Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7. ELŐADÁS
TALAJMECHANIKA-ALAPOZÁS (BMEEOGTK701)
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
SÍKALAPOKTERVEZÉSE
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
SÍKALAPOK TERVEZÉSE
síkalap mélyalap mélyített síkalap Síkalap, ha:
- megfelelő teherbírású és vastagságú talajréteg van a felszín közelében; - a térszín közeli talajréteg teherbírása nem nagy ugyan, de mélyebben sincs jobb, s az épület súlyát nagy felületen el lehet osztani (lemez alap); - az altalaj teherbírása kicsi, de a ráhelyezett épület, építmény süllyedésre nem érzékeny, és felszínközeli síkalapozással költséges talajvízszintsüllyesztés, vagy mélyalapozás küszöbölhető ki.
Mélyalapot csak akkor tervezzünk, ha a síkalap műszakilag nem
megfelelő, vagy csak nagyobb költséggel építhető.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Síkalapok fajtái, szerkezete
Sávalapok
Falak folyamatos alátámasztása. a) Téglából készített sávalap
A pincefal vastagsága és az alap szélessége közötti kiszélesítést
lépcsőzetesen, magassági irányban a tégla magasságának, vízszintes irányban pedig a fél téglaméret egész számú többszörösének megfelelően kell kialakítani.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
b.) Terméskő sávalap Lépcsős kiszélesítéssel, legalább H 10 jelű javított falazó
mészhabarcsba rakott, szilárd, fagyálló kövekből késztik. Egy-egy kő súlya legfeljebb 50 kg lehet.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
c.) Úsztatott beton sávalap A beton sávalapba lehet a helyszínen található, vagy előnyösen
beszerezhető termésköveket beépíteni; ez az úsztatott, vagy francia beton. Ebben az esetben az úsztatott kő a teljes alaptest magasságának kb. a felét kitevő sávban alkalmazható.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
d.) Csömöszölt beton sávalap Vagy zsaluzattal, vagy földpartok között épül
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
e) Vasbeton sávalap Akkor építik, ha viszonylag nagy támaszkodó felületre van
szükség, de az alap magassága valamilyen okból (talajvíz, pince stb.) korlátozott.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
f.) Válaszfal (sáv)alapok kialakítása
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
g.) Zártsorú beépítés határfalainál
Külpontos terhelés esete Csak saját épület alá lehet szélesíteni. M = F . e nyomaték adódik át a falra, ill. az első födémre. Az alapot
a nyomaték felvételére alkalmasan kell kialakítani.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Pillér (tömb) alapok
Pillérek, oszlopok alá. Vázas épületeknél is. Alaprajzuk általában négyzet, ill. A/B = 1-3.5.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
A vasbeton pillérek és az alaptest között lehet: - befogott és -csuklós jellegű kapcsolatot létesíteni
Ipari épületek előregyártott oszlopainál kehely-alap.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Lényegében pilléralapnak tekinthetők a zárt alaprajzú építmények (víztornyok, gyárkémények) egyetlen tömbként kialakított alaptestei is.
Toronyszerű építmény alapozása
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Szalag (talpgerenda) alapok
A gyengébb altalaj vagy erőtani okok miatt állítunk pilléreket egy -rendszerint erősen vasalt - sávszerű gerendára. Anyaga vasbeton. Az építménynek hosszirányú merevséget ad.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Gerendarács – alap
Egymást metsző szalagalapok együttese.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Lemezalapok
Az építmény alatt átmenő, összefüggő vb. szerkezetek, amelyek falakat és pilléreket egyaránt alátámasztanak.
Általában igen hajlékonyak. Rejtettbordás – alulbordás – felülbordás. Gazdaságos a lemez: teljesen alápincézett épületeknél; ha
víznyomás elleni szigetelés is kell.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Egy- kétszintes, könnyű-szerkezetes épületek sajátos alapozási változata a térszíni lemezalapozás.
Csak a felszínközeli humuszos talajt, feltöltést távolítják el, s egy jól tömörített (szemcsés) ágyazati rétegre helyezik el az útpályaszerkezethez hasonló vasalt betonlemezt, amelynek alsó síkja a fagyhatár felett marad.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Dobozalapok
A házgyári elemekből készült épületek csak kis deformációt képesek károsodás nélkül elviselni. Ezért a lemezalapok itt a rájuk épített pincefalakkal és födémmel együtt monolit egészet képeznek.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Héjalapok
Speciális - anyagtakarékos, de munkaigényes - lemezek. Matematikailag leírható egyszeres vagy kétszeres görbületű felületek, amelyekben csak normálerők (húzás, nyomás) keletkeznek, hajlítás nem.
Készülhetnek a helyszínen és előregyártva is.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Szalagalap Gerendarács alap Lemezalap
Bordás lemez DobozalapBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Síkalapok tervezésének menete Az alapozás tervezés előtt át kell tanulmányozni a létesítmény terveit szerkezeti és statikai szempontból: - merevség, süllyedésérzékenység milyen? - a rendelkezésre álló talajvizsgálati jelentés megfelelő-e?
A tervezés műszaki és gazdaságossági kérdés is. Pl. lakóépületeknél: - alapozási mód tekintetében a sávalap a leggazdaságosabb, de döntően az alacsony (I-V.szintes) épületeknél alkalmazzák; - az épület jellege szempontjából a fogatolt sávházaknál a legkedvezőbb az alapozási költség; - telepítési mód tekintetében a lakótelepi épületek alapozása a legolcsóbb.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Az alapozási mód
alacsony középmagas
épületen volt esetek sávalapozás 87%-a 13%-a összes nem
sávalapozás 44%-a 56%-a
Lakóépületek alapozási módja Történelmi városaink külterületein a szerves talaj, a feltöltés
költségemelő. A jó altalajú területeket már beépítették. Hazánkban sok helyen a víztelenítési költségek drágítják az
alapozást. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Az alapozási sík felvétele Alapsík: a síkalap alsó támaszkodó felülete. Alapozási mélység: az alapsík és a térszín között függőlegesen
mért távolság. Követelmények:
- alapsík a fagyhatár alatt legyen; - teherbíró talajon legyen, amely csak kismértékben összenyomható; lehetőleg a talajvíz szintje felett legyen a víztelenítés és szigetelés költségének elkerülése miatt; - az építmény szerkezete (pince, mélygarázs, stb.) által megkívánt mélységben legyen; - térfogatváltozó altalaj esetén az alapsík a kiszáradási határ alatt legyen; - igazodjon a beépített környezethez.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Fagyhatár: télen 0° C alá hűlő talajréteg legnagyobb vastagsága. Hazai viszonylatban a fagyhatár: szemcsés talajban: 0.8 m; kötött talajban és a Balti tenger szintje felett 500 m-nél magasabban: 1.0 m; Szilárd kőzeten álló alap esetén: 0.5 m.
Fagyhatásnak ki nem tett épületrészek esetében (pl. pincében) legalább 0,4 m-es földtakarást kell tervezni.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Részben alápincézett épületeknél a magasabban maradó alap talpsíkját úgy kell meghatározni, hogy annak belső élétől húzott természetes rézsű vonala ne messe a pincefal vonalát a pincepadló szintje felett.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
A különböző szinten lévő alapsíkokat lépcsőzetes mélyítéssel kell csatlakoztatni a merőleges alapoknál. Az alapok megfelelő sarokpontjait összekötő egyenes hajlásszöge ne legyen 30°-nál meredekebb.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Melléépítésnél: (lehetőleg egyező alapsík): az új épület alapsíkja nem kerülhet a régi fölé. ha az új épület mélyebb padlószintje miatt az alapsíkja a régi épület alá kerül, akkor a régit alá kell falazni.
Alápincézett épület mellé új alápincézett épületet
tervezünk
Alápincézett épület mellé alápincézett új
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Lejtős területen (vagy vízszintes terhek esetén) az elcsúszási stabilitására is tekintettel kell lenni.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
A fagyhatár miatt lehetőleg ne alapozzunk talajvíz alatt, inkább feltöltéssel emeljük azt.
Ne alapozzunk kis teherbírású, kompresszíbilis réteg felett, inkább vigyük mélyebbre az alapsíkot.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Síkalapok tervezési követelményei, eljárásai, a tervezés folyamata
(EC7 szerint)
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Határállapotok:• az általános állékonyság elvesztése• az alap alatti talajtörés, átfúródás, kipréselődés• tönkremenetel elcsúszás miatt• a tartószerkezet és az altalaj együttes tönkremenetele• a tartószerkezet tönkremenetele az alap mozgása miatt
• túlzottan nagy süllyedések (és süllyedéskülönbségek)• túlzottan nagy megemelkedés duzzadás,
fagy vagy más okok miatt• elfogadhatatlan mértékű rezgések
38
Vizsgálandó határállapotok síkalapok esetén
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Tervezési eljárások típusai
• Közvetlen tervezési eljárás
• Közvetett tervezési eljárás
• Szokáson alapuló tervezési eljárás
39
Tervezési eljárások
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Közvetlen tervezési eljárás:• Minden határállapotra más - más modell:
• Teherbírási határállapotok: a törési mechanizmus legpontosabb modellezése
• Használhatósági határállapotok: süllyedésszámítással • „törőfeszültség képlet” – korábban MSZ 15004-89 – illetve
az MSZ EN 1997-1 ajánlott képletei• FEM-programokkal numerikus méretezés
• Törési állapotig terjedő terhelés-süllyedés kapcsolat vizsgálata
40
Tervezési eljárások
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Közvetett tervezési eljárás:• Összehasonlító tapasztalatok, valamint terepen vagy
laboratóriumban végzett mérések, ill. észlelések eredményeit alkalmazzuk
• Pl.: Szondázás, pressziométeres vizsgálat eredményei alapján, tapasztalati képletek segítségével becsüljük a talajtörési ellenállást
• Előnye: számítás terjedelme csökken
41
Tervezési eljárások
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Szokáson alapuló tervezési eljárás:• Valószínűsített talajtörési ellenállással számolunk• Elsősorban kőzeteken történő alapozás esetében
alkalmazzuk, útmutatás a G mellékletben található• A kőzettípusa, tagoltsága és egyirányú
nyomószilárdsága alapján lehet egy megengedett talpfeszültséget felvenni.
• egyszerűsített eljárások
42
Tervezési eljárások
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
• GEO – a talaj törése vagy túlzott mértékű alakváltozása (az ellenállást a talaj vagy szilárd kőzet szilárdsága jelentősen befolyásolja)
• STR – a tartószerkezeti elemek belső törése vagy túlzott alakváltozása (az ellenállást a szerkezeti anyagok szilárdsága jelentősen befolyásolja)
• EQU – a helyzeti állékonyság elvesztése (merev testként gyors és lényeges helyzetváltozás az ellenállást a szerkezeti anyagok és a talaj szilárdsága jelentősen nem befolyásolja)
• UPL – a tartószerkezet vagy a talaj felúszás folytán bekövetkezőegyensúlyvesztése
Geotechnikai szerkezetek esetében leggyakrabban a GEO és az STR határállapotokat kell vizsgálni.
43
Teherbírási határállapotok
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
törési mechanizmus az alap alatt (a szokásos körülmények közt a leggyakoribb)
helyi nyírási törés (ritkán, széles alapok szélei alatt)
általános stabilitásvesztés mély csúszólapon (ritkán, bevágás mentén lévő alapoknál)
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
hajlításra nyírásra átszúródásra
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
elcsúszás elkerülésenagy vízszintes erőknél veszélyes
felborulás elkerülése
nagy vízszintes teher és magas súlypont esetén veszélyes BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
talajvíz alá kerülő könnyű szerkezetek esetében kritikus (pl. medencék, aluljárók, stb.)
esetleg csak építés közbeni állapotban
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
a felszerkezeti kár elkerülésére (STR) teherbírási határállapot
– hajlékony szerkezet állékonyságvesztése– merev szerkezet törése (repedése)
a használhatóság megóvásárahasználhatósági határállapot
– burkolatok, nyílászárók károsodása, – padlók dőlése, görbülése – csatlakozási problémák – zavaró dőlések, behajlások– repedésekBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Típuspillér, sáv, szalag, gerendarács, lemez, doboz
Anyagfajta- és minőségbeton, vasbeton, tégla, ill. szilárdság
Geometriai adatok alapsík mélysége, alapszélesség, alapmagasság, ill.vashányad és vasátmérőBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
1. az alapsík felvétele a teherbíró réteg, a talajvízszint, a fagy- és térfogatváltozási határ, a várható alapmagasság, a szomszédos alapsík, valamint az aláüregelődés, a kioldódás és a földkiemelés figyelembevételével
2. az alaptípus kiválasztása a felszerkezet elrendezése, terhei, érzékenysége és a várhatósüllyedések mérlegelése alapján
3. az alapszélesség meghatározása a talajtörés elleni biztonság és a süllyedési kritériumok teljesülésének ellenőrző számításával
4. az alapszerkezet (anyag, magasság, vasalás) méretezésea talpfeszültség meghatározásával és tartószerkezeti méretezéssel ellenőrzött szerkezeti megfelelőség teljesítéséhez
5. az állékonyság és felúszás ellenőrzésemerev testnek tekinthető alap, ill. építmény egyensúlyának vizsgálatával
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés
Dr. Móczár Balázs
BME Geotechnikai Tanszék
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki Képzés