Download - Betonske konstrukcije Temeljenje
KONSTRU
KCIJE
TEMELJENJEIzvedba
Proračun
Armiranje
NAPOMENA: Podaci i slike od Slide 1 do 13 preuzeti su iz skripte: Tanja Roje-Bonacci : Posebna poglavlja iz temeljenja, 2007.
KONSTRU
KCIJE
TEMELJ je dio građevine kojim se opterećenja iz KONTROLIRANE građevineprenose u PRIRODNU sredinu, tlo, na način da građevina bude trajno upotrebljiva
Postupak projektiranja temelja (Collin, 2002)
KONSTRU
KCIJE
PLITKO TEMELJENJE - svako ono temeljenje koje zadire u dubinu, dovoljnu da se zadovolje zadani uvjeti slijeganja i nosivosti, a temeljna ploha se nalazi neposredno ispod najniže kote građevine koju na sebi nosi.
Osnovni smisao plitkog temeljenja je da se opterećenje s građevine na tlo prenosiisključivo pritiskom temeljne plohe na tlo.
KONSTRU
KCIJE
Podjela plitkog temeljenja po obliku temeljne stope
• temelji samci: jedan temelj - jedan stup
KONSTRU
KCIJE
Podjela plitkog temeljenja po obliku temeljne stope
• temeljni roštilji: nose zidove i stupove istovremeno (ne treba ih miješatis konstrukcijama koje imaju vezne grede između elemenata temeljenjaiz drugih razloga, npr. seizmika)
KONSTRU
KCIJE
Podjela plitkog temeljenja po obliku temeljne stope
• temeljne ploče: rasprostiru opterećenje od zidova i stupova građevinena veliku površinu te smanjuju intenzitet naprezanja na tlo
KONSTRU
KCIJE
Podjela plitkog temeljenja po obliku temeljne stope
• temeljni nosači: predstavljaju neprekinute temelje, točkasto opterećenestupovima građevine koju nose ili su podloga kolosjecima raznihšinskih vozila (kranske staze, kada nosači leže na tlu) kada suopterećeni pokretnim opterećenjem
KONSTRU
KCIJE
Podjela plitkih temelja po krutosti• kruti plitki temelji (samci, trake, ponekad roštilji i ploče)• savitljivi plitki temelji (temeljni nosači, roštilji, ploče)
Temeljenje na poboljšanom tluOvdje spadaju najrazličitiji zahvati za poboljšanje podtemeljnog tla u smislu njegovih svojstava prvenstveno stišljivosti, a naravno i nosivosti.
Prema današnjem stanju tehnologije to su:• zamjena materijala sa ili bez upotrebe geotekstila;• dinamičko zbijanje tla s površine;• dubinsko vibriranje tla;• ubrzavanje procesa konsolidacije uspravnim drenovima;• povećanje gustoće tla ugradnjom šljunčanih pilota;• poboljšanje svojstava tla ugradnjom šljunčanih pilota uz vibriranje;• poboljšanje svojstava tla mlaznim injektiranjem;• poboljšanje svojstava tla sustavom mikropilota
KONSTRU
KCIJE
Duboko temeljenje
• svako ono temeljenje pri kojem se opterećenje na tlo osim preko dodirnog pritiska temeljne plohe na tlo, prenosi i trenjem po plaštu tijela ugrađenog u tlo ispod najniže kote građevine koju temelj nosi
• iznimku čine jedino piloti koji opterećenje predaju izravno na čvrstu stijensku podlogu
• duboko temeljenje primjenjuje se kod složenijih građevinskih zahvata, kada temeljno tlo, na dohvatljivoj dubini koja odgovara plitkom ili produbljenom temeljenju, nema svojstva koje mogu zadovoljiti traženu kakvoću s obzirom na dozvoljena slijeganja i /ili dozvoljenu nosivost
KONSTRU
KCIJE
Podjela dubokog temeljenjaOsnovni oblici dubokih temelja mogu se prikazati kako slijedi:• duboki masivni temelji,• piloti,• pojedinačni temelji velikih tlocrtnih dimenzija (kesoni, bunari i sanduci),• građevine koje s temeljem čine jedinstvenu cjelinu, kao na primjer
priobalne građevine (dijafragme, zagati, prevodnice…)
KONSTRU
KCIJE
Duboki masivni temelji• prelazni tip ka pilotima, • izvedeni metodom mlaznog injektiranja ‐metoda omogućava izvedbu
ojačanog masivnog bloka ispod površine koju je potrebno temeljiti, • nosivost ovakvog bloka računa se kao nosivost dubokog masivnog temelja
koji nosi na trenje i na dodirnu plohu temelj‐tlo• ako su stupnjaci dovoljno daleko pretvaraju se u grupu pilota ili u niz
pojedinačnih pilota
KONSTRU
KCIJE
Piloti ili raščlanjeni duboki temelji • mogu opterećenje prenositi po principu jedan pilot jedan stup (pilon) ili • mogu biti s naglavnom konstrukcijom spojeni u grupe koje prenose
opterećenje s građevine preko naglavne konstrukcije na pilote pa u tlo
KONSTRU
KCIJE
Duboki temelji mogu se izvesti od panela tehnologijom dijafragmi ili mixed in place (MIP) tehnologijom
Hibridno temeljenje• Hibridno temeljenje nastaje kada
ploča temeljena na pilotima ne leži isključivo na glavama pilota već preostalom površinom leži i oslanja se na tlo
• Javlja se kod temeljenja nebodera
KONSTRU
KCIJEODABIR NAČINA I DUBINE TEMELJENJA
Minimalna dubina temeljenja određena je propisima: uvjet da temeljna ploha bude ispod dubine smrzavanja - za Hrvatsku je to 0,8 m ispod površine terena.
ODABIR PREMA ZAHTJEVIMA GRAĐEVINE
KONSTRU
KCIJE
KRITERIJI ODABIRA TEMELJENJA U VISOKOGRADNJI
1. KARAKTERISTIKE TEMELJNOG TLA
• KRUTOST I DEBLJINA POJEDINIH SLOJEVA TLA ISPOD GRAĐEVINE• HOMOGENOST TEMELJNOG TLA• NIVO PODZEMNE VODE (UZGON)
2. OPTEREĆENJE GRAĐEVINE I KONCENTRACIJA OPTEREĆENJA NA GRAĐEVINI • POLOŽAJ, NAČIN DJELOVANJA I INTENZITET UPORABNOG OPTEREĆENJA• SEIZMIKA
2. TIP KONSTRUKCIJE
• RAVNOMJERNO ILI NERAVNOMJERNO OPTEREĆENJE NA TEMELJNO TLO• TORNJEVI ILI GRAĐEVINE VELIKE TLOCRTNE POVRŠINE I MALE VISINE• STATIČKI SUSTAV• UVJETI UPORABE
KONSTRU
KCIJE
Plitko temeljenje• primjenjuje se kod homogenog tla dostatne nosivosti
TRAKASTI TEMELJI‐ kod linijskog opterećenja tla
TEMELJI SAMCI‐ kod koncentriranog opterećenja tla
TEMELJNA PLOČA ISPOD ČITAVOG TLOCRTA GRAĐEVINE‐ kod zgrada sa ujednačenim koncentriranim silama na mjestuoslanjana stupova
‐ kod velikog uzgona
TEMELJNA PLOČA PODEBLJANA NA POJEDINIM DIJELOVIMA‐ kod zgrada sa LOKALNO VELIKIM koncentriranim silama na mjestu oslanjana stupova i / ili VELIKIM LINIJSKIM SILAMA na mjestu oslanjanja pojedinih zidova
KRITERIJI ODABIRA TEMELJENJA U VISOKOGRADNJI
KONSTRU
KCIJE
Temelji samci
• Prvi izbor pri temeljenju stupova zbog jednostavnosti i malih troškova izvedbe
• Primjena temelja samaca kod malih zgrada kada:a) Svaki stup preuzima opterećenje sa cca 25 m2 tlocrtne površine zgradeb) Opterećenje svake etaže iznosi cca 10 kN/m2
c) Temelji prekrivaju manje od 50 % tloctne površine zgraded) Kontaktno naprezanje na tlo iznosi 100 do 300 kPa
• Temelji samci se ne primjenjuju kod temeljenja na mekim glinama i pijesku nosivosti manje od 100 kPa
• Temelji samci se mogu koristiti samo ako u blizini nema drugih temelja ili lošijeg tla unutar anvelope naprezanja koju uzrokuje promatrani temelj
• Diferencijalna slijeganja između susjednih temelja samaca mogu se eliminirati povezivanjem temelja samaca armiranobetonskim gredama
• Povezivanje gredama povećava stabilnost konstrukcije na heterogenim tlima
KRITERIJI ODABIRA TEMELJENJA U VISOKOGRADNJI
KONSTRU
KCIJE
Temeljne ploče
Primjena temeljnih ploča, a ne temelja samaca kada:a) Temelji samci prekrivaju više od 50 % tloctne površine zgradeb) Zgrada ima nekoliko podzemnih etaža ispod razine podzemne vodec) Temeljno tlo ima nekoliko područja sa vrlo lošim tlom te je potrebno
izvesti kompenzaciju, čime se smanjuju naprezanja na tlo
• Temeljne ploče se izvode kod zgrada sa 8 ili više etaža i kada je nosivost tla manja od 150 kPa
• Rijetko se izvode kod zgrada nižih od 7 katova jer su skupi kao i duboki temelji
• Kod pijesaka nosivosti cca 75 kPa moguć je slom temeljne ploče uslijed savijanja ili diferencijalnih slijeganja
KRITERIJI ODABIRA TEMELJENJA U VISOKOGRADNJI
KONSTRU
KCIJE
Dokaz nosivosti temeljne ploče ispod zgrade
• Nije potrebno dokazivati slom tla, klizanje i prevrtanje građevine
• Debljina ploče određuje se iz statičkog proračuna – U PRAVILU JE MJERODAVAN PROBOJ TEMELJNE PLOČE
• Kod “BIJELE KADE” mjerodavan je statički proračun prema UPORABLJIVOSTI (vodonepropusnost + širina pukotina)
• UZGON – ponekad se izvodi deblja temeljna ploča kako bi se osigurala dovoljna sigurnost protiv isplivavanja građevine
• Ploča omogućuje ujednačavanje slijeganja
• U PRAVILU BOLJE RJEŠENJE OD TEMELJA SAMACA ILI TRAKASTIH TEMELJA (ali zahtjeva veći utrošak materijala)
KRITERIJI ODABIRA TEMELJENJA U VISOKOGRADNJI
KONSTRU
KCIJE
Kriterij za temeljnu ploču sa lokalnim ojačanjem
• Ujednačavanje naprezanja na tlo kod velikih koncentriranih ili linijskih sila• Ojačanje mora imati dovoljno veliku tlocrtnu površinu kako bi se postiglo
izjednačavanje naprezanja i deformacija• Debljina ploče izvan područja ojačanja određuje se po kriteriju nosivosti na
pritisak tla i uzgon
Prednosti i nedostaci plitkog temeljenja
PREDNOST:• Ekonomično temeljenje kod tla dostatne nosivosti
NEDOSTATAK:• U pravilu postoje znatna diferencijalna slijeganja kod temeljenja na trakastim
temeljima i temeljima samcima – UNOSE SE PRISILNE DEFORMACIJE U KONSTRUKCIJU – primjena temeljnih ploča ili drugačije temeljenje
KRITERIJI ODABIRA TEMELJENJA U VISOKOGRADNJI
KONSTRU
KCIJE
TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI
STATIČKI DOKAZ NOSIVOSTI I UPORABLJIVOSTI PLITKOG TEMELJA
• DOKAZ NAPREZANJA NA TLO
• DOKAZ EKSCENTRIČNOSTI OPTEREĆENJA NA TEMELJ
• DOKAZ NA KLIZANJE I PREVRTANJE TEMELJA
• DOKAZ NA SLOM TLA (kao alternativa dokazu naprezanja na tlo)
• DIMENZIONIRANJE TEMELJA (Granično stanje nosivosti i uporabljivosti)
KONSTRU
KCIJE
TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI
DOKAZ EKSCENTRIČNOSTI OPTEREĆENJA
• Potrebno je dokazati da se za osnovna opterećenja rezultantna sila nalazi u 1. jezgri poprečnog presjeka temelja – CIJELA POVRŠINA TEMELJA JE U TLAKU, NEMA ODIZANJA TEMELJA OD TLA
Mx – moment savijanja oko osi xMy – moment savijanja oko osi yV – vertikalna sila na temelj
KONSTRU
KCIJE
TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI
DOKAZ EKSCENTRIČNOSTI OPTEREĆENJA
• Za ostala opterećenja rezultantna sila se mora nalaziti u 2. jezgri poprečnog presjeka (dopušta se odizanje temelja)
KONSTRU
KCIJE
TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI
DOKAZ NAPREZANJA NA TLO
Naprezanja na tlo moraju biti manja ili jednaka maksimalno dopuštenom naprezanju
• JEDNOOSNO SAVIJANJE : ex = 0 ili ey = 0
a), b) dokazati!
KONSTRU
KCIJE
TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI
DOKAZ NAPREZANJA NA TLO
Naprezanja na tlo moraju biti manja ili jednaka maksimalno dopuštenom naprezanju
• DVOOSNO SAVIJANJE c) čitav presjek je u TLAKU
d) presjek se dijelom odiže od tla
‐ Iz tablica prema Hülsdünker‐u
KONSTRU
KCIJE
TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI
DIMENZIONIRANJE TEMELJA
PRIMJER : TEMELJ OPTEREĆEN VERTIKALNOM CENTRIČNOM SILOM
PRITISAK NA TLO:ps = N / A
PROVODI SE DOKAZ NA SAVIJANJE, POSMIK I PROBOJ U PRESJEKU UDALJENOM (c + h )/2 OD VERTIKALNE OSI STUPA ZA SILU QR
ZA EKSCENTRIČNO OPTEREĆENJEPOTREBNO ODREDITI VERTIKALNU SILU QR INTEGRACIJOM NAPREZANJA PO POVRŠINI TEMELJA
KONSTRU
KCIJE
TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI
DIMENZIONIRANJE TEMELJA
PRIMJER : TEMELJ OPTEREĆEN VERTIKALNOM CENTRIČNOM SILOM
ARMIRANJE TEMELJA:
KONSTRU
KCIJE
TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI
DIMENZIONIRANJE TEMELJA
PROBOJ TEMELJNE PLOČE – najčešće mjerodavan pri dimenzioniranju temelja samaca
KONSTRU
KCIJE
TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI
DIMENZIONIRANJE TEMELJA
PROBOJ TEMELJNE PLOČE – ARMIRANJE POVIJENIM ŠIPKAMA
KONSTRU
KCIJE
TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI
DIMENZIONIRANJE TEMELJA
PROBOJ TEMELJNE PLOČE – ARMIRANJE SPONAMA
KONSTRU
KCIJE
TRAKASTI TEMELJITrakasti temelji se izvode ispod zidova ili ispod niza stupova
• Temelji imaju oblik obrnutog T‐presjeka• U poprečnom smjeru temelj ima konzolne istake koje se proračunavaju na reaktivno
opterećenje• Debljina ploče na kraju iznosi barem 20 cm.• Za male konzolne istake temelja zadržava se konstantna debljina ploče.• 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 rebra slijedi iz uvjeta osiguranja dovoljne krutosti trakastog temelja.• Krutost na savijanje trakastog temelja i cijele konstrukcije nad temeljem:
mora biti takva da ne nastane koncentracija napona pod stupovima nejednoliko slijeganje mora biti manje od 1/1000 razmaka stupova
KONSTRU
KCIJE
TRAKASTI TEMELJI
PRORAČUNSKI MODEL
• Proračunski model – greda na elastično popustljivim osloncima• Horizontalno pridržanje potrebno zbog stabilnosti numeričkog proračuna• Winklerov model temeljnog tla – niz diskretnih opruga odgovarajuće krutosti
KONSTRU
KCIJE
TRAKASTI TEMELJI
ARMIRANJE TRAKASTOG TEMELJA ISPOD 2 STUPA
KONSTRU
KCIJE
TRAKASTI TEMELJI
ARMIRANJE TRAKASTOG TEMELJA ISPOD VIŠE STUPOVA – SREDNJE POLJE
• Donja uzdužna armatura raspoređuje se po cijeloj širini temelja pri čemu se 2/3 armature raspoređuje u širini rebara
• Ako je proračunska poprečna sila VSd veća od otpornosti neraspucalog betonskog presjeka VRd1, proračunava se armatura za preuzimanje glavnih vlačnih napona – kose šipke ili spone
KONSTRU
KCIJE
TRAKASTI TEMELJI
ARMIRANJE TRAKASTOG TEMELJA
KONSTRU
KCIJE
TEMELJNE PLOČETemeljne ploče ispod zgrada mogu biti:
a) PUNE, b) REBRASTE c) ŠUPLJE
Izbor tipa temeljne ploče ovisi o:• konstrukcijskoj shemi građevine• veličini i rasporedu opterećenja u tlocrtu• nosivosti i deformabilnosti tla
PUNA PLOČA • najjednostavniji oblik glede izvedbe, ali je veći utrošak materijala• debljina ploče = 1/6 razmaka stupovaREBRASTA TEMELJNA PLOČA • za veće opterećenje i veće razmake stupova rebra se projektiraju po osima
stupovaŠUPLJI SANDUČASTI TEMELJI • imaju najveću krutost, ali zahtijevaju veliki utrošak materijala i komplicirani su
za izvedbu
KONSTRU
KCIJE
TEMELJNE PLOČE
PRORAČUNSKI MODEL
1. plošni nosač, ili
2. dijeljenjem utrake paralelne uzdužnim i poprečnim osimastupova ploča seaproksimira štapnim sustavom(roštilj)
KONSTRU
KCIJE
TEMELJNE PLOČE
KONSTRU
KCIJE
NAGLAVNICA PILOTA
PRORAČUNSKI MODEL NAGLAVNICE• Ploče pilota se izvode debele kako bi se sile iz stupa pod odgovarajućim kutom
rasporedile u pilote• Pritom dolazi do skretanja vertikalne sile te se pojavljuju horizontalne sile koje se
preuzimaju armaturom u donjoj zoni ploče
KONSTRU
KCIJE
NAGLAVNICA PILOTAARMATURA PILOTA
KONSTRU
KCIJE
NAGLAVNICA PILOTAARMATURA PILOTA
KONSTRU
KCIJE
NAGLAVNICA PILOTA
ARMATURA PILOTA
KONSTRU
KCIJEDUBOKO TEMELJENJE VIJADUKTA MIRNA
KONSTRU
KCIJE
Sprezanje pilota i naglavne ploče
DUBOKO TEMELJENJE VIJADUKTA MIRNA
KONSTRU
KCIJE
Armatura naglavne ploče
DUBOKO TEMELJENJE VIJADUKTA MIRNA
KONSTRU
KCIJEOBNOVA STUPA S6 MOSTA JASENOVAC
KONSTRU
KCIJEOBNOVA STUPA S6 MOSTA JASENOVAC