1

PREDIMENSIONAREA FUNDAŢIILOR IZOLATE ŞI PE RADIER GENERAL

1. ALCĂTUIREA SUBANSAMBLULUI DE FUNDAŢII IZOLATE 1.1 DISTRIBUŢIA FUNDAŢIILOR CENTRALI ŞI MARGINALI

Stâlpii cadrelor dispun de fundaţii izolate, realizate din cuzineţi din beton armat, respectiv blocuri din beton simplu. (a se vedea secţiunea transversală din temă) 1.2. TEHNOLOGIA DE REALIZARE

Fundaţiile se recomandă a se realiza din beton armat monolit. Cota superioară a cuzinetului se recomandă a se realiza la – 50 cm, iar înălţimea cuzinetului de 40 cm.

1.3. CARACTERISTICI ALE TERENULUI DE FUNDARE Terenul bun de fundare este la cota de – 2,00 m. Fundaţiile fiind încastrate în terenul bun de fundare cu 20 – 30 cm, depăşind limita de îngheţ, înălţimea minimă a blocului de beton simplu va fi de 2,00m + 0,30 m – 0,50 m – 0,40 m = 1,40 m Adâncimi de îngheţ STAS-6054-77: Sibiu 80...90 cm

Covasna 90...100 cm Roman 100 cm

2. PREDIMENSIONAREA SUBANSAMBLULUI DE FUNDAŢII 2.1. SCHEMA STATICĂ

Schema statică presupune trei blocuri de fundaţie, dispuse la distanţa «L» inter-ax.

2.2. CONDIŢIILE DE RIGIDITATE

lcc ≥ lstc + 50 cm cm; lcm ≥ lstm + 50 cm cm; bcc ≥ bstc + 50 cm cm; bcm ≥ bstm + 50 cm cm; lfc ≥ lcc + 50 cm cm; lfm ≥ lcm + 50 cm cm; bfc ≥ bcc + 50 cm cm; bfm ≥ bcm + 50 cm cm; lfc – lcc ≤ hfc (hfcmin = 140 cm); lfm – lcm ≤ hfm (hfmmin = 140 cm); bfc – bcc ≤ hfc (hfcmin = 140 cm); bfm – bcm ≤ hfm (hfmmin = 140 cm);

2.3. CONDIŢII TEHNOLOGICE

lfc, bfc, lfm, bfm = multiplu de 10 cm întregi; lcc, bcc, lcm, bcm = multiplu de 5 cm întregi. Se recomandă blocuri de beton simplu.

2

2.4 CONDIŢII DE REZISTENŢĂ 2.4.1 Evaluarea încărcărilor

(1) Încărcări permanente (Ngfmn, Ngfmc, Ngfcn, Ngfcc) – fundaţii marginale:

(a) greutate proprie cuzinet şi fundaţie: (se consideră din condiţia 2.2 şi 2.3: lcm, bcm lfm bfm;

Gfmn = (lcm m * bcm m* hcm m + lfm m * bfm m* hfm) * 2500 daN/m3 daN; Gfmc = Gfn * n daN;

(b) încărcarea permanentă, provenită din stâlpi: Ngpartn daN; Ngpartc daN

Total încărcări permanente: Ngfmn = Gfmn + Ngpartn daN; Ngfmc = Gfmc + Ngpartc daN;

– fundaţii centrale: (a) greutate proprie cuzinet şi fundaţie:

(se consideră din condiţia 2.2 şi 2.3: lcc cm, bcc cm, lfc cm, bfc cm,); Gfcn = (lcc m * bcc m* hcc m + lfc m * bfc m* hfc) * 2500 daN/m3 daN; Gfcc = Gfn * n daN;

(b) încărcarea permanentă, provenită din stâlpi: Ngpartn daN; Ngpartc daN

Total încărcări permanente: Ngfcn = Gfcn + Nstcn daN; Ngfcc = Gfcc + Nstcc daN;

(2) Încărcări temporare (Npfmn, Npfmc)

– fundaţii marginale: Npfmn = Nmppartn daN (încărcarea normată); Npfmc = Nmppartc daN (încărcarea de calcul);

– fundaţii centrale: Npfcn = Ncppartn daN (încărcarea normată); Npfcc = Ncppartc daN (încărcarea de calcul);

(3) Încărcări totale (Nqfmn, Nqfmc)

– fundaţii marginale: Nqfmn = Ngfmn + Npfmn = daN; Nqfmc = Ngfmc + Npfmc = daN.

– fundaţii centrale: Nqfcn = Ngfcn + Npfcn = daN; Nqfcc = Ngfcc + Npfcc = daN;

2.4.2 Calculul static

Efort axial la baza fundaţiei: – fundaţii marginale: Nfmn = Nqfmn daN; Nfmc = Nqfmc daN; – fundaţii centrale: Nfcn = Nqfcn daN; Nfcc = Nqfcc daN;

2.4.3 Determinarea dimensiunilor fundaţiilor (Se consideră pconv = 2,5 daN/cm2)

– fundaţii marginale: Afm = lfm * bfm ≥ m * Nfmn / pconv = 1.5 * Nfmn daN / (2,5 daN/cm2 cm2;

Dacă se consideră din condiţiile 2.2 şi 2.3. bfm cm => lfm = Afm cm2 / bfm cm Se alege în baza criteriilor de rigiditate, tehnologice, respectiv de rezistenţă

lcm, bcm, lfm, bfm cm. (Dacă lfm – lcm < hfc = 140 cm, blocul de fundaţie se va realiza din beton simplu.)

– fundaţii centrale: Afc = lfc * bfc ≥ m * Nfcn / pconv = 1.2 * Nfcn daN / (2,5 daN/cm2) cm2;

Dacă se consideră din condiţiile 2.2 şi 2.3. bfc cm => lfc = Afc cm2 / bfc cm cm; Se alege în baza criteriilor de rigiditate, tehnologice, respectiv de rezistenţă:

lcc, bcc, lfc, bfc cm. (Dacă lfc – lcc > hfc = 140 cm,

- blocul de fundaţie se realizează din beton armat, sau - realegând lăţimea, până la valoare ei maximă [bfcmax – bcc = hfc(140 cm) => bfcmax m]

Se realege în baza criteriilor de rigiditate, tehnologice, respectiv de rezistenţă: lcc, bcc, lfc, bfc cm.

3

3. ALCĂTUIREA SUBANSAMBLULUI DE FUNDAŢII PE RADIER 3.1 GEOMETRIA FUNDAŢIEI PE RADIER

Stâlpii cadrelor dispun de fundaţie pe radiere. În cazul în care deschiderile dintre stâlpi sunt mai mari decât 4,00 m, se execută radiere cu grinzi principale şi secundare, grinzile secundare au rolul de a rigidiza radierul şi de a reduce deschiderea de lucru a plăcii.

3.2. TEHNOLOGIA DE REALIZARE

Radierul se execută din beton armat monolit pe un strat de pietriş compactat de 20 cm grosime, peste care se realizează betonul de egalizare şi strat de hidroizolaţie, în grosime totală de 10 cm. Cota superioară a plăcii radierului se realizează la cota –4,00 m.

3.3. CARACTERISTICI ALE TERENULUI DE FUNDARE Terenul bun de fundare este la cota de – 1,80 m. Cota superioară a radierului este la cota -4,00 m. Adâncimi de îngheţ STAS-6054-77: Sibiu 80...90 cm

Covasna 90...100 cm Roman 100 cm

4. PREDIMENSIONAREA SUBANSAMBLULUI DE FUNDAŢII PE RADIER GENERAL 4.1. SCHEMA STATICĂ

Schema statică a radierului general este corespunzătoare unui planşeu întors alcătuit din placă, grinzi principale bidirecţionale în dreptul stâlpilor şi grinzi secundare pe direcţia longitudinală la distanţe egale, distanţa «l» inter-ax.

4

4.2. Evaluarea încărcărilor

(I) Stâlp marginal (1) Încărcări permanente (Gmn, Gmc)

(a) greutate proprie stâlp (se consideră din condiţia 2.2 şi 2.3: hst = bst = cm); ggn = daN/m; ggc = ggn * n daN/m;

(b) încărcări permanente provenite din grinzi principale: – grinda planşeului acoperiş (peste etajul II):

N2n = gpn * L/2 = daN; (gpn conform pct. 4.4.1. (1) planşeu acoperiş) N2c = N2n * n = daN;

– grinda planşeului peste etajul I: N1n = gpn * L/2 = daN; (gpn conform pct. 4.4.1. (1) planşeu intermediar) N1c = N1n * n = daN;

– grinda planşeului peste parter: Npn = gpn * L/2 = daN (gpn conform pct. 4.4.1. (1) planşeu intermediar) Npc = Npn * n = daN;

– grinda planşeului peste subsol: Nsn = gpn * L/2 = daN; (gpn conform pct. 4.4.1. (1) planşeu intermediar) Nsc = Nsn * n = daN.

Total încărcări permanente: – la baza stâlpului etajului II:

NgetIIn = ggn * He + N2n = daN; NmgetIIc = NgetIIn * n = daN;

– la baza stâlpului etajului I: NmgetIn = NgetIIn + ggn * He + N1n = daN; NmgetIc = NgetIn * n = daN;

– la baza stâlpului parterului: Nmgpartn = NgetIn + ggn * He + Npn = daN; Nmgpartc = Ngpartn * n = daN;

– la baza stâlpului subsolului: Nmgsubsoln = Ngpartn + ggn * Hsubol + Npn daN; Nmgsubsolc = Ngsubsoln * n = daN.

(2) Încărcări temporare (Pmn, Pmc) Încărcările temporare provin din grinzi principale:

– grinda planşeului acoperiş (peste etajul II): Np2n = pn * L/2 = daN; (pn conform pct. 4.4.1. (2) planşeu acoperiş) Np2c = Np2n * n = daN;

– grinda planşeului peste etajul I: Np1n = pn * L/2 = daN; (pn conform pct. 4.4.1. (2) planşeu intermediar) Np1c = Np1n * n = daN;

– grinda planşeului peste parter: Nppn = pn * L/2 = daN; (pn conform pct. 4.4.1. (2) planşeu intermediar) Nppc = Nppn * n = daN;

– grinda planşeului peste subsol: Npsn = pn * L/2 = daN; (pn conform pct. 4.4.1. (2) planşeu intermediar) Npsc = Npsn * n = daN.

Total încărcări temporare: – la baza stâlpului etajului II:

NmpetIIn = Np2n = daN; NmpetIIc = NpetIIn * n = daN;

– la baza stâlpului etajului I: NmpetIn = NpetIIn + Np1n = daN; NmpetIc = NpetIn * n = daN;

– la baza stâlpului parterului: Nmppartn = NpetIn + Nppn = daN; Nmppartc = Nppartn * n = daN;

5

– la baza stâlpului psubsolului: Nmpsubsn = Npsubsoln + Nppn = daN; Nmpsubsc = Npsubsoln * n = daN.

(3) Încărcări totale pe stâlpii marginali (Qmn, Qmc)

– la baza stâlpului etajului II: NmqetIIn = NgetIIn + NpetIIn = daN; NmqetIIc = NgetIIc + NpetIIc = daN;

– la baza stâlpului etajului I: NmqetIn = NgetIn + NpetIn = daN; NmqetIc = NgetIc + NpetIc = daN;

– la baza stâlpului parterului: Nmqpartn = Ngpartn + Nppartn = daN; Nmqpartc = Ngpartc + Nppartc = daN;

– la baza stâlpului subsolului: Nmqsubsoln = Ngsubsoln + Npsubsoln = daN; Nmqsubsolc = Ngsubsolc + Npsubsolc = daN.

(II) Stâlp central

(1) Încărcări permanente (Gcn, Gcc) (a) greutate proprie stâlp (se consideră din condiţia 2.2 şi 2.3: hst = bst = cm);

ggn = hst m * bst m * 2500 daN/m3 = daN/m; ggc = ggn * n = daN/m;

(b) încărcări permanente provenite din grinzi principale: – grinda planşeului acoperiş (peste etajul II):

N2n = gpn * L = daN; (gpn conform pct. 4.4.1. (1) planşeu acoperiş) N2c = N2n * n = daN;

– grinda planşeului peste etajul I: N1n = gpn * L = daN; (gpn conform pct. 4.4.1. (1) planşeu intermediar) N1c = N1n * n = daN;

– grinda planşeului peste parter: Npn = gpn * L = daN; (gpn conform pct. 4.4.1. (1) planşeu intermediar) Npc = Npn * n = daN;

– grinda planşeului peste subsol: Npn = gpn * L = daN; (gpn conform pct. 4.4.1. (1) planşeu intermediar) Npc = Npn * n = daN.

Total încărcări permanente: – la baza stâlpului etajului II:

NcgetIIn = ggn * He + N2n = daN; NcgetIIc = NgetIIn * n = daN;

– la baza stâlpului etajului I: NcgetIn = NgetIIn + ggn * He + N1n = daN; NcgetIc = NgetIn * n = daN;

– la baza stâlpului parterului: Ncgpartn = NgetIn + ggn * He + Npn = daN; Ncgpartc = Ngpartn * n = daN;

– la baza stâlpului subsolului: Ncgsuboln = Ngpartn + ggn * Hsubsol + Npn = daN; Ncgsubsolc = Ngsubsoln * n = daN.

(2) Încărcări temporare (Pcn, Pcc)

Încărcările temporare provin din grinzi principale: – grinda planşeului acoperiş (peste etajul II):

Np2n = pn * L = daN; (pn conform pct. 4.4.1. (2) planşeu acoperiş) Np2c = Np2n * n = daN;

– grinda planşeului peste etajul I: Np1n = pn * L = daN; (pn conform pct. 4.4.1. (2) planşeu intermediar) Np1c = Np1n * n = daN;

6

– grinda planşeului peste parter: Nppn = pn * L = daN; (pn conform pct. 4.4.1. (2) planşeu intermediar) Nppc = Nppn * n daN;

– grinda planşeului peste subsol: Npsn = pn * L = daN; (pn conform pct. 4.4.1. (2) planşeu intermediar) Npsc = Npsn * n = daN.

Total încărcări temporare: – la baza stâlpului etajului II:

NcpetIIn = Np2n = daN; NcpetIIc = NpetIIn * n = daN;

– la baza stâlpului etajului I: NcpetIn = NpetIIn + Np1n = daN; NcpetIc = NpetIn * n = daN;

– la baza stâlpului parterului: Ncppartn = NpetIn + Nppn = daN; Ncppartc = Nppartn * n = daN;

– la baza stâlpului subsolului Ncpsubsoln = Npsubsoln + Nppn = daN; Ncpsubsolc = Npsubsoln * n = daN.

(3) Încărcări totale pe stâlpii centrali (Qcn, Qcc)

– la baza stâlpului etajului II: NcqetIIn = NgetIIn + NpetIIn = daN; NcqetIIc = NgetIIc + NpetIIc = daN;

– la baza stâlpului etajului I: NcqetIn = NgetIn + NpetIn = daN; NcqetIc = NgetIc + NpetIc = daN;

– la baza stâlpului parterului: Ncqpartn = Ngpartn + Nppartn = daN; Ncqpartc = Ngpartc + Nppartc = daN;

– la baza stâlpului parterului: Ncqsubsoln = Ngsubsoln + Npsubsoln = daN; Ncqsubsolc = Ngsubsolc + Npsubsolc = daN;

4.3. Determinarea încărcării uniform distribuite pe „planşeul întors’’

Se însumează încărcările permanente şi temporare sub formă de forţe concentrate la baza stâlpilor subsolului pe suprafaţa totală a radierului general.

Aria totală a radierului este de: Lradier * Bradier Bradier = 2*L+ Lfm = 12,10 m Lradier = 5*t + Bfm = 23,80 m A = Bradier * Lradier = 288 m2

Q totaln = 8* Nmqsubsoln + 4* Nmqsubsoln *1/2 + 4 *Ncqsubsoln + 2* Ncqsubsoln *1/2 = daN Q totalc = 8* Nmqsubsolc + 4* Nmqsubsolc *1/2 + 4 * Ncqsubsolc + 2* Ncqsubsolc *1/2 = daN q total n = Q totaln /Af= daN/cm2

q total c = Q totalc /Af= daN/cm2

7

8

5. PREDIMENSIONAREA PLĂCII DIN BETON ARMAT MONOLIT DIN FUNDAŢIA PE RADIER 5.1. SCHEMA STATICĂ

În cazul în care «t»/«l» ≥ 2, plăcile lucrează pe o singură direcţie, în caz contrar pe două direcţii. În ambele cazuri schema statică poate fi considerată (în mod acoperitor) o grindă continuă de lăţime de 1.00 m şi înaltă de hradier (grosimea plăcii radierului).

5.2. CONDIŢII DE RIGIDITATE hradier ≥ 20 cm

5.3. CONDIŢII TEHNOLOGICE

hp ≥ 20 cm; hp = multiplu de 5 cm întregi Strat de acoperire pentru armătură de minim 4,5 cm

5.4 CONDIŢII DE REZISTENŢĂ 5.4.1 Evaluarea încărcărilor

Deoarece încărcările provenite din greutate proprie placă şi finisajul aferent, respectiv încărcările temporare sunt relativ reduse, acestea sunt încadrate în sporul de 40% considerat pentru efectele acţiunilor negravitaţionale. Pentru efectul acţiunilor negravitaţionale se va înmulţi încărcarea determinată la punctul 6.3. cu m=1,4

q total placă n = 1,4* q total n daN/m2 *1 m= daN/m

q total placă c = 1,4*3429 daN/ m2 *1 m = daN/m 5.4.2 Calculul static

Momentul de calcul: M = qtotalc * l2 / 11 = daNm.

5.4.3 Determinarea grosimii de placă (rezistenţa la compresiune a betonului se consideră Rc = 100 daN/cm2)

Mcap = ξ * ζ * b * h02 * Rc ≈ 0.1 * b * hp2 * Rc = 1 (m) * hp2/10 * Rc ≥ M => hp ≥ √ [10 * M / (Rc * b)] = cm.

Se alege în baza criteriilor de rigiditate, tehnologice, respectiv de rezistenţă hp = cm.

6. PREDIMENSIONAREA NERVURII (GRINZII SECUNDARE) DIN BETON ARMAT MONOLIT

AL RADIERULUI GENERAL 6.1. SCHEMA STATICĂ

Schema statică poate fi considerată o grindă continuă, cu 5 deschideri egale de mărimea traveei «t», lăţime de bnradier şi înaltă de hnradier.

9

6.2. CONDIŢII DE RIGIDITATE

hnradier = t / 10 => ; hnradier / bnradier ≅ 2

6.3. CONDIŢII TEHNOLOGICE

bnradier = minim 18 cm, 20 cm; hnradier = multiplu de 5 cm întregi. Acoperirea armăturii la partea inferioare în contact cu solul de minim 4,5 cm

6.4 CONDIŢII DE REZISTENŢĂ 6.4.1 Evaluarea încărcărilor

q total nervură n = 1,4* q total n daN/m2 * l m= daN/m

q total nervură c = 1,4* q total c daN/m2 * l m = daN/m 6.4.2 Calculul static

Momentul de calcul: M = qc * t2 / 11 = daNm.

6.4.3 Determinarea dimensiunilor nervurii (rezistenţa la compresiune a betonului se consideră Rc = 100 daN/cm2)

Mcap = ξ * ζ * b * h02 * Rc ≈ 0.2 * bn * hn2 * Rc = bn * hn2/5 * Rc ≥ M => (se adoptă bn = 20 cm);

hn ≥ √ [5 * M / (Rc * bn)] = cm.

Se alege în baza criteriilor de rigiditate, tehnologice, respectiv de rezistenţă hn = cm, bn = cm. 7. PREDIMENSIONAREA GRINZII PRINCIPALE DIN BETON ARMAT MONOLIT 7.1. SCHEMA STATICĂ

Schema statică poate fi considerată o grindă continuă, cu 2 deschideri egale de mărimea «L», lată de bgradier şi înaltă de hgadier.

10

7.2. CONDIŢII DE RIGIDITATE hgradier = L / (6 ÷ 8) hgradier / bgradier = 2 ÷ 3.

7.3. CONDIŢII TEHNOLOGICE

hgradier , bgradier = multiplu de 5 cm întregi; peste 80 cm, multiplu de 10 cm întregi

7.4 CONDIŢII DE REZISTENŢĂ 7.4.1 Evaluarea încărcărilor

q total grindă n = 1,4* q total n daN/m2 * t m= daN/m

q total grindă c = 1,4* q total c daN/m2 * t m = daN/m 7.4.2 Calculul static

Momentul de calcul: M = qc * L2 / 8 = daNm.

7.4.3 Determinarea dimensiunilor grinzii (rezistenţa la compresiune a betonului se consideră Rc = 100 daN/cm2)

Mcap = ξ * ζ * b * h02 * Rc ≈ 0.2 * bg * hg2 * Rc = bg * hg2/5 * Rc ≥ M => (se adoptă bg = 40 cm);

hg ≥ √ [5 * M / (Rc * bg)] = cm.

Se alege în baza criteriilor de rigiditate, tehnologice, respectiv de rezistenţă hgradier = , cm, bgradier = cm.