-
UNIVERSITATEA TEHNIC DE CONSTRUCII
BUCURETI Bd. Lacul Tei 124, Sector 2, RO-020396, Bucureti 38
CENTRUL DE INGINERIE GEOTEHNIC Tel: 021-2429350, Fax:
021-2420866
E-mail: [email protected]
Normativ pentru
proiectarea structurilor de fundare direct
Redactarea final Contract Nr. 147 / 2002 Beneficiar M.T.C.T.
Rector, Prof.univ. dr. ing. Dan Stematiu ef de proiect, Prof.univ.
dr. ing. Nicoleta Rdulescu
Colectiv de elaborare: Prof.univ. dr. ing. Nicoleta Rdulescu
Prof. univ. dr. ing. Iacint Manoliu Prof. univ. dr. ing. Marius
Gabor Prof. univ. dr. ing. Alexandrina Pretorian Conf. univ. dr.
ing. Rodica Vierescu ef lucrri univ. ing. Andrei Olteanu ef lucrri
univ. ing. Manole erbulea
- Bucureti 2004 -
-
UNIVERSITATEA TEHNIC DE CONSTRUCII
BUCURETI Bd. Lacul Tei 124, Sector 2, RO-020396, Bucureti 38
-
1
Cuprins Lista notaiilor i simbolurilor
..............................................................................................................4
1. Prevederi generale
............................................................................................................................7
2. Principii generale ale conformrii de rezisten a
infrastructurilor
..................................................7
2.1. Definirea sistemului structural i a subsistemelor
componente ale construciei .......................7 2.2. Cerine
privind proiectarea fundaiilor
......................................................................................7
2.3. Cerine privind proiectarea
substructurilor................................................................................8
3. Alegerea tipului de fundaie
.............................................................................................................9
3.1. Factori de care depinde alegerea tipului de fundaie
.................................................................9
3.1.1. Sistemul structural al construciei
..........................................................................................9
3.1.2. Condiiile de teren
..................................................................................................................9
3.1.3. Condiiile de exploatare ale construciei
................................................................................9
3.1.4. Condiiile de execuie ale infrastructurii
................................................................................9
3.2. Criterii pentru alegerea adncimii minime de
fundare............................................................10
4. Materiale utilizate la fundaii
.........................................................................................................11
5. Solicitri transmise
infrastructurilor...............................................................................................11
5.1. Prevederi generale
...................................................................................................................11
5.2. Solicitri transmise infrastructurilor n gruprile fundamentale
de ncrcri..........................12 5.3. Solicitri transmise
infrastructurilor n gruprile speciale de ncrcri
..................................12
6. Stabilirea dimensiunilor bazei
fundaiei.........................................................................................13
6.1. Condiii generale
.....................................................................................................................13
6.2. Calculul terenului de fundare pe baza presiunilor convenionale
...........................................14 6.3. Calculul
terenului de fundare la starea limit de deformaii
...................................................16 6.4. Calculul
terenului de fundare la starea limit de capacitate portant
......................................17
7. Proiectarea fundaiilor izolate
........................................................................................................18
7.1. Fundaii pentru stlpi de beton armat
monolit.........................................................................19
7.1.1. Fundaii tip talp de beton armat
..........................................................................................19
7.1.2. Fundaii tip bloc i cuzinet
.............................................................................................22
7.2. Fundaii pentru stlpi de beton armat
prefabricai...................................................................24
7.2.1. Dimensiunile seciunilor de
beton........................................................................................25
7.2.2. Monolitizarea paharului
.......................................................................................................28
7.2.3. Armarea paharului
................................................................................................................28
7.2.4. Verificarea tlpii fundaiei
pahar..........................................................................................28
7.3. Fundaii pentru stlpi metalici
.................................................................................................29
8. Proiectarea fundaiilor continue de beton armat sub stlpi
............................................................31 8.1.
Domeniul de
aplicare...............................................................................................................31
8.2. Alctuirea fundaiilor
..............................................................................................................32
8.2.1. Seciunea de
beton................................................................................................................32
8.2.2. Armarea fundaiilor
..............................................................................................................33
8.3. Calculul grinzilor
continue......................................................................................................34
8.3.1. Calculul cu metode simplificate
...........................................................................................34
8.3.2. Calculul cu metode care iau n considerare conlucrarea ntre
fundaie i teren ...................35
9. Proiectarea fundaiilor construciilor cu perei structurali de
zidrie .............................................39 9.1.
Prevederi generale de
alctuire................................................................................................39
9.2. Fundaii la cldiri amplasate pe teren bun de fundare n zone cu
seismicitate redus ............39 9.2.1. Fundaii la cldiri fr
subsol
...............................................................................................39
9.2.2. Fundaii la cldiri cu
subsol..................................................................................................44
9.2.3. Dimensionarea fundaiilor
....................................................................................................44
9.3. Fundaii la cldiri amplasate pe teren bun de fundare n zone cu
seismicitate ridicat ..........47 9.4. Soluii de fundare la perei
nestructurali
.................................................................................47
9.5. Racordarea n trepte a fundaiilor avnd cote de fundare diferite
...........................................49
-
2
9.6. Fundaii la rosturi de tasare
.....................................................................................................51
9.7. Fundaii la cldiri amplasate pe terenuri dificile
.....................................................................51
9.7.1. Fundaii pe pmnturi foarte compresibile i pmnturi sensibile
la umezire .....................51 9.7.2. Fundaii pe pmnturi cu
umflri i contracii mari
.............................................................55
10. Proiectarea fundaiilor construciilor cu perei structurali de
beton armat ...................................57 10.1. Principii
generale de proiectare
.............................................................................................57
10.2. ncrcri transmise infrastructurilor de pereii structurali de
beton armat ............................57 10.3. Dimensionarea
tlpii
fundaiilor............................................................................................57
10.4. Alctuirea fundaiilor pentru pereii structurali de beton armat
............................................60
11. Proiectarea radierelor de beton
armat...........................................................................................62
11.1. Alctuire general i domenii de aplicare
.............................................................................62
11.2. Elemente constructive i de proiectare
..................................................................................63
11.3. Calculul radierelor
.................................................................................................................67
11.3.1. Metode simplificate pentru calculul radierelor rigide
........................................................68 11.3.2.
Calculul radierelor pe mediu Winkler
................................................................................69
11.3.3. Calculul radierelor pe mediu
Boussinesq...........................................................................69
11.3.4. Calculul radierelor pe mediu Winkler - Boussinesq
..........................................................70
12. Infrastructuri
.................................................................................................................................70
12.1. Prevederi generale
.................................................................................................................70
12.1.1. Clasificarea infrastructurilor dup modul de comportare la
aciuni seismice ....................70 12.1.2. Clasificarea
infrastructurilor dup modul de solicitare a terenului de fundare
..................70 12.2. Schematizarea ncrcrilor pentru calculul
infrastructurii
....................................................71 12.3.
Calculul eforturilor n elementele
infrastructurii...................................................................71
12.3.1. Schematizarea pentru calcul a infrastructurii
.....................................................................71
12.3.2. Schematizarea pentru calcul a pereilor cu goluri ai
infrastructurilor ................................72 12.3.3.
Schematizarea terenului de fundare pentru calcul infrastructurilor
...................................72 12.4. Dimensionarea
elementelor infrastructurii
............................................................................73
12.4.1. Verificarea
planeelor.........................................................................................................74
12.4.2. Verificarea pereilor
...........................................................................................................74
12.4.3. Verificarea pereilor n zonele de
discontinuitate...............................................................74
12.4.4. Verificarea fundaiilor
........................................................................................................76
12.5. Transmiterea eforturilor la infrastructur prin intermediul
planeelor - efectul de menghin
......................................................................................................................................76
12.5.1. Prevederi generale
..............................................................................................................76
12.5.2. Elemente de calcul, dimensionare i verificare
..................................................................78
13. Reglementri tehnice de
referinta.................................................................................................80
-
3
ANEXA A A1. PRESIUNI CONVENIONALE A2. DEPLASRI SAU DEFORMAII
ADMISE. VALORI ORIENTATIVE A3. CALCULUL TERENULUI DE FUNDARE LA
STAREA LIMIT DE DEFORMAII A4. CALCULUL TERENULUI DE FUNDARE LA
STAREA LIMIT DE CAPACITATE
PORTANT ANEXA B CALCULUL GRINZILOR CONTINUE PE MEDIU WINKLER B1.
METODA DE CALCUL BAZAT PE SOLUII EXACTE B2. METODE NUMERICE DE
CALCUL ANEXA C CALCULUL GRINZILOR PE MEDIU BOUSSINESQ ANEXA D
CALCULUL RADIERELOR PE MEDIU WINKLER ANEXA E CALCULUL RADIERELOR PE
MEDIU WINKLER BOUSSINESQ ANEXA F CALCULUL PRESIUNILOR PE TEREN ALE
FUNDAIILOR IZOLATE DE FORM DREPTUNGHIULAR
-
4
Lista notaiilor i simbolurilor
Notaia sau simbolul UM Semnificaia
A [m2] Aria seciunii transversale a sistemului de fundare Aas
[mm2] Aria de armtur de suspendare Aav [mm2] Aria armturii
verticale AP [mm2] Aria minim a plcii AS [mm2] Aria lateral a
stlpului pe nlimea paharului
Awf [m2] Suprafaa seciunii de forfecare (lunecare) dintre
elementul vertical i planeu (plac)
B [m] Dimensiunea cea mai mic a tlpii fundaiei avnd forma
dreptunghiular n plan; Limea sistemului de fundare pentru fundaii
de seciune dreptunghiular n plan
Ba [m] Limea activ a fundaiei
Bp [m] Limea sau diametrul plcii utilizate pentru determinarea
caracteristicilor de compresibilitate prin incercarea pe teren
D [kNm] Rigiditatea cilindric a radierului E [kPa] Modulul de
elasticitate Es [kPa] Modulul de deformaie liniar al terenului de
fundare Es* [kPa] Modulul dinamic de deformaie liniar al terenului
de fundare
CI'E [kPa] Rigiditatea aproximativ a construciei
FI'E [kPa] Rigiditatea fundaiei F [kN] Fora tietoare transmis
ntre pereii cu planuri mediane intersectate G [kPa] Modulul
transversal (de forfecare) H [m] nlimea fundaiei H [m] nlimea la
marginea fundaiei tip obelisc H1, H2 [m] nlimile treptelor blocului
din beton simplu HC [m] nlimea seciunii fundaiei continue Hf [m]
Grosimea fundului paharului H [m] Adncimea de nghe Hmin [m] nlimea
minim a fundaiei HP [m] nlimea paharului
I [m4] Momentul de inerie al seciunii transversale a sistemului
de fundare n lungul axei longitudinale IC [-] Indicele de
consisten
If [-] Momentul de inerie al unei fii de radier definit ntre
mijloacele a dou deschideri succesive
IP [%] Indicele de plasticitate
K [-] Coeficient care depinde de forma n plan a fundaiei,
rigiditatea fundaiei, cota z a punctului pentru care se calculeaz
tasarea K0 [-] Coeficientul presiunii laterale a pmntului n stare
de repaos KG [-] Indice de rigiditate pentru radiere generale de
form dreptunghiular KR [-] Rigiditatea relativ L
[m]
Dimensiunea cea mai mare a tlpii fundaiei avnd forma
dreptunghiular n plan; Lungimea sistemului de fundare pentru
fundaii de seciune dreptunghiular n plan
L0 [m] Distana dintre doi stlpi vecini L1 [m] Lungimea treptei
blocului din beton simplu
-
5
La, Lb [m] Valoarea maxim a dimensiunilor plcii de baz Ls [kN]
Valoarea de calcul a forei de lunecare transmis planeului
superior
M [kNm] Momentul ncovoietor rezultant n centrul de greutate al
seciunii fundaiei M [kPa] Modulul edometric
M0 [-] Coeficient de corelaie ntre valoarea modului edometric n
intervalul de presiuni 200300 kPa i modulul de deformaie liniar
M1 [kNm] Momentul ncovoietor transmis paharului prin presiuni pe
peretele frontal
M2-3 [kPa] Modulul edometric determinat pentru intervalul de
presiuni 200300 kPa
Mi [kNm] Momentul ncovoietor n stlpul i
Mr, Mc [kNm] Momentele ncovoietoare rezultate n plan orizontal
aplicate prii superioare a peretelui frontal
MST,cap [kNm] Momentul capabil al stlpului n seciunea de la faa
paharului Mx [kNm] Momentul ncovoietor fa de seciunea x-x My [kNm]
Momentul ncovoietor fa de seciunea y-y
N [kN] Fora axial; Rezultanta ncrcrilor axiale n centrul de
greutate al seciunii fundaiei
N [-] Numrul de lovituri necesare penetrrii instalaiei SPT pe o
adn-cime de 30 cm pentru un diametru al tijei de penetrare de 50 mm
N1cap [kN] Fora axial transmis la pahar prin betonul de
monolitizare Ni [kN] Fora axial n stlpul i NP [kN] Fora de ntindere
n pereii longitudinali
NST.montaj [kN] Fora axial maxim n stlp n faza de montaj a
structurii prefabricate
P [kN] Rezultanta presiunilor pe peretele frontal Q [kN] Fora
tietoare
Qas [kN] Fora tietoare n elementul vertical al suprastructurii
asociat mecanismului de plastificare la aciuni seismice
Qinf [kN] Fora tietoare care se dezvolt n elementul vertical sub
planeu Ra [kPa] Rezistena de calcul a armturii de suspendare Rc*
[N/mm2] Rezistena de calcul de baz la compresiune a betonului Ri
[kN] Reaciunea n reazemul i Rt [N/mm2] Rezistena de calcul la
ntindere a betonului din stlp U [m] Perimetrul seciunii de
forfecare
W [m3] Modulul de rezisten al tlpii fundaiei avnd forma
dreptunghiular n plan; Modulul de rezisten al seciunii transversale
a sistemului de fundare
bf [m] Limea unei fii de radier definit ntre mijloacele a dou
deschideri succesive
cU [kPa] Rezistena la compresiune monoaxial a pmntului
(coeziunea nedrenat)
di [m] Distana din centrul de greutate al tlpii fundaiei la axul
stlpului i e [-] Indicele porilor h [mm] nlimea seciunii
transversale a grinzii h [m] Grosimea radierului
hc [mm] nlimea cuzinetului; nlimea seciunii transversale a
grinzii n cmp
hd [m] nlimea diafragmelor
-
6
hr [mm] nlimea seciunii transversale a grinzii n reazem
ks [kN/m3] Coeficientul de pat obinut prin ncercarea de prob cu
placa de latur sau diametru Bp
k1 [kN/m3] Coeficientul de pat obinut din ncercarea cu placa de
1m2 ks [kN/m3] Coeficientul de pat al mediului deformabil lancorare
[mm] Lungimea de ancorare lc [mm] Lungimea cuzinetului le [mm]
Lungimea elastic ls, bs [mm] Dimensiunile seciunii transversale a
stlpului
m [-] Coeficient de corecie care depinde de raportul ntre
grosimea z0 a stratului deformabil i limea B a sistemului de
fundare mbt [-] Coeficientul condiiilor de lucru p [kPa] Presiunea
de contact fundaie-teren qc [kPa] Rezistena pe vrf (CPT) td [m]
Grosimea diafragmelor vp [cm/sec] Viteza de propagarea a undelor
longitudinale (principale) prin teren vs [cm/sec] Viteza de
propagarea a undelor trasversale (secundare) prin teren z [m]
Deplasarea tlpii fundaiei pe direcie vertical z0 [m] Grosimea
stratului deformabil
caI'E (kPa) Rigiditatea cadrelor din componena construciei
[-] Factorul de transformare de la valoarea ks la valoarea ks []
Unghiul blocului din beton simplu [] Unghiul cuzinetului [%]
Deformaia longitudinal specific [mm] Diametrul barei de armtur
[m-1] Coeficient de flexibilitate pentru radiere sub stlpi uniform
distribuii pe suprafaa acestora [-] Coeficient de frecare s [-]
Coeficient de deformaie transversal (Poisson) al terenului de
fundare s* [-] Coeficient dinamic de deformaie transversal
(Poisson) al terenului de fundare [g/cm3] Densitatea [kPa] Efortul
unitar normal z [kPa] Efortul unitar normal vertical med [kPa]
Efortul unitar tangenial mediu pe suprafaa de lunecare
-
7
1. Prevederi generale 1.1. Prezentul normativ se aplic la
proiectarea structurilor de fundare direct pentru cldirile de
locuit i social culturale, construciile industriale i
agrozootehnice. La proiectarea structurilor de fundare direct se va
avea n vedere respectarea cerinelor prevzute la punctul 2.2 i n
reglementrile tehnice conexe. La proiectarea structurilor de
fundare direct n condiii speciale de teren (pmnturi sensibile la
umezire, pmnturi contractile, pmnturi lichefiabile) se au n vedere
i msurile suplimentare din reglementrile tehnice n vigoare
specifice acestor cazuri. 1.2. Normativul se refer la urmtoarele
tipuri de fundaii directe: a) fundaii izolate b) fundaii continue
c) fundaii radier 1.3. Reglementrile tehnice de referin sunt
enumerate n capitolul 13. 2. Principii generale ale conformrii de
rezisten a infrastructurilor 2.1. Definirea sistemului structural i
a subsistemelor componente ale construciei 2.1.1. Sistemul
structural reprezint ansamblul elementelor care asigur rezistena i
stabilitatea unei construcii sub aciunea ncrcrilor statice i
dinamice, inclusiv cele seismice. Elementele structurale pot fi
grupate n patru subsisteme: suprastructura (S); substructura (B);
fundaiile (F); terenul de fundare (T) (fig. 2.1). 2.1.2.
Suprastructura reprezint ansamblul elementelor de rezisten situate
deasupra infrastructurii (I). 2.1.3. Infrastructura este alctuit
din substructur i fundaii. La construciile care nu au substructur,
infrastructura este alctuit din fundaii. 2.1.4. Substructura este
zona poziionat ntre suprastructur i fundaii. n raport cu
suprastructura, aceasta prezint diferene de alctuire i conformare,
care conduc la capaciti de rigiditate i rezisten majorate. 2.1.5.
Fundaiile reprezint ansamblul elementelor structurale care transmit
ncrcrile la terenul de fundare. 2.1.6. Terenul de fundare
constituie suportul construciei i reprezint volumul de roc sau de
pmnt care resimte influena construciei respective sau n care pot
avea loc fenomene care s influeneze construcia. 2.2. Cerine privind
proiectarea fundaiilor 2.2.1. Fundaiile trebuie proiectate astfel
nct s transmit la teren ncrcrile construciei, inclusiv cele din
aciuni seismice, asigurnd ndeplinirea condiiilor privind
verificarea terenului de fundare la stri limit.
-
8
a
SF
cT
S
F
b
0.00
Td
0.00
T
S
B
F
e
TTTTTT T T
S
FB
S
BF
Fig. 2.1 Componentele sistemului structural Suprastructura (S);
Substructura (B); Fundaiile (F); Terenul de fundare (T);
nfrastructura ()
2.2.2. Fundaiile ca elemente structurale se vor proiecta astfel
nct s fie ndeplinite condiiile de verificare la strile limit ultime
i ale exploatrii normale. 2.3. Cerine privind proiectarea
substructurilor 2.3.1. Substructura are rolul de a prelua ncrcrile
provenite de la suprastructur i de a le transmite fundaiilor.
2.3.2. Substructura este alctuit, de regul, din elemente
structurale verticale (perei, stlpi) i elemente orizontale sau
nclinate (plci, grinzi etc.). 2.3.3. Proiectarea substructurii
trebuie s in cont de conlucrarea cu fundaiile i suprastructura.
2.3.4. La proiectarea substructurilor se vor lua n considerare
ncrcrile proprii, ncrcrile transmise de suprastructur i de teren
conform prevederilor de la cap. 5. 2.3.5. Eforturile din aciuni
seismice transmise substructurii se vor asocia mecanismului de
plastificare al suprastructurii (fig. 2.2). Aceast condiie nu este
obligatorie n zonele seismice de calcul E i F definite n
reglementarea tehnic de referin NP100-92. 2.3.6. La proiectarea
elementelor structurale ale substructurii vor fi ndeplinite
condiiile de verificare la strile limit ultime i ale exploatrii
normale. Infrastructura se va proiecta astfel nct s fie solicitat,
de regul, n domeniul elastic de comportare. Se admite proiectarea
mecanismului de plastificare a structurii la aciuni seismice severe
cu dezvoltarea de articulaii plastice i n substructur. In aceste
situaii se vor lua msuri care s asigure o comportare ductil a
substructurii i accesul pentru intervenii post seismice.
-
9
Fig. 2.2 Sisteme structurale cu mecanisme de plastificare n
suprastructur 3. Alegerea tipului de fundaie 3.1. Factori de care
depinde alegerea tipului de fundaie 3.1.1. Sistemul structural al
construciei - tipul de suprastructur (n cadre, cu perei etc.); -
dimensiuni (deschideri, travei, nlimi suprateran i subteran); -
alctuirea substructurii; - materiale (beton, metal, zidrie etc.); -
eforturile transmise fundaiilor n gruprile fundamentale i speciale
de ncrcri; - mecanismul de disipare a energiei induse de aciunea
seismic (poziia zonelor potenial plastice, eforturile transmise
fundaiilor etc.); - sensibilitatea la tasri a sistemului
structural. 3.1.2. Condiiile de teren - natura i stratificaia
terenului de fundare, caracteristicile fizico-mecanice ale
straturilor de pmnt sau de roc i evoluia acestora n timp; -
condiiile de stabilitate general a terenului (terenuri n pant cu
structuri geologice susceptibile de alunecri de teren etc.); -
condiiile hidrogeologice (nivelul i variaia sezonier a apelor
subterane, agresivitatea apelor subterane, circulaia apei prin pmnt
etc.); - condiiile hidrologice (nivelul apelor de suprafa,
posibiliti de producere a inundaiilor, a fenomenului de afuiere
etc.). 3.1.3. Condiiile de exploatare ale construciei - eforturile
transmise la fundaii (din sarcini statice i dinamice vibraii
produse de utilaje etc.); - posibilitatea pierderilor de ap sau
substane chimice din instalaiile sanitare sau industriale; -
nclzirea terenului n cazul construciilor cu degajri mari de cldur
(cuptoare, furnale etc.); - degajri de gaze agresive care polueaz
apele meteorice i accentueaz agresivitatea chimic a apelor
subterane; - influena deformaiilor terenului de fundare asupra
exploatrii normale a construciei; - limitarea tasrilor n funcie de
cerinele tehnologice specifice. 3.1.4. Condiiile de execuie ale
infrastructurii - adncimea spturii pentru realizarea fundaiilor
construciei i modul de asigurare a stabilitii spturii;
T
S F
Articulaii plastice
T
S B F
Perete Stlp Grind
-
10
- existena unor construcii n vecintate care pot fi afectate de
lucrrile de execuie a infrastructurii (instabilitatea taluzului,
afuierea terenului la realizarea epuismentelor etc.); - sistemul de
epuismente; - prezena reelelor de ap-canal, de gaze, de energie
electric etc. 3.2. Criterii pentru alegerea adncimii minime de
fundare 3.2.1. Adncimea de fundare este distana msurat de la
nivelul terenului (natural sau sistematizat) pn la talpa fundaiei.
3.2.2. Adncimea minim de fundare se stabilete n funcie de: -
adncimea de nghe; - nivelul apei subterane; - natura terenului de
fundare; - nlimea minim constructiv a fundaiei; - condiiile
tehnologice. 3.2.3. Adncimea de nghe are valorile indicate n
reglementarea tehnic de referin STAS 6054/77. 3.2.4. Adncimea minim
de fundare se stabilete conform tabelului 3.1 n funcie de natura
terenului de fundare, adncimea de nghe i nivelul apei
subterane.
Tabelul 3.1Adncimea minim de fundare
(cm)
Terenul de fundare
H adncimea de
nghe
(cm)
H adncimea apei
subterane fa de cota terenului
natural (m)
Terenuri supuse aciunii
ngheului
Terenuri ferite de nghe*)
Roci stncoase oricare oricare 3040 20 H2.00 H 40 Pietriuri
curate,
nisipuri mari i mijlocii curate
oricare H
-
11
4. Materiale utilizate la fundaii 4.1. Fundaiile se alctuiesc n
mod obinuit din: - beton armat; - beton simplu; - zidrie de piatr.
4.2. Caracteristicile betoanelor utilizate la executarea fundaiilor
se stabilesc de proiectant n funcie de destinaie, solicitri,
condiiile mediului de fundare i influena acestora asupra
durabilitii betonului din fundaii; acestea sunt definite n
reglementarea tehnic de referin NE 012-99. 4.3. Clasele minime de
beton se stabilesc astfel: a) Beton simplu C4/5 pentru umpluturi,
egalizri i bloc (la fundaiile tip bloc i cuzinet). b) Beton armat
C8/10 pentru fundaii izolate sau continue, fundaii monolite tip
pahar, cuzinei, radiere i reele de grinzi neexpuse la aciuni
agresive, cu procente optime de armare; C12/15 pentru fundaii
prefabricate tip pahar, fundaii supuse la solicitri importante i
fundaii supuse la aciuni dinamice. n condiii de agresivitate
caracteristicile betoanelor se stabilesc ca n reglementarea tehnic
de referin NE 012-99 respectiv C215-88. 4.4. Tipul de ciment ce se
utilizeaz la prepararea betonului pentru fundaii se stabilete n
funcie de influena condiiilor mediului de fundare ca n
reglementarea tehnic de referin NE 012-99. 4.5. Oelul beton trebuie
s ndeplineasc condiiile definite n reglementarea tehnic de referin
STAS 438/1-89 respectiv STAS 438/2-91. Pentru armtura rezultat din
criterii constructive se utilizeaz, de regul, oel OB37 iar pentru
armtura de rezisten rezultat din calcul se utilizeaz oel OB37, PC
sau plase sudate din STNB. 4.6. Pentru fundaiile din zidrie de
piatr se aplic prevederile definite n reglementarea tehnic de
referin STAS 2917-79. Mortarul ntrebuinat este din var i ciment de
marc minim M10 indicat n reglementarea tehnic de referin STAS
1030-85. 4.7. Pentru fundaiile continue ale construciilor cu cel
mult un nivel amplasate n mediul rural se pot aplica i soluii
constructive bazate pe folosirea materialelor locale. Fundaiile se
pot realiza din zidrie de piatr sau beton ciclopian. 5. Solicitri
transmise infrastructurilor 5.1. Prevederi generale 5.1.1.
Solicitrile transmise infrastructurilor se determin considernd
eforturile transmise de suprastructur, ncrcrile aplicate direct
infrastructurii (ncrcri din greutatea proprie, din ncrcri de
exploatare, fore seismice etc.), presiuni sau mpingeri ale
pmntului, presiunea apei etc. Orice aciune semnificativ pentru
proiectarea elementelor infrastructurii sau pentru verificarea
terenului de fundare se va considera n categoria de solicitri
transmise infrastructurii.
-
12
5.1.2. Solicitrile transmise infrastructurilor se determin n
gruprile fundamentale de ncrcri i n gruprile speciale de ncrcri.
Stabilirea solicitrile transmise infrastructurilor n gruprile
speciale de ncrcri este, de regul, condiionat de dimensionarea
complet a suprastructurii. 5.1.3. Solicitrile transmise
infrastructurilor se determin cu valori corespunztoare proiectrii
elementelor de beton ale infrastructuturii i cu valori
corespunztoare verificrii terenului de fundare. 5.1.4. Structurile
considerate n calcul n stadiul de comportare liniar (elastic) se
recomand s fie schematizate ca ansamblul constituit din
suprastructur, infrastructur i teren de fundare. 5.1.5. n gruparea
special de ncrcri la aciuni seismice, cnd, de regul, se accept
plastificarea suprastructurii i dezvoltarea unui mecanism de
disipare a energiei induse de cutremur, solicitrile transmise
infrastructurilor se determin corespunztor forelor generalizate (N,
M, Q etc.) dezvoltate n seciunea de la baza suprastructurii (fig
5.1).
Fig. 5.1 Solicitrile transmise infrastructurii de suprastructur.
5.2. Solicitri transmise infrastructurilor n gruprile fundamentale
de ncrcri 5.2.1. La verificarea rezistenei infrastructurii i a
terenului de fundare vor considera valorile de calcul ale
eforturilor transmise de suprastructur. 5.2.2. Valorile
solicitrilor transmise infrastructurii se definesc n concordan cu
reglementarea tehnic de referin STAS 10101/0-75 i coeficienii
ncrcrilor se definesc n concordan cu reglementarea tehnic de
referin STAS 10101/0A-77. 5.3. Solicitri transmise
infrastructurilor n gruprile speciale de ncrcri 5.3.1. Prevederile
de la pct. 5.3. sunt aplicabile gruprilor speciale de ncrcri n care
se consider aciunile seismice aplicate construciei. Calculul va
considera orice direcie de aciune seismic semnificativ pentru
proiectarea infrastructurii. De regul, se vor considera 8 direcii n
plan orizontal, corespunztoare direciilor principale i direciilor
oblice (la 45 i 135) ale construciei. 5.3.2. Solicitrile transmise
infrastructurilor proiectate corespunztor unei comportri elastice
de ctre suprastructura plastificat sunt asociate mecanismului de
disipare a energiei induse de aciunile seismice.
-
13
Valorile forelor generalizate transmise infrastructurii sunt
determinate prin majorarea forelor capabile dezvoltate de
mecanismul de plastificare a suprastructurii cu coeficientul
kF:
kF = 1.35 (5.1)Forele generalizate capabile se determin
considernd rezistenele de calcul ale materialelor. Dac forele
generalizate capabile se determin considernd rezistenele medii ale
materialelor valoarea coeficientului kF este:
kF = 1.00 (5.2) 5.3.3. Dac mecanismul de plastificare care
asigur disiparea energiei induse de cutremur implic dezvoltarea de
deformaii inelastice i n elementele substructurii, pentru calcul se
consider urmtoarele valori ale solicitrilor transmise de
suprastructur: - pentru calculul elementelor infrastructurii se
consider valorile solicitrilor capabile din gruprile speciale de
ncrcri; - pentru verificarea terenului de fundare se consider
valorile solicitrilor capabile din gruprile speciale de ncrcri
majorate cu coeficientul kF dat de (5.1). 5.3.4. Solicitrile
transmise infrastructurilor de ctre suprastructurile care rspund
elastic la aciunile seismice se consider cu valorile date la pct.
5.3.3. 5.3.5. Efectul componentei verticale a aciunii seismice se
va lua n considerare la proiectarea sistemelor de fundare n
concordan cu reglementarea tehnic de referin P100-92; n cazul
fundaiilor sensibile la for tietoare/strpungere (radiere tip dal
groas etc.) valorile coefientului seismic de calcul pe direcie
vertical sunt 2ks. 5.3.6. n gruprile speciale de ncrcri care
cuprind i aciunea seismic se consider aciunea de lung durat a
ncrcrilor aplicate direct elementelor infrastructurii precum i
forele seismice de calcul stabilite pe baza unui coeficient seismic
cu valoarea minim:
cs = 1.5ks (5.3) 6. Stabilirea dimensiunilor bazei fundaiei 6.1.
Condiii generale 6.1.1. Dimensiunile bazei fundaiei se stabilesc pe
baza calculului terenului de fundare definit n reglementarea tehnic
de referin STAS 3300/1-85 respectiv STAS 3300/2-85. 6.1.2.
Dimensiunile bazei fundaiei se aleg astfel nct presiunile la
contactul ntre fundaie i teren s aib valori acceptabile, pentru a
se mpiedica apariia unor stri limit care s perecliteze sigurana
construciei i/sau exploatarea normal a construciei. Strile limit
ale terenului de fundare pot fi de natura unei stri limit ultime
(SLU), a crei depire conduce la pierderea ireversibil, n parte sau
n totalitate, a capacitii funcionale a construciei sau de natura
unei stri limit a exploatrii normale (SLEN), a crei depire conduce
la ntreruperea exploatrii normale a construciei. 6.1.3. Avnd ca
referin reglementarea tehnic STAS 3300/1-85, strile limit ale
terenului de fundare sunt: - starea limit de deformaii (SLD), care
poate fi de natura unei stri limit ultime (SLD.U), dac deformaiile
terenului conduc la deplasri i deformaii ale construciei
incompatibile cu structura de rezisten sau de natura unei stri
limit a exploatrii normale (SLD.EN), dac deformaiile terenului
mpiedic exploatarea normal a construciei;
-
14
- starea limit de capacitate portant (SLCP) corespunde unei
extinderi a zonelor n care se ndeplinete condiia de rupere (efortul
tangenial efectiv este egal cu rezistena la forfecare a
materialului) astfel nct are loc pierderea stabilitii terenului i a
construciei, n parte sau n totalitate; starea limit de capacitate
portant a terenului de fundare este ntotdeauna de natura unei stri
limite ultime. 6.1.4. n funcie de particularitile construciei i ale
terenului de fundare, presiunile acceptabile pe terenul de fundare
se pot stabili, n cazul fundrii directe, n trei moduri: - ca
presiuni convenionale, pconv; - ca presiuni care s asigure
ndeplinirea condiiilor calcului la starea limit de deformaii (SLD.U
i SLD.EN); - ca presiuni care s asigure ndeplinirea condiiilor
calcului la starea limit de capacitate portant (SLCP). 6.1.5. Din
punctul de vedere al construciei, calculul terenului de fundare se
difereniaz n funcie de urmtorii factori: a) Clasa de importan -
construcii speciale, CS (din clasele de importan I i II); -
construcii obinuite, CO (din clasele de importan III, IV, V). b)
Sensibilitatea la tasri - construcii sensibile la tasri difereniale
(CSEN); - construcii nesensibile la tasri difereniale. c) Existena
restriciilor de deformaii n exploatare - construcii cu restricii
(CRE); - construcii fr restricii. 6.1.6. Din punctul de vedere al
terenului de fundare, calculul terenului de fundare se difereniaz n
funcie de apartenena terenului la una din urmtoarele categorii: a)
terenuri bune (TB) b) terenuri dificile n tabelul 6.1 sunt date,
avnd ca referin reglementarea tehnic STAS 3300/2-85, situaiile in
care terenul de fundare aparine categoriei TB. 6.1.7. Condiiile de
efectuare a calculului terenului de fundare alctuit din pmnturi, n
vederea stabilirii unor dimensiuni ale bazei fundaiei care s conduc
la presiuni acceptabile pe teren, sunt sintetizate n tabelul 6.2.
Dup cum rezult din tabelul 6.2, calculul terenului de fundare pe
baz de presiuni convenionale impune ndeplinirea simultan a patru
condiii. n schimb, o singur condiie este suficient pentru a face
obligatoriu calculul la starea limit de deformaie (la SLD.U sau
SLD.EN) sau calculul la starea limit de capacitate portant (SLCP).
6.1.8. n cazul fundrii pe roc, folosirea presiunilor convenionale
ca presiuni acceptabile este admis n toate cazurile, cu excepia
construciilor speciale cnd se impune calculul la starea limit de
capacitate portant (SLCP). 6.2. Calculul terenului de fundare pe
baza presiunilor convenionale 6.2.1. Presiunile convenionale sunt
presiuni acceptabile stabilite pe cale empiric, innd seama de
experiena de construcie din ar. n anexa A sunt reproduse, avnd ca
referin reglementarea tehnic STAS 3300/2-85, tabelele cuprinznd
aa-numitele valori de baz ale presiunilor convenionale, p conv,
corespunztoare unor
-
15
fundaii convenionale avnd limea tlpii B = 1,0 m i adncimea de
fundare Df = 2.0 m, precum i regulile de stabilire a coreciilor de
lime CB i de adncime CD . Caracterul empiric al presiunilor
convenionale este evideniat de faptul c valorile de baz din tabele
se obin n funcie de caracteristici ale naturii pmnturilor
(granulozitate, plasticitate) i ale strii pmnturilor (starea de
ndesare, starea de consisten, gradul de saturaie, indicele
porilor), fr a se face uz de cunoaterea proprietilor mecanice
(compresibilitatea i rezistena Tabelul 6.1Nr. crt. Terenuri bune
(TB)
1 Blocuri, bolovniuri sau pietriuri coninnd mai puin de 40%
nisip i mai puin de 30% argil, n condiiile unei stratificaii
practic uniforme i orizontale (avnd nclinarea mai mic de 10%)
2 Pmnturi nisipoase, inclusiv nisipuri prfoase, ndesate sau de
ndesare medie, n condiiile unei stratificaii practic uniforme i
orizontale
3 Pmnturi coezive cu plasticitate redus: nisipuri argiloase,
prafuri nisipoase i prafuri, avnd e 0,7 i I 0,5c , n condiiile unei
stratificaii practic uniforme i orizontale
4 Pmnturi coezive cu plasticitate medie: nisipuri argiloase,
prafuri nisipoase-argiloase, avnd e 1 i I 0,5c , n condiiile unei
stratificaii practic uniforme i orizontale
5 Pmnturi coezive cu plasticitate mare: argile nisipoase, argile
prfoase i argile, avnd e 1,1 i I 0,5c , n condiiile unei
stratificaii practic uniforme i orizontale
6 Roci stncoase i semistncoase n condiiile unei stratificaii
practic uniforme i orizontale 7 Orice combinaie ntre stratificaiile
precizate la nr. crt. 1...6 8 Umpluturi de provenien cunoscut
realizate organizat, coninnd materii organice sub 5% Not: Pmnturile
coezive saturate de consisten ridicat (Ic > 0,5) pot fi
considerate terenuri bune n accepia tabelului 6.1. Totui, n situaia
n care ncrcarea transmis de fundaia direct asupra acestor pmnturi
se realizeaz rapid, fr posibilitatea drenrii apei din porii
pmntului, devine necesar o verificare a terenului la starea limit
de capacitate portant (SLCP).
Tabelul 6.2Terenul Construcia Modul de
calcul (stabilirea presiunii
acceptabile)
Bun (TB) Dificil
Pmnt coeziv saturat ncrcat rapid
Importana Sensibilitatea la tasri difereniale
Restricii de deformaii n
exploatare
Obinuit(CO)
Special(CS) Nesensibil
Sensibil (CSEN)
Fr restricii
Cu restricii(CRE)
pconv x x x x SLD.U x SLD.U x SLD.U x SLD.EN x SLCP x SLCP x
6.2.2. Condiiile care trebuie respectate n cazul calculului
terenului de fundare pe baza presiunilor convenionale se difereniaz
n funcie de tipul ncrcrii i de gruparea de ncrcare (gruparea
fundamental GF, gruparea special GS) i sunt sintetizate n tabelul
6.3.
-
16
6.2.3. Pentru stabilirea dimensiunilor n plan ale fundaiei este
necesar, dup caz, ndeplinirea tuturor condiiilor specificate n
tabelul 6.3. Prin aceasta se consider implicit ndeplinite condiiile
calcului terenului de fundare la starea limit de deformaie i la
starea limit de capacitate portant, ca stri limit ultime. Tabelul
6.3 Tipul ncrcrii
Gruparea de ncrcare
Centric
Cu excentricitate dup o singur direcie
Cu excentricitate dup dou direcii
GF pef pconv pef max 1.2 pconv pef max 1.4 pconv GS pef 1.2
pconv pef max 1.4 pconv pef max 1.6 pconv
6.2.4. Dimensiunile n plan ale fundaiilor se stabilesc astfel ca
rezultanta ncrcrilor provenite din aciuni din grupri fundamentale s
fie aplicat n cadrul smburelui central. 6.2.5. Pentru situaiile n
care n gruparea fundamental intervin solicitri orizontale
importante, nepermanente, se admite ca rezultanta ncrcrilor s se
aplice n afara smburelui central cu condiia ca seciunea activ a
tlpii fundaiei s nu fie mai mic de 80% din aria total a acesteia. n
cazul construciilor de tipul castele de ap, turnuri etc. nu se
admite desprinderea fundaiei de pe teren n gruprile fundamentale de
ncrcri. 6.2.6. Excentricitile maxime admise pentru rezultantele
ncrcrilor din grupri speciale trebuie s fie limitate astfel nct
seciunea activ a suprafeei tlpii fundaiei s se extind cel puin pn n
dreptul centrului de greutate al acesteia. 6.2.7. Modul de calcul
al lui pef pentru excentricitate pe dou direcii este prezentat n
anexa F. 6.3. Calculul terenului de fundare la starea limit de
deformaii 6.3.1. Prin calculul terenului de fundare la starea limit
de deformaii se cere ndeplinirea a dou seturi de condiii,
sintetizate n tabelele 6.4 i 6.5.
Tabelul 6.4Tipul strii limit de deformaie Condiia de
ndeplinit
SLD.U s s SLD.EN t t
Condiiile specificate n tabelul 6.4 au semnificaia: - s :
deplasri sau deformaii posibile ale construciei datorate tasrilor
terenului de fundare, calculate cu ncrcri din gruparea fundamental
pentru SLU; - t : aceeai semnificaie ca i s calculate cu ncrcri din
gruparea fundamental pentru SLEN;
-
17
- s :deplasri sau deformaii de referin admise pentru structur,
stabilite de proiectantul structurii; In lipsa unor valori
stabilite de proiectant pot fi luate n considerare, orientativ,
valorile specificate n anexa A pentru construcii neadaptate n mod
special n vederea prelurii tasrilor neuniforme - t : deplasri sau
deformaii admise din punct de vedere tehnologic, specificate de
proiectantul tehnolog.
Tabelul 6.5
Tipul ncrcrii
Centric
Cu excentricitate dup o singur direcie
Cu excentricitate dup dou direcii
Condiia de ndeplinit pef ppl pef max 1.2 ppl pef max 1.4 ppl
n condiiile definite n tabelul 6.5, ppl (presiunea plastic)
reprezint presiunea corespunztoare unei extinderi limitate pe o
adncime egal cu B/4, B fiind limea fundaiei, a zonei plastice n
terenul de fundare. Prin zon plastic se nelege zona pe conturul i n
interiorul creia se ndeplinete condiia de rupere n pmnt. 6.3.2.
Presiunea plastic ppl este o presiune acceptabil. Condiiile din
tabelul 6.5, a cror ndeplinire precede efectuarea calculului
deformaiilor probabile ale terenului de fundare, reprezint condiii
de valabilitate a calculului de deformaii, n care terenul este
asimilat cu un mediu liniar-deformabil iar utilizarea relaiilor din
Teoria Elasticitii este admis. 6.3.3. n anexa A sunt sintetizate
prevederile din reglementarea tehnic de referin STAS 3300/2-85
referitoare la calculul terenului de fundare la starea limit de
deformaii. 6.4. Calculul terenului de fundare la starea limit de
capacitate portant 6.4.1. Prin calculul terenului de fundare la
starea limit de capacitate portant, n cazul fundrii directe, se
cere respectarea condiiei generale Q mR , cu cele trei forme
particulare date n tabelul 6.6.
-
18
Tabelul 6.6
Tipul lucrrii
Fundaie de suprafa
Fundaie solicitat transversal
TN
Fundaie pe taluz sau n apropiere de taluz
Cazul de calcul SLCP.1 SLCP.2 SLCP.3
Condiia Q mR N 0.9LBpcr N8.0T Mr 0.8Ms
unde: Q reprezint ncrcarea de calcul asupra terenului de
fundare, provenit din aciunile din gruprile speciale; R reprezint
valoarea de calcul a rezistenei terenului de fundare; m reprezint
coeficientul condiiilor de lucru. 6.4.2. n anexa A sunt sintetizate
prevederile din reglementarea tehnic de referin STAS 3300/2-85
referitoare la calculul terenului de fundare la starea limit de
capacitate portant. 7. Proiectarea fundaiilor izolate Prevederile
prezentului capitol se aplic la proiectarea fundaiilor izolate ale
stlpilor de beton armat i de metal. Fundaiile izolate pot fi
utilizate i n cazul unor elemente structurale continue, dac
structura este proiectat considernd rezemrile concentrate. Tipurile
de fundaii izolate care fac obiectul prezentului normativ sunt: a)
Fundaiile pentru stlpi de beton armat monolit: - fundaii tip talp
de beton armat (fundaii elastice); - fundaii tip bloc i cuzinet
(fundaii rigide). b) Fundaiile pentru stlpi de beton armat
prefabricat: - fundaii tip pahar; - alte tipuri de fundaii adaptate
sistemului de mbinare dintre stlpul prefabricat i fundaie. c)
Fundaiile pentru stlpi metalici: - fundaii tip bloc i cuzinet; -
fundaii tip talp de beton armat. Proiectarea fundaiilor izolate de
beton armat se face avnd ca referin prevederile definite n
reglementarea tehnic STAS 10107/0-90. Dimensiunile n plan ale
fundaiilor izolate se stabilesc conform prevederilor de la
capitolul 6. La alctuirea fundaiilor izolate se va ine seama de
urmtoarele reguli cu caracter general:
a) sub fundaiile de beton armat monolit se prevede un strat de
beton de egalizare de 50100 mm grosime, stabilit funcie de
condiiile de teren, execuie i suprafaa fundaiei;
b) sub fundaiile de beton armat prefabricat se prevede un pat de
nisip de 70150 mm grosime; c) fundaiile se poziioneaz, de regul,
centrat n axul stlpului;
-
19
d) pentru stlpii de calcan, de rost sau situaii n care exist n
vecintate alte elemente de construcii sau instalaii se pot utiliza
fundaii excentrice n raport cu axul stlpului; n acest caz momentul
transmis tlpii fundaiei se poate reduce prin prevederea de grinzi
de echilibrare. 7.1. Fundaii pentru stlpi de beton armat monolit
7.1.1. Fundaii tip talp de beton armat Fundaiile tip talp de beton
armat pot fi de form prismatic (fig. 7.1.a) sau form de obelisc
(fig. 7.1.b). Betonul utilizat la realizarea fundaiilor tip talp
armat va fi de clas minim C8/10. 7.1.1.1. nlimea fundaiei (H) se
stabilete funcie de urmtoarele condiii:
a) asigurarea rigiditii fundaiei de beton armat; dac se respect
valorile minime ale raportului dintre nlimea fundaiei i dimensiunea
cea mai mare n plan (H/L) date n tabelul 7.1 (ultima coloan) este
admis ipoteza distribuiei liniare a presiunilor pe teren; b)
verificarea fundaiei la for tietoare; dac se respect valorile
minime ale raportului dintre nlimea fundaiei i dimensiunea cea mai
mare n plan (H/L) date n tabelul 7.1, seciunea de beton poate
prelua fora tietoare nefiind necesare armturi transversale;
Fig. 7.1 Fundaii tip talp de beton armat
c) verificarea fundaiei la ncovoiere; de regul verificarea
seciunii de beton armat la starea limit de rezisten la ncovoiere nu
implic modificarea nlimii seciunii de beton stabilit conform
punctelor a i b; d) valoarea minim a nlimii fundaiei este Hmin =
300 mm. nlimea la marginea fundaiei tip obelisc (H) rezult n funcie
de urmtoarele condiii: a) nlimea minim necesar pentru ancorarea
armturilor de pe talpa fundaiei (15max); b) panta feelor nclinate
ale fundaiei nu va fi mai mare de 1/3; c) valoarea minim este Hmin
= 250 mm. 7.1.1.2. Armtura fundaiei (fig. 7.2) este compus din:
a) armtura de pe talp, realizat ca o reea din bare dispuse
paralel cu laturile fundaiei Armtura rezult din verificarea la
moment ncovoietor n seciunile de la faa stlpului. n calculul
momentelor ncovoietoare din fundaie se consider presiunile pe teren
determinate de solicitrile transmise de stlp. Se vor considera
situaiile de ncrcare (presiuni pe teren) care conduc la solicitrile
maxime n fundaie.
-
20
Procentul minim de armare pe fiecare direcie este 0.10 % pentru
armturi OB37 i 0.075 % pentru armturi PC52. Diametrul minim al
armturilor este de 10 mm. Distana maxim ntre armturi este de 250
mm; distana minim este de 100 mm. Armtura se distribuie uniform pe
limea fundaiei i se prevede la capete cu ciocuri cu lungimea minim
de 15. b) armtura de la partea superioar, realizat din 34 bare
dispuse n dreptul stlpului sau ca o reea dezvoltat pe toat suprafaa
fundaiei Fundaiile tip obelisc care nu au desprindere de pe terenul
de fundare au armtur constructiv la partea superioar, unde se
dispun pe fiecare direcie principal minimum 3 bare de armtur OB37,
cu diametrul de minim 12 mm.
La fundaiile care lucreaz cu arie activ, armtura de la partea
superioar rezult din calculul la ncovoiere. Dimensionarea armturii
se face n seciunile de consol cele mai solicitate, considernd
momentele ncovoietoare negative rezultate din aciunea ncrcrilor din
greutatea fundaiei, a umpluturii peste fundaie i a sarcinilor
aplicate pe teren sau prin repartizarea momentului ncovoietor
transmis de stlp. n aceast situaie de solicitare armtura se
realizeaz ca o reea de bare dispuse paralel cu laturile fundaiei.
Diametrul minim al armturilor este de 10 mm. Distana maxim ntre
armturi este de 250 mm; distana minim este de 100 mm. Armtura se
distribuie uniform pe limea fundaiei i se prevede la capete cu
ciocuri cu lungimea minim de 15. c) armtura transversal pentru
preluarea forelor tietoare se realizeaz ca armtur nclinat dispus n
dreptul stlpului Fora tietoare n seciunea de calcul se determin
considernd o fisur nclinat cu 45 i presiunile dezvoltate pe teren
de forele transmise de stlp. Dac fundaia lucreaz cu arie activ, la
calculul forei tietoare se vor considera presiunile efective pe
teren. d) armturi pentru stlp (musti) Armturile verticale din
fundaie, pentru conectarea cu stlpul de beton armat, rezult n urma
dimensionrii/verificrii stlpului. Armturile din fundaie (mustile)
se alctuiesc astfel nct n prima seciune potenial plastic a
stlpului, aflat deasupra fundaiei, barele de armtur s fie continue
(fr nndiri). Etrierii din fundaie au rol de poziionare a armturilor
verticale pentru stlp; se dispun la distane de maximum 250 mm i cel
puin n 3 seciuni. Armtura trebuie prelungit n fundaie pe o lungime
cel puin egal cu lancorare + 250 mm, unde lancorare se determin
avnd ca referin reglementarea tehnic STAS 10107/0-90.
Fig. 7.2 Armarea fundaiilor tip talp de beton armat
-
21
Tabelul 7.1 H/L minim pentru care nu este necesar verificarea la
for tietoare a fundaiei
Presiunea efectiv maxim
pe teren (kPa) Beton C8/10 Beton C12/15*
H/L minim pentru care nu se verific
rigiditatea fundaiei
100 0.22 0.20 0.25 150 0.25 0.23 0.26 200 0.27 0.26 0.27 250
0.29 0.27 0.28 300 0.30 0.29 0.29 400 0.32 0.30 0.33 600 0.39 0.35
0.35
*) pentru betoane de clas superioar se utilizeaz valorile date n
tabelul 7.1. pentru clasa C12/15. 7.1.1.3. Calculul momentelor
ncovoietoare n fundaie Pentru calculul momentelor ncovoietoare n
fundaie se consider seciunile de ncastrare de la faa stlpului i
presiunile pe teren pe suprafaa delimitat de laturile tlpii i
planul de ncastrare considerat (fig.7.3). Calculul simplificat al
momentelor ncovoietoare n talpa fundaiei se face cu relaiile 7.1 i
7.2:
( )
+=3l
pp2l
pBM2x
01
2x
ox (7.1)
2l
pLM2y
medy = ; p med = ( p1 + p2 ) / 2 (7.2)
Fig. 7.3 n cazul fundaiilor la care se respect condiiile privind
raportul minim H/L din tabelul 7.1 stabilit n funcie de condiia de
rigiditate a tlpii i pentru care aria activ este de minimum 80%,
armtura calculat funcie de momentele ncovoietoare (Mx i My) se
distribuie uniform pe talpa fundaiei. Dac aria activ este mai mic
de 80%, n relaia 7.2 se nlocuiete pmed cu valoarea p1. Dac fundaia
este solicitat cu momente ncovoietoare pe dou direcii (solicitare
oblic), p1, avnd semnificaia de presiune maxim pe teren, se
determin cu relaiile indicate n Anexa F.
-
22
7.1.2. Fundaii tip bloc i cuzinet Fundaiile tip bloc de beton i
cuzinet sunt alctuite dintr-un bloc de beton simplu pe care reazem
un cuzinet de beton armat n care se ncastreaz stlpul (fig. 7.4).
7.1.2.1. Blocul de beton simplu se realizeaz respectnd urmtoarele
condiii: a) nlimea treptei este de minimum 400 mm la blocul de
beton cu o treapt; b) blocul de beton poate avea cel mult 3 trepte
a cror nlime minim este de 300 mm;
nlimea treptei inferioare este de minimum 400 mm; c) clasa
betonului este minim C4/5; dac n bloc sunt prevzute armturi pentru
ancorarea
cuzinetului clasa betonului este cel puin C8/10; d) nlimea
blocului de beton se stabilete astfel nct tg s respecte valorile
minime din
tabelul 7.2; aceast condiie va fi realizat i n cazul blocului
realizat n trepte (fig. 7.4); e) rosturile orizontale de turnare a
betonului se vor trata astfel nct s se asigure condiii pentru
realizarea unui coeficient de frecare supraunitar ntre cele dou
suprafee.
Fig. 7.4 Fundaii cu bloc de beton simplu i cuzinet de beton
armat
. Tabelul 7.2Valori minime tg
funcie de clasa betonului
Presiunea efectiv pe teren (kPa)
C4/5 C8/10 sau mai mare200 1.15 1.05 250 1.30 1.15 300 1.40 1.30
350 1.50 1.40 400 1.60 1.50 600 2.00 1.85
7.1.2.2. Cuzinetul de beton armat se proiecteaz respectnd
urmtoarele: a) cuzinetul se realizeaz cu form prismatic; b)
dimensiunile n plan (lc i bc) vor respecta urmtoarele condiii: - s
fie mai mari dect dimensiunile care asigur limitarea presiunilor pe
planul de contact cu blocul la valori mai mici dect rezistena de
calcul la compresiune a betonului; - se recomand urmtoarele
intervale pentru raportul lc/L respectiv bc/B: bloc de beton cu o
treapt: lc/L = 0.50 0.65
-
23
bloc de beton cu mai multe treapte: lc/L = 0.40 0.50 c) nlimea
cuzinetului (hc) va respecta urmtoalele valori minime: - hc 300mm;
- hc/lc 0.25; - tg 0.65 (fig. 7.4); dac tg 1.00 nu este necesar
verificarea cuzinetului la for tietoare; - valori minime impuse de
condiia de ancorare a armturilor pentru stlp, cu lungimea lancorare
+ 250 mm, unde lancorare este definit n reglementarea tehnic de
referin STAS 10107/0-90; d) clasa betonului este minim C8/10; clasa
betonului rezult i din condiia de rezisten la compresiune local a
betonului din cuzinet n seciunea de ncastrare a stlpului (de regul,
Rc_cuzinet 0.7Rc stlp); e) rostul de turnare dintre bloc i cuzinet
se trateaz astfel nct s se realizeze continuitatea betonului sau,
cel puin, condiiile care asigur un coeficient de frecare 1.0
(definit n reglementarea tehnic de referin STAS 10107/0-90).
7.1.2.3. Calculul momentelor ncovoietoare pozitive n cuzinet se
face considernd ncastrarea consolelor n seciunile de la faa
stlpului (fig. 7.5).
Fig. 7.5
Presiunile pe suprafaa de contact dintre cuzinet i bloc, funcie
de care se determin eforturile secionale n cuzinet, sunt
determinate de solicitrile din stlp (nu se ine cont de greutatea
cuzinetului). Presiunile pe suprafaa de contact dintre cuzinet i
blocul de beton, dac nu apar desprinderi sau aria activ este cel
puin 70%, se determin cu relaiile (7.3):
06
2)(
2,1 = ccxC
cc
Ccc bl
Mbl
Np sau 2)(
2,1
6
cc
yC
cc
Ccc bl
Mbl
Np = (7.3)dac: pc2
-
24
Mx= MC(x) i, respectiv, My= MC(y) (7.7) 7.1.2.4. Armarea
cuzinetului va respecta urmtoarele condiii: a) Armtura de la partea
inferioar: -se realizeaz ca o reea de bare dispuse paralel cu
laturile cuzinetului; aria de armtur rezult din verificarea la
moment ncovoietor n seciunile de la faa stlpului (fig. 7.5); -
procentul minim de armare pe fiecare direcie este 0.10% pentru
armturi OB37 i 0.075% pentru armturi PC52; - diametrul minim al
armturilor este de 10 mm; - distana maxim ntre armturi va fi de 250
mm; distana minim este 100 mm. -armtura se distribuie uniform pe
limea cuzinetului i se prevede la capete cu ciocuri cu lungimea
minim de 15. b) Armtura de la partea superioar : - se dispune dac
cuzinetul are desprinderi de pe blocul fundaiei ; - se realizeaz ca
o reea de bare dispuse paralel cu laturile cuzinetului i ancorate n
blocul de beton simplu, dup modelul din fig. 7.4.b; - aria de
armtur pe fiecare direcie rezult din: verificarea la compresiune
excentric a seciunii de beton armat pe suprafaa de contact dintre
cuzinet i bloc; n verificare se va considera rezistena de calcul a
betonului (Rc*) cu valoarea:
2cc
cuzinet.cap*c lb
M2R
+=
(7.8)
unde: bc este limea tlpii cuzinetului (fig. 7.5); dac zona
comprimat pe talpa cuzinetului este mai mare de 70% din aria tlpii,
pentru dimensionarea armturilor de ancorare n bloc se poate
considera i o schem de calcul bazat de preluarea de armtur a
rezultantei volumului de eforturi unitare de ntindere de pe
suprafaa de contact, obinut dintr-o distribuie liniar a
presiunilor; verificarea la moment ncovoietor negativ a cuzinetului
ncrcat cu forele dezvoltate n armturile de ancorare; - diametrul
minim al armturilor este de 10 mm; - distana ntre armturi va fi de
minim 100 mm i maxim 250 mm. c) Armturile pentru stlp (musti):
- armturile verticale din cuzinet, pentru conectarea cu stlpul
de beton armat, rezult n urma dimensionrii/verificrii stlpului; -
armturile din cuzinet se alctuiesc astfel nct n prima seciune
potenial plastic a stlpului, aflat deasupra fundaiei, barele de
armtur s fie fr nndiri; - etrierii din cuzinet au rol de poziionare
a armturiilor verticale pentru stlp i se dispun n cel puin n 2
seciuni; - armturile trebuie prelungite n fundaie pe o lungime cel
puin egal cu lungimea de ancorare majorat cu 250 mm; - armturile
nclinate se dispun pentru preluarea forei tietoare n consolele
cuzinetului dac tg < 1 (fig. 7.4) i se dimensioneaz avnd ca
referin reglementarea tehnic STAS 10107/0-90.
7.2. Fundaii pentru stlpi de beton armat prefabricai Fundaiile
izolate pentru stlpi de beton armat prefabricat pot fi realizate ca
fundaii tip pahar (fig. 7.6).
-
25
Fig. 7.6 Fundaie tip pahar pentru stlp prefabricat 7.2.1.
Dimensiunile seciunilor de beton 7.2.1.1. nlimea paharului HP
nlimea paharului HP se stabilete respectnd urmtoarele cerine: -
asigurarea lungimii de ancoraj (lancoraj) a armturilor
longitudinale din stlp: HP lancoraj + 250mm; HP se poate reduce dac
armtura este ntoars la baza stlpului; - lancoraj se determin avnd
ca referin reglementarea tehnic STAS 10107/0-90, considernd condiii
normale de solicitare; - condiiile de aderen sunt stabilite funcie
de modul de realizare a stlpului prefabricat; - limitarea efectului
forei tietoare pe lungimea de stlp introdus n pahar:
tSS
cap,STP Rbl3
MH (7.9)
unde: MST.cap - momentul capabil al stlpului n seciunea de la
faa paharului; lS, bS - dimensiunile seciunii transversale a
stlpului; Rt - rezistena de calcul la ntindere a betonului din
stlp. Condiii constructive generale: HP 1.2ls n cazul stlpilor cu
seciune dreptunghiular cu dimensiunile ls i bs, ls bs; HP 500 mm n
cazul stlpilor la construcii etajate; HP HS/11 la fundaiile
stlpilor de hale cu poduri rulante i ai estacadelor; HS este nlimea
liber a stlpului de la faa superioar a fundaiei pn la rigla
acoperiului. 7.2.1.2. Grosimea Hf Grosimea fundului paharului (Hf)
rezult n urma verificrii la strpungere; n calcul se va considera
situaia cea mai defavorabil de solicitare la strpungere, din faza
de montaj sau exploatare a construciei. n faza de montaj, cu
paharul nemonolitizat, verificarea la strpungere este dat de
condiia (7.10): ( )( )
avtffSfS
montaj,ST NRHU75,0BLHbHlBL
N +++
(7.10)
unde: N ST.montaj este fora axial maxim n stlp n faza de montaj
a structurii prefabricate; U = 2lS+2bS+4Hf este perimetrul seciunii
de forfecare; Rt rezistena de calcul la ntindere a betonului din
fundaia pahar; Nav = avAav; av = 100 N/mm2 i Aav = aria de armtur
vertical dispus pe faa interioar a paharului, ancorat corespunztor
pe fiecare parte a planulului de cedare la strpungere;
H
la bp
lS
Hp
Hf Ht
la bp
Beton de monolitizare
2030 mm
L
Beton de egalizare 50100 mm
l1
L la bp l1 bp l1
bp
B
b1
bp b1
lb
lS
bS 100 mm
-
26
n faza final, for axial maxim NST,max (valoare de calcul)
trebuie s respecte relaiile (7.11 i7.12): ( )( )
cap1avtffSfS
max,ST NNRHU75,0BLHbHlBLN ++
++ (7.11)
N1cap = AS mbt Rt (7.12)unde: N1cap - este fora axial transmis
la pahar prin betonul de monolitizare (Fig. 7.7); AS - aria lateral
a stlpului pe nlimea paharului: AS = (2lS+2bS)Hp; Rt - rezistena de
calcul la ntindere a betonului de monolitizare; mbt - coeficientul
condiiilor de lucru, cu valoarea mbt = 0,30 n cazul construciilor
fr poduri rulante sau cu poduri rulante cu regim uor de lucru; mbt
= 0 n cazul halelor cu poduri rulante cu regim mediu sau greu de
lucru sau al construciilor solicitate dinamic din ncrcrile curente
de exploatare.
Fig. 7.7 Transmiterea forei axiale din stlpul prefabricat la
fundaia pahar 7.2.1.3. Verificarea paharului (bP) Verificarea
pereilor paharului n plan orizontal Eforturile transmise pereilor
paharului de solicitrile din stlp (M i Q) sunt reprezentate n
figura 7.8. Momentul ncovoietor (M1) transmis paharului prin
presiuni pe peretele frontal se determin cu relatia (7.13):
STSTST1 M4,03aNM8.0M
= (7.13)
Rezultanta presiunilor (P) pe peretele frontal este: P =
1.25M1/HP+QST (7.14)
Fig. 7.8 Solicitri n pereii paharului
-
27
Momentele ncovoietoare rezultate n plan orizontal aplicate prii
superioare a peretelui frontal: Mr = 0.045Plb (7.15)
Mc = 0.020Plb (7.16)
Fora de ntindere n pereii longitudinali (NP) rezult: NP = P/2
(7.17)
Seciunea de beton i de armtur n pereii paharului trebuie s
repecte urmtoarele: a) Peretele frontal se verific la aciunea
momentelor ncovoietoare Mr i Mc stabilite cu relaia (7.15),
respectiv (7.16). Armtura rezultat se dispune n treimea superioar a
peretelui i se prelungete cu lungimea de ancorare msurat de la
jumttea grosimii peretelui lungitudinal al paharului (fig. 7.10).
b)Verificarea peretelui frontal la for tietoare implic limitarea
eforturilor principale n peretele paharului, condiie care
impune:
tPp RH
P5.1b (7.18)c) Pereii longitudinali se verific la ntindere
centric cu fora NP. Armtura rezultat se dispune simetric pe feele
peretelui, distribuit n treimea superioar a paharului (fig. 7.10).
d) Verificarea pereilor longitudinali la for tietoare consider
seciunea activ cu dimensiunile bpa0 sau bpb0 (fig. 7.9), n funcie
de direcia aciunii n stlp i fora tietoare de calcul cu valoarea NP.
Dac: NP 0.5bpa0Rt (NP 0.5bpb0Rt) (7.19)
armtura pentru preluarea forei tietoare nu este necesar i se
dispune pe considerente de armare minim. n situaiile n care condiia
7.18 nu este respectat se dimensioneaz armtura pentru preluarea
forei tietoare cu relaia (7.19) sau se dimensioneaz ca etrieri;
armtura se distribuie n pereii longitudinali pe direcia
corespunztoare dimensiunii mai mici a pereilor longitudinali (fig.
7.9).
a) Cazul: a0 HP b) Cazul: b0 < HP Fig. 7.9 Direcia armturii
pentru preluarea forei tietoare n pereii longitudinali ai
paharului
Dac armtura se dispune pe direcie vertical n peretele paharului
(a0 HP), aria total necesar (Aav) ntr-un perete rezult:
ao
PPav Ra
HN6.0A = (7.20)
Dac: bo < HP, armtura se dimensioneaz ca etrieri, conf. STAS
10107/0-90. e) Verificarea n seciunea orizontal de la baza
paharului consider seciunea chesonat cu dimensiunile exterioare
a0b0 i grosimea pereilor bp. Seciunea se verific la compresiune
excentric cu valori ale eforturile de calcul N i M, determinate
astfel:
-
28
Fora axial N = N1.cap (valoare calculat cu relaia (7.12)).
Momentul ncovoietor : M = MST+QSTHP (7.21)
f) Armtura rezultat din calculul paharului la compresiune
excentric se dispune pe direcie vertical, uniform distribuit pe
laturile seciunii. g) Grosimea minim a pereilor paharului (bP) este
de - 200 mm n cazul paharelor din beton armat monolit; - 150 mm la
paharele din beton armat prefabricat. h) Armtura dispus n pereii
paharului trebuie s respecte i urmtoarele cerine minimale: -
procentul minim de armtur orizontal este 0.10% pentru armturi OB37
i 0.075% pentru armturi PC52; - procentul minim de armtur vertical
este 0.10% pentru armturi OB37 i 0.075% pentru armturi PC52. 7.2.2.
Monolitizarea paharului Dimensiunile golului paharului se aleg mai
mari dect ale seciunii stlpului pe fiecare direcie i sens cu 5075
mm la baza paharului i cu 85120 mm la partea superioar a paharului.
mbinarea dintre stlp i fundaie se realizeaz prin betonarea spaiului
din pahar. Betonul de clas minim C16/20 va avea dimensiunea maxim a
agregatelor de 16 mm. Suprafeele stlpului i paharului se cur i se
umezesc nainte de montare n pahar i monolitizare. Dac ntr-un pahar
se monteaz mai muli stlpi (n dreptul unui rost), distana ntre
acetia va fi cel puin 50 mm pentru a se asigura betonarea complet a
spaiului dintre stlpi i a paharului. 7.2.3. Armarea paharului
Schema de armare recomandat a paharului este dat n figura 7.10a.
Varianta de armare din figura 7.10b corespunde situaiilor n care nu
rezult armtur pentru preluarea forei tietoare n pereii
longitudinali i din verificarea seciunii de la baza paharului (la
compresiune excentric) nu rezult necesar o armtur vertical.
Armturile orizontale se ancoreaz sau, dup caz, se nndesc, ca bare
ntinse (fig. 7.10c). Armturile verticale se ancoreaz n talpa
fundaiei (fig. 7.10a i b). Armtura orizontal din pahar trebuie s
respecte urmtoarele condiii: - diametrul minim 10 mm n treimea
superioar a paharului i 8 mm n restul paharului; - cel puin 2x3
bare orizontale n treimea superioar a paharului; - distana maxim
ntre armturi este 250 mm. Barele verticale din pahar au diametrul
minim 8 mm i se dispun la cel mult 250 mm distan. 7.2.4.
Verificarea tlpii fundaiei pahar Talpa fundaiei pahar se verific la
moment ncovoietor i la for tietoare. Verificarea la moment
ncovoietor i for tietoare se face n seciunile de la faa paharului i
din axul stlpului prefabricat. Calculul momentelor ncovoietoare se
face cu relaii de tipul (7.1) i (7.2), pe fiecare direcie principal
a fundaiei. Se recomand ca nlimea Ht s fie stabilit astfel nct
armtura calculat n seciunea din axul stlpului, cu nlimea Hf, s fie
suficient pentru preluarea momentului ncovoietor din seciunea de la
faa paharului. Se vor respecta i condiiile (fig. 7.6): Ht Hf +100mm
Ht 0,6 l1 Procentul minim de armtur n talpa fundaiei este 0.10%
pentru armturi tip OB37 i 0.075% pentru armturi tip PC52. Diametrul
minim al armturilor este 10 mm. Distana maxim ntre armturi este 250
mm.
-
29
Armtura se distribuie uniform pe limea tlpii i se prevede la
capete cu ciocuri avnd lungimea minim de 15. Verificarea la for
tietoare este semnificativ n seciunile de la faa paharului. Dac
nlimea seciunii (Ht) i lungimile consolelor (l1, b1 fig. 7.6)
respect: l1Ht i b1Ht (7.22)
for tietoare este preluat de beton. Dac condiiile (7.22) nu sunt
realizate se dimensioneaz armtura transversal din bare
nclinate.
Fig. 7.10 Armarea paharului
7.3. Fundaii pentru stlpi metalici 7.3.1. Fundaiile izolate ale
stlpilor metalici se realizeaz ca fundaie cu bloc i cuzinet (fig.
7.11). Se pot utiliza i modele de fundaii tip talp armat, de form
prismatic, dac nlimea acestora asigur lungimea de nglobare necesar
pentru uruburile de ancorare ale stlpului i este adecvat adncimii
de fundare.
Fig. 7.11
-
30
7.3.2. Stlpul metalic se realizeaz cu o plac de baz prevzut cu
rigidizri care asigur transmiterea presiunilor la fundaie i a
forelor la uruburile de ancorare. Seciunea n plan a plcii de baz
rezult din condiiile privind limitarea presiunii maxime pe suprafaa
de contact cu betonul la urmtoarele valori: - rezistena la
compresiune a betonului din cuzinet; - rezistena la compresiune a
mortarului de poz. Presiunea pe placa de baz se determin considernd
solicitrile capabile ale stlpului (Ncap i Mcap) i fora de
pretensionare a uruburilor. 7.3.3. Dimensiunile i poziia uruburilor
de ancoraj definite n reglementarea tehnic de referin STAS 10108/90
, se stabilesc n funcie de momentul ncovoietor capabil al stlpului.
Lungimea minim a uruburilor de ancoraj prelungit n fundaie este
determinat astfel: - valoarea maxim a dimensiunilor plcii de baz
(La sau Lb(fig. 7.11)) majorat cu lungimea de ancoraj a urubului
(30) dac suprafaa lateral a acestuia este nervurat; - valoarea
maxim La sau Lb, (fig. 7.11) majorat cu lungimea de ancoraj a
urubului (15) dac suprafaa lateral a acestuia nu este nervurat dar
la captul urubului este prevzut o plac metalic rigid i rezistent
pentru ancorare; aria minim a plcii (AP) rezult din verificarea
presiunilor transmise betonului pentru ancorarea urubului
(7.22)conform relaiei 7.23:
c
SP R4.0
NA = (7.23)
unde: NS este fora de ntindere din urub 7.3.4. Seciunea de beton
7.3.4.1. Betonul din cuzinet este de clas minim C8/10. Betonul din
bloc este de clas minim C8/10 dac armturile cuzinetului sunt
ancorate n blocul fundaiei; dac n bloc nu sunt dispuse armturi de
rezisten, clasa minim este C4/5. 7.3.4.2. Blocul de beton se
realizeaz respectnd urmtoarele condiii: - nlimea blocului de beton
se stabilete astfel ca valoarea tg s respecte limitele minime din
tabelul 7.2; aceast condiie se impune i n cazul blocului realizat n
trepte; - nlimea treptei este de minimum 400 mm la blocul de beton
cu o treapt; - blocul de beton poate avea cel mult 3 trepte a cror
nlime minim este de 300 mm; - turnarea blocului de beton se va
realiza astfel nct s fie asigurat continuitatea betonului. 7.3.4.3.
Cuzinetul de beton armat se proiecteaz respectnd urmtoarele
condiii: - cuzinetul se realizeaz cu form prismatic; - dimensiunile
n plan ale cuzinetul (lc i bc) vor fi mai mari cel puin cu 300 mm
dect dimensiunile plcii de baz a stlpului (La, Lb (fig. 7.11)). -
dimensiunile n plan ale cuzinetului se stabilesc i n funcie de
condiia de limitare a presiunilor pe planul de contact cu blocul la
valori mai mici dect rezistena de calcul la compresiune a
betonului; - se recomand ca raportul bc/B (lc/L) s se situeze n
intervalul 0.500.65; - nlimea cuzinetului hc va respecta urmtoalele
limite minime: hc 300mm; hc se stabilete astfel nct tg s respecte
valorile minime din tabelul 7.2 pentru betonul de clas C8/10; -
rostul de turnare dintre bloc i cuzinet se trateaz astfel nct s se
realizeze continuitatea betonului sau, cel puin, condiiile care
asigur un coeficient de frecare 1.0 (avnd ca referin reglementarea
tehnic STAS 10107/0-90).
-
31
7.3.5. Armarea fundaiei se realizeaz dup modelul din fig. 7.11.
Se vor respecta urmtoarele condiii: a) armtura vertical din cuzinet
rezult din verificarea la compresiune excentric a seciunii de rost
dintre bloc i cuzinet; eforturile de calcul din seciune au valori
asociate momentului de dimensionare a uruburilor de ancoraj ale
stlpului; b) armtura de la partea superioar a cuzinetului, dispus
la cel mult 100 mm sub placa de baz a stlpului, se realizeaz ca o
reea de bare dispuse paralel cu laturile cuzinetului, prelungite pe
vertical n cuzinet i bloc; - diametrul minim al armturilor este de
10 mm; - distana dintre armturi va fi cuprins ntre minim 70 mm i
maxim 200 mm; c) armtura vertical de pe fiecare latur a cuzinetului
se prelungete n bloc cu o lungime care asigur ca distanele l1, l2,
i l3, din figura 7.12 s fie cel puin egale cu lungimea de ancorare
(definit n reglementarea tehnic de referin STAS 10107/0-90); d)
armturile orizontale minime, dispuse pe perimetrul cuzinetului
sunt: - 1/4 din armtura vertical din cuzinet; - 8/200 mm.
Fig. 7.12 Armarea fundaiei cu bloc i cuzinet pentru stlpi
metalici 8. Proiectarea fundaiilor continue de beton armat sub
stlpi 8.1. Domeniul de aplicare Prevederile prezentului capitol se
aplic la proiectarea fundaiilor continue ale stlpilor de beton
armat monolit. Prin adaptarea sistemelor de fixare ale stlpilor
(pahar, uruburi de ancorare), fundaiile continue pot fi utilizate i
pentru stlpii de beton armat prefabricat sau la structurile cu
stlpi metalici. Soluia de fundaii continue sub stlpi poate fi
impus, n general, n cazul urmtoarelor condiii: a) fundaii
independente care nu pot fi extinse suficient n plan (construcii cu
travei sau deschideri mici care determin suprapunerea fundaiilor
independente, stlpi lng un rost de tasare sau la limita proprietii
etc. (fig. 8.1)); b) fundaii izolate care nu pot fi centrate sub
stlpi (fig. 8.2) etc;
-
32
Fig. 8.1 Fig. 8.2
c) alctuirea general a construciei n care stlpii structurii n
cadre au legturi (la nivelul subsolului) cu pereii de beton armat
rezemai pe teren prin fundaii continue (fig. 8.3); d) terenuri de
fundare susceptibile de deformaii difereniale importante i unde nu
se poate realiza o cretere a rigiditii n plan a ansamblului
structural.
Fig. 8.3
8.2. Alctuirea fundaiilor 8.2.1. Seciunea de beton La
proiectarea fundaiilor continue sub stlpi (cazurile a i b, pct.
8.1) avnd alctuirea de grind se recomand respectarea urmtoarelor
condiii: - fundaiile continue se dispun pe o direcie sau pe dou
direcii; - deschiderile marginale ale fundaiilor continue pe o
direcie se prelungesc n consol pe lungimi cuprinse ntre 0.200.25L0;
- limea grinzii, B, se determin pe baza condiiilor descrise n
capitolul 6. Se recomand majorarea valorii limii obinute prin
calcul cu cca. 20%; aceast majorare este necesar pentru c, datorit
interaciunii dintre grinda static nedeterminat i terenul de
fundare, diagrama presiunilor de contact are o distribuie neliniar,
cu concentrri de eforturi n zonele de rigiditate mai mare, de
obicei sub stlpi; - nlimea seciunii grinzii de fundaie, Hc (fig.
8.4a) se alege cu valori cuprinse ntre 1/31/6 din distana maxim
(L0) dintre doi stlpi succesivi; nlimea tlpii, Ht, se determin n
funcie de valorile indicate n tabelul 7.1 pentru raportul Ht/B;
- n cazul grinzilor cu vute (fig. 8.4b), lungimea vutei, 0v
L41
61L
= , iar nlimea vutei,
Hv, rezult din condiiile:
-
33
31
LH
tgv
v =
5.12.1H
HH v =+ (8.1)
- condiii constructive: Ht 300 mm H 200 mm (pentru grinzile cu
vute) b = bs+50100 mm. - clasa betonului i tipul de ciment se
stabilesc funcie de nivelul de solicitare a fundaiei i condiiile de
expunere a elementelor de beton armat. Clasa minim de beton este
C12/15.
Fig. 8.4 8.2.2. Armarea fundaiilor Armtura de rezisten din
grinda de fundare rezult din verificarea seciunilor caracteristice
la moment ncovoietor, for tietoare i, dac este cazul, moment de
torsiune. Eforturile secionale n lungul grinzii de fundare (M, T,
Mt) se determin conform pct. 8.3. Dac structura rezemat pe grinda
de fundare este rigid (de exemplu cadre cu zidrie de umplutur etc.)
se pot utiliza metode aproximative de calcul; n cazul structurilor
flexibile (cadre) se recomand aplicarea metodelor exacte. Prin
calibrarea eforturilor capabile se urmrete evitarea dezvoltrii
deformaiilor plastice n grinzile de fundare continue n cazul
aciunilor seismice. Armtura longitudinal dispus la partea inferioar
a grinzii se poate distribui pe toat limea tlpii. Se recomand
dispunerea de armturi drepte i nclinate. Procentul minim de armare
n toate seciunile (sus i jos) este de 0.2%. Diametrul minim al
armturilor longitudinale este 14 mm. Pe feele laterale ale grinzii
se dispun armturi minim 10/300 mm OB37. Etrierii rezult din
verificarea la for tietoare i moment de torsiune. Procentul minim
de armarea transversal este de 0.1%. Diametrul minim al etrierilor
este 8 mm. Dac limea grinzii (b) este 400 mm sau mai mult se dispun
etrieri dubli (cu 4 ramuri). Armtura de rezisten a tlpii fundaiei n
seciune transversal rezult din verificarea consolelor la moment
ncovoietor. Dac se respect condiiile privind seciunea de beton date
la pct. 8.2.1. nu este necesar verificarea consolelor la for
tietoare.
-
34
Armtura minim trebuie s corespund unui procent de 0.1% dar nu
mai puin dect bare de 8 mm diametru la distane de 250 mm.
Longitudinal grinzii, n console se dispune armtura de repartiie
(procent minim 0.1% i 1/5 din armtura transversal a consolei). Dac
grinda de fundare este solicitat la momente de torsiune consolele
se armeaz pe direcie transversal cu etrieri iar longitudinal se
dispune armtur dimensionat corespunztor strii de solicitare.
Armturile pentru stlpi (musti) rezult din dimensionarea cadrelor de
beton armat. Mustile pentru stlpi se prevd cu etrieri care asigur
poziia acestora n timpul turnrii betronului. Nu se admite nndirea
armturilor londitudinale ale stlpilor n seciunile potenial plastice
de la baza construciei. 8.3. Calculul grinzilor continue 8.3.1.
Calculul cu metode simplificate Metodele simplificate sunt cele n
care conlucrarea ntre fundaie i teren nu este luat n considerare
iar diagrama de presiuni pe talp se admite a fi cunoscut. 8.3.1.1.
Metoda grinzii continue cu reazeme fixe Fundaia se asimileaz cu o
grind continu avnd reazeme fixe n dreptul stlpilor (fig. 8.5). Se
accept ipoteza distribuiei liniare a presiunilor pe talp, rezultat
din aplicarea relaiei:
WM
ANp minmax, = (8.2)
unde:
= n1
iNN (8.3)
+= n1
n
1iii MdNM (8.4)
unde: Ni - fora axial n stlpul i; Mi - moment ncovoietor n
stlpul i; di distana de la centrul de greutate al tlpii la axul
stlpului i.
Fig. 8.5 Metoda grinzii continue cu reazeme fixe Pentru o lime B
constant a grinzii, ncrcarea pe unitatea de lungime este:
22,1 LM6
LNp = (8.5)
Fundaia se trateaz ca o grind continu cu reazeme fixe, acionat
de jos n sus cu ncrcarea variabil liniar ntre p1 i p2 i rezemat pe
stlpi. Prin calcul static se determin reaciunile Ri n reazeme adic
n stlpi.
-
35
Dac:
2.0N
NR
i
ii
-
36
Fig. 8.8 n figura 8.9a se consider o fundaie foarte flexibil
supus la o ncrcare uniform distribuit i aezat pe un mediu Winkler.
i n acest caz, n realitate, deformaia terenului se extinde i n
afara fundaiei, fapt care nu este evideniat de modelul Winkler
(fig. 8.9b).
a b
Fig. 8.9 n ciuda acestor limitri, avantajele care decurg din
simplitatea modelului i a soluiilor matematice prevaleaz astfel nct
metodele bazate pe modelul Winkler sunt utilizate pe larg n
proiectare. O problem esenial este alegerea coeficientului de pat,
ks, de utilizat n calcul. 8.3.2.1.1. Stabilirea valorii
coeficientului de pat ks Coeficientul de pat ks nu este o
caracteristic intrinsec a terenului de fundare ca de pild modulul
de deformaie liniara Es. Coeficientul de pat ks reprezint un
parametru al metodelor de calcul bazate pe modelul Winkler. Acest
fapt este pus n eviden printr-o ncercare cu placa pe teren (fig.
8.10).
Fig. 8.10 Pentru un punct de coordonate (p,z) aparinnd diagramei
de ncrcare tasare, n zona de comportare cvasi-liniar, coeficientul
de pat se obine:
zpk s = (8.8)
Pentru un acelai teren, diagrama de ncrcare tasare depinde de
dimensiunile i rigiditatea plcii. Trecerea de la coeficientul de
pat ks obinut printr-o ncercare cu placa de latur Bp la
coeficientul de pat ks de utilizat n cazul unei fundaii de latur B,
impune introducerea unui coeficient de corelare :
'kk ss = (8.9)
-
37
Terzaghi a recomandat urmtoarele expresii pentru : - pentru
pmnturi coezive :
BBp= (8.10)
- pentru pmnturi necoezive : 2
2)3.0(
+=
BBp (8.11)
n relaia (8.11) B se exprim n metri. Relaiile (8.10) i (8.11)
sunt valabile numai n cazul ncercrii cu placa de form ptrat avnd
latura de 0.30 m. n lipsa unor date obinute prin ncercri pe teren
cu placa, pentru valorile ks corespunztoare unei plci cu latura de
0.30 m se pot utiliza valorile date n tabelele 8.1 i 8.2.
Tabelul 8.1
Pmnturi necoezive Pmnt afnat Pmnt
de ndesare medie Pmnt ndesat
ID 00.33 0.340.66 0.671.00 ks (kN/m3) 1400025000 2500072000
72000130000
Tabelul 8.2
Pmnturi coezive Pmnt plastic curgtor Pmnt
plastic moale Pmnt
plastic consistent Pmnt
plastic vrtos IC 00.25 0.250.50 0.500.75 0.751.00
ks (kN/m3) - 700034000 3400063000 63000100000
Estimarea valorii coeficientului de pat ks n funcie de: modulul
de deformaie liniara Es i de coeficientul lui Poisson s ale
pmntului:
( )2ssms 1E
kk = (8.12)unde: km este un coeficient funcie de raportul dintre
lungimea i limea suprafeei de contact a fundaiei (conform tabelului
8.3.); Es este modulul de deformaie liniar a terenului; s este
coeficientul de deformaie transversal a terenului;
ba= unde a este semilimea iar b semilungimea suprafeei de
contact a fundaiei.
Tabelul 8.3.
ba= km b
a= km 1.00 0.5283 6.00 0.2584 1.25 0.4740 7.00 0.2465 1.50
0.4357 8.00 0.2370 1.75 0.4070 9.00 0.2292 2.00 0.3845 10.00 0.2226
2.25 0.3663 20.00 0.1868 2.50 0.3512 30.00 0.1705 2.75 0.3385 40.00
0.1606 3.00 0.3275 50.00 0.1537 3.50 0.3093 60.00 0.1481 4.00
0.2953 70.00 0.1442 4.50 0.2836 80.00 0.1407 5.00 0.2739 90.00
0.1378
100.00 0.1353
-
38
modulul de deformaie edometric M:
M2Bks = (8.13) 8.3.2.1.2. Metode de calcul bazate pe modelul
Winkler n anexa B sunt prezentate metode pentru calculul grinzii de
fundaie n cazul utilizrii modelului Winkler. 8.3.2.2. Metode care
asimileaz terenul cu un semispaiu elastic (modelul Boussinesq)
Mediul Boussinesq este un semispaiu elastic caracterizat prin
modulul de deformaie liniar Es i coeficientul lui Poisson s.
8.3.2.2.1. Stabilirea caracteristicilor Es i s pentru solicitri
statice a) Metode de obinere a modulului de deformaie liniar Es -
prin ncercri pe teren cu placa, definite n reglementarea tehnic de
referin STAS 8942/3-80; - n funcie de modulul edometric M, definit
n reglementarea tehnic de referin STAS 8942/1-89; - n funcie de
datele din ncercarea de penetrare static cu con, definite n
reglementarea tehnic de referin C 159/89; -n funcie de datele din
ncercarea de penetrare dinamic standard, definite n reglementarea
tehnic de referin STAS 1242/5-88. b) Determinarea modulului de
deformaie liniar, Es med, n cazul terenului stratificat
( )2_01_ 1 medsnetmeds s KKBpmE = [kPa] (8.14) unde: m-
coeficient de corecie prin care se ine seama de adncimea zonei
active z0 (Anexa A); pnet- presiunea net pe talpa fundaiei, (Anexa
A) , n kilopascali; B- limea tlpii fundaiei dreptunghiulare sau
diametrul fundaiei circulare, n metri; K1, K0- coeficieni
adimensionali indicai n Anexa A, stabilii pentru adncimile z=z0 i
z=0, unde z se msoar de la nivelul tlpii fundaiei; s- tasarea
absolut probabil a fundaiei, n metri; med_s - coeficientul mediu de
deformaie transversal (Poisson) determinat ca medie ponderat n
funcie de valorile si ale diferitelor straturi de pmnt din
cuprinsul zonei active :
=i
isimed_s h
h; hi grosimea stratului i
c) Limitele de variaie ale coeficientului lui Poisson, s , sunt
prezentate n tabelul 8.4.
Tabelul 8.4 Pmntul s Argil saturat 0.40.5 Argil nesaturat 0.10.3
Argil nisipoas 0.20.3 Praf 0.30.35 Nisip 0.30.4
-
39
8.3.2.2.2. Stabilirea caracteristicilor Es* i s* pentru
solicitri dinamice Stabilirea caracteristicilor Es* i s* n condiii
dinamice impune determinarea pe teren a vitezelor de propagare ale
undelor primare (vp) i ale undelor secundare (vs) utiliznd metode
indicate n reglementarea tehnic de referin C241-92. Coeficientul
lui Poisson pentru condiii dinamice, s*, se calculeaz cu
relaia:
2vv
2
2vv
2
s
p
2
s
p
*s
= (8.15)
Modulul de deformaie liniar n condiii dinamice, Es*, se
calculeaz cu relaia: ( )( )*
**2*
1211
s
ssps vE
+= sau , simplificat: 2* ps vE = (8.16)
unde: reprezint densitatea pmntului.
8.3.2.2.3. Metode de calcul bazate pe modelul Boussinesq n anexa
C sunt prezentate metode pentru calculul grinzii de fundare bazate
pe modelul Boussinesq. 9. Proiectarea fundaiilor construciilor cu
perei structurali de zidrie 9.1. Prevederi generale de alctuire
Alctuirea fundaiilor se difereniaz funcie de urmtoarele condiii: a)
condiiile geotehnice de pe amplasament; b) zona seismic de calcul a
amplasamentului: seismicitate ridicat - zonele AD seismicitate
redus - zonele EF c) regimul de naltime al construciei: foarte
redus - cldiri parter (P) sau cldiri parter i etaj (P+1E) redus -
cldiri cu puine niveluri (P+2EP+4E) d) cldire cu sau fr subsol.
Fundatiile pereilor sunt de tip continuu; n anumite situatii pot fi
avantajoase i fundaiile cu descarcri pe reazeme izolate. Fundaiile
se pozitioneaz, de regul, centric i, numai n anumite situaii
particulare, excentric fa de pereii pe care i suport. 9.2. Fundaii
la cldiri amplasate pe teren bun de fundare n zone cu seismicitate
redus 9.2.1. Fundaii la cldiri fr subsol Tipurile de fundaii cele
mai frecvent utilizate sunt cele prezentate n figurile 9.19.8.
Fundaiile bloc cu o treapt (fig. 9.1) se recomand atunci cnd limea
fundaiei B depete limea b a peretelui cu cel mult 50150 mm de
fiecare parte. Soluia indicata n fig. 9.2 se recomand n situaiile n
care limea fundaiei B depete limea b a peretelui cu mai mult de 150
mm de fiecare parte. Fundaiile cu soclu i bloc avnd una sau dou
trepte sunt prezentate n figurile 9.3 i 9.4.
-
40
Fig. 9.1 Fundaie bloc cu o treapt
Fig. 9.2 Fundaie bloc cu dou trepte
-
41
Fig. 9.3 Fundaie cu soclu i bloc
Fig. 9.4 Fundaie cu soclu i bloc cu dou trepte
-
42
La fundaiile pereilor exteriori se vor avea n vedere
particularitile de alctuire i protecie exemplificate n figurile
9.59.8. Sub perei exteriori realizai din zidrie de blocuri BCA
(fig. 9.7) sau perei avnd alctuire mixt, cu componenta
termoizolatoare la exterior sensibil la umezeal (fig. 9.8), faa
exterioar a soclului se retrage n raport cu faa exterioar a
peretelui de deasupra cu cca 50 mm.
Fig. 9.5 Fundaie bloc sub perete exterior (pardoseala parterului
la aceeai cot cu trotuarul)
B
b
perete structural exterior
placa suport apardoselii
strat de separarepietris
bloc de fundatie
dop de bitum
placa trotuar
tencuialahidrofuga
CF
umpluturacompactata
hidroizolatie
Fig. 9.6 Fundaie bloc sub perete exterior (pardoseala parterului
deasupra cotei trotuarului)
-
43
Fig. 9.7 Fundaie cu soclu i bloc sub perete exterior cu alctuire
simpl (monostrat)
B
b componentastructurala a peretelui
placa suport apardoselii
umpluturacompactata
pietris
soclu
bloc de fundatie
dop de bitum
placa trotuar
hidroizolatie
CF
termoizolatie termoizolatie
Bs
componenta termoizolantaa peretelui
Fig. 9.8 Fundaie cu soclu i bloc sub perete exteri