CALCULATION OF CONCRETE FOUNDATOINS ...’секи единичен фундамент може да...

XIII-та МЕЖДУНАРОДНА НАУЧНА КОНФЕРЕНЦИЯ ВСУ’2013 13th INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE VSU'2013

ОРАЗМЕРЯВАНЕ НА БЕТОННИ ФУНДАМЕНТИ ПО ЕВРОКОД 2 Константин Русев1, Лена Михова2 УАСГ, катедра „Масивни конструкции”, катедра „Геотехника” CALCULATION OF CONCRETE FOUNDATOINS ACCORDING TO EUROCODES 2 Konstantin Rusev, Lena Mihova UACEG, department „Reinforced Concrete Structures”, department „Geotechnics” Abstract: The item 12.9.3 “Strip and single foundations” from BDS EN 1992-1-1:2005 is discussed in the paper. A correction of a given formula for the height of examined type of foundation is proposed. Set of nomograms are proposed for render an account of shape of the foundation for two step, three step and pyramidal ones. Some examples for nomogram relations application are applied. Key words: foundationt, concrete 1. Увод В доклада критично е разгледана точка 12.9.3 „Ивични и единични фундаменти

от БДС EN 1992-1-1:2005, където е записано: (1) При липса на по-подробни данни центрично натоварените ивични и

единични фундаменти могат да се изчисляват и конструират като бетонни, при условие че:

)9(85,0

ctdgdF f

ah

σ≥ , (12.13)

където: Fh е височината на фундамента;

a е широчината на стъпката, мерена от ръба на колоната (виж фигура 12.2);

gdσ е изчислителната стойност на почвеното напрежение;

ctdf е изчислителната стойности на якостта на опън на бетона (в същите единици както gdσ ).

1 Константин Русев, проф. д-р инж., кат. „Масивни конструкции”, УАСГ, бул. „Хр. Смирненски” 1, София, e-mail: [email protected] 2 Лена Михова, доц. д-р инж., кат. „Геотехника”, УАСГ, бул. „Хр. Смирненски” 1, София, e-mail: [email protected]


Фигура 12.2

В цитирания израз (12.13) е допусната грешка, както в английския текст, така и в българския превод. Под корена фигурира цифрата 9, вместо цифрата 3. Това води до увеличаване на височината на фундамента с 1,73 пъти.

2. Изложение В строителната практика най-често се прилагат едностъпални, двустъпални,

тристъпални и пирамидални бетонни фундаменти – Фиг. 1.

Фиг. 1.

Всеки единичен фундамент може да се моделира като триставна система,

съставена от два натискови диагонала, наклонени под ъгъл θ , и един хоризонтален обтегач – Фиг.2.

Фиг. 2.

Тези фундаменти са без армировка в основната плоскост. Появата на една

единствена пукнатина в сечението с максимални опънни напрежения ще предизвика разрушение. Поради тази причина височината им трябва да е такава, че бетонът в първата стъпка сам да може да ги поеме. Условието, от което може да бъде определена тази височина за сечението, отбелязано на Фиг. 3 е

(1) ctdt fWM

≤=σ ,

където tσ е най-голямото опънно напрежение в сечението; 2

21

cgrblM σ= е огъващият момент в сечение на конзолното излизане на

основната плоскост извън контура на колоната; cl


α6

2bhW = е съпротивителният момент на сечението, като с коефициентът α се

отчита формата на фундаментното тяло.

Фиг. 3.

След заместване и преобразуване за височината на фундамента се получава

изразът

(2) ctd

gr

c flkh ασ

θ3

tg ≥= ,

идентичен с израза (12.13) от БДС EN 1992-1-1:2005, но верен. В израза (2) е коефициент който е глобален и отчита вида на почвата и

несъвършенствата на избрания изчислителен модел. Изчислителната стойност на якостта на опън на бетона се определя от за бетона в най-долната стъпка на фундамента. Остава открит въпросът за коефициента

85,0=k

ctdf 050,,ctkfα .

2.1. Коефициент α при двустъпални фундаменти При изпълнение на условието 5,01 ≥bb , за изменението на α е изведен изразът

(3)

bb

bb

bb

12

1

1

141

124

+⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+

+=α .

Стойността на α може да се отчете и от номограта на Фиг. 4.

Фиг. 4.

2.2. Коефициент α при тристъпални фундаменти


При изпълнение на условията 311 ≥bb и 322 ≥bb , за изменението на α е

изведен изразът

(4) 2

16CC

=α , където:

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ++⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ++=

bb

bb

bb

bbC 2121

1 16351 ,

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ++=

2

12

2

11

2

121

2 21

65

61

313241 C

bbC

bbC

bb

bbC .

Стойността на α може да се отчете и от номограмата на Фиг. 5.

Фиг. 5.

2.3. Коефициент α при пирамидални фундаменти При изпълнение на условието 10 ≤< k , за изменението на α е изведен изразът

(5) 4

36CC

=α , където:

( ) ( ) ( ) ( ) ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −++

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

−+−+=

bbkk

bbk

bbkkC 11

21

3 1113

11 ,

( ) ( ) ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

+−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −−⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −+= 1

1312

14 3211

213611

21

121 Ckk

bbk

bbCC .

Стойността на α може да се отчете и от номограмата на Фиг. 6. 2.4. Препоръчителни стойности на коефициента α В общия случай за точното отчитане на коефициента α е необходима

итерационна процедура, свързана предварителен избор на вида на фундамента и проектантски опит.

С добро приближение за α се препоръчват стойностите: – за едностъпални фундаменти – 0,1=α ;


– за двустъпални фундаменти – 2,1=α ; – за тристъпални фундаменти – 4,1=α ; – за пирамидални фундаменти – 6,1=α .

Фиг. 6.

Счита се, че бетонните фундаменти с повече от три стъпки са нецелесъобразни,

поради дълбокия изкоп и големия обем земни работи. Затова, когато броят на стъпките се получи повече от три, за да се намали височината на фундамента, може да се увеличи класът на бетона в най-долната стъпка, но не повече от този във връхната конструкция. Ако това не даде желания резултат, се проектира стоманобетонен фундамент. По принцип бетонни фундаменти не се прилагат при големи натоварвания и при високи нива на почвените води.

Заключение С направената разработка е отстранена една грешка в БДС EN 1992-1-1:2005,

като са изведени и коректни изрази за коефициента α , отчитащ формата на фундаментното тяло.

ЛИТЕРАТУРА

[1] БДС EN 1992-1-1:2005 Еврокод 2: Проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции, Част 1-1: Общи правила и правила за сгради.

[2] Русев K., „Стоманобетон НПБСК-ЕС2”, ABC Техника, София, 2008.

CALCULATION OF CONCRETE FOUNDATOINS ...’секи единичен фундамент може да...

Documents

Transcript of CALCULATION OF CONCRETE FOUNDATOINS ...’секи единичен фундамент може да...