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


• 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


• temeljne ploče: rasprostiru opterećenje od zidova i stupova građevinena veliku površinu te smanjuju intenzitet naprezanja na tlo

KONSTRU

KCIJE


• 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


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


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


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)


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


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


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


DOKAZ EKSCENTRIČNOSTI OPTEREĆENJA

• Za ostala opterećenja rezultantna sila se mora nalaziti u 2. jezgri poprečnog presjeka (dopušta se odizanje temelja)

KONSTRU

KCIJE


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


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


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



PRIMJER : TEMELJ OPTEREĆEN VERTIKALNOM CENTRIČNOM SILOM

ARMIRANJE TEMELJA:

KONSTRU

KCIJE



PROBOJ TEMELJNE PLOČE – najčešće mjerodavan pri dimenzioniranju temelja samaca

KONSTRU

KCIJE



PROBOJ TEMELJNE PLOČE – ARMIRANJE POVIJENIM ŠIPKAMA

KONSTRU

KCIJE



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

Documents

Betonske konstrukcije Temeljenje