09 Temeljenje i Potporne Konstrukcije

TEMELJI-Izvedba

-Proračun

-Armiranje

NAPOMENA: Podaci i slike od Slide 1 do 13 preuzeti su iz skripte: Tanja Roje-Bonacci : Posebna poglavlja iz temeljenja, 2007.

TEMELJ je dio građevine kojim se opterećenja iz KONTROLIRANE građevineprenose u PRIRODNU sredinu, tlo, na način da građevina bude trajno upotrebljiva

Postupak projektiranja temelja (Collin, 2002)

PLITKO TEMELJENJE - svako ono temeljenje koje zadire u dubinu, dovoljnu da se zadovolje zadani uvjeti slijeganja i nosivosti, a temeljna stopa se nalazi neposredno ispod najniže kote građevine koju na sebi nosi.

Osnovni smisao plitkog temeljenja je da se opterećenje s građevine na tlo prenosi isključivo pritiskom temeljne plohe na tlo

Podjela plitkog temeljenja po obliku temeljne stope

-temelji samci, jedan temelj- jedan stup;

- temeljne trake nose zidove - opterećene su po cijeloj svojoj dužini

- temeljni roštilji, nose zidove i stupove istovremeno (ne treba ih miješati skonstrukcijama koje imaju vezne grede između elemenata temeljenja izdrugih razloga, npr. seizmika)

- temeljni roštilji, nose zidove i stupove istovremeno (ne treba ih miješati skonstrukcijama koje imaju vezne grede između elemenata temeljenja izdrugih razloga, npr. seizmika)

- temeljne ploče, rasprostiru opterećenje od zidova i stupova građevine naveliku površinu te smanjuju njegov intenzitet

- temeljni nosači, predstavljaju neprekinute temelje, točkasto opterećenestupovima građevine koju nose ili su podloga kolosjecima raznih šinskihvozila (kranske staze, kada nosači leže na tlu) kada su opterećeni pokretnimopterećenjem

Podjela plitkih temelja po krutosti‐ kruti plitki temelji (samci, trake, ponekad roštilji i ploče)‐ savitljivi plitki temelji (temeljni nosači, roštilji, ploče)

TEMELJENJE NA POBOLJŠANOM TLU

Prema današnjem stanju tehnologije to su:‐ zamjena materijala sa ili bez upotrebe geotekstila;‐ dinamičko zbijanje tla s površine;‐ dubinsko vibriranje tla;‐ ubrzavanje procesa konsolidacija uspravnim drenovima;‐ povećanje gustoće tla ugradnjom šljunčanih pilota;‐ poboljšanje svojstava tla ugradnjom šljunčanih pilota uz vibriranje;‐ poboljšanje svojstava tla mlaznim injektiranjem;‐ poboljšanje svojstava tla sustavom mikropilota

Ovdje spadaju najrazličitiji zahvati za poboljšanje podtemeljnog tla u smislu njegovih svojstava prvenstveno stišljivosti, a naravno i nosivosti.

DUBOKO TEMELJENJEsvako ono temeljenje pri kojem se opterećenje na tlo osim preko dodirnog pritiska temeljne plohe na tlo, prenosi i trenjem po plaštu tijela ugrađenog u tlo ispod najniže kote građevine koju temelj nosi - iznimku čine jedino piloti koji opterećenje predaju izravno na čvrstu stijensku podlogu.

Duboko temeljenje primjenjuje se kod složenijih građevinskih zahvata, kadatemeljno tlo, na dohvatljivoj dubini koja odgovara plitkom ili produbljenomtemeljenju, nema svojstva koje mogu zadovoljiti traženu kakvoću s obzirom na dozvoljena slijeganja i /ili dozvoljenu nosivost

Podjela dubokih temelja

Osnovni oblici dubokih temelja mogu se prikazati kako slijedi:

‐ duboki masivni temelji; pojedinačni temelji velikih tlocrtnih dimenzija (kesoni,bunari i sanduci), građevine koje s temeljem čine jedinstvenu cjelinu, kao naprimjer priobalne građevine

DUBOKO TEMELJENJEduboki masivni temelji –prelazni tip ka pilotima, izvedeni metodom mlaznog injektiranja - metoda omogućava izvedbu ojačanog masivnog bloka ispod površine koju je potrebno temeljiti, nosivost ovakvog bloka računa se kao nosivost dubokog masivnog temelja koji nosi na trenje i na dodirnu plohu temelj-tlo. Ako su stupnjaci dovoljno daleko pretvaraju se u grupu pilota ili u niz pojedinačnih pilota

DUBOKO TEMELJENJEpiloti ili raščlanjeni duboki temelji - mogu opterećenje prenositi po principu jedan pilot jedan stup (pilon) ili mogu biti s naglavnom konstrukcijom spojeni u grupe koje prenose opterećenje s građevine preko naglavne konstrukcije na pilote pa u tlo

DUBOKO TEMELJENJEDuboki temelji mogu se izvesti od panela tehnologijom dijafragmi ili mixed in place (MIP) tehnologijom

HIBRIDNO TEMELJENJEHibridno temeljenje nastaje kada ploča temeljena na pilotima ne leži isključivo na glavama pilota već preostalompovršinom leži i oslanja se na tlo. Javlja se kod temeljenja nebodera.

ODABIR NAČINA I DUBINE TEMELJENJAMinimalna dubina temeljenja određena je propisima -uvjet da temeljna ploha bude ispod dubine smrzavanja - za Hrvatsku je to 0,8 m ispod površine terena.ODABIR PREMA ZAHTJEVIMA GRAĐEVINE

KRITERIJI ODABIRA TEMELJENJA U VISOKOGRADNJI

1.) KARAKTERISTIKE TEMELJNOG TLA

‐ KRUTOST I DEBLJINA POJEDINIH SLOJEVA TLA ISPOD GRAĐEVINE‐ HOMOGENOST TEMELJNOG TLA‐ NIVO PODZEMNE VODE (UZGON)

2.) OPTEREĆENJE GRAĐEVINE I KONCENTRACIJA OPTEREĆENJA NA GRAĐEVINI

3.) TIP KONSTRUKCIJE

‐ RAVNOMJERNO ILI NERAVNOMJERNO OPTEREĆENJE NA TEMELJNO TLO‐ TORNJEVI ILI GRAĐEVINE VELIKE TLOCRTNE POVRŠINE I MALE VISINE


PLITKO TEMELJENJE – primjenjuje se kod homogenog tla dostatne nosivosti

‐ TRAKASTI TEMELJI‐ kod linijskog opterećenja tla

‐ TEMELJI SAMCI‐ kod koncentriranog opterećenja tla

‐ TEMELJNA PLOČA ISPOD ČITAVOG TLOCRTA GRAĐEVINE‐ kod zgrada sa ujednačenim koncentriranim silama na mjestuoslanjana stupova

‐ kod velikog uzgona

‐ TEMELJNA PLOČA PODEBLJANA NA POJEDINIM DIJELOVIMA‐ kod zgrada sa LOKALNO VELIKIM koncentriranim silama na mjestu oslanjana stupova i / ili VELIKIM LINIJSKIM SILAMA namjestu oslanjanja pojedinih zidova


TEMELJI SAMCI

‐Prvi izbor pri temeljenju stupova zbog jednostavnosti i malih troškova izvedbe

‐Primjena temelja samaca kod malih zgradaa)Svaki stup preuzima opterećenje sa cca 25 m2 tlocrtne površine zgradeb)Opterećenje svake etaže iznosi cca 10 kN/m2c)Temelji prekrivaju manje od 50 % tloctne površine zgraded)Kontaktno naprezanje na tlo iznosi 100 do 300 kPa

Temelji samci se ne primjenjuju kod temeljenja na mekim glinama i pijeskunosivosti manje od 100 kPa

Temelji samci se mogu koristiti samo ako u blizini nema drugih temelja ili lošijeg tlaunutar anvelope naprezanja koju uzrokuje promatrani temelj

Diferencijalna slijeganja između susjednih temelja samaca mogu se eliminirati povezivanjem temelja samaca armiranobetonskim gredama Povezivanje gredama povećava stabilnost konstrukcije na heterogenim tlima


TEMELJNE PLOČE

‐Primjena temeljnih ploča, a ne temelja samacaa)Temelji samci prekrivaju više od 50 % tloctne površine zgradeb)Zgrada ima nekoliko podzemnih etaža ispod razine podzemne vodec)Temeljno tlo ima nekoliko područja sa vrlo lošim tlom te je potrebno izvesti kompenzaciju čime se smanjuju naprezanja na tlo

Temeljne ploče se izvode kod zgrada sa 8 ili više etaža i kada je nosivost tla manjaod 150 kPaRijetko se izvode kod zgrada nižih od 7 katova jer su skupi kao i duboki temelji

Kod pijesaka nosivosti cca 75 kPa moguće je slom temeljne ploče uslijed savijanja ili diferencijalnih slijeganja


DOKAZ NOSIVOSTI TEMELJNE PLOČE ISPOD ZGRADE

‐Nije potrebno dokazivati slom tla, klizanje i prevrtanje građevine

‐Debljina ploče određuje se iz statičkog proračuna – U PRAVILU JE MJERODAVAN PROBOJ TEMELJNE PLOČE

‐Kod “BIJELE KADE” mjerodavan je statički proračun prema UPORABLJIVOSTI (vodonepropusnost + širina pukotina)

‐UZGON – ponekad se izvodi deblja temeljna ploča kako bi se osigurala dovoljna sigurnost protiv isplivavanja građevine

‐Omogućuje ujednačavanje slijeganja

‐ U PRAVILU BOLJE RJEŠENJE OD TEMELJA SAMACA ILI TRAKASTIH TEMELJA (ali zahtjeva veći utrošak materijala)


KRITERIJ ZA TEMELJNU PLOČU SA LOKALNIM OJAČANJEM

‐Ujednačavanje naprezanja na tlo kod velikih koncentriranih ili linijskih sila

‐Ojačanje se mora imati dovoljno veliku tlocrtnu površinu kako bi se postiglo izjednačavanje naprezanja i deformacija

‐Debljina ploče izvan područja ojačanja određuje se po kriteriju nosivosti na pritisak tla i uzgon

‐ U PRAVILU BOLJE RJEŠENJE OD TEMELJA SAMACA ILI TRAKASTIH TEMELJA

PREDNOSTI I NEDOSTACI PLITKOG TEMELJENJA

PREDNOST:‐Ekonomično temeljenje kod tla dostatne nosivosti

NEDOSTATAK:‐U pravilu postoje znatna diferencijalna slijeganja kod temeljenja na trakastim temeljima i temeljima samcima – UNOSE SE PRISILNE DEFORMACIJE U KONSTRUKCIJU – primjena temeljnih ploča ili drugačije temeljenje

TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI

STATIČKI DOKAZ NOSIVOSTI I UPORABLJIVOSTI PLITKOG TEMELJA

‐DOKAZ NAPREZANJA NA TLO

‐DOKAZ EKSCENTRIČNOSTI OPTEREĆENJA NA TEMELJ

‐DOKAZ NA KLIZANJE I PREVRTANJE TEMELJA

‐DOKAZ NA SLOM TLA (kao alternativa dokazu naprezanja na tlo)

‐DIMENZIONIRANJE TEMELJA ( Granično stanje nosivosti i uporabljivosti)


DOKAZ EKSCENTRIČNOSTI OPTEREĆENJA

‐Potrebno je dokazati da za osnovna opterećenja se rezultantna sila nalazi u 1. jezgri poprečnog presjeka temelja

‐Za ostala opterećenja rezultantna sila se mora nalaziti u 2. jezgri poprečnog presjeka

Mx – moment savijanja oko osi xMy – moment savijanja oko osi yV – vertikalna sila na temelj


DOKAZ EKSCENTRIČNOSTI OPTEREĆENJA

‐Potrebno je dokazati da za osnovna opterećenja se rezultantna sila nalazi u 1. jezgri poprečnog presjeka temelja – CIJELA POVRŠINA TEMELJA JE U TLAKU, NEMA ODIZANJA TEMELJA OD TLA

‐Za ostala opterećenja dopušta se odizanje temelja, ali se rezultanta mora nalazitiu drugoj jezgri poprečnog presjeka


DOKAZ NAPREZANJA NA TLO

‐Naprezanja na tlo moraju biti manja ili jednaka maksimalno dopuštenom naprezanju

‐ JEDNOOSNO SAVIJANJE : ex = 0 ili ey = 0


DOKAZ NAPREZANJA NA TLO

‐Naprezanja na tlo moraju biti manja ili jednaka maksimalno dopuštenom naprezanju

‐DVOOSNO SAVIJANJE : ‐c) čitav presjek je u TLAKU

‐d) presjek se dijelom odiže od tla

‐ Iz tablica prema Hülsdünker‐u


DIMENZIONIRANJE TEMELJA

‐PRIMJER : TEMELJ OPTEREĆEN VERTIKALNOM CENTRIČNOM SILOM

PRITISAK NA TLO:ps = N / A

PROVODI SE DOKAZ NA SAVIJANJE, POSMIK I PROBOJ U PRESJEKU UDALJENOM (c + h ) /2 OD VERTIKALNE OSI STUPA ZA SILU QR

ZA EKSCENTRIČNO OPTEREĆENJEPOTREBNO ODREDITI VERTIKALNU SILU QR INTEGRACIJOM NAPREZANJA PO POVRŠINI TEMELJA



‐PRIMJER : TEMELJ OPTEREĆEN VERTIKALNOM CENTRIČNOM SILOM

ARMIRANJE TEMELJA:



PROBOJ TEMELJNE PLOČE – najčešće mjerodavan pri dimenzioniranju temelja samaca



PROBOJ TEMELJNE PLOČE – ARMIRANJE POVIJENIM ŠIPKAMA



PROBOJ TEMELJNE PLOČE – ARMIRANJE SPONAMA

TRAKASTI TEMELJI

Trakasti temelji se izvode ispod zidova ili ispod niza stupova

Temelji imaju oblik obrnutog T‐presjekaU poprečnom smjeru temelj ima konzolne istake koje se proračunavaju na reaktivno opterećenjeDebljina ploče na kraju iznosi barem 20 cm.Za male konzolne istake temelja zadržava se konstantna debljina ploče.

U uzdužnom smjeru trakasti temelj nosi kao kontinuirani nosač na savijanje pod djelovanjem koncentriranih sila od stupova i od raspodijeljenih reaktivnih napona na temeljnoj plohi. Visina rebra – iz uvjeta osiguranja dovoljne krutosti trakastog temelja

Krutost na savijanje trakastog temelja i cijele konstrukcije nad temeljem:‐mora biti takva da ne nastane koncentracija napona pod stupovima‐ nejednoliko slijeganje mora biti manje od 1/1000 razmaka stupova

TRAKASTI TEMELJI

PRORAČUNSKI MODEL

Proračunski model – greda na elastično popustljivim osloncimaHorizontalno pridržanje potrebno zbog stabilnosti numeričkog proračunaWinklerov model temeljnog tla – niz diskretnih opruga odgovarajuće krutosti

TRAKASTI TEMELJI

ARMIRANJE TRAKASTOG TEMELJA ISPOD 2 STUPA

TRAKASTI TEMELJI

ARMIRANJE TRAKASTOG TEMELJA ISPOD VIŠE STUPOVA – SREDNJE POLJE

Donja uzdužna armatura raspoređuje se po cijeloj širini temelja pri čemu se 2/3 armature raspoređuje u širini rebara

Ako je proračunska poprečna sila VSd veća od otpornosti neraspucalog betonskog presjeka VRd1

proračunava armatura za preuzimanje glavnih vlačnih napona – kose šipke ili spone

TRAKASTI TEMELJI

ARMIRANJE TRAKASTOG TEMELJA

TEMELJNE PLOČE

Temeljne ploče ispod zgrada mogu biti: a)PUNE, b)REBRASTE c)ŠUPLJE

Izbor tipa temeljne ploče ovisi o:‐konstrukcijskoj shemi građevine‐veličini i rasporedu opterećenja u

tlocrtu‐ nosivosti i deformabilnosti tla

PUNA PLOČA – najjednostavniji oblik glede izvedbe, ali je veći utrošak materijalaDebljina ploče 1/6 razmaka stupova

REBRASTA TEMELJNA PLOČA – za veće opterećenje i veće razmake stupovaRebra se projektiraju po osima stupova

ŠUPLJI SANDUČASTI TEMELJI – imaju najveću krutost, ali zahtijevaju veliki utrošakmaterijala i komplicirani su za izvedbu

TEMELJNE PLOČE

PRORAČUNSKI MODELPovršinski nosačIli dijeljenjem utrake paralelne uzdužnim i poprečnim osimastupova aproksimiraštapnim sustavom

TEMELJNE PLOČE

NAGLAVNICA PILOTA

PRORAČUNSKI MODEL NAGLAVNICE

Ploče pilota se izvode debele kako bi se sile iz stupa pod odgovarajućim kutom rasporedile u pilotePritom dolazi do skretanja vertikalne sile te se pojavljuju horizontalne sile koje se preuzimaju armaturom u donjoj zoni ploče

NAGLAVNICA PILOTA

ARMATURA PILOTA

NAGLAVNICA PILOTA

ARMATURA PILOTA

NAGLAVNICA PILOTA

ARMATURA PILOTA

DUBOKO TEMELJENJE VIJADUKTA MIRNA

STATIČKI PRORAČUN§DONJI USTROJ

§Sprezanje pilota i naglavne ploče

STATIČKI PRORAČUN §Armatura naglavne ploče

OBNOVA STUPA S6 MOSTA JASENOVAC

OBNOVA STUPA S6

POTPORNEKONSTRUKCIJE

- izvedba‐ proračun‐ armiranje

Sadržaj:

1. Oblikovanje armiranobetonskih potpornih zidova

2. Dreniranje armiranobetonskih potpornih zidova

3. Dimenzioniranje i armiranje AB potpornih zidova

4. Pravila armiranja geotehničke dijafragme

1. Oblikovanje armiranobetonskihpotpornih zidova


Armiranobetonske potporne zidove možemo podijeliti u 3 osnovne kategorije:

1. Konzolni armiranobetonski zidovi

2. Konzolni armiranobetonski zidovi sa kontraforama

3. Masivni armiranobetonski zidovi


a) Masivni zid b) Konzolni zid sa istakom

c) Konzolni zid sa kontraforom


Preporučene izmjere masivnog i konzolnog potpornog zida

‐ Donja ploha temelja potpornih zidova mora se nalaziti ispod granice smrzavanja

‐ Širina temeljne stope ovisi o korisnom opterećenju na tlu iza zida


U pravilu je jednostavnog izrade potpornog zida obrnuto proporcionalna povoljnosti statičkog sustava.

Masivni gravitacijski zidovi koriste se do visine od 3 do 4 m. Izvode se u pravilu in situ.

Konzolni zidovi – racionalni su do visine od 6 do 7 m.Izvode se in situ ili od predgotovljenih montažnih elemenata.

Zidovi sa kontraforama – racionalni za visine preko 7 m.


Zidovi od predgotovljenih elemenata:

Konzolni potporni zidovi bez kontrafora se u pravilu sastoje od prizmatičnih montažnih elemenata koji čine čitav presjek potpornog zida. Elementi su duljne koja omogućava transport i jednostavnu montažu.Elementi se slažu jedan pored drugog.Viši zidovi su teži – u pravilu se dio zida dobetonira.


Zidovi od predgotovljenih elemenata:

U pravilu se izvode kod manjih visina zbog troškova transporta i montaže.

A) Zid se sastoji od dva predgotovljena dijela sa armaturom u obliku kuke koja viri iz oba dijela.Na licu mjesta betonira se spoj umetanjem uzdužne armature kroz petlju.

B) Zid je predgotovljen, a dio temelja se izvodi na licu mjesta.

C) Zid se sastoji od predgotovljenog temelja sa utorom u koji se umeće panel zida.


Zidovi od predgotovljenih elemenata sa kontraforama:

U pravilu se rijetko izrađuju predgotovljeni zidovi sa punim kontraforama.

Jednostavnije je izvoditi zatege koje smanjuju težinu i utrošak materijala.


PLOČASTI POTPORNI ZIDOVI:

Pločaste potporne zidove u pravilu formiraju jaki stupovi postavljeni na određenom razmaku između kojih se nalaze ploče ili ljuske konveksne prema nasipu koje se oslanjaju na stupove.

Zid prenosi opterećenje samo u horizontalnom smjeru između stupova jer ne postoje temelji.

S porastom dubine, raste i pritisak nasipa na zid – stoga se debljina zidanih elemenata povećava prema dolje.

I dimenzije stupova povećavaju se prema dolje zbog porasta momenata savijanja prema dnu stupova.

2. Dreniranje armiranobetonskihpotpornih zidova


Montažni zidovi su u pravilu vodopropusni te nisu potrebne posebne mjere zaštite od nakupljanja vode iza zidova.

Monolitni zidovi – potrebno je spriječiti nakupljanje vode iza zida kako bi se spriječio hidrostatski tlak na zid.

Potrebno je ugraditi procjednice (barbakane) u zid – betonske ili plastične cijevi Ø 100 mm na svakih 2 m duljine zida (prema Općim tehničkim uvjetima za radove na cestama, Knjiga 2).


Nasip od pijeska ili šljunka iza zida je propustan – dostatni su otvori na dnu zida na razmaku od 2 m.

Prelijevanje vode preko zida sprječava se rigolom na vrhu zida.


Kod nasipa od nepropusnog glinovitog materijala,na otkopanoj kosini se postavlja drenažni sloj.

3. Dimenzioniranje i armiranje armiranobetonskihpotpornih zidova

Dimenzioniranje AB zidova u Hrvatskoj provodi se prema sljedećim normama:

1. HRN EN 1991‐1‐1:2008Eurokod 1 ‐‐ Djelovanja na konstrukcije ‐‐ Dio 1‐1: Opća djelovanja ‐‐ Prostorne težine,vlastita težina i uporabna opterećenja za zgrade (EN 1991‐1‐1:2002)

2. HRN EN 1992‐1‐1:2008Eurokod 2 ‐‐ Projektiranje betonskih konstrukcija ‐‐ Dio 1‐1: Opća pravila i pravila za zgrade(EN 1992‐1‐1:2004+AC:2008)

3. HRN EN 1997‐1:2008Eurokod 7 ‐‐ Geotehničko projektiranje ‐‐ 1. dio: Opća pravila (EN 1997‐1:2004)

4. HRN EN 1997‐2:2008Eurokod 7 ‐‐ Geotehničko projektiranje ‐‐ 2. dio: Istraživanje i ispitivanje temeljnoga tla (EN 1997‐2:2007)

5. HRN EN 1998‐1:2008Eurokod 8 ‐‐ Projektiranje konstrukcija otpornih na potres ‐‐ 1. dio: Opća pravila, potresnadjelovanja i pravila za zgrade (EN 1998‐1:2004)

6. HRN EN 1998‐5:2008Eurokod 8 ‐‐ Projektiranje konstrukcija otpornih na potres ‐‐ 5. dio: Temelji, potpornekonstrukcije i geotehnička pitanja (EN 1998‐5:2004)

3. Dimenzioniranje i armiranje armiranobetonskih potpornih zidova


Potporne zidove prema EN 1997‐1 treba dimenzionirati na:

Klizanje

Prevrtanje

Globalnu stabilnost

Slom tla


Prema EN 1992‐1 dimenzionira se armirani beton:

Djelovanja na potporni zid:

1. Vlastita težina zida

2. Težina tla koja se nalazi na temelju kod konzolnih zidova

3. Horizontalni pritisak tla – OBAVEZNO SE RAČUNA SA MIRNIM PRITISKOM k0 = 1 – sin φNe smije doći do sloma konstrukcij prije nego se pojavi pomicanje, ili zakretanje zida tj.

pojavi se aktivan tlak zbog pomicanja zida

4. Hidrostatski pritisak vode iza zida se ne uzima u obzir jer je izvedena drenaža i procjednice.

5. Korisno opterećenja na vrhu zida i tlu iza zidaHorizontalan pritisak od vertikalnog opterećenja određuje se koristeći mirni pritisak tla.

6. Potresno djelovanje


Granično stanje nosivosti i uporabljivosti:

Betonski elementi dimenzioniraju se na granično stanje nosivosti sa pripadnim faktorima sigurnosti na djelovanja i materijale.

Granično stanje uporabljivosti armiranobetonskih elemenata zahtjeva da širina pukotina za nazovi‐stalnu kombinaciju opterećenja bude manja od 0,30 mm.

Često je granično stanje uporabljivosti mjerodavno za dimenzioniranje jer su stalna djelovanja dominantno opterećenje (vlastita težina i horizontalan pritisak tla iza zida).

Zid se dimenzionira kao konzola upeta na dnu (na spoju sa temeljem).

Prednji dio temelja do zida dimenzionira se kao konzola koja je upeta na spoju sa zidom opterećena linijskim kontinuiranim opterećenjem na dodiru sa tlom.Opterećenje se dobiva integracijom naprezanja na tlo.

Stražnji dio temelja iza zida se dimenzionira kao konzola upeta na spoju sa zidom opterećena vlastitom težinom, tlom koje se nalazi na njoj, korisnim opterećenjem na površini tla koje djeluje na nju, pri čemu se odbija pritisak tla s donje strane koje se pojavljuje kao reakcija na djelovanja.


Dimenzioniranje AB zida:

Zid se dimenzionira kao konzola opterećena horizontalnim pritiscima tla + pripadno vertikalno opterećenje.

Računski model je greda širine 1 m jer se opterećenje prenosi savijanjem u vertikalnoj ravniniSile za dimenzioniranje betona – OBAVEZNO SAkoeficijentom MIRNOG PRITISKA TLA.

Duljina konzole – od vrha zida do spoja sa temeljemDjeluje rezultantna sila E1.

Klizanje i prevrtanje se računaju sa ukupnom silom(zbroj E1 + E2) pri čemu se djelovanja određuju sakoeficijentom aktivnog pritiska tla ako je zid deformabilanprema EN 1997‐1.

Horizontalna armatura je konstruktivna – odabire se prema pravilima armiranja debelih AB zidova.


Dimenzioniranje AB temelja:

TEMELJ ISPRED ZIDA:

1. Određivanje naprezanja na tlo uz uporabuMIRNOG PRITISKA TLA

2. Konzola širine 1 m upeta u zid je opterećena sa reakcijom tla

TEMELJ IZA ZIDA:

Na temelj djeluje vertikalno opterećenjea) Težina tlab) Korisno opterećenje na tluc) Odbija se sila reakcije od tla


Horizontalna armatura u potpornim zidovima:

Zidovi se izvode u kampadama duljine do 12 m (duljina armature).

Potporne zidove je potrebno vertikalno dilatirati – sprječava se pucanje zidova uslijed skupljanja betona (duljina kampade max. 12 m).

Kod konzolnih zidova bez kontrafora horizontalna armatura se ugrađuje prema skici na sljedećem slide‐u.

Horizontalna armatura služi za sprečavanje nastanka pukotina jer temelj ne dozvoljava slobodno deformiranje zida na spoju sa temeljem.

Kod elemenata velike debljine, horizontalnom armaturom se sprječava i nastanak pukotina uslijed hlađenja mladog betona.

Masivni betoni razvijaju veliku temperaturu, površina se brže hladi te nastaju površinske pukotine – potrebno provesti poseban proračun.

Preporuka: Knjiga autora: G. Meyer / R. MeyerRissbreitenbegrenzung nach DIN 1045‐1 (2008) für dicke Bauteilesadrži dijagrame za odabir armature koja sprječava pucanje mladog betona debelih ploča i zidova


Horizontalna armaturau potpornim zidovima:


Armatura u potpornom zidu:


Armatura u potpornom zidu:


Armatura uz vertikalnu dilataciju zida ‐ brtva:


Zidovi sa kontraforama:

Tlocrt



Njihovom primjenom smanjuju se dimenzije zida, količina potrebne armature, naprezanja i deformacije u betonu potpornog zida.

Rebra za ojačanje debljine 50 do 70 cm postavljaju se na razmaku 3 do 5 m.

Njihov oblik se prilagođava dimenzijama temelja.

Vrh rebra je 50 do 70 cm ispod nivelete prometnice, tako da ne zadire u kolovoznu konstrukciju (kod zidova koji podupiru trup ceste).

Zidovi sa rebrima sa prednje strane primjenjuju se kod zidova manjih visina kada je potrebna ravna ploha stražnje strane zida pri čemu je proširen temelj sa prednje strane zida kako bi se mogla preuzeti sva djelovanja.



Dodavanjem kontrafora znatno se povećava učinkovitost visokih konzolnih potpornih zidova.

Osnovna ideja – aktiviranje nosivosti zida u horizontalnom smjeru između kontrafora.

Razmak kontrafora u pravilu iznosi 0,50 do 0,75 H (H ukupna visina potpornog zida).

Debljina kontrafora – minimalno 25 cm.

U pravilu se nalaze iza zida – prekriveni su tlom.

Ponekad su ispred zida, što je statički povoljnije jer se uslijed savijanja zida u njima pojavljujetlačna sila, ali osnovni nedostatak je zauzimanje prostora ispred zida.

Zidovi sa kontraforama se sastoje od temeljne ploče i zidova koji se oslanjaju na kontrafore.

Statički se ponašaju kao ploče upete na tri ruba – postavlja se pitanje stupnja upetosti koji ovisi o načinu armiranja.

Dvodimenzionalno preuzimanje opterećenja u zidu je najracionalnije promatrati na FEM modelima.





U gornjem dijelu zida, sile se primarno prenose u horizontalnom smjeru između kontrafora:– zid se savija kao ploča između kontrafora – vlačna naprezanja se pojavljuju na vanjskoj plohi zida.

Donji dio zida se dominantno savija u vertikalnom smjeru (prema dijagramu momenata savijanja u vertikalnom smjeru dobivenom na 3D FEM modelu) – vlačna naprezanja se pojavljuju na plohi zida u dodiru sa tlom (stražnja ploha zida).

‐Maksimalni momenti savijanja u vertikalnom smjeru pojavljuju se u sredini zida između kontrafora.

Približni proračuni teško mogu obuhvatiti složene ponašanje sustava – stoga su neophodni detaljniji FEM proračuni kako se točnije odredila armatura i postavila uz odgovarajuću plohu zida

Stupanj upetosti u kontrafore je moguće povećati izvođenjem vuta.



Moguća je i izvedba ploče za relaksaciju na određenoj visini, ali nije uobičajeno zbog problema izvedbe.


Zidovi sa kontraforama ‐ armiranje:

Horizontalna armatura u zidu:Najveća horizontalna armatura se nalazi između kontrafora uz vanjsku plohu zida iuz kontrafore na unutarnjoj plohi zida (zid se ponaša kao kontinuirana greda sa osloncima na mjestu kontrafora).

Vertikalna armatura u zidu:Najveća vertikalna armatura u zidu se nalazi na spoju zida sa temeljem, uz unutarnju plohu zida.



Temeljna ploča:

Slično se ponaša i temeljna ploča, kontinuirani sustav oslonjen sa mjestu kontrafora, upet u zid.

Momenti savijanja u temeljnoj ploči:



Temeljna ploča:

Potrebna armatura


Zidovi sa kontraforama ‐ deformacije:


Zidovi sa kontraforama ‐ armiranje:Kontrafore:Kontrafore se ponašaju kao T ‐ greda promjenjive visine poprečnog presjekaVlačnu vertikalnu armaturu je potrebno ugraditi što dalje od spoja kontrafore sa zidom kao bi postigli što veći krak sile.


4. Armiranje geotehničkih dijafragmi


Iskop sa čeličnom trakom u fugama:



Pravila za armiranje geotehničkih dijafragmi:



Ovisno o karakteristikama betona tijekom ugradnje definirani su razmaci armature za trajne i privremene konstrukcije.

Vrijednosti e1 i e2 u tablici su naveden za beton sa maksimalnim zrnom agregata ≤ 32 mm.

Za beton sa maksimalnim zrnom agregata 63 mm vrijednosti u tablici potrebno je pomnožitisa faktorom 1,50.



Norma HRN EN 1538:2008 ‐ Izvedba posebnih geotehničkih radova ‐‐ Dijafragme (EN 1538:2000) sadrži dodatne uvijete za armiranje dijafragmi:

‐ Jedan element po svojoj visini može imati jedan ili više armaturnih koševa

‐ Dno koša se mora nalaziti barem 20 cm iznad dna iskopa

‐Minimalni promjer vertikalne armature iznosi 12 mm, pri čemu se uz svaku vertikalnu plohunalaze po vertikalne 3 šipke u 1 m širine dijafragme

‐ Horizontalni svijetli razmak između jedne vertikalne šipke ili grupe šipki mora iznositi barem 10 cm, na mjestu prekolopa ili jako armiranih elemenata se može smanjiti na 8 cm ako se pritom koristi beton sa maksimalnim zrnom agregata do 20 mm

‐ Vertikalni razmak između horizontalne armature mora iznositi barem 15 cm, preporuka 20 cm

‐ Svijetli razmak između dva armaturna koša u jednom AB elementu mora iznositi 20 cm

‐ Svijetli razmak između ruba armaturnog koša i fuge elementa mora iznositi barem 10 cm.



Norma HRN EN 1538:2008 ‐ Izvedba posebnih geotehničkih radova ‐‐ Dijafragme (EN 1538:2000) sadrži dodatne uvijete za armiranje dijafragmi:

Udaljenost između vanjskog ruba armaturnog koša i ruba iskopa mora biti barem 7,5 cm;moguće smanjiti na 6 cm kod privremenih konstrukcija.

‐Dozvoljene tolerancije za armaturne koševe:

Širina koša u smjeru poprečno na smjer pružanja dijafragme: ± 10 mm

Duljina preklopa, sidrenja, itd : ± 70 mm

Visina koša : ± 50 mm

Horizontalna širina armaturnog koša u smjeru dijafragme : ± 70 mm

Documents

09 Temeljenje i Potporne Konstrukcije