|
|
|
In prezentul capitol se exemplifica calculul si dimensionarea fundatiilor corespunzatoare stalpilor cadrului transversal din axul L, ale carui eforturi sectionale au fost determinate in capitolul 5.
Cota de fundare este -1,50 m fata de cota
0,00 care
este cota pardoselii finite a parterului, iar stratul de fundare este
constituit din nisip prafos cu indesare medie. Valoare presiunii
conventionale de calcul corespunzatoare acestui strat este: 
.
1. Fundatia stalpului central.
1.1.Dimensionarea blocului de beton simplu.
Stalpul
central are sectiunea de 600 x 600, iar la baza sa actioneaza o
forta axiala de calcul 
(vezi predimensionare)
si un moment incovoietor 
Figura 1. Fundatia
stalpului central.
(vezi figura 5.19). Dimensiunile cuzinetului si ale blocului de beton simplu se cunosc din faza de predimensionare (vezi figura 1).
Considerand coeficientul de incarcare 
si greutatea
volumica medie normala a betonului din fundatie si a
umpluturii 
, se calculeaza
greutatea proprie a fundatiei.
Incarcarea totala transmisa pe teren rezulta:
.
Momentul incovoietor la nivelul talpii fundatiei:
.
Relatiile de verificare, la solicitari excentrice dupa o directie, pentru dimensiunile fundatiei sunt:
T ( 1 )
q S - suprafata talpii fundatiei, L fiind dimensiunea pe directia de actiune a momentului incovoietor, iar B dimensiunea pe directia normala
q N - incarcarea axiala de calcul transmisa de stalp si provenita din gruparea fundamentala;
q Gf - greutatea proprie de calcul a fundatiei si a pamantului de umplutura;
q M - momentul de incovoiere la nivelul fundatiei, rezultat din incarcarile de calcul din gruparea fundamentala;
q
W -
modulul de rezistenta in directia solicitarii Mf (
);
q
e -
excentricitatea in directia solicitarii Mf (
).
Presiunea medie efectiva pe teren rezulta:
Excentricitatea
incarcarii este:
.
Valorile presiunilor efective pe teren la extremitatile fundatiei rezulta:
T
Conditia (1) de nedepasire a presiunilor conventionale de calcul, este indeplinita si in consecinta dimensiunile impuse blocului de fundatie corespund.
1.2.Dimensionarea cuzinetului.
Greutatea cuzinetului este:
.
Incarcarea totala transmisa blocului de beton simplu este:
Excentricitatea corespunzatoare acestei incarcari este:
.
Valorile extreme ale tensiunilor (presiunilor) la nivelul talpii cuzinetului se calculeaza astfel:
(beton Bc 10)
T
Avand in vedere ca nu apar eforturi unitare de intindere intre cuzinet si blocul de beton simplu, nu se efectueaza calculul armaturii de ancoraj, dispunandu-se constructiv cate 2 bare 10 pe fiecare directie.
1.3.Armarea cuzinetului.
Pentru determinarea armaturii din talpa cuzinetului se recalculeaza presiunile, fara greutatea proprie a cuzinetului Gc, obtinandu-se:
T
Pentru calculul armaturii din cuzinet se incarca talpa cuzinetului cu diagrama de presiuni pe teren provenita din incarcarile exterioare, considerata ca reactiune. Talpa cuzinetului se descompune in patru console, delimitate de conturul fundatiei si de patru drepte, duse din colturile sectiunii stalpului, care includ cu laturile acestuia unghiuri de 45 . Cele patru console se considera incastrate in sectiunile de la marginea stalpului, momentele incovoietoare date de reactiunile terenului calculandu-se in aceste sectiuni.
Pentru cuzinetul de forma patrata, sub un stalp cu sectiune patrata solicitat la sarcini excentrice dupa o directie, momentele incovoietoare, cu ajutorul carora se calculeaza armatura din talpa fundatiei dupa cele doua directii, se pot determina cu formulele (2) de mai jos (vezi si figura 2):
( 2 )
, in care:
q lx, ly - distantele de la sectiunile de calcul pana la marginea cuzinetului;
q
; (3)
q
.
(4)
pmed
Figura 2. Fundatie
patrata sub stalp cu sectiune patrata solicitat la sarcini excentrice
dupa o directie.
p2
p1
Y
X
Asadar:
;
;
T
Inaltimile utile ale sectiunii de beton a cuzinetului rezulta:
Aria de armatura pe directia x este:
Numarul
de bare in directia x
rezulta:
bare Se aleg 13 bare
10 cu aria 
. Procentul de armare
rezulta:
Aria de armatura pe directia y este:
Numarul
de bare in directia y
rezulta:
bare Se aleg 10 bare
10 cu aria 
. Procentul de armare
rezulta:
2. Fundatia stalpului marginal.
Stalpul
marginal are sectiunea de 500 x 500, iar la baza sa actioneaza o
forta axiala de calcul 
si un moment incovoietor 
(vezi figura 5.17).
Dimensiunile cuzinetului si ale blocului de beton simplu se cunosc din
faza de predimensionare.
2.1.Dimensionarea blocului de beton simplu.
Q Q
Figura 3. Fundatia
stalpului marginal.
Cunoscand si greutatea
volumica medie normala a betonului din fundatie si a
umpluturii 
, se calculeaza
greutatea proprie a fundatiei:
.
Incarcarea totala transmisa pe teren rezulta:
Momentul incovoietor la nivelul talpii fundatiei:
.
Relatiile de verificare, la solicitari excentrice dupa o directie, pentru dimensiunile fundatiei sunt cele din relatiile (1).
Presiunea medie efectiva pe teren rezulta:
Excentricitatea
incarcarii este:
.
Valorile presiunilor efective pe teren la extremitatile fundatiei rezulta:
T
Conditiile (1) nefiind
verificate se maresc laturile blocului de beton simplu de la 2,00 m
pana la 2,20 m (vezi figura 3), dimensiune ce verifica (1).
T
Conditia (1) de nedepasire a presiunilor conventionale de calcul, este indeplinita si in consecinta dimensiunile impuse blocului de fundatie corespund.
2.2.Dimensionarea cuzinetului.
Greutatea cuzinetului este:
.
Incarcarea totala transmisa blocului de beton simplu este:
Excentricitatea corespunzatoare acestei incarcari este:
.
Valorile
extreme ale tensiunilor (presiunilor) la nivelul talpii cuzinetului se
calculeaza astfel:
(beton Bc 10)
T
Avand in vedere ca un apar eforturi unitare de intindere intre cuzinet si blocul de beton simplu, nu se efectueaza calculul armaturii de ancoraj, dispunandu-se constructiv cate 2 bare 10 pe fiecare directie.
2.3.Armarea cuzinetului.
Pentru determinarea armaturii din talpa cuzinetului se recalculeaza presiunile, fara greutatea proprie a cuzinetului Gc, obtinandu-se:
T
Calculul momentelor incovoietoare care apar in cuzinet, datorita reactiunii blocului de beton simplu se efectueaza utilizand relatiile (1), (3) si (4)
Asadar:
;
;
T
Inaltimile utile ale sectiunii de beton a cuzinetului rezulta:
Aria de armatura pe directia x este:
.
Numarul
de bare in directia x
rezulta:
bare Se aleg 7 bare
10 cu aria 
. Procentul de armare
rezulta:
.
Aria de armatura pe directia y este:
.
Numarul
de bare in directia y
rezulta:
bare Se aleg 5 bare
10 cu aria 
. Procentul de armare
rezulta:
.
3. Prevederi constructive.
Cele mai importante prevederi constructive pentru alcatuirea fundatiilor izolate sub stalpi au fost prezentate § 2.6. O parte din ele se detaliaza in continuare odata cu prezentarea altora.
Blocul de beton simplu poate fi alcatuit din 1.3 trepte, astfel alese incat sa asigure o repartitie corespunzatoare a presiunilor pe teren. Clasa betonului din blocul de fundatie trebuie sa fie cel putin Bc 3.5, in cazul cand cuzinetul nu este ancorat in bloc si cel putin Bc 7.5, cand este ancorat.
Inaltimea H a fundatiei trebuie aleasa in asa fel, incat sa asigure o rigiditate suficienta a fundatiei in raport cu terenul de fundare, pentru a putea considera repartizarea plan liniara a presiunilor efective pe teren. Aceasta rigiditate se asigura prin respectarea valorilor minime pentru tg a din tabelul 1:
(5)
q
- inaltimea blocului de fundatie sau a unei
trepte;
q
- deschiderea in consola a blocului de fundatie sau
a unei trepte.
Inaltimea totala H a blocului de fundatie cu o singura treapta va fi de cel putin 400 mm. Daca blocul este format din doua sau trei trepte inaltimile fiecarei trepte vor fi de cel putin 300 mm.
Tabelul 1.
Dimensiunile in plan ale cuzinetului (
) se aleg pe considerente economice, cu satisfacerea
urmatoarelor valori ale raportului 
, respectiv 
:
q
pentru
blocul cu o singura treapta;
q
pentru
blocul cu 2 - 3 trepte.
Inaltimea h a cuzinetului, care nu va fi mai mica de 300 mm trebuie sa satisfaca conditiile:
;
.
Figura 4. Fundatie
izolata cu bloc din beton simplu si cuzinet din beton armat.
Daca 
, nu mai este necesara verificarea la forta
taietoare.
Betonul utilizat in cuzinet trebuie sa aiba clasa minim Bc 7.5 si pana la clasa betonului din stalp. Cuzinetul se armeaza la partea inferioara cu o plasa alcatuita din bare dispuse paralel cu laturile pe cele doua directii. Distanta maxima dintre bare este 25 cm, iar procentul de minim de armare, pe fiecare directie, are valoarea 0,05 %.
In cazul in care din unele ipoteze de incarcare, apar eforturi unitare de intindere intre cuzinet si blocul de fundatie, dar zona activa a talpii cuzinetului reprezinta cel putin 80 % din aria totala a acesteia, calculul armaturii de ancorare a cuzinetului in blocul de beton simplu nu este necesar.
Daca insa zona activa rezulta intre 70 80 % din aria totala a talpii cuzinetului, acesta va fi ancorat in blocul de beton simplu prin armaturi capabile sa preia rezultanta eforturilor unitare de intindere. Armaturile de ancorare se dimensioneaza considerand sectiunea de la baza cuzinetului ca fiind o sectiune din beton armat solicitata la compresiune excentrica si introducand in calcul rezistentele de calcul ale betonului simplu din blocul de fundatie.
