Návrh rozměrů plošného základu

Transkript

1 Inženýrský manuál č. 9 Aktualizace: 02/2016 Návrh rozměrů plošného základu Program: Soubor: Patk Demo_manual_09.gpa V tomto inženýrském manuálu je představeno, jak lze jednoduše a ektivně navrhnout železobetonovou základovou patku. Zadání úloh Podle EN (EC 7-1, NP1) navrhněte rozměr centrické základové patk. Návrhové zatížení od sloupů působí v úrovni horní podstav základové patk. Složk jednotlivých zatížení v kombinacích jsou: N, H, H, M, M. Povrch terénu je vodorovný, základovou půdu tvoří středně ulehlý písek s příměsí jemnozrnné zemin (S). Hloubka založení je v úrovni 2,5 m pod původním terénem. Schéma zadání úloh výpočet svislé únosnosti základové patk Řešení K výpočtu této úloh použijeme program GEO5 Patk. Nejprve zadáme veškerá vstupní data v jednotlivých rámech, poté v rámu Geometrie provedeme vlastní návrh patk. Zadání vstupních dat V rámu Nastavení klikneme na tlačítko Vbrat (v levé spodní části obrazovk) a poté zvolíme nastavení výpočtu jako Standardní EN 1997, DA1. 1

2 Dialogové okno Seznam nastavení výpočtu Zadáme způsob výpočtu základové patk, v našem případě se jedná o výpočet v odvodněných podmínkách, sedání patk není předmětem řešení tohoto manuálu (sedání patk se věnuje následující inženýrský manuál č. 10). V dalším kroku zadáme parametr zemin a přiřadíme je do geologického profilu. Rám Nastavení Poznámka: Standardně se plošné základ posuzují v odvodněných podmínkách pomocí ektivních parametrů smkové pevnosti zemin (, c ). K výpočtu v neodvodněných podmínkách se přistupuje v případě soudržných zemin a krátkodobého působení zatížení pomocí totálních parametrů smkové pevnosti (, c ). Podle EC 7-1 se počítá u neodvodněných podmínek pouze s vlivem soudržnosti, u u totální úhel vnitřního tření zemin je roven nule ( 0 ). u Tabulka s parametr zemin Zemina, hornina (specifikace, zatřídění) Objemová tíha kn m Úhel vnitřního tření Soudržnost zemin c kpa S, středně ulehlá 17,5 29,5 0,0 2

3 V rámu Založení se zadává tp základu, kde zvolíme možnost centrická patka. Dále určíme rozměr základu, tj. hloubku od původního terénu 2,5 m, hloubku základové spár 2,0 m, tloušťku základu 1,0 m a sklon upraveného terénu, resp. základové spár. Zadáme rovněž objemovou tíhu nadloží 20kN základu. 1 m, která obvkle reprezentuje zásp patk po dobudování vlastní konstrukce Rám Založení Poznámka: Hloubka základové spár závisí na mnoha důležitých faktorech přírodní a klimatické vliv, inženýrsko-geologické a hdrogeologické poměr. Vzhledem k promrzání základové spár se v ČR doporučuje hloubka min. 0,8 m pod povrchem terénu. Pro jemnozrnné soudržné zemin se doporučuje její hodnota ještě větší, a to až 1,6 m. Při posuzování únosnosti plošného základu (1. MS) se hloubka založení uvažuje jako minimální svislá vzdálenost mezi základovou spárou a upraveným terénem. V rámu Zatížení zadáme složk sil a momentů působících na horní podstavu konstrukce základové patk: N, H, H, M, M. Tto hodnot kombinací zatížení jsme získali například předchozím výpočtem ze statického programu a můžeme je ted do našeho výpočtu vložit pomocí tlačítka Import (více viz odkaz na online Help: Rám Zatížení

4 Poznámka: Pro návrh rozměrů základové patk je vžd rozhodující pouze návrhové (výpočtové) zatížení, ale v případě metodik posouzení podle EN a NP1 je nutné zadat i hodnot užitného (provozního) zatížení, protože program počítá dvě návrhové kombinace. Dialogové okno Nové zatížení V rámu Materiál zadáme materiálové charakteristik patk objemovou tíhu 2 kn m, dále parametr pro dimenzování výztuže třídu betonu C 20/15 a ocel B500. Rám Materiál ŠP polštář nebudeme zadávat, protože uvažujeme propustnou nesoudržnou zeminu v úrovni základové spár a jeho použití b ted v námi řešené úloze blo zbtečné. Poznámka: V současnosti se již od aplikace ŠP polštáře upouští, protože u soudržných zemin bl zaznamenán případ, kd docházelo ke značnému podmáčení základové spár v důsledku působení podzemní vod. ŠP polštář bez odvodnění totiž působí jako drén. Rám Přitížení přeskočíme, přitížení v okolí základu nebude zadáno. 4

5 Poznámka: Přitížení v okolí patk má vliv pouze na výpočet sedání a natočení základu, nikoliv na její únosnost. V případě svislé únosnosti b působilo vžd příznivě a žádná nám známá teorie neumožňuje tento vliv započítat. Následně v rámu Nastavení fáze zvolíme trvalou návrhovou situaci. Tím je základní zadání vstupních dat dokončeno. Rám Nastavení fáze Návrh rozměrů patk Nní přejdeme do rámu Geometrie, tp základu zvolíme s možností centrická patka. Poté klikneme na tlačítko Návrh rozměrů. V příslušném dialogovém okně zvolíme možnost dopočítat a program automatick určí minimální potřebné rozměr základu s uvážením zadaných parametrů (zemin, profil, zatížení, nastavení atd.) tak, ab svislá únosnost základu vhověla. Tento výpočet následně potvrdíme tlačítkem OK. Dialogové okno Návrh rozměrů základu Pozn.: Návrh centrické i ecentrické patk je proveden vžd tak, ab rozměr patk bl co nejmenší a patka na svislou únosnost vhověla. Volba zadat umožňuje navrhovat rozměr patk na zadanou únosnost základové půd. 5

6 Poznámka: Pro nenáročné stavb (statick určité konstrukce v jednoduchých základových poměrech) lze v programu zadat tabulkovou hodnotu únosnosti R d. Pro ostatní případ (např. statick neurčité konstrukce) se únosnost základové půd R d vžd prokazuje výpočtem. Rám Geometrie V rámu 1. MS provedeme posouzení navržených rozměrů centrické patk. Rám 1. MS 6

7 Z výsledků výpočtu je patrné, že navržená centrická základová patka o rozměrech 2,0 2,0 m z hlediska mezního stavu únosnosti vhovuje. Svislá únosnost: 97,7 % R 545,22 52, 59 [kpa] VYHOVUJE d Dimenzování výztuže plošného základu: Po ověření návrhu rozměrů patk nní přejdeme do rámu Dimenzování, kde navrhneme podélnou nosnou výztuž. Vzhledem k tomu, že se jedná o centrickou patku, vztužení budeme uvažovat v obou směrech stejné. Navrhneme 18 ks vložek o průměru 14 mm s krtím výztuže 60 mm s ohledem na respektování konstrukčních zásad podle norm EN (EC 2). Výztuž následně posoudíme na nejnepříznivější stav zatížení (možnost Automatick vbírat maima ). Rám Dimenzování Z provedených výpočtů je zřejmě, že tento návrh splňuje veškerá bezpečnostní kritéria: vužití podélné nosné výztuže 87,5 %, posouzení kritického průřezu patk na protlačení 58,0 %. Navržená patka ted ve všech ohledech vhověla. 7