188 M. Sulewska, R. Konopka Słowa kluczowe: posadowienie bezpośrednie, stany graniczne, nośność podłoża, grunty nie- spoiste i spoiste Key words: pad foundation, limit states, bear- ing capacity, non-cohesive and cohesive soils Wprowadzenie Polska norma PN-EN 1997 (2008) składa się z dwóch części: PN-EN 1997- -1 (2008) (EC 7-1) oraz PN-EN 1997- -2 (2009) (EC 7-2) i jest tłumaczeniem z języka angielskiego Eurokodu 7 (EC 7), czyli normy europejskiej EN 1997:2004, opracowanym i przyjętym przez Polski Komitet Normalizacyjny. Eurokod 7 wraz z Załącznikiem krajowym (NA), zamieszczonym w PN-EN 1997-1 (2008)/Ap2 (2010), jest jednym z 10 Eu- rokodów (EC), które wraz z odpowiedni- mi załącznikami krajowymi od kwietnia 2010 roku są podstawowymi normami projektowania obiektów budowlanych. Normę PN-EN 1997 (2008) uzupełniają: grupa norm badań gruntów ISO i EN- -ISO, 12 specyfikacji technicznych CEN/ /TC 34 dotyczących procedur badań la- boratoryjnych gruntów oraz zbiór 13 norm EN „Wykonawstwo specjalnych robót geotechnicznych”. Projekty konstrukcji geotechnicz- nych wykonuje się według PN-EN 1997- -1 (2008), badania podłoża gruntowego przeprowadza się według PN-EN 1997- -2 (2009). Proces wdrażania nowo przy- jętych norm do praktyki projektowej jest trudny i długotrwały, ponieważ istnieje potrzeba wyjaśnienia wielu wątpliwości (Pieczyrak 2006, Bond i Harris 2008, Kiziewicz 2009, Wysokiński i in. 2011). Przegląd Naukowy – Inżynieria i Kształtowanie Środowiska nr 60, 2013: 188–207 (Prz. Nauk. Inż. Kszt. Środ. 60, 2013) Scientific Review – Engineering and Environmental Sciences No 60, 2013: 188–207 (Sci. Rev. Eng. Env. Sci. 60, 2013) Maria SULEWSKA, Rafał KONOPKA Zakład Geotechniki, Politechnika Białostocka Division of Geotechnics, Bialystok University of Technology Analiza nośności granicznej podłoża pod stopą fundamentową według PN-EN 1997-1 (2008) i PN-81/B-03020 (1981) Assessment of bearing capacity of pad foundation based on PN-EN 1997-1 (2008) and PN-81/B-03020 (1981)
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
188 M. Sulewska, R. Konopka
Słowa kluczowe: posadowienie bezpośrednie, stany graniczne, nośność podłoża, grunty nie-spoiste i spoisteKey words: pad foundation, limit states, bear-ing capacity, non-cohesive and cohesive soils
Wprowadzenie
Polska norma PN-EN 1997 (2008) składa się z dwóch części: PN-EN 1997--1 (2008) (EC 7-1) oraz PN-EN 1997--2 (2009) (EC 7-2) i jest tłumaczeniem z języka angielskiego Eurokodu 7 (EC 7), czyli normy europejskiej EN 1997:2004, opracowanym i przyjętym przez Polski Komitet Normalizacyjny. Eurokod 7 wraz z Załącznikiem krajowym (NA), zamieszczonym w PN-EN 1997-1 (2008)/Ap2 (2010), jest jednym z 10 Eu-rokodów (EC), które wraz z odpowiedni-
mi załącznikami krajowymi od kwietnia 2010 roku są podstawowymi normami projektowania obiektów budowlanych. Normę PN-EN 1997 (2008) uzupełniają: grupa norm badań gruntów ISO i EN--ISO, 12 specyfi kacji technicznych CEN//TC 34 dotyczących procedur badań la-boratoryjnych gruntów oraz zbiór 13 norm EN „Wykonawstwo specjalnych robót geotechnicznych”.
Projekty konstrukcji geotechnicz-nych wykonuje się według PN-EN 1997--1 (2008), badania podłoża gruntowego przeprowadza się według PN-EN 1997--2 (2009). Proces wdrażania nowo przy-jętych norm do praktyki projektowej jest trudny i długotrwały, ponieważ istnieje potrzeba wyjaśnienia wielu wątpliwości (Pieczyrak 2006, Bond i Harris 2008, Kiziewicz 2009, Wysokiński i in. 2011).
Przegląd Naukowy – Inżynieria i Kształtowanie Środowiska nr 60, 2013: 188–207(Prz. Nauk. Inż. Kszt. Środ. 60, 2013)Scientifi c Review – Engineering and Environmental Sciences No 60, 2013: 188–207(Sci. Rev. Eng. Env. Sci. 60, 2013)
Maria SULEWSKA, Rafał KONOPKAZakład Geotechniki, Politechnika BiałostockaDivision of Geotechnics, Bialystok University of Technology
Analiza nośności granicznej podłoża pod stopą fundamentową według PN-EN 1997-1 (2008) i PN-81/B-03020 (1981)Assessment of bearing capacity of pad foundation based on PN-EN 1997-1 (2008) and PN-81/B-03020 (1981)
Analiza nośności granicznej podłoża pod stopą fundamentową... 189
W celu ułatwienia zrozumienia za-pisów EC 7-1 często porównuje się je z odpowiadającymi im zapisami nor-my PN-81/B-03020 (1981) stosowanej w Polsce od 30 lat (Gosk 2010, Garwac-ka-Piórkowska 2011, Kłosiński 2013).
Celem artykułu jest analiza porów-nawcza nośności granicznej podłoża zbudowanego z gruntu niespoistego i spoistego obciążonego stopą fundamen-tową, obliczonej według PN-EN 1997-1 (2008) oraz PN-81/B-03020 (1981).
Obliczenia wykonano metodą sta-nów granicznych nośności. Jest to naj-częściej używana metoda projektowania fundamentów bezpośrednich, połączona ze stosowaniem częściowych współ-czynników bezpieczeństwa, zalecana w obu analizowanych normach.
Wykonano sprawdzenia dwóch pod-stawowych stanów granicznych nośno-ści: wypierania gruntu spod fundamentu oraz ścięcia gruntu w poziomie posado-wienia fundamentu. Obliczenia wykona-no oddzielnie według dwóch systemów norm – PN-EN oraz PN-B.
Sprawdzenie nośności granicznych według PN-EN 1997-1 (2008) i PN--81/B-03020 (1981)
Norma PN-EN 1997-1 (2008) w przypadku fundamentów bezpośred-nich wyróżnia następujące stany gra-niczne nośności: EQU (utrata ogólnej stateczności) i GEO (wyczerpanie noś-ności, zniszczenie na skutek przebicia lub wypierania, utrata stateczności na skutek przesunięcia lub poślizgu, łączna
utrata stateczności podłoża i zniszczenie konstrukcji, zniszczenie konstrukcji na skutek przemieszczeń fundamentu).
Norma PN-81/B-03020 (1981) w przypadku fundamentów bezpośred-nich wyróżnia następujące rodzaje sta-nów granicznych nośności: wypieranie podłoża przez pojedynczy fundament lub przez całą budowlę, przesunięcie w poziomie posadowienia fundamen-tu lub w głębszych warstwach podłoża, usuwisko lub zsuw fundamentów albo podłoża wraz z budowlą.
Norma EC 7-1 umożliwia wykorzy-stanie jednego spośród trzech podejść obliczeniowych przy projektowaniu po-sadowienia fundamentów. Postanowie-niem polskiego Załącznika krajowego (PN-EN 1997-1 (2008/Ap2 (2010)) przy sprawdzaniu stateczności ogólnej EQU stosuje się podejście 3., przy spraw-dzaniu stanów granicznych nośności GEO należy stosować podejście obli-czeniowe 2., wersję 2*. Oznacza to, że obliczenia należy wykonać, przyjmując wszystkie wartości charakterystyczne, a współczynniki częściowe stosować przy sprawdzaniu warunku nośności, tj. opór graniczny podłoża należy wy-znaczać ze wzoru 2.7b normy PN-EN 1997-1 (2008), przyjmując wartość współczynnika obciążeń γF = 1. Wartości charakterystyczne oznaczone są symbo-lami z indeksem „k”, wartości oblicze-niowe – z indeksem „d”.
W tabeli 1 pokazano porównanie warunków obliczeniowych stanów gra-nicznych nośności GEO na wypieranie i przesunięcie według PN-EN 1997-1 (2008) i PN-81/B-03020 (1981).
TAB
ELA
1. S
praw
dzan
ie st
anów
gra
nicz
nych
noś
nośc
i na
wyp
iera
nie
i prz
esun
ięci
e w
edłu
g PN
-EN
199
7-1
(200
8) i
PN-8
1/B
-030
20 (1
981)
TAB
LE 1
. Ver
ifi ca
tion
of u
ltim
ate
limit
stat
es d
ue to
bea
ring
resi
stan
ce a
nd s
lidin
g re
sist
ance
acc
ordi
ng P
N-E
N 1
997-
1 (2
008)
and
PN
-81/
B-0
3020
(1
981)
Nor
ma
/ Sta
ndar
dPN
-EN
199
7-1
(200
8)PN
-81/
B-0
3020
(198
1)1
23
War
unek
obl
icze
niow
y nośn
ości
Ass
essm
ent o
f bea
ring
resi
stan
ce
E d ≤
Rd
(1
)gd
zie:
E d =
Ed1
+ E
d2 –
war
tość
obl
icze
niow
a ef
ektu
odd
ział
ywań
,E d
1 – o
blic
zeni
owe
efek
ty o
ddzi
aływ
ań st
ałyc
h,E d
2 – o
blic
zeni
owe
efek
ty o
ddzi
aływ
ań z
mie
nnyc
h,R d
– w
artość
obl
icze
niow
a op
oru
prze
ciw
odd
ział
ywan
iu.
Qr ≤
m ·
Qf
(2)
gdzi
e:
Qr –
war
tość
obl
icze
niow
a ob
ciąż
enia
prz
ekaz
ywan
ego
na
podł
oże,
Qf –
war
tość
obl
icze
niow
a op
oru
gran
iczn
ego
podł
oża,
pr
zeci
wdz
iała
jące
go o
bciąże
niu
Qr,
m –
wsp
ółcz
ynni
k ko
rekc
yjny
.O
blic
zeni
owe
efek
ty
oddz
iały
wań
Des
ign
valu
es
of th
e ef
fect
of
an a
ctio
n
; ; k
dE
rep
dMX
EEF
a
(3)
gdzi
e:
γ E –
wsp
ółcz
ynni
k częś
ciow
y do
efe
któw
odd
ział
ywań
: γ E
= γ G
= 1
,35
dla
oddz
iały
wań
stał
ych,
γ E =
γ Q =
1,5
0 dl
a od
działy
wań
zm
ienn
ych,
E –
efek
ty o
ddzi
aływ
ań (c
hara
kter
ysty
czne
war
tośc
i obc
ią-
żeń
stał
ych
G i
zmie
nnyc
h Q
),F r
ep –
war
tość
repr
ezen
taty
wna
odd
ział
ywan
ia,
X k –
war
tość
cha
rakt
erys
tycz
na właśc
iwoś
ci m
ater
iału
(c
ięża
r objęt
ości
owy)
,γ M
– w
spół
czyn
nik
częś
ciow
y do
par
amet
ru g
eote
chni
czne
-go
(właśc
iwoś
ci m
ater
iału
),a d
– w
artość
obl
icze
niow
a w
ielk
ości
geo
met
rycz
nej.
Qr =
Nr p
rzy
wyp
iera
niu:
m
ax o
blic
zeni
owa
siła
pio
now
a z
kom
bina
cji o
bciążeń
oblic
zeni
owyc
h st
ałyc
h i
zmie
nnyc
h, p
rzyjęt
ych
wedłu
g
norm
PN
-B.
Qr =
Tr
przy
prz
esun
ięci
u:m
ax o
blic
zeni
owa
siła
poz
iom
a z
kom
bina
cji j
ak w
yżej
. W
spół
czyn
niki
obc
iążeń
(γf)
przy
jmuj
e się
w z
ależ
nośc
i od
rodz
aju
obciąż
enia
z n
orm
ami o
d PN
-82/
B-0
2000
do
PN-8
2/B
-020
15.
Opo
ry o
blic
zeni
owe
(pod
ejśc
ie o
blic
zeni
owe
2*)
Des
ign
valu
es o
f bea
ring
resi
stan
ce(d
esig
n ap
proa
ch 2
*)
{;
; }
{
; ;
} =
F
rep
kd
rep
kd
dR
R
RF
Xa
RF
Xa
R
(4)
gdzi
e:R
– w
artośc
i cha
rakt
erys
tycz
ne o
poró
w (n
ośnośc
i),γ F
– w
spół
czyn
nik
częś
ciow
y do
odd
ział
ywan
ia: γ
F =1
,γ R
– w
spół
czyn
nik
częś
ciow
y do
opo
ru lu
b nośn
ości
:γ R
;v =
1,4
prz
y ob
licza
niu
wyp
iera
nia,
γ R;h
= 1
,1 p
rzy
oblic
zani
u pr
zesu
nięc
ia.
Przy
obl
icza
niu
R d p
rzyj
muj
e się
war
tośc
i ch
arak
tery
-st
yczn
e pa
ram
etró
w g
eote
chni
czny
ch (
poni
eważ
γM
= 1
,0)
i ch
arak
tery
styc
zne
war
tośc
i od
działy
wań
(p
onie
waż
γ F
= 1
,0 d
la o
ddzi
aływ
ań k
orzy
stny
ch),
zgod
nie
z ze
staw
em
wsp
ółcz
ynni
ków
częśc
iow
ych
A1
+ M
1 +
R2
wedłu
g PN
--E
N 1
997-
1 (2
008)
/Ap2
(201
0).
Do
oblic
zeń
nośn
ości
prz
yjm
uje
się
oblic
zeni
owe
war
tośc
i pa
ram
etró
w g
eote
chni
czny
ch,
czyl
i w
artośc
i ch
arak
tery
-st
yczn
e po
mnożo
ne p
rzez
wsp
ółcz
ynni
k m
ater
iało
wy γ m
: ob
liczo
ny p
rzy
met
odzi
e A
okr
eśla
nia
para
met
rów
gru
ntu;
pr
zy m
etod
zie
B lu
b C
– ró
wny
γ m =
0,9
(1,1
).
Noś
ność
podłoża
(n
a w
ypie
rani
e)B
earin
g re
sist
ance
V d ≤
Rd
(5)
gdzi
e:
V d –
war
tość
obl
icze
niow
a ob
ciąż
enia
pio
now
ego
V (o
ddzi
aływ
ania
obl
icze
niow
e st
ałe
Gd +
zm
ienn
e Q
d),
R d –
obl
icze
niow
a w
artość
opo
ru g
rani
czne
go n
a w
ypie
ra-
nie,
obl
iczo
na w
edłu
g w
zoró
w (1
6)–(
18)
Nr ≤
m·Q
fNB;
Nr ≤
m·Q
fNL
(6)
gdzi
e:
Nr –
obl
icze
niow
e ob
ciąż
enie
pio
now
e,Q
fNB,
QfN
L –
pion
owe
skła
dow
e ob
licze
niow
ego
opor
u gr
un-
tu (g
dy s
iła p
ozio
ma
T r d
ział
a ró
wno
legl
e do
bok
u B
lub
do
bokó
w B
i L)
, obl
iczo
ne w
edłu
g w
zoró
w (2
0) i
(21)
,m
= 0
,9 w
ypie
rani
e gr
untu
spod
fund
amen
tu p
rzy
met
odzi
e A
lub
m =
0,8
1 pr
zy m
etod
zie
B lu
b C
TAB
ELA
1 c
d.TA
BLE
1 c
ont. 1
23
Noś
ność
na
prze
sunięc
ie
(poś
lizg)
Slid
ing
resi
stan
ce
Hd ≤
Rd +
Rρ;
d (7
)gd
zie:
Hd –
war
tość
obl
icze
niow
a ob
ciąż
enia
poz
iom
ego
H,
R ρ;d
– w
artość
obl
icze
niow
a siły
utrz
ymując
ej, w
ywoł
anej
pr
zez
parc
ie g
runt
u na
boc
zną
pow
ierz
chnię
fund
amen
tu,
R d –
obl
icze
niow
y op
ór g
rani
czny
na śc
ięci
e w
pod
staw
ie
fund
amen
tu,
– w
war
unka
ch „
z od
pływ
em”:
min
; 0,4
;k
kd
dVtg
RV
Rh
(9
)
gdzi
e:kV –
sum
a ch
arak
tery
styc
znyc
h w
artośc
i sił
pion
owyc
h pr
zeka
zyw
anyc
h na
podłoże
,V d
– su
ma
oblic
zeni
owyc
h w
artośc
i sił
pion
owyc
h pr
zeka
-zy
wan
ych
na p
odłoże
,δ k
– c
hara
kter
ysty
czna
war
tość
kąt
a ta
rcia
na
styk
u fu
nda-
men
tu i
grun
tu,
– w
war
unka
ch „
bez
odpł
ywu”
:
;
;m
in; 0
,4C
uk
dd
Rh
Ac
RV
(1
2)
gdzi
e:A C
= A′ –
efe
ktyw
ne p
ole
pods
taw
y,c u
;k –
cha
rakt
erys
tycz
na w
artość
wyt
rzym
ałoś
ci g
runt
u na
śc
inan
ie „
bez
odpł
ywu”
.
Qr ≤
m·Q
f (8
)gd
zie:
Qr –
war
tość
obl
icze
niow
a od
działy
wan
ia p
ozio
meg
o H
,m
= 0
,8 d
la m
etod
y A
lub
m =
0,7
2 dl
a m
etod
B i
C,
Qf –
min
{Tr1
; Tr2
; Tr3
} (G
rabo
wsk
i i in
. 200
5)gd
zie:
T r1 =
Vr ·
f (r
) (1
0)gd
zie:
V r –
obl
icze
niow
a siła
pio
now
a w
pod
staw
ie fu
ndam
entu
,f
(r) –
oblic
zeni
owy
wsp
ółcz
ynni
k ta
rcia
fun
dam
entu
po
grun
cie:
f (r
) = f
(n) · γ m
; γm
= 0
,9,
()
()
2tg
rr
rr
uu
TV
Ac
(1
1)
gdzi
e:(
)r u–
oblic
zeni
owa w
artość
kąt
a tar
cia w
ewnę
trzne
go g
runt
u,A
– po
le p
odst
awy,
()r uc–
oblic
zeni
owa
war
tość
spój
nośc
i gru
ntu,
()
()
31
tgr
rr
ru
uT
VAc
(1
3)
gdzi
e:V r
1 – o
blic
zeni
owa
siła
pio
now
a w
stro
pie
war
stw
y sł
absz
ej
podł
oża
(o il
e w
arst
wa
słab
sza
wys
tępu
je d
o głęb
okoś
ci
z ≤ B/4)
Wsk
aźni
k w
ykor
zysta
nia
nośn
ości
Deg
ree
of u
tiliz
atio
n of
be
arin
g re
sist
ance
or
slid
ing
resi
stan
ce
Λ =
E d/R
d (1
4)Λ
= m
· Q
f/Qr
(15)
Analiza nośności granicznej podłoża pod stopą fundamentową... 193
Nośność graniczna podłoża na wypieranie gruntu spod fundamentu wedługPN-EN 1997-1 (2008) – metoda analityczna
Opór graniczny podłoża na wypie-ranie oblicza się w warunkach „z odpły-wem” odpowiadającym sytuacji trwałej; warunki „bez odpływu” odpowiadają sytuacji przejściowej. Gdy w podłożu znajdują się grunty niespoiste, należy przeprowadzić obliczenia w warunkach „z odpływem”. Gdy w podłożu zalega-ją grunty spoiste, należy obliczyć opór graniczny podłoża w warunkach „z od-pływem” i „bez odpływu” (Bond i Har-ris 2008, Wysokiński i in. 2011, Dąbska i Gołębiewska 2012).
Opór graniczny podłoża na wypie-ranie w sytuacji trwałej (z odpływem) oblicza się ze wzorów (przy podejściu obliczeniowym 2*):
Rd = Rk/1,4 (16)
[
0,5 ]kL k c c c c k q q q q
k
R A c N b s i q N b s i
L N b s i
(17)
[
0,5 ]kB k c c c c k q q q q
k
R A c N b s i q N b s i
B N b s i
(18)gdzie:Rk, RkL, RkB – charakterystyczne warto-ści oporów granicznych; RkL, RkB opory w kierunku boków L lub B,A′ = B′ · L′ – efektywne pole powierzchni fundamentu, B′ = B – 2eB, L′ = L – 2eL,eB, eL – mimośrody działania siły piono-wej (charakterystycznej),
k– charakterystyczna wartość efektyw-nego ciężaru objętościowego gruntu po-niżej poziomu posadowienia,kq – charakterystyczna wartość efek-
tywnego naprężenia od nadkładu w po-ziomie podstawy fundamentu,kc – charakterystyczna wartość efektyw-
nej spójności gruntu, Nc, Nq, Nγ – współczynniki nośności ob-liczone w zależności od charakterystycz-nej efektywnej wartości kąta tarcia we-wnętrznego k , bc, bq, bγ – wartości współczynników na-chylenia podstawy fundamentu, w zależ-ności od k , sc, sq, sγ – wartości współczynników kształtu podstawy fundamentu, w zależ-ności od k ,ic, iq, iγ – obliczeniowe wartości współ-czynników nachylenia wypadkowej ob-ciążenia, wywołanego działaniem siły poziomej H równolegle do boku B lub L, w zależności od k i kc .
Opór graniczny podłoża na wypiera-nie w sytuacji przejściowej (bez odpły-wu) oblicza się ze wzoru (przy podejściu obliczeniowym 2*):
R = A′[( + 2) · cu;k · bc · sc · ic + qk] (19)gdzie:cu;k – charakterystyczna wartość wy-trzymałości gruntu na ścinanie bez odpływu,qk – charakterystyczna wartość napręże-nia od nadkładu lub obciążenia w pozio-mie podstawy fundamentu,bc – wartość współczynnika nachylenia podstawy fundamentu:
21 ;( 2)cb ∝ – kąt nachylenia
podstawy fundamentu do poziomu,
194 M. Sulewska, R. Konopka
sc – współczynnik kształtu fundamentu:
1 0,2cBsL
– dla prostokąta, sc =
= 1,2 – dla kwadratu lub koła,ic – współczynnik nachylenia wypadko-wej obciążenia, spowodowanego dzia-łaniem siły poziomej H równoległej do boku L lub B:
;
1 1 1 ,2
kc
u k
HiA c gdy Hk ≤ A′ ·
· cu;k.
Nośność graniczna podłoża na wypieranie gruntu spod fundamentu według PN-81/B-03020 (1981)
Opór graniczny podłoża na wypiera-nie gruntu spod fundamentu oblicza się według następujących wzorów:
( )
( )min
( )
1 0,3
1 1,5 g
1 0,25 g
rf NB c u c
rD DD
rB BB
BQ B L N c iL
B N D iL
B N B iL
(20)
( )
( )min
( )
1 0,3
1 1,5 g
1 0,25 g
rf NL c u c
rD DD
rB BB
BQ B L N c iL
B N D iL
B N L iL
(21)
gdzie:
2 , 2 ,B LB B e L L e
eB, eL – mimośrody działania siły piono-wej (obliczeniowej),NC, ND, NB – współczynniki nośności, w zależności od wartości obliczeniowej kąta tarcia wewnętrznego ( )r
u ,cu
(r) – obliczeniowa wartość oporu spójności gruntu poniżej podstawy fundamentu,iC, iD, iB – wartości współczynników na-chylenia wypadkowej obciążenia pozio-mego H, działającej w kierunku L lub B, w zależności od ( )r
u ,( ) ( ) i r rD B – obliczeniowe średnie war-
tości gęstości objętościowej podłoża po-wyżej i poniżej (do głębokości B) pod-stawy fundamentu,g – przyspieszenie ziemskie.
Porównanie współczynników we wzorach (17)–(21) do obliczania oporów na wypieranie według obu analizowa-nych norm zamieszczono w tabeli 2.
Charakterystyka obiektu i założenia projektowe
Jako przykładowy obiekt budowlany przyjęto halę magazynową wysokiego składowania, zlokalizowaną w Gdańsku (Konopka 2013). Schemat statyczny hali pokazano na rysunku 1. Wymiary obiek-tu w planie wynosiły 26,4 × 36,9 m.Konstrukcję nośną stanowiły żelbetowe, monolityczne ramy 2-kondygnacyjne, usztywnione wzdłużnie żelbetowymi żebrami, na których opierały się ściany osłonowe (zakotwione w wieńcach żel-betowych), płyty stropodachu oraz stro-py międzykondygnacyjne.
TAB
ELA
2. P
orów
nani
e skła
dow
ych
wzo
rów
do
oblic
zani
a op
oru
na w
ypie
rani
e gr
untu
spo
d fu
ndam
entu
wedłu
g PN
-EN
199
7-1
(200
8) i
PN-8
1/B
--0
3020
(198
1) –
pod
ejśc
ie o
blic
zeni
owe
2*TA
BLE
2. C
ompa
rison
of e
quat
ion
com
pone
nts f
or b
earin
g re
sista
nce a
ccor
ding
PN
-EN
199
7-1
(200
8) an
d PN
-81/
B-03
020
(198
1) –
des
ign
appr
oach
2*
PN-E
N 1
997-
1 (2
008)
PN-8
1/B
-030
20 (1
981)
12
Wsp
ółcz
ynni
ki n
ośnośc
i / D
imen
sion
less
fact
ors f
or th
e be
arin
g re
sist
ance
Wyz
nacz
ane
ze w
zoró
w:
2tg
(45
)2
ktg
kqN
e
(22)
(1)
ctg
cq
kN
N
(24)
k2(
1)tg
qN
N jeże
li /2k
(szo
rstk
a po
dsta
wa)
(2
6)
Bra
k no
mog
ram
ów
Wyz
nacz
ane
ze w
zoró
w:
()
()
tg2
tg4
2
r ur u
ND
e
(23)
()
(1)
ctg
rc
Du
NN
(2
5)(
)0,
75(
1)tg
rB
Du
NN
(2
7)
lub
z no
mog
ram
ów n
a ry
s. Z1
-1 lu
b z
tab.
Z1-
1 w
zal
eżnośc
i od
()r u
Wsp
ółcz
ynni
ki n
achy
leni
a po
dsta
wy
fund
amen
tu /
Dim
ensi
onle
ss fa
ctor
s for
the
incl
inat
ion
of th
e fo
unda
tion
base
(1)
tgq
cq
ck
bb
bN
(2
8)
2(1
tg)
qk
bb
(2
9)
Bra
k w
spół
czyn
nikó
w
Wsp
ółcz
ynni
ki k
ształtu
fund
amen
tu /
Dim
ensi
onle
ss fa
ctor
s for
the
shap
e of
foun
datio
n
1si
nq
kB
sL
– dl
a pr
osto
kąta
(3
0)
1si
nq
ks
– dl
a kw
adra
tu lu
b koła
(3
2)
11,5
DB
sL
(3
1)
11
qq
cq
SN
SN
(3
3)1
0,3
cB
sL
(3
4)
10,
3BS
L –
dla
pro
stokąt
a (3
5)
S γ =
0,7
– d
la k
wad
ratu
i koła
(3
7)
1 0
,25
BB
sL
(3
6)
TAB
ELA
2 c
dTA
BLE
2 c
ont.
12
Wsp
ółcz
ynni
ki n
achy
leni
a w
ypad
kow
ej o
bciąże
nia,
w w
ynik
u dz
iała
nia
siły
poz
iom
ej H
/ D
imen
sion
less
fact
ors f
or th
e in
clin
atio
n of
the
load
, ca
used
by
a ho
rizon
tal l
oad
H
1ct
g
mk
qk
kk
Hi
VAc
(3
8)
1tgq
cq
ck
ii
iN
(3
9)
1
1ct
g
mk
kk
k
Hi
VAc
(4
0)
2 1b
B Lm
mB L
jeże
li siła
H d
ział
a w
kie
runk
u B′
(4
1)
2 1L
L Bm
mL B
jeże
li siła
H d
ział
a w
kie
runk
u L′
(4
2)
jeże
li siła
H d
ział
a w
kie
runk
u tw
orzą
cym
kąt
θ z
kie
runk
iem
L′:
m =
mθ =
mLc
os2 θ
+ m
Bsin
2 θ
(43)
Bra
k w
zoró
w –
war
tośc
i wsp
ółcz
ynni
ków
prz
yjm
uje
się
z no
mog
ram
ów
na ry
s. Z1
-2 w
zal
eżnośc
i od
()r u
Analiza nośności granicznej podłoża pod stopą fundamentową... 197
Obciążenia składały się z obciążeń stałych (od ciężaru własnego elementów konstrukcyjnych i wykończeniowych) oraz obciążeń zmiennych (od obciążenia użytkowego stropu równego 5,40 kN·m2,obciążenia śniegiem i wiatrem). Obcią-żenia przekazywane z konstrukcji na fun-
damenty zebrano odpowiednio według systemów norm PN-EN oraz PN-B.
Analizie poddano dwie wybrane stopy fundamentowe: B1 i G4, jako fundamen-ty skrajne o takich samych warunkach obciążenia, posadowione w różnych wa-runkach gruntowych (rys. 2). Obciążenia charakterystyczne w podstawach słupów
RYSUNEK 1. Schemat statyczny projektowanej hali magazynowejFIGURE 1. Static scheme of designed storage hall
RYSUNEK 2. Lokalizacja stóp B1 i G4 na rzucie fundamentów hali magazynowej oraz warunki grun-towe FIGURE 2. Location of pad foundations B1 and G4 on the scheme of storage hall foundation and geo-technical conditions
198 M. Sulewska, R. Konopka
B1 i G4 obliczono za pomocą programu komputerowego RM-WIN. Kombinacje obciążeń przekazywanych z konstrukcji na stopy fundamentowe ustalono zgod-nie z normami PN-EN 1990 (2004) – wartości charakterystyczne, oraz PN-82//B-02000 (1984) – wartości obliczenio-we. Wybrano najbardziej niekorzystną kombinację obciążeń (tab. 3) ze względu na największy mimośród działania siły pionowej – od obciążeń stałych i zmien-nych – eL║L (po przesunięciu osi funda-mentu względem osi słupa o mimośród działania siły pionowej od obciążeń sta-łych es). Przyjęto, że zbadane wartości parametrów geotechnicznych gruntów jednorodnych (bez obecności wód grun-towych), zalegających pod stopami fun-damentowymi do głębokości –6,50 m p.p.t., zamieszczono w tabeli 4.
Należy zwrócić uwagę, że oblicze-niowe wartości obciążeń: Nd, Vd, TdL, MdL, są większe niż obliczeniowe warto-ści Nr, Vr, TrL, MrL.
W obliczeniach według PN-81/B--03020 (1981) przyjęto wartości współ-czynników materiałowych do określa-nia parametrów geotechnicznych równe γm = 0,9 (1,1) i wartości współczynni-ków korekcyjnych m = 0,81 (wypiera-nie) lub m = 0,72 (ścięcie w poziomie posadowienia).
Analiza porównawcza oporu granicznego na wypieranie podłoża pod stopami fundamentowymi według PN-EN 1997-1 (2008) i PN-81/B-03020 (1981)
W tabeli 5 pokazano wyniki kolej-nych etapów obliczeń według obu norm. Porównanie wielkości obliczonych TA
BEL
A 3
. War
tośc
i cha
rakt
erys
tycz
ne i
oblic
zeni
owe
oddz
iały
wań
od
kons
trukc
ji na
sto
py fu
ndam
ento
we
B1
i G4
w n
ajba
rdzi
ej n
ieko
rzys
tnyc
h ko
mbi
nacj
ach
obciąż
eń (o
bciąże
nia
w p
ozio
mie
tere
nu: s
iły p
iono
we,
N, s
iły p
ozio
me,
T, m
omen
ty, M
, i siły
pio
now
e, V
, w p
ozio
mie
pos
adow
ieni
a)
oraz
udz
iał p
roce
ntow
y ob
ciąż
eń z
mie
nnyc
h w
obc
iąże
niac
h całk
owity
ch (Z
m =
obc
iąże
nia
zmie
nne/
obciąż
enia
cał
kow
ite, w
%)
TAB
LE 3
. Cha
ract
eris
tic a
nd d
esig
n va
lues
of a
ctio
ns o
n pa
d fo
unda
tion
B1
and
G4
from
stru
ctur
e fo
r the
mos
t unf
avou
rabl
e si
tuat
ion:
(at t
he su
rfac
e:
verti
cal l
oad,
N, h
oriz
onta
l loa
d, T
, mom
ents
, M a
nd v
ertic
al lo
ad, V
, at f
ound
atio
n le
vel)
and
ratio
of v
aria
ble
actio
ns to
per
man
ent a
ctio
ns (Z
m =
va
riabl
e ac
tions
/per
man
ent a
ctio
ns, i
n %
)
Stop
a fu
ndam
ento
wa
Pad
foun
datio
n
PN-E
N (K
ombi
nacj
a ob
ciąż
eń n
r 22)
PN-E
N (L
oad
com
bina
tion
No.
22)
PN-B
(Kom
bina
cja
obciąż
eń n
r 24)
PN-B
(Loa
d co
mbi
natio
n N
o. 2
4)N
k / Z
mN
d / Z
m[k
N] /
[%]
V k /
ZmV d
/ Zm
[kN
] / [%
]
T kL /
Zm
T dL /
Zm
[kN
] / [%
]
MkL
/ Zm
MdL
/ Zm
[kN
m] /
[%]
Nn /
Zm
Nr /
Zm
[kN
] / [%
]
V n /
ZmV r
/ Zm
[kN
] / [%
]
T nL /
Zm
T rL /
Zm
[kN
] / [%
]
MnL
/ Zm
M
rL /
Zm[k
Nm
] / [%
]B
150
0,24
/29
697,
10/3
155
3,02
/26
768,
36/2
841
,28/
8060
,14/
8364
,98/
8394
,56/
8549
8,10
/24
581,
64/3
055
0,88
/31
641,
76/2
645
,80/
6055
,78/
7567
,58/
5882
,69/
76G
450
0,24
/29
697,
10/3
156
0,48
/26
778,
43/2
841
,28/
8060
,14/
8364
,98/
8394
,56/
8549
8,10
/24
581,
64/3
055
8,34
/30
650,
30/2
648
,80/
6055
,78/
7567
,58/
5882
,69/
76
Analiza nośności granicznej podłoża pod stopą fundamentową... 199
TABELA 4. Wartości charakterystyczne parametrów gruntów w podłożu pod stopami B1 i G4TABLE 4. Characteristic values of geotechnical parameters for subsoil under pad foundations B1 and G4
TABELA 5. Opór graniczny na wypieranie podłoża niespoistego pod stopą fundamentową B1 TABLE 5. Bearing resistance of non-cohesive subsoil under pad foundation B1
PN-EN 1997-1 (2008) PN-81/B-03020 (1981) Uwagi / Remarks1 2 3
L × B × h = 1,60 × 1,30 × 0,60 m L × B × h = 1,60 × 1,30 × 0,60 m =es = 0,07 m es = 0,07 m =eL = 0,10 m; eB = 0,0 eL = 0,13 m; eB = 0,0 ≠
A′ = 1,82 m2 21,75 mA / 1,04A A
Współczynniki nośności / Dimensionless factors for the bearing resistanceNc = 32,67 Nc = 25,61 Nc / Nc = 1,28Nq = 20,63 ND = 14,56 Nq / ND = 1,42Nγ = 23,59 NB = 5,38 Nγ / NB = 4,38Współczynniki nachylenia podstawy fundamentu (α = 0) / Dimensionless factors for the inclination
of the foundation base (α = 0)bc = bq = bγ = 1 Brak ≠
Współczynniki nachylenia obciążenia w kierunku boku B / Factors for the inclination of the load in the direction of B
ic = iq = iγ = 1 ic = iD = iB = 1 =Współczynniki nachylenia obciążenia w kierunku boku L / Factors for the inclination of the load
in the direction of Lic = 0,89 ic = 0,82 ic / ic = 1,09iq = 0,89 iD = 0,85 iq / iD = 1,05iγ = 0,83 iB = 0,74 iγ / iB = 1,12
200 M. Sulewska, R. Konopka
oporów na wypieranie gruntu spod stopy B1, o wymiarach 1,60 × 1,30 × 0,60 m, posadowionej na gruncie niespoistym, pokazano na rysunku 3. Większe war-tości oporów na wypieranie uzyskano z obliczeń według PN-EN 1997-1 (2008) niż według PN-81/B-03020 (1981). Mimo obserwowanych różnic wielkości uzyskanych oporów granicznych, rów-nych 12 i 19%, wartość wskaźnika wy-korzystania nośności na wypieranie jest podobna i wynosi: 0,77 i 0,72 oraz 0,86 i 0,86 (tab. 5).
W tabeli 6 zamieszczono wyniki ob-liczeń oporu granicznego na wypieranie gruntu spoistego spod stopy G4 o wy-miarach 1,70 × 1,40 × 0,60 m w warun-kach z odpływem. W tabeli 7 pokazano wyniki obliczeń oporu na wypieranie w warunkach bez odpływu. Na rysunku 4 porównano wartości oporów na wy-pieranie obliczone według obu norm. Obserwuje się pewne różnice w uzyska-nych wielkościach oporów. Największe
wartości mają opory obliczone według PN-EN 1997-1 (2008) – w warunkach z odpływem, a następnie według PN-81//B-03020 (1981). Opór gruntu na wypie-ranie obliczony według PN-EN 1997-1 (2008) – w warunkach bez odpływu, ma wartość najmniejszą. Wartości wskaźni-ka wykorzystania nośności na wypiera-nie gruntu wynoszą odpowiednio: 0,54 i 0,51 oraz 0,59 i 0,62 – warunki z od-pływem, oraz 0,82 i 0,86 – warunki bez odpływu (tab. 6 i 7).
Analiza porównawcza oporu granicznego podłoża na przesunięcie pod stopą fundamentową według PN-EN 1997-1 (2008)i PN-81/B-03020 (1981)
W tabeli 8 zamieszczono wyniki ob-liczeń oporu granicznego gruntu niespo-istego na przesunięcie pod stopą B1. Na rysunku 5a pokazano wartości oporów
TABELA 5, cd.TABLE 5, cont.
1 2 3Opór graniczny na wypieranie podłoża spod fundamentu w kierunku boku B / Bearing resistance
of subsoil under foundation in the direction of BRkB = 1405,76 kN QfNB = 1104,00 kN RkB / QfNB = 1,27
RkB / A′ = 772,40 kPa / 606,59 kPafNBQ A ( / )/( / ) 1,27kB fNBR A Q A
Λw = Vd / RdB = 0,77 Λw = 0,72różnica wartości wskaźnika wykorzystania nośności na
wypieranie: 0,05Opór graniczny na wypieranie podłoża spod fundamentu w kierunku boku L / Bearing resistance
of subsoil under foundation in the direction of LRkL = 1252,59 kN QfNL = 926,80 kN RkL / QfNB = 1,35
RkL / A′ = 688,24 kPa / 509,23 kPafNLQ A ( / )/( / ) 1,35kL fNLR A Q A
RdL = 894,71 kN m · QfNL = 750,71 kN RdL / (m · QfNL) = 1,19Λw = Vd / RdL = 0,86 Λw = 0,86 wartości są sobie równe
Analiza nośności granicznej podłoża pod stopą fundamentową... 201
Opó
r na
wyp
iera
nie
/ Bea
ring
resi
stan
ce [k
N]
RYSUNEK 3. Porównanie oporu na wypieranie stopy B1 posadowionej na gruncie niespoistym według PN-EN 1997-1 (2008) i PN-81/B-03020 (1981) FIGURE 3. Comparison of bearing resistance of non-cohesive subsoil under pad foundation B1, ac-cording PN-EN 1997-1 (2008) and PN-81/B-03020 (1981)
TABELA 6. Opór graniczny na wypieranie podłoża spoistego stopy fundamentowej G4 – warunki z odpływemTABLE 6. Bearing resistance of cohesive subsoil under pad foundation G4 – drained condition
PN-EN 1997-1 (2008) PN-81/B-03020 (1981) Uwagi / Remarks1 2 3
L × B × h = 1,70 × 1,40 × 0,60 m L × B × h = 1,70 × 1,40 × 0,60 m =es = 0,07 m es = 0,07 m =eL = 0,10 m; eB = 0,0 eL = 0,125 m; eB = 0,0 ≠
A′ = 2,11 m2 22,03 mA / 1,04A AWspółczynniki nośności / Dimensionless factors for the bearing resistance
na przesunięcie, obliczonych według obu norm, przy czym opór obliczony według PN-EN 1997-1 (2008) ma wartość więk-szą o 45% niż opór obliczony według PN-81/B-03020 (1981), natomiast róż-nica wartości wskaźnika wykorzystania nośności na przesunięcie jest nieznaczna i wynosi 0,07 (tab. 8).
W tabeli 9 zamieszczono wyniki obliczeń oporu granicznego gruntu na przesunięcie pod stopą G4 w warunkach z odpływem oraz bez odpływu. Na ry-sunku 5b pokazano wartości oporów
na przesunięcie, obliczone według obu norm. Największą wartość ma opór ob-liczony według PN-EN 1997-1 (2008) – w warunkach z odpływem, następnie – w warunkach bez odpływu; najmniej-szą wartość otrzymano według PN-81//B-03020 (1981). Wartości wskaźnika wykorzystania nośności na przesunięcie wynoszą: 0,27 – warunki z odpływem, oraz 0,31 i 0,46 – warunki bez odpływu (tab. 9).
TABELA 6, cd.TABLE 6, cont.
1 2 3Współczynniki nachylenia obciążenia w kierunku boku B / Factors for the inclination of the load
in the direction of B ic = iq = iγ = 1 ic = iD = iB = 1 =
Współczynniki nachylenia obciążenia w kierunku boku L / Factors for the inclination of the load in the direction of L
ic = 0,90 ic = 0,75 ic / ic = 1,20iq = 0,91 iD = 0,88 iq / iD = 1,03iγ = 0,85 iB = 0,72 iγ / iB = 1,18
Opór graniczny na wypieranie podłoża spod fundamentu w kierunku boku B / Bearing resistance of subsoil under foundation in the direction of B
Analiza nośności granicznej podłoża pod stopą fundamentową... 203
Opó
r na
wyp
iera
nie
[kN
]B
earin
g re
sist
ance
RYSUNEK 4. Porównanie oporu na wypieranie stopy G4, posadowionej na gruncie spoistym według PN-EN 1997-1 (2008) – w warunkach z odpływem i w warunkach bez odpływu, oraz według PN-81/B--03020 (1981)FIGURE 4. Comparison of bearing resistance of cohesive subsoil under pad foundation G4 according PN-EN 1997-1 (2008) – drained condition and undrained condition, and according PN-81/B-03020 (1981)
TABELA 7. Opór graniczny na wypieranie podłoża spoistego pod stopą fundamentową G4 – warunki bez odpływu, według PN-EN 1997-1 (2008)TABLE 7. Bearing resistance of cohesive subsoil under pad foundation G4 – undrained condition, ac-cording PN-EN 1997-1 (2008)
PN-EN 1997-1 (2008) – Warunki bez odpływu / Undrained conditionL × B × h = 1,70 × 1,40 × 0,60 m
es = 0,07 m eL = 0,10 m; eB = 0,0
A′ = 2,11 m2
Współczynniki nachylenia podstawy fundamentu (α = 0) / Dimensionless factors for the inclination of the foundation base (α = 0)
bc = 1Współczynniki kształtu / Dimensionless factors for the shape of foundation
sc = 1,19Współczynniki nachylenia obciążenia w kierunku B / Factors for the inclination of the load
in the direction of Bic = 1
Współczynniki nachylenia obciążenia w kierunku L / Factors for the inclination of the load in the direction of L
ic = 0,95
204 M. Sulewska, R. Konopka
Wnioski
Na podstawie przedstawionych ob-liczeń nośności stóp fundamentowych przenoszących obciążenia stałe i zmien-ne, posadowionych w prostych warun-
kach gruntowych, można wyciągnąć na-stępujące wnioski:
1. Przy analizie porównawczej ob-liczeń stanów granicznych nośności fundamentów według PN-EN 1997-1 (2008) i PN-81/B-03020 (1981) trud-no wnioskować o ostatecznym wyniku
TABELA 7, cd.TABLE 7, cont.
Obciążenie (naprężenia) w poziomie posadowienia / Load (stress) at foundation levelq = 24,72 kPa
Opór graniczny na wypieranie podłoża pod fundamentem w kierunku B / Bearing resistance of subsoil under foundation in the direction of B
RkB = 1336,74 kNRkB / A′ = 634,55 kPa
RdB = 954,82 kNΛw = Vd / RdB = 0,82
Opór graniczny na wypieranie podłoża pod fundamentem w kierunku L / Bearing resistance of subsoil under foundation in the direction of L
RkL = 1270,38 kNRkL / A′ = 603,05 kPa
RdL = 907,42 kNΛw = Vd / RdL = 0,86
TABELA 8. Opór graniczny podłoża na przesunięcie pod fundamentem B1TABLE 8. Sliding resistance of cohesive subsoil under pad foundation B1
PN-EN 1997-1 (2008) – warunki z odpływem / drained condition
PN-81/B-03020 Uwagi / Remarks
Vk = 553,02 kN Vr = 641,76 kN ≠Współczynnik tarcia fundamentu o grunt / Coeffi cient of friction between foundation and soil
tg tg tg31 0,60k k
f (n) = 0,50f (r) = 0,45 wg PN-83/B-03010
(1993)tg δk / f (r) = 1,33
Opór graniczny na przesunięcie gruntu pod fundamentem / Sliding resistance under pad foundationRd1 = 302,08 kN minRd2 = 307,34 kNcz. 1 i 2 wzoru 9
m · Qf1 = 207,93 kN min(Tr1 wg wzoru 10)
m · Qf2 = 244,65 kN(Tr2 wg wzoru 11)
Rd1 / (m · Qf1) = 1,45Rd2 / (m · Qf2) = 1,26
Λp = Hd / Rd = 0,20 Λp = Tr / m · Qf = 0,27 różnica wartości wskaźnika wykorzystania nośności na
przesunięcie: 0,07
Analiza nośności granicznej podłoża pod stopą fundamentową... 205
Opó
r na
prze
sunięc
ie [k
N]
Slid
ing
resi
stan
ce
Opó
r na
prze
sunięc
ie [k
N]
Slid
ing
resi
stan
ce
a b
RYSUNEK 5. Porównanie oporu na przesunięcie gruntu pod stopami według PN-EN 1997-1 (2008) i PN-81/B-03020 (1981): a – B1 (na gruncie niespoistym), b – G4 (na gruncie spoistym)FIGURE 5. Comparison of sliding resistance under pad foundations according PN-EN 1997-1 (2008) and PN-81/B-03020 (1981): a – B1 (on non-cohesive subsoil), b – G4 (on cohesive subsoil)
TABELA 9. Opór graniczny podłoża na przesunięcie pod fundamentem G4TABLE 9. Sliding resistance under pad foundation G4
PN-EN 1997-1 (2008) PN-81/B-03020 (1981) Uwagi / RemarksWarunki z odpływem / Drained condition
Vk = 560,48 kN
tg tg tg24 0,445k k0 kPakc
Opór graniczny gruntu na przesunięcie pod fundamentem / Sliding resistance under pad foundationRd = 226,86 kNΛp = Hd / Rd = 0,27
Warunki bez odpływu / Undrained conditionVk = 560,28 kN Vr = 650,30 kN ≠Ac = A′ = 2,11 m2
0k
cu;k = 100 kPa
f (n) = 0,29; f (r) = 0,26 wg PN-83//B-03010 (1993)
( )tg tg21,6 0,40r
( ) 18 kParc
≠
Współczynnik tarcia fundamentu o grunt / Coeffi cient of friction between foundation and soil– –
Opór graniczny na przesunięcie gruntu pod fundamentem / Sliding resistance under pad foundationRd1 = 191,51 kN min Rd2 = 311,37 kNwedług wzoru (12)
m · Qf1 = 122,20 kN min (Tr1 wg wzoru 10)m · Qf2 = 216,23 kN (Tr2 wg wzoru 11)
Rd1 / (m · Qf1) = 1,57Rd2 / (m · Qf2) = 1,44
Λp = Hd / Rd = 0,31 Λp = Tr / m · Qf = 0,46 różnica wartości wskaź-nika wykorzystania nośności na przesunię-cie: 0,15
206 M. Sulewska, R. Konopka
projektowania na podstawie porówna-nia tylko wartości obciążeń lub oporów granicznych.
2. Mimo większych wartości obli-czeniowych obciążeń oraz większych wartości oporów granicznych na wy-pieranie i na przesunięcie, uzyskanych według PN-EN niż według PN-B, osta-teczne wymiary stóp fundamentowych otrzymuje się podobne.
3. Kryterium, na którego podstawie przeprowadzono porównania efektów obliczeń według dwóch systemów norm, był wskaźnik wykorzystania nośności. Różnice wartości wskaźnika wykorzy-stania nośności były nieznaczne i wyno-siły od 0 do 0,05 przy sprawdzaniu wa-runku na wypieranie (z odpływem) oraz 0,07 i 0,15 przy sprawdzaniu warunku na przesunięcie, odpowiednio: stopy po-sadowionej na gruncie niespoistym i na gruncie spoistym.
4. Analizując wyniki obliczeń, moż-na stwierdzić, że zastosowanie obu systemów norm prowadzi do podob-nych efektów projektowania stóp fun-damentowych w prostych warunkach gruntowych.
Literatura
BOND A., HARRIS A. 2008: Decoding Eurocode 7. Taylor & Francis Group, London – New York.
DĄBSKA A., GOŁĘBIEWSKA A. 2012: Podsta-wy geotechniki. Zadania według Eurokodu 7. Ofi cyna Wydawnicza Politechniki War-szawskiej, Warszawa.
GARWACKA-PIÓRKOWSKA S. 2011: Po-równanie obliczeniowych nośności jed-nostkowych gruntów pod ławami i stopami fundamentowymi według PN-EN 1997-1 i PN-81/B-03020. Inżynieria i Budownictwo 1: 17–21.
GOSK W. 2010: Nośność podłoża gruntowego pod ławą fundamentową według Eurokodu 7 oraz PN-81/B-03020. Budownictwo i Inży-nieria Środowiska 2 (1): 127–130.
GRABOWSKI R., PISARCZYK S., OBRYC-KI M. 2005: Fundamentowanie. Ofi cyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa.
KIZIEWICZ D. 2009: Analiza nośności podłoża z gruntów spoistych obciążonego mimośro-dowo fundamentem bezpośrednim według Eurokodu 7 – rozwiązanie przykładu 2.2 ETC 10. Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska 4 (46): 67–76.
KŁOSIŃSKI B. 2013: Wdrażanie w Polsce i przy-szłość Eurokodu 7 „Projektowanie geotech-niczne”. Inżynieria i Budownictwo 3: 124–127.
KONOPKA R. 2013 Analiza porównawcza pro-jektowania posadowienia bezpośredniego stopy fundamentowej według PN-EN 1997--1:2008 i PN-81/B-03020. Praca dyplomowa inżynierska. Maszynopis. Politechnika Bia-łostocka, Białystok.
PIECZYRAK J. 2006: Nośność graniczna pod-łoża gruntowego według PN-81/B-03020 i EUROKODU 7. Zeszyty Naukowe Poli-techniki Białostockiej – Budownictwo 28: 2: 197–211.
PN-81/B-03020:1981 Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie.
PN-EN 1997-1:2008 Eurokod 7. Projektowanie geotechniczne. Część 1: Zasady ogólne.
PN-EN 1997-1:2008/Ap2: 2010 Poprawka do polskiej normy – dotyczy PN-EN 1997-1: 2008.
PN-EN 1997-2:2009 Eurokod 7 – Projektowanie geotechniczne. Część 2: Rozpoznanie i bada-nie podłoża gruntowego.
WYSOKIŃSKI L., KOTLICKI W., GODLEW-SKI T. 2011: Projektowanie geotechniczne według Eurokodu 7. Poradnik. Instytut Tech-niki Budowlanej, Warszawa.
Analiza nośności granicznej podłoża pod stopą fundamentową... 207
Streszczenie
Analiza nośności granicznej podło-ża pod stopą fundamentową według PN--EN 1997-1 (2008) i PN-81/B-03020 (1981). Celem artykułu była analiza porównaw-cza nośności granicznych podłoży z gruntu niespoistego i spoistego, obciążonych stopą fundamentową, obliczonych według PN-EN 1997-1 (2008) oraz PN-81/B-03020 (1981). Wykonano sprawdzenia dwóch podstawo-wych stanów granicznych nośności: wypie-rania gruntu spod fundamentu oraz ścięcia gruntu w poziomie posadowienia funda-mentu. Obliczenia wykonano kompleksowo według systemów norm PN-EN oraz PN-B (zebranie obciążeń oraz sprawdzenie stanów granicznych nośności podłoża). Stopy funda-mentowe miały wymiary: 1,6 × 1,3 × 0,6 m na gruncie niespoistym oraz 1,7 × 1,4 × 0,6 mna gruncie spoistym. Wartości wskaźnika wykorzystania nośności na wypieranie pod-łoża spod fundamentów o tych samych ob-ciążeniach od konstrukcji, obliczone według dwóch norm, są zbliżone do siebie i wynoszą według PN-EN i PN-B odpowiednio: 0,77 i 0,72; 0,86 i 0,86 dla gruntów niespoistych oraz 0,54 i 0,51; 0,59 i 0,62 dla gruntów spoistych (w warunkach z odpływem). Dla gruntów spoistych w warunkach bez odpły-wu wskaźnik wykorzystania nośności na wypieranie wynosi odpowiednio 0,82 i 0,86. Wartości wskaźnika wykorzystania nośności na przesunięcie obliczone według dwóch systemów norm wynoszą według PN-EN i PN-B odpowiednio: dla gruntów niespo-istych 0,20 i 0,27 a dla gruntów spoistych – 0,27 (w warunkach z odpływem) oraz 0,31 i 0,46 (w warunkach bez odpływu). Wynika stąd wniosek, że zastosowanie obu syste-mów norm prowadzi do podobnych efektów projektowania stóp fundamentowych w pro-stych warunkach gruntowych.
Summary
Assessment of bearing capacity of pad foundation based on PN-EN 1997-1 (2008) and PN-81/B-03020 (1981). The purpose of this paper was a comparative analysis of the bearing capacity of the non-cohesive and cohesive subsoils loaded by pad foundation calculated in accordance with PN-EN 1997-1(2008) and PN-81/B-03020 (1981). The ana-lysis was carried out for verifi cation of ul-timate limit states due to bearing resistance and sliding resistance for pad foundation on non-cohesive and cohesive subsoil. The calculations were performed using standards PN-EN and PN-B (to collect loads and assess the ultimate limit states). Pad foundations have dimensions: 1.6 × 1.3 × 0.6 m on the non-cohesive subsoil and 1.7 × 1.4 × 0.6 m for the cohesive subsoil. Degree of utiliza-tion of bearing resistance for subsoil under the foundations of the same load and, cal-culated according to two standards are simi-lar and amount to according to PN-EN and according to PN-B: 0.77 and 0.72; 0.86 and 0.86 for non-cohesive subsoil, 0.54 and 0.51; 0.59 and 0.62 for cohesive subsoil (in dra-ined condition). For cohesive subsoil in un-drained condition the degrees of utilization of bearing resistance are 0.82 and 0.86. Degree of utilization of sliding resistance calculated using two standards PN-EN and PN-B: are respectively 0.20 and 0.27 for non-cohesive subsoil and 0.27 for cohesive subsoil (in dra-ined condition) and 0.31 and 0.46 for cohesi-ve subsoil (in undrained condition).Authors’ addresses:Maria Jolanta Sulewska Politechnika BiałostockaZakład Geotechnikiul. Wiejska 45A, 15-351 BiałystokPolande-mail: [email protected]