Herak - AB Temelji

ARMIRANOBETONSKE KONSTRUKCIJE

ARMIRANOBETONSKI TEMELJI

V.pred. mr. sc. V. Herak-Marović Herak-Marović, d.i.g.

FUNKCIJA TEMELJA -

Treb Trebaj aju u bit bitii pro proje jekt ktiirani rani tako tako da pren prenes esu u ve vertik rtikal alno no i hor horiz izon onta taln lno o optereć opterećenje jednostavno i sigurno u tlo.

OBLIKOVANJE TEMELJA -

Oblik te temelja zavisi o vrsti konstrukcije, veličini i prirodi optereć optere ćenja (centrič (centrični tlak, moment moment savijanja savijanja oko jedne osi, osi, moment savijanj savijanja a oko dvije osi), geoloških i hidrogeoloških uvjeta gradilišta gradilišta (kvaliteta tla, dubina nosivih slojeva).

-

Bitn Bitno o je je da da se se pro projjekti ektira ran ni tem teme elji lji mog mogu u brz brzo o i jed jedn nost ostavno avno izv zves estiti radi radi otežanih radnih uvjeta.

TIPOVI TEMELJA: -

TEMELJI SAMCI TRAKASTI TEMELJI TEMELJNE PLOČE mr. sc. V. Herak-Marovi ć, 2006/07

2

TEMELJI SAMCI -

Temelji sa samci se se pr predviđaju za temeljenje stupova. Oblici temelja sam samaca: pločasti, piramidalni, stepenasti, stepenasto piramidalni

3

NEKE KARAKTERISTIKE: -

Pločasti oblik oblik temelja – najjednos najjednostavni tavnija ja izvedba izvedba Pira Pirami mida daln lnii obli oblikk temel temelja ja - zaht zahtijijev eva a manje manje arm armat atur ure, e, ali ali je je slože složeni nija ja izve izvedb dba a (potrebna gornja oplata). Step tepenas enastiti obli oblikk tem temelj elja – za teme temellje već veće visine; broj stepenica ovisi o ukupnoj visini temelja. Stepen Stepenast asto-p o-pira irami midal dalni ni oblik oblik temelj temelja a – najzah najzahtje tjevni vnija ja izv izvedb edba, a, za temelj temelje e veli velike ke visine

ODABIR OBLIKA TEMELJA S OBZIROM NA VRSTU OPTEREĆ OPTEREĆENJA (centrič (centrični tlak, moment savijanja oko jedne osi, moment savijanja savijanja oko dvije dvije osi): -

ako je temelj centrično opte ptereć rećen treba (ako je moguć mogu će zbog situacije na terenu) predvidjeti kvadratni oblik, za ekscentrično optereć opterećenje projektira se pravokutni oblik, u slučajevima izrazitog ekscentrič ekscentričnog optereć opterećenja rade se nesimetrič nesimetri čni temelji. Rasp Raspod odje jela la napo napona na na tem temel eljn jnoj oj plo plohi hi zavis zavisii od krut krutos ostiti teme temeljlja, a, karak karakte teri rist stik ika a materijala temelja te od svojstava tla. mr. sc. V. Herak-Marovi ć, 2006/07

4

Ekstremni primjeri raspodjele napona na temeljnoj plohi za:

a) krute temelje

b) temelje male krutosti

- U praktičnim proračunima najčešće se pretpostavlja da je temelj velike krutosti i da je napon na temeljnoj plohi jednoliko raspoređen (ps). mr. sc. V. Herak-Marović, 2006/07

5

Kako odabrati dimenzije temelja? -

Ukupnu visinu temelja treba odrediti iz uvjeta nosivosti i kontrole da ne dođe do proboja stupa kroz plohu temelja, a minimalna dubina temelja je 1.0 m od kote terena, što je uvjetovano smrzavanjem tla na manjim dubinama.

-

Iz uvjeta da tlačni napon na temeljnoj plohi bude u granicama dopuštenog, ili iz uvjeta nosivosti ili deformabilnosti, dobiva se potrebna površina temelja.

-

Duboki nearmirani temelj:

mr. sc. V. Herak-Marović, 2006/07

6

Rasprostiranje pritiska ispod stupa računa se prema izrazu: tgα =

h b,

=

120 p f ck

gdje je: f ck - karakteristična čvrstoća betona p - prosječni tlačni napon na temeljnoj plohi Iz gornjeg izraza slijedi: b' ≤

TEMELJ C 16/20 p (MPa) b'/h

0.05

TEMELJ C 25/30 p (MPa) b'/h

0.05

d 120 p f ck

0.1 1.80

0.2 1.30

0.5 0.94

1.0 0.58

0.42

0.1 2.20

0.2 1.60

0.5 1.12

1.0 0.70

0.50


7

PRORAČUN I ARMIRANJE TEMELJA SAMACA -

Temelji samci mogu biti: armirani i nearmirani.

-

Temelje nije potrebno armirati (u praksi se svi temelji najčešće armiraju) ako je temeljna stopa unutar površine na koju se rasprostire pritisak stupa, kao na slijedećem crtežu: Duboki nearmirani temelj


8

-

Ako je širina temelja veća od širine rasprostiranja opterećenja, temelje treba armirati, što je prikazano na slijedećem crtežu: Plitki armiranobetonski temelj

9

POSTUPCI DIMENZIONIRANJA TEMELJA A) Primjer plitkog armiranobetonskog pločastog temelja:

Dio temelja u širini stupa uzima se kao sakriveni nosač, pa se moment na temelj dobiva kao kod konzolne ploče (za reaktivno opterećenje tla računa se moment za 1.0 m širine ili za cijelu širinu temelja ''b'‘). mr. sc. V. Herak-Marović, 2006/07

10

Za b1 = b2 = b jednoliko reaktivno opterećenje tla izazvano opterećenjem stupa silom N proračuna se po izrazu: N p= 2 a potom se računa moment savijanja koji djeluje na lice stupa: 1 ⎛ b− a ⎞ M I = M II = p ⎜ ⎟ 2⎝ 2 ⎠

2

-

Moment savijanja proračunat po ovom postupku daje nešto veću vrijednost od momenta proračunatoga po točnom postupku. Naime, opterećenje na šrafiranom dijelu temelja uračunato je dva puta (za svaki smjer posebno).

-

Armatura temelja približno se proračunava prema izrazu: As1x = As1y =

M Sd 0.9⋅ d ⋅ f yd

gdje je: MSd - računski moment savijanja (u presjeku I-I / II-II) f yd - računska granica popuštanja mr. sc. V. Herak-Marović, 2006/07

11

-

Nadalje je potrebno izvršiti kontrolu proboja: * ako je zadovoljen uvjet V Sd ≤ VRd1 temelj neće trebati dodatno armirati protiv proboja * ako je VSd > VRd1 proračunava se i postavlja u temelj poprečna armatura za preuzimanje glavnih vlačnih napona (kose šipke ili spone):

gdje je: VSd - računska poprečna sila VRd1 - računska nosivost na poprečne sile mr. sc. V. Herak-Marović, 2006/07

12

B) Primjer plitkog armiranobetonskog piramidalnog temelja:

Za b1 = b2 = b jednoliko reaktivno opterećenje tla izazvano opterećenjem stupa silom N proračuna se po izrazu: N p= 2 mr. sc. V. Herak-Marović, 2006/07

13

a potom se računa moment savijanja koji djeluje na lice stupa:

M x = M y = p( 2Ae 1 1 + A2e2 ) Ako se uvrste vrijednosti za: 2 b − a ⎞ 1 ⎛ A1 = ⎜ ⎟ ⎝ 2 ⎠ 2

⎛ b − a ⎞a ⎟ ⎝ 2 ⎠

A2 = ⎜

e1 =

2 ⎛ b − a ⎞ ⎜ ⎟ 3 ⎝ 2 ⎠

e2 =

1 ⎛ b − a ⎞ ⎜ ⎟ 2 ⎝ 2 ⎠

dobiva se: Mx = My =

-

N 24

2 ( b a ) (2b + a) − 2

Ovaj postupak proračuna u odnosu na točan postupak daje nešto manji moment savijanja. mr. sc. V. Herak-Marović, 2006/07

14

-

Armatura se proračunava prema slijedećim izrazima: As1x = As1y =

M Sd ζ ⋅ d ⋅ f yd

gdje je: MSd - računski moment savijanja (u presjeku I-I ili II-II) f yd - računska granica popuštanja ζ – koeficijent kraka unutarnjih sila (Koeficijent kraka unutarnjih sila ζ može se naći u tablicama ili uzeti da je približno 0.8 - 0.9). -

Proračunatu armaturu treba postaviti gušće u područ ju stupa na širini b/3.


15

ARMIRANJE TEMELJA SAMCA

Armiranje simetričnog temelja

Armiranje nesimetričnog temelja

-

Temelji se mogu armirati s križno položenim šipkama φ10 mm, ali ga treba nastojati armirati zavarenim mrežama (ako nisu temelji dinamički opterećenih konstrukcija).

-

Veza temelja sa stupom ostvaruje se pomoću armature u obliku sidara. Profil, broj i raspored sidara odgovara armaturi stupa na spoju s temeljem. mr. sc. V. Herak-Marović, 2006/07

16

ARMIRANJE SPOJA STUP - TEMELJ

-

U temelj se trebaju ugraditi sidra, koja moraju imati istu površinu kao i armatura stupa na spoju s temeljem. Sidra stupa treba saviti u temeljnu ploču prema suprotnoj strani. Duljina preklopa šipki = duljini nastavka armature. Na mjestu preklopa armature progušćuju se spone na 0.6 sw Kada stup ima veliku površinu armature te kada je manje visine, može se armatura iz temelja, bez prekida, voditi do vrha stupa. Kod malih posmičnih naprezanja treba temelj armirati samo ravnim šipkama 17 dostatno usidrenim, odnosno sa zavarenim mrežama.

Simetrični temelj

Nesimetrični temelj


18

-

Kada je pritisak temelja samaca na tlo velik, odnosno kada je potrebna velika ležajna površina pojedinačnog temelja, temelji samci se povezuju temeljnim trakama / gredama u jednom ili oba glavna smjera .

-

Povezivanjem temelja samaca veznim gredama sprječava se horizontalno razmicanje pojedinih temelja, te se omogućuje jednolika raspodjela horizontalnih sila (n. pr. sila vjetra i potresa) na sve temelje samce tj. omogućuje se zajedničko djelovanje.

-

Ako razmak stupova nije jednak u oba smjera, temeljne trake se predviđaju u jednom smjeru, a u drugom (okomitom) smjeru temelji se međusobno povezuju gredama.

19

TEMELJI SAMCI POVEZANI GREDAMA (a) grede male krutosti na savijanje (prihvaćaju uglavnom aksijalne sile) (b) krute grede (prihvaćaju aksijalne sile i momente savijanja)


20

TRAKASTI TEMELJI -

Trakasti temelji se izvode ispod niza stupova ili zidova, te kada je pritisak na temeljno tlo ispod temelja samaca velik.

-

Temeljne trake služe i kao ležajevi fasadnih i pregradnih zidova te sprječavaju horizontalno razmicanje pojedinih temelja i ukrućuju ih.

21

-

Temeljne trake u dva glavna smjera:


22

PRORAČUN TRAKASTIH TEMELJA -

U uzdužnom smjeru trakasti temelj nosi kao kontinuirani nosač na savijanje pod djelovanjem koncentriranih sila od stupova i od raspodijeljenih reaktivnih napona na temeljnoj plohi.

-

Visina temelja odabire se iz uvjeta osiguranja dovoljne krutosti trakastog temelja. Krutost protiv savijanja trakastog temelja i cijele konstrukcije nad temeljem mora biti tolika da ne nastane koncentracija napona ispod stupova i da nejednoliko slijeganje ne bude veće od 1/1000 dijela razmaka osi stupova.

-

Proračun se provodi na slijedeći način: pretpostavi se krutost temelja; odrede se naponi u tlu za rezultantno vanjsko opterećenje, a uz jednoliko naprezanje temeljnog tla; za poznato vanjsko djelovanje proračunaju se unutarnje sile (M i V) kao na štapnom sustavu; izvrši se dimenzioniranje nosača na savijanje i poprečnu silu. 23

-

Proračun trakastih temelja često se provodi kao proračun nosača na elastičnoj podlozi. Temeljno tlo se zamijeni gusto raspoređenim diskretnim oprugama (elastični ležajevi) čije krutosti su ekvivalentne krutostima zamijenjenih dionica temeljnog tla širine ∆b i dužine ∆l, što je prikazano na crtežu: Proračunski model

-

Prednost ove metode je što se proračun može obaviti elektroničkim računalom sa standardnim programima za štapne i površinske sustave. Sustav mora biti 24 horizontalno pridržan radi stabilnosti.

-

Za točniji proračun treba uzeti u obzir i dio tla ispod temelja. Numeričkim postupkom kao što je MKE, tlo se modelira kao elastični poluprostor. Dio se tla podijeli na elemente u obliku paralelopipeda do potrebne dubine gdje se može smatrati da su rubni uvjeti izjednačeni. Dio tla, temelji i konstrukcija ulaze u proračunsku analizu kao cjelina. Mogu se koristiti ravninski (2D) modeli ili prostorni (3D) modeli. Ravninski model

25

POPREČNI PRESJECI TRAKASTIH TEMELJA:


26

ARMIRANJE TRAKASTIH TEMELJA -

Armiraju se po principima koji vrijede za kontinuirane nosače:

1)

Armiranje trakastog temelja ispod dva stupa:

2)

Armiranje trakastog temelja ispod više stupova (srednje polje):

-

Donja uzdužna armatura raspoređuje se po cijeloj širini temelja, s tim što su 2/3 armature u granicama širine rebra. 27

TEMELJNE PLOČE -

Kad se ispod cijele građevine temelji samci ili trakasti temelji nalaze blizu jedan drugome, radi se temeljna ploča.

-

Na temeljnim pločama se temelje visoki objekti te oni s velikim opterećenjem (industrijski objekti kao na pr. skladišta), ili ako je tlo male nosivosti.

-

Tipovi armiranobetonskih temeljnih ploča: pune, rebraste, šuplje, sandučaste:

28

-

Izbor tipa temeljne ploče zavisi od konstrukcijske sheme građevine koja se temelji, veličine i rasporeda opterećenja u tlocrtu i od nosivosti i deformabilnosti tla.

-

Puna temeljna ploča je s gledišta izvedbe i proračuna najjednostavnija, ali je nešto veći utrošak gradiva. Preporučuje se debljina ploče 1/6 razmaka stupova.

-

Rebrasta temeljna ploča je za veće razmake stupova i veće opterećenje po stupu. Debljina ploče je 1/10 - 1/8 razmaka stupova, a rebra su u osima stupova.

-

Šuplji sandučasti temelji imaju najveću krutost, ali oni zahtijevaju velik utrošak gradiva, a i složeni su za izvedbu.


29

PRORAČUN TEMELJNE PLOČE -

Temeljna ploča se u proračunu tretira kao površinski nosač (vrlo kruta u horizontalnoj ravnini), ili se dijeljenjem u uzdužne i poprečne trake paralelne s osima stupova, aproksimira štapnim sustavom.

-

Prema približnom postupku temeljno se tlo zamjenjuje gusto raspoređenim diskretnim oprugama na razmacima l i b. Krutost vertikalnog stupića zglobno spojenoga na svojim krajevima (elastična opruga), ekvivalentna je krutosti pravokutne dionice temeljnog tla širine b i dužine l.

-

Detaljniji proračun pomoću proračunskog modela temeljne ploče kao prostornog sustava treba se koristiti elektroničko računalo sa programima za štapne i površinske nosače, kao na slici:


30

Proračunski model


31

-

Još točnije ponašanje cijele konstrukcije ćemo dobiti ako zajednički promatramo ploču i temeljno tlo, kao prostorni model pomoću MKE. Vrlo su ''skupi'' pa se ne rabe često u inženjerskoj praksi (a).

-

Za detaljnije analize potrebno je promatrati konstrukciju, temelj i temeljno tlo kao jedinstveni sustav. Moguće su linearne i nelinearne analize konstrukcije i tla, uz uključivanje geometrijske nelinearnosti (b).

32

ARMIRANJE TEMELJNE PLOČE -

Temeljne ploče se armiraju po principima armiranja ploča nosivih u dva smjera opterećenih kontinuiranim opterećenjem.

-

Preporučuje ih se armirati u gornjoj i donjoj zoni (prihvaćaju se momenti savijanja izazvani reaktivnim pritiskom tla, temperaturnim razlikama i nejednolikim skupljanjem).

-

Najčešće se armiraju sa zavarenim mrežama.


33


34


35


36

Izvedba temeljenja na pilotima mosta preko Žrnovnice


37


38


39


40


41


42

Herak - AB Temelji

Recommend Documents