Tartószerkezeti Szakmérnöki BME Tartószerkezet ... · PDF fileMSZ EN 1991-1-3:2005 Eurocode 1: A tartószerkezeteket érő hatások. 1-3. rész:...

6.2. fejezet 483

Kétszintes irodaépület alapozása lemezalappal

6.2. fejezet: Síkalapozás

(vb. lemezalapozás)

FEJEZET BEVEZETŐ

Az irodaház szerkezete, geometriája, a helyszín és a geotechnikai adottságok is megegyeznek

az előző (6.1-es) fejezetben ismertetekkel. Új talajvizsgálati jelentés és geotechnikai

adatszolgáltatás nem készült. Az alapadat szolgáltatás is ugyanaz (a tartószerkezeti tervező

annak készítésekor - amikor még a talajadottságok nem voltak ismertek - fagyhatáron történő

sáv-és pilléralapozást feltételezett). A geotechnikai adatszolgáltatásban a geotechnikai tervező

kétféle alapozási módot javasolt. Ezek közül a meteorológiai határmélység alá levitt sáv-és

pilléralapozás a 6.1-es fejezetben került kidolgozásra, míg ebben a 6.2-es fejezetben egy

térszíni vb. lemezalapozási megoldást mutatunk be.

Az alapadat szolgáltató lap, a talajvizsgálati jelentés és a geotechnikai adatszolgáltatás

megegyezik a 6.1-es fejezetben található anyagokkal, így azokat nem ismételjük meg.

A létesítmény vb. lemezalapozását a talajvizsgálati jelentésben és a geotechnikai

adatszolgáltatásban foglaltak alapján a tartószerkezeti és geotechnikai tervező együttesen,

folyamatos együttműködésben dolgozta ki. A geotechnikai tervező feladata a süllyedések és

az ágyazási együttható meghatározása volt, míg a szerkezeti méretezést a tartószerkezeti

tervezők végezték.

TARTALOMJEGYZÉK:

FEJEZET BEVEZETŐ ........................................................................................................... 483

ALAPOZÁSI TERV ................................................................................................................. 485

1. Előzmények, kiindulási adatok ...................................................................................... 485

1.1. A feladat rövid leírása ............................................................................................ 485

1.2. Alapadatok ............................................................................................................. 485

1.2.1. A szerkezet, alaprajzok, metszetek ................................................................ 485

1.2.2. Előzetes terhelések az alapadat szolgáltatáshoz ............................................. 486

1.3. Geotechnikai kategorizálás .................................................................................... 487

1.4. Felhasznált szabványok, szakirodalom .................................................................. 488

1.5. Az alapok felső síkjára jutó terhelések (GEO és STR határállapotra) ................... 488

1.5.1. Geometriai elrendezés (rajz): ......................................................................... 488

1.5.2. Táblázatos teherösszegzés .............................................................................. 488

2. Helyszíni viszonyok ....................................................................................................... 490

3. Talajvizsgálati jelentés – Geotechnikai adottságok ....................................................... 490

4. A számítások során alkalmazott geotechnikai paraméterek karakterisztikus értékei .... 490

5. Az alapozás méretezése .................................................................................................. 491

5.1. A választott alapozási mód, alkalmazott számítási eljárások ................................. 491

5.2. Lemezalap méretezése ............................................................................................ 491

5.2.1. Terhek ............................................................................................................. 491

5.2.2. Az ágyazási tényező meghatározása .............................................................. 491

5.2.3. A vb. lemez alatti feszültségek és alakváltozások számítása ......................... 494

5.2.4. A lemez alatti talajtörés vizsgálata ................................................................. 495

5.2.5. Az alaplemez vasalása .................................................................................... 495

BM

E Sz

ilárd

ságt

ani é

s Tar

tósz

erke

zeti

Tans

zék

Tartó

szer

keze

t-rek

onst

rukc

iós S

zakm

érnö

ki K

épzé

s

6.2. fejezet 484

Kétszintes irodaépület alapozása lemezalappal

6. Kivitelezés, fenntartás, üzemeltetés .............................................................................. 496

B

ME

Szilá

rdsá

gtan

i és T

artó

szer

keze

ti Ta

nszé

k

Tartó

szer

keze

t-rek

onst

rukc

iós S

zakm

érnö

ki K

épzé

s

6.2. fejezet 485

Kétszintes irodaépület alapozása lemezalappal Alapozási terv

Alapozási terv

1. ELŐZMÉNYEK, KIINDULÁSI ADATOK

1.1. A feladat rövid leírása

Mint ahogyan a fejezet bevezetőjében is utaltunk rá, a kétszintes irodaház alapozása két

verzióval kerül bemutatásra. Ebben a 6.2-es fejezetben térszíni vb. lemezalapozás kerül

kidolgozásra. A részletes leírásokat, adatokat lásd a 6.1-es fejezetben.

1.2. Alapadatok

1.2.1. A szerkezet, alaprajzok, metszetek

Mint már említettük, az épület (fel)szerkezete, kialakítása a 6.1 fejezetben bemutatottakhoz

képest nem változott. A teljesség kedvéért megismételjük a 6.1-es pontban közölteket.

Az épület szerkezete hagyományos, Porotherm falazattal és monolit vb. födémekkel. Az

építmény alapterülete kb. 500 m2. A ±0,00 szint a 100,1 mBf. szinten van.

Az építész alaprajzok és metszetek a következő (1-2.jelű) ábrákon láthatóak. Megjegyezzük,

hogy az 1.ábrán látható metszeteken még az építész tervező előzetes elképzelése látható az

alapozásra vonatkozóan.

1. ábra: Építész metszetek

BM

E Sz

ilárd

ságt

ani é

s Tar

tósz

erke

zeti

Tans

zék

Tartó

szer

keze

t-rek

onst

rukc

iós S

zakm

érnö

ki K

épzé

s

6.2. fejezet 486


2. ábra - Építész alaprajzok

1.2.2. Előzetes terhelések az alapadat szolgáltatáshoz

A geotechnikai vizsgálatokhoz szükséges alapadat-szolgáltatáshoz ugyanúgy a tájékoztató

nagyságú fal- és pillérterheket adjuk meg, mint a 6.1-es fejezetben tettük a sáv- és

pontalapozáshoz, de egy átlagos, ΣV/A [kN/m2] felületi terhelést is megadunk.

BM

E Sz

ilárd

ságt

ani é

s Tar

tósz

erke

zeti

Tans

zék

Tartó

szer

keze

t-rek

onst

rukc

iós S

zakm

érnö

ki K

épzé

s

6.2. fejezet 487


falszakasz

jele hossza (m) becsült teher

(kN/fm) össz. (kN)

15 47,4 50 2370

16-17-18 10,2 96 979

19 10,2 235 2397

20 4,75 172 817

21 5,45 172 937

22 4,75 169 803

23 5,45 169 921

24-25-26 10,2 110 1122

1,2 5,4 107 578

2-7ig 20,4 107 2183

8 1,65 17 28

9 1,65 17 28

10-14ig 15,6 107 1669

P1 1 1043 1043

P2 1 1483 1483

P3 1 1483 1483

P4 1 1043 1043

P5 1 1483 1483

összesen ΣV(kN): 21 367

Terület A (m2) 47,7 10,2 487

Átlagos előzetes terhelés a lemezalap tetején (kN/m2) 43,92 1. táblázat: Előzetes teher adatszolgáltatás lemezalapozás esetén

ΣV/A = 43.92 kN/m2

Alkalmazott anyagok:

Aljzatbeton C 8/10 – 8-X0-F1

Vasalt alaplemez betonja C 25/30-32-X0-F2

Betonacél B 60.50

1.3. Geotechnikai kategorizálás

A talajvizsgálati jelentés során a geotechnikai kategória már megállapításra került, a két

tervező (geotechnikai és tartószerkezeti) egyeztetése által. A talajvizsgálati jelentés készítése

óta új, nem ismert körülmény nem merült fel, így a felülvizsgálat változást nem okozott.

Ennek megfelelően megismételjük a talajvizsgálati jelentésben ezzel kapcsolatban leírtakat. A

geotechnikai kategória mindkét alapozási verzió esetén megegyezik.

Figyelembe véve az építési helyszín földtani-és hidrogeológiai adottságait, geodéziai

viszonyait, az építési környezet beépítettségét, valamint a tervezett épület kialakítását,

szerkezetét, terhelési adatait, az MSZ EN 1997-1: 2006 szerint a tervezett építmény az 2.

geotechnikai kategóriába sorolható. Indokolja a 2.kategória alkalmazását (és nem elegendő

1.kategóriát alkalmazni) a pillérterhelések nagyságrendje, valamint a térfogatváltozó agyag

altalaj.

BM

E Sz

ilárd

ságt

ani é

s Tar

tósz

erke

zeti

Tans

zék

Tartó

szer

keze

t-rek

onst

rukc

iós S

zakm

érnö

ki K

épzé

s

6.2. fejezet 488


1.4. Felhasznált szabványok, szakirodalom

MSZ EN 1990:2005 Eurocode: A tartószerkezetek tervezésének alapjai

MSZ EN 1991-1-1:2005 Eurocode 1: A tartószerkezeteket érő hatások. 1-1. rész: Általános

hatások. Sűrűség, önsúly és az épületek hasznos terhei


hatások. Hóteher


hatások. Szélhatás

MSZ EN 1992-1-1:2010 Eurocode 2: Betonszerkezetek tervezése. 1-1. rész: Általános és az

épületekre vonatkozó szabályok

MSZ EN 1992-1-2:2005 Eurocode 2: Betonszerkezetek tervezése. 1-2. rész: Általános

szabályok. Tervezés tűzterhelésre

MSZ EN 1997-1:2006 Eurocode 7: Geotechnikai tervezés. 1. rész: Általános szabályok

MSZ EN 1998-1:2008 Eurocode 8: Tartószerkezetek tervezése földrengésre. 1. rész:

Általános szabályok, szeizmikus hatások és az épületekre vonatkozó szabályok

Deák György – Erdélyi Tamás – Fernezelyi Sándor – Kollár László - Visnovitz György:

Épületek tartószerkezeteinek tervezése az EUROCODE alapján : Terhek és hatások.

Bertelsmann Springer Magyarország Kft. Budapest, 2006.

Deák György – Draskóczy András – Dulácska Endre – Kollár László - Visnovitz György:

Vasbetonszerkezetek Tervezés az EUROCODE alapján. Springer Média Magyarország Kft.

Budapest, 2007. január

Szepesházi Róbert: Geotechnikai Tervezés az EUROCODE 7 és a kapcsolódó európai

geotechnikai szabványok alapján. Business Média Magyarország Kft. Budapest, 2008.

szeptember

Széchy: Alapozás II. (Műszaki Könyvkiadó, 1963)

1.5. Az alapok felső síkjára jutó terhelések (GEO és STR határállapotra)

1.5.1. Geometriai elrendezés (rajz):

3. ábra: A számításnál felhasznált sávalap és pontalap hivatkozások

Az alaplemez v=35cm vastag síklemez, a liftsüllyesztékkel a feladatban nem foglalkoztunk

1.5.2. Táblázatos teherösszegzés

1.5.2.1. Terhek és hatások

Megegyezik a sáv-és pontalapoknál használtakkal. (lásd 6.1-es fejezet Alapozási tervének

1.5.2.1-es pontjában)

BM

E Sz

ilárd

ságt

ani é

s Tar

tósz

erke

zeti

Tans

zék

Tartó

szer

keze

t-rek

onst

rukc

iós S

zakm

érnö

ki K

épzé

s

6.2. fejezet 489


1.5.2.2. Teherkombinációk

Megegyezik a sáv-és pontalapoknál használtakkal. (lásd 6.1-es fejezet Alapozási tervének

1.5.2.2-es pontjában)

1.5.2.3. Teherösszesítés alaplemez méretezéshez:

2. táblázat: Teherösszesítés alaplemez ellenörzéséhez

1.5.2.4. Teherösszesítés alaplemez süllyedésszámításhoz:

3. táblázat: Teherösszesítés alaplemez süllyedésszámításához

Hasznos

Önsúly+

Burkolat

Falazat

terhe

1. em

Önsúly+

Burkolat

Falazat

terhe

földszint

Válaszfal

+gépészet

[kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m]

1-2 faltest 9,78 7,20 1,05 6,37 6,00 0,81 2,56 29,35 4,42

2-7 faltest 27,36 7,29 2,92 17,38 7,40 2,22 7,03 59,42 12,18

8 faltest 0,00 9,15 0,00 33,75 9,30 3,46 13,69 52,20 17,15

9 faltest 0,00 9,15 0,00 34,30 9,30 3,53 13,92 52,75 17,45

10-14 faltest 27,56 7,29 2,94 17,40 6,10 2,22 7,05 58,35 12,21

15 faltest 9,81 9,15 1,05 6,89 9,30 0,88 2,77 35,14 4,71

16-18 faltest 19,71 7,80 2,13 12,83 7,87 1,64 5,16 48,21 8,93

19 faltest 62,42 14,00 6,73 40,65 14,23 5,18 16,32 131,30 28,23

20 faltest 71,28 9,15 7,50 41,25 9,30 5,10 16,89 130,97 29,50

21 faltest 44,62 9,15 4,82 17,11 9,30 2,19 6,92 80,18 13,93

22 faltest 69,05 9,15 7,26 40,70 9,30 4,80 15,90 128,20 27,96

23 faltest 35,50 9,15 3,84 11,55 9,30 4,46 4,68 65,50 12,98

24-26 faltest 23,61 7,80 2,55 15,39 7,87 1,96 6,17 54,67 10,68

Pillér

neve

Pillér

önsúly

Pillér

önsúly

[kN] [kN] [kN] [kN] [kN]

P1 335 23 35 212 23 27 85 593 147

P2 452 23 48 293 23 37 118 791 203

P3 403 23 43 271 23 34 108 720 185

P4 342 23 37 237 23 29 92 625 158

P5 479 23 52 312 23 40 125 837 217

Teherösszesítés alaplemez ellenörzéshez az alaplemez felső síkjára, karakterisztikus érték

Lemezalapozás

Faltest

neve Q

Állandó teher Állandó teher Hasznos

Tetőszintről Emeletről

G

Hasznos

Önsúly+

Burkolat

Falazat

terhe

1. em

Önsúly+

Burkolat

Falazat

terhe

földszint

Válaszfal

+gépészet

[kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m]

1-2 faltest 9,78 7,20 2,38 6,37 6,00 0,81 2,70 29,35 2,33

2-7 faltest 27,36 7,29 6,61 17,38 7,40 2,22 7,40 59,42 6,42

8 faltest 0,00 9,15 0,00 33,75 9,30 3,46 14,26 52,20 7,74

9 faltest 0,00 9,15 0,00 34,30 9,30 3,53 14,51 52,75 7,88

10-14 faltest 27,56 7,29 6,64 17,40 6,10 2,22 7,42 58,35 6,44

15 faltest 9,81 9,15 2,39 6,89 9,30 0,88 2,92 35,14 2,47

16-18 faltest 19,71 7,80 4,81 12,83 7,87 1,64 5,43 48,21 4,71

19 faltest 62,42 14,00 15,22 40,65 14,23 5,18 17,18 131,30 14,90

20 faltest 71,28 9,15 16,95 41,25 9,30 5,10 17,74 130,97 15,51

21 faltest 44,62 9,15 10,90 17,11 9,30 2,19 7,28 80,18 7,64

22 faltest 69,05 9,15 16,40 40,70 9,30 4,80 16,71 128,20 14,73

23 faltest 35,50 9,15 8,67 11,55 9,30 4,46 4,93 65,50 8,54

24-26 faltest 23,61 7,80 5,76 15,39 7,87 1,96 6,50 54,67 5,64

Pillér

neve

Pillér

önsúly

Pillér

önsúly

[kN] [kN] [kN] [kN] [kN]

P1 335 23 79 212 23 27 90 593 78

P2 452 23 110 293 23 37 124 791 107

P3 403 23 98 271 23 34 114 720 98

P4 342 23 83 237 23 29 97 625 83

P5 479 23 117 312 23 40 132 837 115

Teherösszesítés süllyedésszámításhoz az alaplemez felső síkjára, karakterisztikus érték

Lemezalapozás

Hasznos

G QFaltest

neve

Tetőszintről Emeletről

Állandó teher Állandó teher

BM

E Sz

ilárd

ságt

ani é

s Tar

tósz

erke

zeti

Tans

zék

Tartó

szer

keze

t-rek

onst

rukc

iós S

zakm

érnö

ki K

épzé

s

6.2. fejezet 490


2. HELYSZÍNI VISZONYOK

A vizsgált telek Budapesten, a XI.kerületben, található. A vizsgált telek közel sík, beépítetlen,

de a környezet szinte teljesen beépített. Az egyik szomszédos telken a telekhatáron egy épület

áll, mely zártsorúan csatlakozik egyik oldalról a tervezett épülethez.

3. TALAJVIZSGÁLATI JELENTÉS – GEOTECHNIKAI

ADOTTSÁGOK

A Talajvizsgálati jelentés készítője Dr. Móczár Balázs (GeoExpert Kft.), kelte 2011. október

20. A tartószerkezeti tervező kérésére az alapozás tervezéséhez egy Geotechnikai

adatszolgáltatás is készült a geotechnikai tervező által (dátuma: 2011. november 5.). A

talajvizsgálati jelentés 3 db 6 méteres kisátmérőjű fúrás, 2 db 6 m-es dinamikus

verőszondázás (DPH), 2 db alapfeltárás, valamint a laboratóriumi vizsgálatok eredményeit

alapul véve került összeállításra.

A talajvizsgálati jelentés és a geotechnikai adatszolgáltatás alapján összefoglaljuk a

geotechnikai viszonyokat.

A közel sík terepfelszín alatt 0,5-0,8 méter vastag, vegyes, építési törmelékes, homokos

feltöltés van. A feltöltés alatt egységesen egy sárgásbarna, rozsdafoltos, kőszórványos

(lejtőtörmelékes) kövér agyagot tártak fel. Az agyag kemény konzisztenciájú, nehezen

fúrható, tömör állapotú. Lejtőtörmelék 4-5 méteres mélység alatt gyakorlatilag nem volt

észlelhető. A feltárt agyag a laboratóriumi vizsgálatok (és környékbeli tapasztalatok alapján)

erősen térfogatváltozó tulajdonságú.

Összefüggő talajvízzel nem kell számolni, réteg-és szivárgó vizekkel azonban bármely szinten

megjelenhetnek.

A szomszédos épület betonalapjainak alapozási síkja a terepszint alatt kb. 2 méterre található.

4. A SZÁMÍTÁSOK SORÁN ALKALMAZOTT GEOTECH-

NIKAI PARAMÉTEREK KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉ-

KEI

A Geotechnikai adatszolgáltatás alapján a karakterisztikus geotechnikai paraméterek

felvételének szempontjai és értékei az alábbiak.

Vb. lemezalapozás esetén - figyelembe véve a vb. lemez szélességét - a várható lehatási

mélység 5-7 méter. Az agyagréteg tulajdonságai ebben a talajzónában közel egységesnek

mondhatóak. A talajvíz nem játszik szerepet. A várható hatástávolság alapján a teherbírás

ellenőrzésénél és a süllyedésszámításnál az agyagréteg geotechnikai paramétereinek

(talajfizikai jellemzőinek) karakterisztikus értékei a laboratóriumi-és terepi vizsgálatok

eredményei, illetve az ezekből származtatott értékek alapján - figyelembe véve a tervezett

alapozási módot – az alábbiak:

Feltöltés (Mg):

γ’ = 18.0 kN/m3

BM

E Sz

ilárd

ságt

ani é

s Tar

tósz

erke

zeti

Tans

zék

Tartó

szer

keze

t-rek

onst

rukc

iós S

zakm

érnö

ki K

épzé

s

6.2. fejezet 491


Kövér agyag (Cl):

γ’ = 20.5 kN/m3

φk’ = 14o

ck’= 55 kN/m2

Es= 13 MN/m

2

5. AZ ALAPOZÁS MÉRETEZÉSE

5.1. A választott alapozási mód, alkalmazott számítási eljárások

Mint korábban többször is kiemeltük, ebben a fejezetben egy térszíni vb. lemezalapozás került

kidolgozásra. A 35 cm vastag vb. lemezalap alá min. 50 cm vastag homokos kavics vagy

zúzottkő ágyazat kerül.

A vb. lemez ellenőrzését végeselem-programmal (AXIS) a tartószerkezeti tervezők végezték,

az ágyazási tényezőt a geotechnikai tervező számította.

5.2. Lemezalap méretezése

5.2.1. Terhek

Az alaplemezre ható terheknél, az adott szerkezetből érkező teher, a szerkezet tényleges

geometriai méretének megfelelő megoszló teherrel került az alaplemezre.

5.2.2. Az ágyazási tényező meghatározása

Az ágyazási tényező meghatározása lemezalapok esetén a mai napig kritikus feladat (és sok

vitára ad okot mind a geotechnikai, mind a tartószerkezeti tervezők körében), így a konkrét

feladat kidolgozása, bemutatása előtt röviden összefoglaljuk az ágyazási tényező

meghatározásnak nehézségeit, problémáit, alapelveit.

A tartószerkezeti tervezők által leggyakrabban használt végeselemes programokban a talaj

„hatása”, ellenállása egy rugalmas alapon számított ágyazási tényezővel (együtthatóval)

adható meg. Annak meghatározásához azonban ismerni kell a - leggyakrabban hajlékony -

lemezek alatti feszültségeloszlást és az abból számítható süllyedéseket, melyek természetesen

a terhelés eloszlásának és nagyságának a függvénye. Mivel az ágyazási együttható az

talpfeszültség és az abból számított süllyedés hányadosaként értelmezhető és ezek egymás

függvényei, így az ágyazási tényező meghatározása egy nagyobb lemez esetében csak iteratív

módon lehetséges és eloszlása semmiképpen sem egyenletes (értéke nem állandó).

A lemezalap süllyedésének megbízható számítása közismerten nehéz feladat; pontossága

kétes. A talaj összenyomódásának rugalmasságtani alapon való meghatározása csak erős

közelítés lehet, és az elméleti összefüggések csupán megszorítások mellett érvényesek. A

bizonytalan feltevések mellett hibák adódnak a talaj heterogén voltából, a mintavételezésből,

a laboratóriumi vizsgálatokból.

A süllyedések veszélyességének foka függ:

a süllyedések nagyságától és egyenlőtlenségétől,

az épületszerkezet érzékenységétől,

a süllyedés időbeli kialakulásától.

A derékszögű négyszög alaprajzú alaptestek alatt keletkező feszültségek számítására

többféle elméletet is használ a nemzetközi szakmai gyakorlat. E számítások eredményei

BM

E Sz

ilárd

ságt

ani é

s Tar

tósz

erke

zeti

Tans

zék

Tartó

szer

keze

t-rek

onst

rukc

iós S

zakm

érnö

ki K

épzé

s

6.2. fejezet 492


szerint - egyenletes terhelés esetén - a középpont süllyedése a legnagyobb, az oldalvonalak

közepén már kisebb, és sarokpontoké a legkisebb. A "féltér" felszínének ilyen meggörbülését

csak végtelen hajlékony alapok követhetnék; a végtelen merev alapok viszont megtartják

eredeti alakjukat, átlagos süllyedésük pedig az említett süllyedéseknek valamilyen súlyozott

átlaga lesz. Bizonyos pontokban tehát ugyanakkora ez az átlagos süllyedés, mint a végtelen

hajlékony alap besüllyedése. Ha a feszültségeket eleve valamelyik karakterisztikus pont alatt

számítjuk ki, és a süllyedésszámításhoz ezt használjuk fel, akkor az így nyert süllyedési érték

egyaránt tekinthető a hajlékony és a merev alap alatti átlagos süllyedésnek is. (A

karakterisztikus pontra vonatkoztatott átlagos süllyedés független az alap merevségének

mértékétől.)

A rugalmas ágyazást alapul vevő számításoknál igen fontos az ágyazási tényező helyes

meghatározása. Az ágyazási tényező a talaj fizikai tulajdonságaitól függ elsősorban, de

hangsúlyozni kell, hogy nem tekinthető talajjellemzőnek. Értéke nemcsak a talaj minőségétől

és mechanikai tulajdonságaitól, hanem a terheléstől, az alaplemez méreteitől és az alap alatt

összenyomódó talajrétegek vastagságától is függ.

Megemlítendő az is, hogy a süllyedésszámítás során figyelembe kell venni, hogy a bizonyos

mélységben lévő alapsík feletti talaj az önsúlya hatására már komprimálta az alatta lévő

rétegeket; vagyis a kiemelésre kerülő felszín alatti talaj önsúlyával csökkenthető -

süllyedésszámításkor - a talpfeszültség. Ez egy 2-3 szintes mélygarázs esetében már jelentős

érték (sok esetben az épület átlagos karakterisztikus terhelése kisebb, mint a kitermelendő

földtömeg súlya).

A talpfeszültségeloszlást az épület merevsége, illetve a lemez merevsége-hajlékonysága is

befolyásolja.

A Winklertől származó – ágyazási tényező segítségével való – méretezés feltételezi, hogy az

alaptest alatt egy (x, y) helyen a (x, y) talpfeszültségek és a talajösszenyomódások között

lineáris kapcsolat írható fel:

yxsCyx a ,, .

Az ágyazási tényezőt a

sCa

összefüggés alapján lehet meghatározni, ahol:

σ - a talpfeszültség,

s - a lemez süllyedése.

Ismeretes, hogy az ágyazási tényező nem állandó, hanem - egyebek között - a terhelésnek is

függvénye. Egyenletesen terhelt lemezek alatt pl. középen adódik a legnagyobb süllyedés, így

a Ca = σ/s összefüggés értelmében a széleken nagyobbnak kell lennie a Ca értékeinek, mint

középen. Meghatározásához ismerni kell tehát a talpfeszültségek és a süllyedések nagyságát a

terhelő felület különböző pontjaiban.

Jelen példában egy kb. 10 méter széles és 50 méter hosszú vb. lemez méretezését kell

megoldanunk. A kvázi állandó terhekből meghatározásra került a lemez alján számított

átlagos talpfeszültség, mely 35,74 kPa. A méretezés során a vb. lemez helyén kitermelt

feltöltés súlyát, mint talpfeszültség csökkentő hatást elhanyagoltuk.

Az átlagos talpfeszültségből Kany módszerével meghatároztuk a karakterisztikus pont alatti

feszültségeloszlást. A határmélységet Jegorov elmélete szerint 2/3B-nél húztuk meg (Jegorov

szerint egy min. 10 méter széles, döntően kötött talajokon álló lemez esetén a határmélység

2/3B-re vehető, míg szemcsés talajok esetén B/2-re). A feszültségábra a 4.ábrán látható.

BM

E Sz

ilárd

ságt

ani é

s Tar

tósz

erke

zeti

Tans

zék

Tartó

szer

keze

t-rek

onst

rukc

iós S

zakm

érnö

ki K

épzé

s

6.2. fejezet 493


4. ábra: Feszültségeloszlás a lemez karakterisztikus pontja alatt

A határmélység 2/3*10=6,67 méter.

A süllyedés a határmélységig számolt feszültségi ábra terület és az összenyomódási modulus

karakterisztikus értéke hányadosaként számítható:

sátl =185,85/13000=0,0143 m = 1,43 cm

ahol

A feszültségi ábra területe: 185,85 kPa*m

Az összenyomódási modulus karakterisztikus értéke: 13 MPa

Ezek alapján az ágyazási tényező az átlagos talpfeszültség és a süllyedés hányadosaként

számítható:

Cá=σ/sá=35,74/0,0143=2500 kN/m2/m

A valóságban azonban ebben az alaplemez a közepén a feszültséghalmozódás miatt jobban

süllyed. Az ágyazási tényező az épület középső részén (ahol a süllyedés a nagyobb) lesz a

legkisebb, míg a sarkoknál (a szélén) a legnagyobb értékű. Ezért célszerű a középső fél

lemezszélességen (illetve hosszon) belül 0,8 Cátl.

a szélen 1,6 Cátl.

értékkel számolni, míg a

szélső negyedekben az említett két érték közé interpolálni.

Jelen példánál a lemez középső részén 0.8x-os tényezővel figyelembe vett érték: 2000 kN/m3.

Az alaplemez peremén 1.6x-os értéket használunk, azaz itt 4000 kN/m3. A köztes szakaszon

az átmenet elvileg lineáris. Az AXIS program a változó ágyazási tényezőt nem tudja kezelni

ezért a változó szakaszt 3 lépcsőre bontottuk. A lépcsőn belül az átlag ágyazási tényezővel

számoltunk (lásd 5.ábra).

5. ábra: Ágyazási tényező felvétele az alaplemezen

BM

E Sz

ilárd

ságt

ani é

s Tar

tósz

erke

zeti

Tans

zék

Tartó

szer

keze

t-rek

onst

rukc

iós S

zakm

érnö

ki K

épzé

s

6.2. fejezet 494


5.2.3. A vb. lemez alatti feszültségek és alakváltozások számítása

6. ábra: Alaplemez alatti feszültségek [kN/m2]

A 6.ábrán látható a felvett ágyazási tényező (eloszlás) alapján számítható tényleges

talpfeszültség eloszlás. Tekintettel a relatíve kisebb lemezszélességre és a talpfeszültség

eloszlásra, jelen példában nincsen értelme az ágyazási tényező további pontosításának, vagyis

nem szükséges (és nem is lehet) a lemezt mezőkre bontva újabb süllyedésanalízist végezni.

A 7.ábrán a számított süllyedéseket tekinthetőek meg. A felületre leosztott terhelésből

számított átlagos süllyedés 14,3 mm volt, míg a végeselemes futtatás után a süllyedések 3-18

mm között alakultak.

7. ábra: Alaplemez alakváltozás (süllyedés) [mm]

A maximális süllyedés 18,0 mm. Ez még a különálló alapokon nyugvó szokványos

tartószerkezet esetében eltűrhető 50 mm határt (MSZ EN 1997-1:2006 H melléklet (4)) sem

éri el, tehát megfelel.

A mértékadó relatív elfordulás a 7.ábrán értelmezve a baloldali lemezmezőben kb. 4,6

méteren 3-17 mm közötti süllyedés jön létre: (17,0-3,0)/4600=0,003>0,002, tehát az MSZ EN

1997-1:2006 NA1 táblázat első sora alapján nem felel meg. A mértékadó relatív elfordulás:

ugyan nagyobb, mint az ajánlásban szereplő maximális érték, azonban, ha a födém

méretezésnél ezt a támaszsüllyedést figyelembe vesszük, akkor ez a „hiba” kiküszöbölhető.

Nagyméretű lemezek esetén indokolt lehet egy pontosított süllyedésszámítás alkalmazása a

különböző terhelésű lemeztartományok pontosabb méretezése érdekében. Szintén szükségessé

válhat a pillérekkel együttdolgozó lemezmezők és a terheletlen lemezmezők közötti

alakváltozás különbségek vizsgálata, valamint a lemez részterületeire vonatkozó ágyazási

tényezők felülvizsgálata. Ezt minden egyes esetben egyedileg kell mérlegelni.

BM

E Sz

ilárd

ságt

ani é

s Tar

tósz

erke

zeti

Tans

zék

Tartó

szer

keze

t-rek

onst

rukc

iós S

zakm

érnö

ki K

épzé

s

6.2. fejezet 495


5.2.4. A lemez alatti talajtörés vizsgálata

Vb. lemezek alkalmazása esetén az altalaj teherbírási tönkremeneteli (talajtörési) vizsgálata a

legtöbb esetben nem mértékadó, a biztonság nagy.

Jelen esetben is a lemez alatt számított átlagos talpfeszültség tervezési értéke kb. 44 kPa, a

lemez szélén sem lesz nagyobb a talpfeszültség 60 kPa-nál.

Egy 10 méter széles vb. lemez esetén (még térszínközeli esetben is, ahol kicsi a takarás)

ekkora tervezési talpfeszültség mellett teherbírási probléma nem merülhet fel, az ellenőrzést

nem szükséges elvégezni.

5.2.5. Az alaplemez vasalása

Az alaplemez alsó vasalása: Ø12/15x15 alapvasalás, a pillérek és a falak alatti erősítő

vasalással.

Az alaplemez felső vasalása: Ø12/15x15 alapvasalás, a szükséges helyeken kiegészítő

vasalással.

8. ábra: Alaplemez vasalás, vízszintes pótvasak

Alaplemez vasalás my ábra:

9. ábra: Alaplemez vasalás, függőleges pótvasak

Átlyukadási vasalás (P5 pillénél):

Lemez vastagság 30 cm, betonminőség: C25/30

Pillér keresztmetszet az alaplemez felső síkján: 30x100cm

A keresztmetszet vetülete az alaplemez alsó síkjára (45 fokos teherátadódást feltételezve):

90x160cm

Pillérteher tervezési értéke az alaplemez felső síkján:

1455kN217kN1.5837kN1.35Vd

A pillér alatti átlagos talajfeszültség: σ = 31kN/m2

Az átlyukasztó erő: 1410kN1.44m31kN/m1455kN1.60m0.90mσVV 22

dEd

BM

E Sz

ilárd

ságt

ani é

s Tar

tósz

erke

zeti

Tans

zék

Tartó

szer

keze

t-rek

onst

rukc

iós S

zakm

érnö

ki K

épzé

s

6.2. fejezet 496


Átlyukadási gyártmányvasalást használva (pl.

HALFEN)

10 db HDB 16/295-3/660 elem szükséges

10 db karonként 3Ø16-os csap

1410kNV1500kNV RdmaxRd,

6. KIVITELEZÉS, FENNTARTÁS, ÜZEMELTETÉS

A lemez+ágyazat készítéséhez kb. 80-100 cm-es munkagödör nyitására van szükség. A 35 cm

vastag vb. lemez alá egy min. 50 cm vastag, jól tömöríthető szemcsés (homokos kavics vagy

zúzottkő) fagyvédő ágyazatot kell készíteni, melyet két rétegben kell tömöríteni (Trρ>95 %).

Az ágyazat tetején min. E2=75 MPa értéket kell biztosítani (tárcsás teherbírás méréssel). Az

ágyazat alatt a feltöltést mindenképpen ki kell cserélni (a termett agyagig), az ágyazat

vastagságát szükség szerint növelni kell. Az ágyazatot a vb. lemez szélein a vastagságnak

megfelelően túl kell nyújtani (vagyis az ágyazatnak a lemez szélességéhez-hosszúságához

képest min. 50-50 cm-el nagyobbnak kell lennie, kivéve a szomszédos épület mellett).

Amennyiben az alapozás kivitelezése során nem a talajvizsgálati jelentésnek megfelelő

rétegződést észlelnek, akkor haladéktalanul értesíteni kell a geotechnikai tervezőt.

Az építés alatt talajvízzel számolni nem kell. Szélső esetben rétegvíz-szivárgás előfordulhat.

A csapadékvizek távoltartása nyíltvíz-tartással megoldható.

A síkalapok fenntartási és üzemeltetési igényt nem támasztanak.

BM

E Sz

ilárd

ságt

ani é

s Tar

tósz

erke

zeti

Tans

zék

Tartó

szer

keze

t-rek

onst

rukc

iós S

zakm

érnö

ki K

épzé

s

Tartószerkezeti Szakmérnöki BME Tartószerkezet ... · PDF fileMSZ EN 1991-1-3:2005 Eurocode 1: A tartószerkezeteket érő hatások. 1-3. rész:...

Documents