1
obc. q2
A
Wymiarowanie
Przyjęto beton C16/20, stal A-III 34GS
Wymiary belki:
b = 0.60m
h = 0.50 m
a = 0.06m
d = 0.44m
M = 123kNm
→
ξeff = 0.11
Asy1 = 8.4cm2
→
L
B
a
5Ø16
MR = 145kNm
Sprawdzenie na ścinanie
VSd = 308kN
C16/20
→
fctd = 870kPa
k = 1.6 – 0.44 = 1.16
ρL = 6.03 / ( 50 × 44 ) = 0.00274
VRd1 = 0.35 × 1.16 × 870 × ( 1.2 + 40 × 0.00274 ) × 0.50 × 0.44 = 102kN
VSd = 143kN > VRd1 = 102kN →
zbrojenie na ścinanie jest obliczeniowo wymagane
Nośność strzemion 2-ciętych Ø8 w rozstawie co 10cm,
_______________________________________________________________________________________
Rozbudowa budynku A na potrzeby Centrum Promocji,
Karier i Aktywizacji Zawodowej Absolwentów pilskich uczelni
Piła, ul. Podchorążych 10
dompil
- str. 34 -
__________________________________________________________________
Przyjęto ctg θ = 1.75
Asw1 = 2.00cm2
fywd1 = 19kN/cm2
z = 0.95 × 0.44 = 0.42m
VRd31 = 1.00 × 19 / 0.10 × 0.42 × 1.75 = 140kN > VSd
Nośność prętów odgiętych 2Ø16 A-III co 50cm
2
fywd1 = 35kN/cm2
Przyjęto ctg α = 1.0 sin α = 0.707
Asw2 = 2.01cm
VRd32 = 4.02 × 35 / 0.50 × 0.42 × ( 1.75 + 1.0 ) × 0.707 = 230kN
VRd3 = 140 + 230 = 370kN > VSd = 308kN
Przyjęto zbrojenie:
- dołem w przęsłach
- górą w przęsłach i nad podporami
- strzemiona w strefie wspornika
- strzemiona w strefie przęsła belki
- na wsporniku 2 pręty odgięte
3Ø12 A-III
5Ø16 A-III
Ø8 co 10cm A-0
Ø8 co 20cm A-0
2Ø16 A-III
Poz.9.5. Wspornik w ścianie nośnej
Zestawienie obciążeń dla podwaliny:
A. Obciążenie siłą skupioną – reakcja z poz.9.3
Q=
112kN
Schemat statyczny – belka wspornikowa:
Wysięg wspornika:
a = 0.4m
M = 112 × 0.4 = 45kNm
Przyjęto konstrukcyjnie:
1. Wymiary przekroju 60×40cm
2. Klasa betonu C16/20, stal A-III 34GS
3. Zbrojenie:
- dołem
2Ø12 A-III
- górą
3Ø16 A-III
- strzemiona w strefie wspornika
- strzemiona w strefie przęsła belki
Ø8 co 10cm A-0
Ø8 co 20cm A-0
Poz.9.6. Podwalina przekazująca obciążenie na grunt
Obciążenie siłą skupioną – reakcja z poz.9.4
Q = 406kN
Rozstaw podwalin a = 2.2m
Obciążenie w przeliczeniu na 1mb podwaliny:
q = 406 / (1.1 × 2.2) = 168kNm
Schemat statyczny – belka ciągła 3-przęsłowa o równych rozpiętościach przęseł.
Rozpiętość obliczeniowa przęseł
L1 = L2 = L3 = 2.2m
Siły wewnętrzne i reakcje:
V1 = V4 = 0.4 × 168 × 2.2 = 148kN
V2L = V3P = 0.6 × 168 × 2.2 = 222kN
V2P = V3L = 0.5 × 168 × 2.2 = 185kN
R1 = R4 = 148kN
_______________________________________________________________________________________
Rozbudowa budynku A na potrzeby Centrum Promocji,
Karier i Aktywizacji Zawodowej Absolwentów pilskich uczelni
Piła, ul. Podchorążych 10
dompil
- str. 35 -
__________________________________________________________________
R2 = R3 = 222 + 185 = 407kN
M12 = M34 = 0.080 × 168 x 2.22 = 65kNm
2
M23 = 0.050 × 168 x 2.2 = 41kNm
2
M2 = -0.100 × 168 x 2.2 = -81kNm
Wymiarowanie
Przyjęto beton C16/20, stal A-III 34GS
Wymiary belki:
b = 0.60m
h = 0.40 m
a = 0.06m
d = 0.34m
M = 81kNm
→
ξeff = 0.12
2
Asy1 = 7.2cm
→
5Ø16
MR = 89kNm
Sprawdzenie na ścinanie
VSd = V23 = 222 – 168 × 0.30 = 172kN
C16/20
→
fctd = 870kPa
k = 1.6 – 0.34 = 1.26
ρL = 10.05 / ( 60 × 34 ) = 0.00493
VRd1 = 0.35 × 1.26 × 870 × ( 1.2 + 40 × 0.00493 ) × 0.60 × 0.34 = 109kN
zbrojenie na ścinanie jest obliczeniowo wymagane
VSd = 172kN > VRd1 = 109kN →
Nośność strzemion 4-ciętych Ø8 w rozstawie co 12m,
Przyjęto ctg θ = 1.75
Asw1 = 2.00cm2
z = 0.94 × 0.34 = 0.32
VRd31 = 2.00 × 19 / 0.12× 0.32 1.75 = 177 > VSd
fywd1 = 19kN/cm2
Przyjęto zbrojenie:
- górą w przęsłach i nad podporami
5Ø16 A-III
- strzemiona
2Ø8 co 12cm A-0
_______________________________________________________________________________________
Rozbudowa budynku A na potrzeby Centrum Promocji,
Karier i Aktywizacji Zawodowej Absolwentów pilskich uczelni
Piła, ul. Podchorążych 10