1

Cuprins Lista notaŃiilor şi simbolurilor..........................................................................................................3 1. Prevederi generale .......................................................................................................................7 2. Principii generale ale conformării de rezistenŃă a infrastructurilor ................................................7

2.1. Definirea sistemului structural şi a subsistemelor componente ale construcŃiei ......................7 2.2. CerinŃe privind proiectarea fundaŃiilor...................................................................................8 2.3. CerinŃe privind proiectarea substructurilor ............................................................................8

3. Alegerea tipului de fundaŃie. ........................................................................................................9 3.1. Factori de care depinde alegerea tipului de fundaŃie. .............................................................9 3.2. Criterii pentru alegerea adâncimii minime de fundare .........................................................10

4. Materiale utilizate la fundaŃii .....................................................................................................11 5. Solicitări transmise infrastructurilor...........................................................................................12

5.1. Prevederi generale ..............................................................................................................12 5.2. Solicitări transmise infrastructurilor în grupările fundamentale de încărcări ........................12 5.3. Solicitări transmise infrastructurilor în grupările speciale de încărcări .................................12

6. Stabilirea dimensiunilor bazei fundaŃiei .....................................................................................13 6.1. CondiŃii generale.................................................................................................................13 6.2. Calculul terenului de fundare pe baza presiunilor convenŃionale .........................................16 6.3. Calculul terenului de fundare la starea limită de deformaŃii .................................................17 6.4. Calculul terenului de fundare la starea limită de capacitate portantă ....................................18

7. Proiectarea fundaŃiilor izolate ....................................................................................................18 7.1. FundaŃii pentru stâlpi de beton armat monolit......................................................................19 7.1.1. FundaŃii tip talpă de beton armat ......................................................................................19 7.1.2. FundaŃii tip bloc şi cuzinet..........................................................................................22 7.2. FundaŃii pentru stâlpi de beton armat prefabricaŃi................................................................25 7.2.1. Dimensiunile secŃiunilor de beton ....................................................................................25 7.2.4. Verificarea tălpii fundaŃiei pahar. .....................................................................................29 7.3. FundaŃii pentru stâlpi metalici .............................................................................................31

8. Proiectarea fundaŃiilor continue de beton armat sub stâlpi..........................................................33 8.1. Domeniul de aplicare ..........................................................................................................33 8.2. Alcătuirea fundaŃiilor ..........................................................................................................34 8.2.1. SecŃiunea de beton ...........................................................................................................34 8.2.2. Armarea fundaŃiilor..........................................................................................................35 8.3. Calculul grinzilor continue..................................................................................................35 8.3.1. Calculul cu metode simplificate .......................................................................................35 8.3.2. Calculul cu metode care iau în considerare conlucrarea între fundaŃie şi teren ..................37

9. Proiectarea fundaŃiilor construcŃiilor cu pereŃi structurali de zidărie ...........................................41 9.1. Prevederi generale de alcătuire............................................................................................41 9.2. FundaŃii la clădiri amplasate pe teren bun de fundare în zone cu seismicitate redusă ...........42 9.2.1. FundaŃii la clădiri fără subsol ...........................................................................................42 9.2.2. FundaŃii la clădiri cu subsol..............................................................................................46 9.2.3. Dimensionare fundaŃiilor..................................................................................................46 9.3. FundaŃii la clădiri amplasate pe teren bun de fundare în zone cu seismicitate ridicată ..........49 9.4. SoluŃii de fundare la pereŃi nestructurali ..............................................................................51 9.5. Racordarea în trepte a fundaŃiilor având cote de fundare diferite .........................................53 9.6. FundaŃii la rosturi de tasare .................................................................................................53 9.7. FundaŃii la clădiri amplasate pe terenuri dificile ..................................................................53 9.7.1. FundaŃii pe pământuri foarte compresibile şi pământuri sensibile la umezire ....................54 9.7.2. FundaŃii pe pământuri cu umflări şi contracŃii mari ..........................................................57

10. Proiectarea fundaŃiilor construcŃiilor cu pereŃi structurali de beton armat .................................60 10.1. Principii generale de proiectare .........................................................................................60

2

10.2. Încărcări transmise infrastructurilor de pereŃii structurali de beton armat...........................62 10.3 Dimensionarea tălpii fundaŃiilor.........................................................................................62 10.4 Alcătuirea fundaŃiilor pentru pereŃii structurali de beton armat ...........................................63

11. Proiectarea radierelor de beton armat .......................................................................................65 11.1. Alcătuire generală şi domenii de aplicare ..........................................................................65 11.2. Elemente constructive şi de proiectare...............................................................................68 11.3. Calculul radierelor ............................................................................................................70 11.3.1 Metode simplificate pentru calculul radierelor rigide.......................................................72 11.3.2. Calculul radierelor pe mediu Winkler.............................................................................73 11.3.3. Calculul radierelor pe mediu Boussinesq........................................................................73 11.3.4. Calculul radierelor pe mediu Winkler - Boussinesq ........................................................74

12. Infrastructuri............................................................................................................................74 12.1. Prevederi generale.............................................................................................................74 12.1.1. Clasificarea infrastructurilor după modul de comportare la acŃiuni seismice ...................74 12.1.2. Clasificarea infrastructurilor după modul de solicitare a terenului de fundare .................74 12.2. Schematizarea încărcărilor pentru calculul infrastructurii ..................................................75 12.3. Calculul eforturilor în elementele infrastructurii................................................................75 12.3.1. Schematizarea pentru calcul a infrastructurii ..................................................................76 12.3.2. Schematizarea pentru calcul a pereŃilor cu goluri ai infrastructurilor...............................76 12.3.3. Schematizarea terenului de fundare pentru calcul infrastructurilor..................................78 12.4. Dimensionarea elementelor infrastructurii.........................................................................78 12.4.1. Verificarea planşeelor ....................................................................................................78 12.4.2. Verificarea pereŃilor .......................................................................................................78 12.4.3. Verificarea pereŃilor în zonele de discontinuitate ............................................................79 12.4.4. Verificarea fundaŃiilor ....................................................................................................80 12.5. Transmiterea eforturilor la infrastructură prin indermediul planşeelor - “efectul de menghină” .................................................................................................................................81 12.5.1. Prevederi generale..........................................................................................................81 12.5.2. Elemente de calcul, dimensionare şi verificare ...............................................................81

BIBLIOGRAFIE ANEXA A REGLEMENTĂRI TEHNICE ANEXA B B1. PRESIUNI CONVENłIONALE B2. DEPLASĂRI SAU DEFORMAłII ADMISE. VALORI ORIENTATIVE B3. CALCULUL TERENULUI DE FUNDARE LA STAREA LIMITĂ DE DEFORMAłII B4. CALCULUL TERENULUI DE FUNDARE LA STAREA LIMITĂ DE CAPACITATE

PORTANTĂ ANEXA C CALCULUL GRINZILOR CONTINUE PE MEDIU WINKLER C1. METODA DE CALCUL BAZATĂ PE SOLUłII EXACTE C2. METODE NUMERICE DE CALCUL ANEXA D CALCULUL GRINZILOR PE MEDIU BOUSSINESQ ANEXA E CALCULUL RADIERELOR PE MEDIU WINKLER ANEXA F CALCULUL RADIERELOR PE MEDIU WINKLER – BOUSSINESQ ANEXA H CALCULUL PRESIUNILOR PE TEREN ALE FUNDAłIILOR IZOLATE DE FORMĂ DREPTUNGHIULARĂ

3

Lista notaŃiilor şi simbolurilor

NotaŃia sau simbolul UM SemnificaŃia A [m2] Aria secŃiunii transversale a sistemului de

fundare Aas [mm2] Aria de armătură de suspendare Aav [mm2] Aria armăturii verticale AP [mm2] Aria minimă a plăcii AS [mm2] Aria laterală a stâlpului pe înălŃimea paharului Awf [m2] SuprafaŃa secŃiunii de forfecare (lunecare) dintre

elementul vertical şi planşeu (placă) B [m] Dimensiunea cea mai mică a tălpii fundaŃiei

având forma dreptunghiulară în plan B [m] LăŃimea sistemului de fundare (pentru fundaŃii de

secŃiune dreptunghiulară în plan) Ba [m] LăŃimea activă a fundaŃiei Bp [m] LăŃimea (sau diametrul) plăcii utilizate pentru

determinarea caracteristicilor de compresibilitate prin incercarea pe teren

D [kNm] Rigiditatea cilindrică a radierului E [kPa] Modulul de elasticitate Es [kPa] Modulul de deformaŃie liniară al terenului de

fundare Es

* [kPa] Modulul dinamic de deformaŃie liniară al terenului de fundare

CI'E [kPa] Rigiditatea aproximativă a construcŃiei

FI'E [kPa] Rigiditatea fundaŃiei

F [kN] ForŃa tăietoare transmisă între pereŃii cu planuri mediane intersectate

G [kPa] Modulul transversal (de forfecare) H [m] ÎnălŃimea fundaŃiei H’ [m] ÎnălŃimea la marginea fundaŃiei tip obelisc H1, H2 [m] ÎnălŃimile treptelor blocului din beton simplu HC [m] ÎnălŃimea secŃiunii fundaŃiei continue Hf [m] Grosimea fundului paharului Hî [m] Adâncimea de îngheŃ Hmin [m] ÎnălŃimea minimă a fundaŃiei HP [m] ÎnălŃimea paharului I [m4] Momentul de inerŃie al secŃiunii transversale a

sistemului de fundare în lungul axei longitudinale IC [-] Indicele de consistenŃă If [-] Momentul de inerŃie al unei fâşii de radier

definită între mijloacele a două deschideri succesive.

IP [%] Indicele de plasticitate K

[-]

Coeficient care depinde de forma în plan a fundaŃiei, rigiditatea fundaŃiei, cota z a punctului pentru care se calculează tasarea

K0 [-] Coeficientul presiunii laterale a pământului în stare de repaos

4

KG [-] Indice de rigiditate pentru radiere generale de formă dreptunghiulară

KR [-] Rigiditatea relativă L [m] Dimensiunea cea mai mare a tălpii fundaŃiei

având forma dreptunghiulară în plan L [m] Lungimea sistemului de fundare (pentru fundaŃii

de secŃiune dreptunghiulară în plan) L0 [m] DistanŃa dintre doi stâlpi vecini L1 [m] Lungimea treptei blocului din beton simplu La, Lb [m] Valoarea maximă a dimensiunilor plăcii de bază Ls [kN] Valoarea de calcul a forŃei de lunecare transmisă

planşeului superior M [kNm] Momentul încovoietor rezultant în centrul de

greutate al secŃiunii fundaŃiei M [kPa] Modulul edometric M0 [-] Coeficient de corelaŃie între valoarea modului

edometric în intervalul de presiuni 200÷300kPa şi modulul de deformaŃie liniară

M1 [kNm] Momentul încovoietor transmis paharului prin presiuni pe peretele frontal

M2-3 [kPa] Modulul edometric determinat pentru intervalul de presiuni 200÷300kPa

Mi [kNm] Momentul încovoietor în stâlpul i Mr, Mc [kNm] Momentele încovoietoare rezultate în plan

orizontal aplicate părŃii superioare a peretelui frontal

MST,cap [kNm] Momentul capabil al stâlpului în secŃiunea de la faŃa paharului

Mx [kNm] Momentul încovoietor faŃă de secŃiunea x-x My [kNm] Momentul încovoietor faŃă de secŃiunea y-y N [kN] ForŃa axială N [-] Numărul de lovituri necesare penetrării instalaŃiei

SPT pe o adâncime de 30cm, pentru un diametru al tijei de penetrare de 50mm

N [kN] Rezultanta încărcărilor axiale în centrul de greutate al secŃiunii fundaŃiei

N1cap [kN] ForŃa axială transmisă la pahar prin betonul de monolitizare

Ni [kN] ForŃa axială în stâlpul i NP [kN] ForŃa de întindere în pereŃii longitudinali NST.montaj [kN] ForŃa axială maximă în stâlp în faza de montaj a

structurii prefabricate P [kN] Rezultanta presiunilor pe peretele frontal Q [kN] ForŃa tăietoare Qas [kN] ForŃa tăietoare în elementul vertical al

suprastructurii asociată mecanismului de plastificare la acŃiuni seismice

Qinf [kN] ForŃa tăietoare care se dezvoltă în elementul vertical sub planşeu

Ra [kPa] RezistenŃa de calcul a armăturii de suspendare.

5

Rc* [N/mm2] RezistenŃa de calcul de bază la compresiune a

betonului Ri [kN] ReacŃiunea în reazemul i Rt [N/mm2] RezistenŃa de calcul la întindere a betonului din

stâlp U [m] Perimetrul secŃiunii de forfecare W [m3] Modulul de rezistenŃă al tălpii fundaŃiei având

forma dreptunghiulară în plan W [m3] Modulul de rezistenŃă al secŃiunii transversale a

sistemului de fundare

bf [m] LăŃimea unei fâşii de radier definită între mijloacele a două deschideri succesive

cU [kPa] RezistenŃa la compresiune monoaxială a pământului (coeziunea nedrenată)

di [m] DistanŃa din centrul de greutate al tălpii fundaŃiei la axul stâlpului i

e [-] Indicele porilor h [mm] ÎnălŃimea secŃiunii transversale a grinzii h [m] ÎnălŃimea probei analizate h [m] Grosimea radierului hc [mm] ÎnălŃimea cuzinetului hc [mm] ÎnălŃimea secŃiunii transversale a grinzii în câmp hd [m] ÎnălŃimea diafragmelor hr [mm] ÎnălŃimea secŃiunii transversale a grinzii în

reazem k’s [kN/m3] Coeficientul de pat obŃinut prin încercarea de

probă cu placa de latură sau diametru Bp k1 [kN/m3] Coeficientul de pat obŃinut din încercarea cu

placa de 1m2 (Bp=1.0m) ks [kN/m3] Coeficientul de pat al mediului deformabil lancorare [mm] Lungimea de ancorare lc [mm] Lungimea cuzinetului le [mm] Lungimea elastică ls, bs [mm] Dimensiunile secŃiunii transversale a stâlpului m [-] Coeficient de corecŃie care depinde de raportul

între grosimea z0 a stratului deformabil şi lăŃimea B a sistemului de fundare

mbt [-] Coeficientul condiŃiilor de lucru p [kPa] Presiunea de contact fundaŃie-teren qc [kPa] RezistenŃei pe vârf (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 tălpii fundaŃiei (pe direcŃie verticală) z0 [m] Grosimea stratului deformabil

∑ caI'E (kPa) Rigiditatea cadrelor din componenŃa construcŃiei

6

α [-] Factorul de transformare de la valoarea k’s la

valoarea ks α [º] Unghiul blocului din beton simplu β [º] Unghiul cuzinetului ε [%] DeformaŃia longitudinală specifică

φ [mm] Diametrul barei de armătură λ [m-1] Coeficientul de flexibilitate pentru radiere sub

stâlpi uniform distribuiŃi pe suprafaŃa acestora µ [-] Coeficient de frecare νs [-] Coeficientul de contracŃie transversală (Poisson)

al terenului de fundare νs

* [-] Coeficientul dinamic de contracŃie transversală (Poisson) al terenului de fundare

ρ [g/cm3] Densitate

σ [kPa] Efort unitar normal σz [kPa] Efort unitar vertical τmed [kPa] Efortul unitar tangenŃial mediu pe suprafaŃa de

lunecare

7

1. Prevederi generale 1.1. Prezentul normativ se aplică la proiectarea structurilor de fundare directă pentru clădirile de locuit şi social – culturale, construcŃiile industriale şi agrozootehnice. La proiectarea structurilor de fundare directă se va avea în vedere respectarea cerinŃelor prevăzute la punctul 2.2 şi în reglementările tehnice conexe. La proiectarea structurilor de fundare directă în condiŃii speciale de teren (pământuri sensibile la umezire, pământuri contractile, pământuri lichefiabile) se au în vedere şi măsurile suplimentare din reglementările tehnice în vigoare specifice acestor cazuri. 1.2. Normativul se referă la următoarele tipuri de fundaŃii directe: a) fundaŃii izolate; b) fundaŃii continue; c) fundaŃii radier. 1.3. Reglementări tehnice conexe sunt enumerate în anexa A. 2. Principii generale ale conformării de rezistenŃă a infrastructurilor 2.1. Definirea sistemului structural şi a subsistemelor componente ale construcŃiei 2.1.1. Sistemul structural reprezintă ansamblul elementelor care asigură rezistenŃa şi stabilitatea unei construcŃii sub acŃiunea încărcărilor statice şi dinamice (inclusiv cele seismice). Elementele structurale pot fi grupate în patru subsisteme: suprastructura S; substructura B; fundaŃiile F; terenul de fundare T (Fig. 2.1). 2.1.2. Suprastructura (S) reprezintă ansamblul elementelor de rezistenŃă situate deasupra infrastructurii. 2.1.3. Infrastructura (Ι) este alcătuită din substructură şi fundaŃii. La construcŃiile care nu au substructură, infrastructura este alcătuită din fundaŃii. 2.1.4. Substructura (B) este zona poziŃionată între suprastructură şi fundaŃii. În raport cu suprastructura, aceasta prezintă diferenŃe de alcătuire şi conformare, care conduc la capacităŃi de rigiditate şi rezistenŃă majorate. 2.1.5. FundaŃiile (F) reprezintă ansamblul elementelor structurale care transmit încărcările la terenul de fundare. 2.1.6. Terenul de fundare (T) constituie suportul construcŃiei şi reprezintă volumul de rocă sau de pământ care resimte influenŃa construcŃiei respective sau în care pot avea loc fenomene care să influenŃeze construcŃia.

8

Fig. 2.1 Componentele sistemului structural: Suprastructura S; Substructura B; FundaŃiile F; Terenul de fundare T; Ιnfrastructura Ι

2.2. CerinŃe privind proiectarea fundaŃiilor 2.2.1. FundaŃiile trebuie proiectate astfel încât să transmită la teren încărcările construcŃiei, inclusiv cele din acŃiuni seismice, asigurând îndeplinirea condiŃiilor privind verificarea terenului de fundare la stări limită. 2.2.2. FundaŃiile ca elemente structurale se vor proiecta astfel încât să fie îndeplinite condiŃiile de verificare la stările limită ultime şi ale exploatării normale. 2.3. CerinŃe privind proiectarea substructurilor 2.3.1. Substructura are rolul de a prelua încărcările provenite de la suprastructură şi de a le transmite fundaŃiilor. 2.3.2. Substructura este alcătuită de regulă din elemente structurale verticale (pereŃi, stâlpi) şi elemente orizontale sau înclinate (plăci, grinzi etc.). 2.3.3. Proiectarea substructurii trebuie să Ńină cont de conlucrarea cu fundaŃiile şi suprastructura. 2.3.4. La proiectarea substructurilor se vor lua în considerare încărcările proprii, încărcările transmise de suprastructură şi de teren conform prevederilor de la cap. 5. 2.3.5. Eforturile din acŃiuni seismice transmise substructurii se vor asocia mecanismului de plastificare al suprastructurii (Fig. 2.2). Această condiŃie nu este obligatorie în zonele seismice de calcul E şi F definite conform normativului P100-92. 2.3.6. La proiectarea elementelor structurale ale substructurii vor fi îndeplinite condiŃiile de verificare la stările limită ultime şi ale exploatării normale. Infrastructura se va proiecta astfel încât să fie solicitată, de regulă, în domeniul elastic de comportare. Se admite proiectarea mecanismului de plastificare a structurii la acŃiuni seismice severe cu dezvoltarea de articulaŃii plastice şi în

9

substructură. In aceste situaŃii se vor lua măsuri care să asigure o comportare ductilă a substructurii şi accesul pentru intervenŃii post seismice.

Fig. 2.2. Sisteme structurale cu mecanisme de plastificare în suprastructură 3. Alegerea tipului de fundaŃie. 3.1. Factori de care depinde alegerea tipului de fundaŃie. Alegerea tipului de fundaŃie şi a adâncimii de fundare se face funcŃie de următorii factori: 3.1.1. Sistemul structural al construcŃiei: - tipul de suprastructură (în cadre, cu pereŃi etc.); - dimensiuni (deschideri, travei, înălŃimi – suprateran şi subteran); - alcătuirea substructurii; - materiale (beton, metal, zidărie etc.); - eforturile transmise fundaŃiilor în grupările fundamentale şi speciale de încărcări; - mecanismul de disipare a energiei induse de acŃiunea seismică (poziŃia zonelor potenŃial plastice, eforturile transmise fundaŃiilor etc.); - sensibilitatea la tasări a sistemului structural. 3.1.2. CondiŃiile de teren: - natura şi stratificaŃia terenului de fundare, caracteristicile fizico-mecanice ale straturilor de pământ sau de rocă şi evoluŃia acestora în timp; - condiŃiile de stabilitate generală a terenului (terenuri în pantă cu structuri geologice susceptibile de alunecări de teren etc.); - condiŃiile hidrogeologice (nivelul şi variaŃia sezonieră a apelor subterane, agresivitatea apelor subterane, circulaŃia apei prin pământ etc.) - condiŃiile hidrologice (nivelul apelor de suprafaŃă, posibilităŃi de producere a inundaŃiilor, a fenomenului de afuiere etc.). 3.1.3. CondiŃiile de exploatare ale construcŃiei: - eforturile transmise la fundaŃii (din sarcini statice şi dinamice – vibraŃii produse de utilaje etc.); - posibilitatea pierderilor de apă sau substanŃe chimice din instalaŃiile sanitare sau industriale; - încălzirea terenului în cazul construcŃiilor cu degajări mari de căldură (cuptoare, furnale etc.); - degajări de gaze agresive care poluează apele meteorice şi accentuează agresivitatea chimică a apelor subterane;

T

S

F

ArticulaŃii plastice

T

S

B ΙΙΙΙ F

Perete Stâlp Grindă

10

- influenŃa deformaŃiilor terenului de fundare asupra exploatării normale a construcŃiei, - limitarea tasărilor în funcŃie de cerinŃele tehnologice specifice. 3.1.4 CondiŃiile de execuŃie ale infrastructurii: - adâncimea săpăturii pentru realizarea fundaŃiilor construcŃiei şi modul de asigurare a stabilităŃii săpăturii; - existenŃa unor construcŃii în vecinătate care pot fi afectate de lucrările de execuŃie a infrastructurii (instabilitatea taluzului, afuierea terenului la realizarea epuismentelor etc.); - sistemul de epuismente; - prezenŃa reŃelelor de apă-canal, de gaze, de energie electrică etc. 3.2. Criterii pentru alegerea adâncimii minime de fundare 3.2.1. Adâncimea de fundare este distanŃa măsurată de la nivelul terenului (natural sau sistematizat) până la talpa fundaŃiei. Adâncimea minimă de fundare se stabileşte în funcŃie de: - adâncimea de îngheŃ; - nivelul apei subterane; - natura terenului de fundare; - înălŃimea minimă constructivă a fundaŃiei, - condiŃiile tehnologice. Adâncimea minimă de fundare se stabileşte conform tabelului 3.1 în funcŃie de natura terenului de fundare, adâncimea de îngheŃ şi nivelul apei subterane.

Tabelul 3.1 Adâncimea minimă de fundare

(cm)

Terenul de fundare

Hî adâncimea de

îngheŃ conform STAS 6054-77

(cm)

H adâncimea apei

subterane faŃă de cota terenului

natural (m)

Terenuri supuse acŃiunii

îngheŃului

Terenuri ferite de îngheŃ*)

Roci stâncoase oricare oricare 30÷40 20 H≥2.00 Hî 40 Pietrişuri curate,

nisipuri mari şi mijlocii curate

oricare H<2.00 Hî+10 40

H≥2.00 80 50 Hî≤70

H<2.00 90 50 H≥2.00 Hî+10 50

Pietriş sau nisip argilos, argilă grasă

Hî>70 H<2.00 Hî+20 50 H≥2.50 80 50

Hî≤70 H<2.50 90 50 H≥2.50 Hî+10 50

Nisip fin prăfos, praf argilos, argilă

prăfoasă şi nisipoasă Hî>70 H<2.50 Hî+20 50

*)ObservaŃie – Valorile date pentru cazul terenurilor ferite de îngheŃ se măsoară de la cota inferioară a pardoselii. 3.2.2. Adâncimea de îngheŃ are valorile indicate în STAS 6054/87.

11

3.2.3. Talpa fundaŃiei va pătrunde cel puŃin 20cm în stratul de fundare natural sau îmbunătăŃit. 3.2.4. Pentru construcŃiile fundate pe terenuri dificile (pământuri sensibile la umezire, pământuri contractile, pământuri lichefiabile, etc.), adâncimea de fundare se stabileşte în conformitate cu prescripŃiile tehnice în vigoare specifice acestor cazuri. 4. Materiale utilizate la fundaŃii 4.1. FundaŃiile se alcătuiesc în mod obişnuit din: - beton armat; - beton simplu; - zidărie de piatră. 4.2. Caracteristicile betoanelor utilizate la executarea fundaŃiilor se stabilesc de proiectant în funcŃie de destinaŃie, solicitări, condiŃiile mediului de fundare şi influenŃa acestora asupra durabilităŃii betonului din fundaŃii, conform precizărilor din NE 012-99. 4.3. Clasele minime de beton se stabilesc astfel: a) Beton simplu C4/5– pentru umpluturi, egalizări şi bloc (la fundaŃiile tip bloc şi cuzinet). b) Beton armat C8/10 pentru fundaŃii izolate sau continue, fundaŃii pahar monolite, cuzineŃi, radiere şi reŃele de grinzi neexpuse la acŃiuni agresive, cu procente optime de armare; C12/15 pentru fundaŃii pahar prefabricate, fundaŃii supuse la solicitări importante şi fundaŃii supuse la acŃiuni dinamice. În condiŃii de agresivitate caracteristicile betoanelor se stabilesc conform prevederilor din NE 012-99 şi InstrucŃiunile Tehnice C215-88. 4.4. Pentru fundaŃiile din zidărie de piatră se aplică prevederile din STAS 2917-79. Mortarul întrebuinŃat este din var şi ciment de marcă minim M10 conform STAS 1030-85. 4.5. Pentru fundaŃiile continue ale construcŃiilor cu cel mult un nivel amplasate în mediul rural se pot aplica şi soluŃii constructive bazate pe folosirea materialelor locale. FundaŃiile se pot realiza din zidărie de piatră sau beton ciclopian. 4.6. Tipul de ciment ce se utilizează la prepararea betonului pentru fundaŃii se stabileşte în funcŃie de influenŃa condiŃiilor mediului de fundare, în conformitate cu prevederile Normativului NE 012-99. 4.7. OŃelul beton trebuie să îndeplinească condiŃiile tehnice prevăzute în STAS 438/1-89 şi STAS 438/2-91. Pentru armătura rezultată din criterii constructive se utilizează de regulă oŃel OB37 iar pentru armătura de rezistenŃă rezultată din calcul se utilizează oŃel OB37, PC sau plase sudate din STNB.

12

5. Solicitări transmise infrastructurilor 5.1. Prevederi generale 5.1.1. Solicitările transmise infrastructurilor se determină considerând eforturile transmise de suprastructură, încărcările aplicate direct infrastructurii (încărcări din greutatea proprie, din încărcări de exploatare, forŃe seismice etc.), presiuni sau împingeri ale pământului, presiunea apei etc. Orice acŃiune semnificativă pentru proiectarea elementelor infrastructurii sau pentru verificarea terenului de fundare se va considera în categoria de solicitări transmise infrastructurii. 5.1.2. Solicitările transmise infrastructurilor se determină în grupările fundamentale de încărcări şi în grupările speciale de încărcări. Stabilirea solicitările transmise infrastructurilor în grupările speciale de încărcări este, de regulă, condiŃionată de dimensionarea completă a suprastructurii. 5.1.3. Solicitările transmise infrastructurilor se determină cu valori corespunzătoare proiectării elementelor de beton ale infrastructuturii şi cu valori corespunzătoare verificării terenului de fundare. 5.1.4. Structurile considerate în calcul în stadiul de comportare liniară (elastic) se recomandă să fie schematizate ca ansamblul constituit din suprastructură, infrastructură şi teren de fundare. 5.1.5. În gruparea specială de încărcări la acŃiuni seismice, când, de regulă, se acceptă plastificarea suprastructurii şi dezvoltarea unui mecanism de disipare a energiei induse de cutremur, solicitările transmise infrastructurilor se determină corespunzător forŃelor generalizate (N, M, Q etc.) dezvoltate în secŃiunea de la baza suprastructurii (fig 5.1).

Fig. 5.1 Solicitările transmise infrastructurii de suprastructură. 5.2. Solicitări transmise infrastructurilor în grupările fundamentale de încărcări 5.2.1. Verificarea rezistenŃei infrastructurilor şi a terenului de fundare va considera valorile de calcul ale eforturilor transmise de suprastructură. 5.2.2. Valorile solicitărilor transmise infrastructurii se determină conform STAS 10101/0-77 şi coeficienŃii încărcărilor din STAS 10101/2A1-87. 5.3. Solicitări transmise infrastructurilor în grupările speciale de încărcări

13

5.3.1. Prevederile de la pct. 5.3. sunt aplicabile grupărilor speciale de încărcări în care se consideră acŃiunile seismice aplicate construcŃiei. Calculul va considera orice direcŃie de acŃiune seismică semnificativă pentru proiectarea infrastructurii. De regulă se vor considera 8 direcŃii în plan orizontal, corespunzătoare direcŃiilor principale şi direcŃiilor oblice (la 45º şi 135º) ale construcŃiei. 5.3.2. Solicitările transmise infrastructurilor proiectate corespunzător unei comportări elastice de suprastructura plastificată sunt asociate mecanismului de disipare a energiei induse de acŃiunile seismice. Valorile forŃelor generalizate transmise infrastructurii sunt determinate prin majorarea forŃelor capabile dezvoltate de mecanismul de plastificare a suprastructurii cu coeficientul kF:

kF = 1.35 (5.1)

ForŃele generalizate capabile se determină considerând rezistenŃele de calcul ale materialelor. Dacă forŃele generalizate capabile se determină considerând rezistenŃele medii ale materialelor valoarea coeficientului kF este:

kF = 1.00 (5.2) 5.3.3. Dacă mecanismul de plastificare care asigură disiparea energiei induse de cutremur implică dezvoltarea de deformaŃii inelastice şi în elementele substructurii, pentru calcul se consideră următoarele valori ale solicitărilor transmise de suprastructură - în calculul elementelor infrastructurii: valorile solicitărilor capabile din grupările speciale de încărcări; - pentru verificarea terenului de fundare: valorile solicitărilor capabile din grupările speciale de încărcări majorate cu coeficientul kF dat de (5.1) 5.3.4. Solicitările transmise infrastructurilor de structurile care răspund elastic la acŃiunile seismice se consideră cu valorile date la pct. 5.3.3. 5.3.5. Efectul componentei verticale a acŃiunii seismice se va lua în considerare la proiectarea sistemelor de fundare conform prevederilor din normativul P100-92; în cazul fundaŃiilor sensibile la forŃă tăietoare/străpungere (radiere tip dală groasă etc.) valorile coefientului seismic de calcul pe direcŃie verticală sunt ±2ks. 5.3.6. În grupările speciale de încărcări care cuprind şi acŃiunea seismică, se consideră acŃiunea de lungă durată a încărcărilor aplicate direct elementelor infrastructurii precum şi forŃele seismice de calcul stabilite pe baza unui coeficient seismic cu valoarea minimă:

cs = 1.5αks (5.3) 6. Stabilirea dimensiunilor bazei fundaŃiei 6.1. CondiŃii generale Dimensiunile bazei fundaŃiei se stabilesc pe baza calculului terenului de fundare, cu respectarea prevederilor din STAS 3300/1-85 şi STAS 3300/2-85.

14

Dimensiunile bazei fundaŃiei se aleg astfel încât presiunile la contactul între fundaŃie şi teren să aibă valori acceptabile, pentru a se împiedica apariŃia unor stări limită care să perecliteze siguranŃa construcŃiei şi/sau exploatarea normală a construcŃiei. Stările limită ale terenului de fundare pot fi de natura unei stări limită ultime (SLU), a cărei depăşire conduce la pierderea ireversibilă, în parte sau în totalitate, a capacităŃii funcŃionale a construcŃiei sau de natura unei stări limită a exploatării normale (SLEN), a cărei depăşire conduce la întreruperea exploatării normale a construcŃiei. Potrivit STAS 3300/1-85, stările limită ale terenului de fundare sunt: - starea limită de deformaŃii (SLD), care poate fi de natura unei stări limită ultime (SLD.U), dacă deformaŃiile terenului conduc la deplasări şi deformaŃii ale construcŃiei incompatibile cu structura de rezistenŃă, sau de natura unei stări limită a exploatării normale (SLD.EN), dacă deformaŃiile terenului împiedică exploatarea normală a construcŃiei; - starea limită de capacitate portantă (SLCP), care corespunde unei extinderi a zonelor în care se îndeplineşte condiŃia de rupere (efortul tangenŃial efectiv este egal cu rezistenŃa la forfecare a materialului) astfel încât are loc pierderea stabilităŃii terenului şi a construcŃiei, în parte sau în totalitate; starea limită de capacitate portantă a terenului de fundare este întotdeauna de natura unei stări limite ultime. În funcŃie de particularităŃile construcŃiei şi ale terenului de fundare, presiunile acceptabile pe terenul de fundare se pot stabili, în cazul fundării directe, în trei moduri: - ca presiuni convenŃionale, pconv; - ca presiuni care să asigure îndeplinirea condiŃiilor calcului la starea limită de deformaŃii (SLD.U şi SLD.EN); - ca presiuni care să asigure îndeplinirea condiŃiilor calcului la starea limită de capacitate portantă (SLCP). Din punctul de vedere al construcŃiei, calculul terenului de fundare se diferenŃiază în funcŃie de următorii factori: a. clasa de importanŃă - construcŃii speciale, CS (din clasele de importanŃă I şi II conform STAS 10100/0-75); - construcŃii obişnuite, CO (din clasele de importanŃă III, IV, V). b. sensibilitatea la tasări - construcŃii sensibile la tasări diferenŃiale (CSEN); - construcŃii nesensibile la tasări diferenŃiale. c. existenŃa restricŃiilor de deformaŃii în exploatare: - construcŃii cu restricŃii (CRE); - construcŃii fără restricŃii. Din punctul de vedere al terenului de fundare, calculul terenului de fundare se diferenŃiază în funcŃie de apartenenŃa terenului la una din următoarele categorii: a. terenuri bune (TB) b. terenuri dificile În tabelul 6.1 sunt date, după STAS 3300/2-85, situaŃiile care corespund încadrării „terenuri bune”.

15

Tabelul 6.1 Nr. crt.

Tipuri de terenuri bune

1 Blocuri, bolovănişuri sau pietrişuri conŃinând mai puŃin de 40% nisip şi mai puŃin de 30% argilă, în condiŃiile unei stratificaŃii practic uniforme şi orizontale (având înclinarea mai mică de 10%)

2 Pământuri nisipoase, inclusiv nisipuri prăfoase, îndesate sau de îndesare medie, în condiŃiile unei stratificaŃii practic uniforme şi orizontale

3 Pământuri coezive cu plasticitate redusă: nisipuri argiloase, prafuri nisipoase şi prafuri, având e 0,7≤ şi I 0,5c ≥ în condiŃiile unei stratificaŃii practic uniforme şi orizontale

4 Pământuri coezive cu plasticitate medie: nisipuri argiloase, prafuri nisipoase-argiloase, având e 1≤ şi I 0,5c ≥ în condiŃiile unei stratificaŃii practic uniforme şi orizontale

5 Pământuri coezive cu plasticitate mare: argile nisipoase, argile prăfoase şi argile, având e 1,1≤ şi I 0,5c ≥ în condiŃiile unei stratificaŃii practic uniforme şi orizontale

6 Roci stâncoase şi semistâncoase în condiŃiile unei stratificaŃii practic uniforme şi orizontale 7 Orice combinaŃie între stratificaŃiile precizate la nr. crt. 1...6 8 Umpluturi de provenienŃă cunoscută realizate organizat, conŃinând materii organice sub 5%

Notă: Pământurile coezive saturate de consistenŃă ridicată (Ic > 0,5), pot fi considerate „terenuri bune” în accepŃia tabelului 6.1. Totuşi, în situaŃia în care încărcarea transmisă de fundaŃia directă asupra acestor pământuri se realizează rapid, fără posibilitatea drenării apei din porii pământului, devine necesară o verificare a terenului la starea limită de capacitate portantă (SLCP). CondiŃiile de efectuare a calculului terenului de fundare alcătuit din pământuri, în vederea stabilirii unor dimensiuni ale bazei fundaŃiei care să conducă la presiuni acceptabile pe teren, sunt sintetizate în tabelul 6.2.

Tabelul 6.2 Terenul ConstrucŃii Modul de

calcul (stabilirea presiunii

acceptabile)

Bun (TB)

Dificil Pământ

coeziv saturat încărcat rapid

ImportanŃa Sensibilitatea la

tasări diferenŃiale

RestricŃii de deformaŃii în

exploatare

Obişnuită (CO)

Specială (CS)

Nesensibilă Sensibilă (CSEN)

Fără restricŃii

Cu restricŃii (CRE)

pconv x x x x SLD.U x SLD.U x SLD.U x SLD.EN x SLCP x SLCP x

După cum rezultă din tabelul 6.2, calculul terenului de fundare pe bază de presiuni convenŃionale impune îndeplinirea simultană a patru condiŃii. În schimb, o singură condiŃie este suficientă pentru a face obligatoriu calculul la starea limită de deformaŃie (la SLD.U sau SLD.EN) sau calculul la starea limită de capacitate portantă (SLCP).

16

În cazul fundării pe rocă, folosirea presiunilor convenŃionale ca presiuni acceptabile este admisă în toate cazurile, cu excepŃia construcŃiilor speciale când se impune calculul la starea limită de capacitate portantă (SLCP). 6.2. Calculul terenului de fundare pe baza presiunilor convenŃionale Presiunile convenŃionale sunt presiuni acceptabile stabilite pe cale empirică, Ńinând seama de experienŃa de construcŃie din Ńară. În anexa B sunt reproduse, după STAS 3300/2-85, tabelele cuprinzând aşa-numitele valori de bază

ale presiunilor convenŃionale, p conv, corespunzătoare unor fundaŃii convenŃionale având lăŃimea tălpii B = 1,0 m şi adâncimea de fundare Df=2.0 m, precum şi regulile de stabilire a corecŃiilor de lăŃime CB şi de adâncime CD (vezi paginile B2÷B4). Caracterul empiric al presiunilor convenŃionale este evidenŃiat de faptul că valorile de bază din tabele se obŃin în funcŃie de caracteristici ale naturii pământurilor (granulozitate, plasticitate) şi ale stării pământurilor (stare de îndesare, stare de consistenŃă, grad de saturaŃie, indicele porilor), fără a se face uz de cunoaşterea proprietăŃilor mecanice (rezistenŃa la forfecare, deformabilitate). CondiŃiile care trebuie respectate în cazul calculului terenului de fundare pe baza presiunilor convenŃionale se diferenŃiază în funcŃie de tipul încărcării şi de gruparea de încărcare (gruparea fundamentală GF, gruparea specială GS) şi sunt sintetizate în tabelul 6.3. Pentru stabilirea dimensiunilor în plan ale fundaŃiei este necesară, după caz, îndeplinirea tuturor condiŃiilor specificate în tabelul 6.3. Prin aceasta se consideră implicit îndeplinite condiŃiile calcului terenului de fundare la starea limită de deformaŃie şi la starea limită de capacitate portantă, ca stări limită ultime. Tabelul 6.3 Tipul încărcării

Gruparea de încărcare

Centrică

Cu excentricitate după o singură direcŃie

Cu excentricitate după două direcŃii

GF pef ≤ pconv pef max ≤ 1.2pconv pef max ≤ 1.4pconv GS P’ef ≤ 1.2 pconv p’ef max ≤ 1.4pconv p’ef max ≤ 1.6pconv

Dimensiunile în plan ale fundaŃiilor se stabilesc astfel ca rezultanta încărcărilor provenite din acŃiuni din grupări fundamentale să fie aplicată în cadrul sâmburelui central. Pentru situaŃiile în care în gruparea fundamentală intervin solicitări orizontale importante, nepermanente, se admite ca rezultanta încărcărilor să se aplice în afara sâmburelui central cu condiŃia ca secŃiunea activă a tălpii fundaŃiei să nu fie mai mică de 80% din aria totală a acesteia.

17

În cazul construcŃiilor rezemate pe o fundaŃie mică (cazuri de fundaŃii la castele de apă, turnuri) nu se admite nu se admikte desprinderea fundaŃiei de pe teren în grupările fundamentale de încărcări. Modul de calcul al lui pef pentru excentricitate pe două direcŃii este prezentat la punctul B4 (a se vedea anexa B). ExcentricităŃile maxime admise pentru rezultantele încărcărilor din grupări speciale trebuie să fie limitate astfel încât secŃiunea activă a suprafeŃei tălpii fundaŃiei să se extindă cel puŃin până în dreptul centrului de greutate al acesteia. 6.3. Calculul terenului de fundare la starea limită de deformaŃii Prin calculul terenului de fundare la starea limită de deformaŃii se cere îndeplinirea a două seturi de condiŃii, sintetizate în tabelele 6.4 şi 6.5.

Tabelul 6.4 Tipul stării limită de deformaŃie CondiŃia de îndeplinit

SLD.U s s

∆ ≤ ∆

SLD.EN t t

∆ ≤ ∆

CondiŃiile specificate în tabelul 6.4 au semnificaŃia:

s∆ deplasări sau deformaŃii posibile ale construcŃiei datorate tasărilor terenului de fundare,

calculate cu încărcări din gruparea fundamentală pentru SLU;

t∆ aceeaşi semnificaŃie ca şi s∆ , calculate cu încărcări din gruparea fundamentală pentru SLEN;

s∆ deplasări sau deformaŃii de referinŃă admise pentru structură, stabilite de proiectantul structurii;

în lipsa unor valori stabilite de proiectant pot fi luate în considerare, orientativ, valorile specificate în anexa B pentru construcŃii neadaptate în mod special în vederea preluării tasărilor neuniforme;

t∆ deplasări sau deformaŃii admise din punct de vedere tehnologic, specificate de proiectantul

tehnolog.

Tabelul 6.5 Tipul

încărcării Centrică

Cu excentricitate după o singură direcŃie

Cu excentricitate după două direcŃii

CondiŃia de îndeplinit

pef ≤ ppl pef max ≤ 1.2ppl pef max ≤ 1.4ppl

În condiŃiile definite în tabelul 6.5, ppl (presiunea plastică) reprezintă presiunea corespunzătoare

unei extinderi limitate pe o adâncime egală cu B

4, B fiind lăŃimea fundaŃiei, a zonei plastice în

18

terenul de fundare. Prin zonă plastică se înŃelege zona pe conturul şi în interiorul căreia se îndeplineşte condiŃia de rupere în pământ. Presiunea plastică ppl este o presiune acceptabilă. CondiŃiile din tabelul 6.5, a căror îndeplinire precede efectuarea calculului deformaŃiilor probabile ale terenului de fundare, reprezintă condiŃii de valabilitate a calculului de deformaŃii, în care terenul este asimilat cu un mediu liniar-deformabil iar utilizarea relaŃiilor din Teoria ElasticităŃii este admisă. În anexa B sunt sintetizate prevederile din STAS 3300/2-85 referitoare la calculul terenului de fundare la starea limită de deformaŃii. 6.4. Calculul terenului de fundare la starea limită de capacitate portantă Prin calculul terenului de fundare la starea limită de capacitate portantă, în cazul fundării directe, se cere respectarea condiŃiei generale Q mR≤ , cu cele trei forme particulare date în tabelul 6.6. Tabelul 6.6

Tipul lucrării

FundaŃie de suprafaŃă

FundaŃie solicitată transversal

FundaŃie pe taluz sau în apropiere de taluz

Cazul de calcul

SLCP.1 SLCP.2 SLCP.3

CondiŃia Q ≤ mR

N ≤ 0.9L’B’pcr N8.0T µ≤ Mr ≤ 0.8Ms

Q reprezintă încărcarea de calcul asupra terenului de fundare, provenită din acŃiunile din grupările speciale; R reprezintă valoarea de calcul a rezistenŃei terenului de fundare; m reprezintă coeficientul condiŃiilor de lucru. În anexa B sunt sintetizate prevederile din STAS 3300/2-85 referitoare la calculul terenului de fundare la starea limită de capacitate portantă. 7. Proiectarea fundaŃiilor izolate Prevederile prezentului capitol se aplică la proiectarea fundaŃiilor izolate ale stâlpilor de beton armat şi de metal. FundaŃiile izolate pot fi utilizate şi în cazul unor elemente structurale continue, dacă structura este proiectată considerând rezemările concentrate. Tipurile de fundaŃii izolate care fac obiectul prezentului normativ sunt: a) FundaŃiile pentru stâlpi de beton armat monolit: - fundaŃii tip talpă de beton armat (”fundaŃii elastice”); - fundaŃii tip bloc şi cuzinet (”fundaŃii rigide”). b) FundaŃiile pentru stâlpi de beton armat prefabricat: - fundaŃii pahar;

19

- alte tipuri de fundaŃii adaptate sistemului de îmbinare dintre stâlpul prefabricat şi fundaŃie. c) FundaŃiile pentru stâlpi metalici: - fundaŃii tip bloc şi cuzinet; - fundaŃii tip talpă de beton armat. Proiectarea fundaŃiilor izolate de beton armat se va conforma prevederilor din STAS 10107/0-90. Dimensiunile în plan ale fundaŃiilor izolate se stabilesc conform prevederilor de la capitolul 6. La alcătuirea fundaŃiilor izolate se va Ńine seama de următoarele reguli cu caracter general:

a) Sub fundaŃiile de beton armat monolit se prevede un strat de beton de egalizare de 50÷100 mm grosime, stabilit funcŃie de condiŃiile de teren, execuŃie şi suprafaŃa fundaŃiei;

b) Sub fundaŃiile de beton armat prefabricat se prevede un pat de nisip de 70÷150 mm grosime; c) FundaŃiile se poziŃionează, de regulă, centrat în axul stâlpului. Pentru stâlpi de calcan, de rost sau situaŃii în care există în vecinătate alte elemente de construcŃii sau instalaŃii se pot utiliza fundaŃii excentrice în raport cu axul stâlpului; în acest caz momentul transmis tălpii fundaŃiei se poate reduce prin prevederea de grinzi de echilibrare. 7.1. FundaŃii pentru stâlpi de beton armat monolit 7.1.1. FundaŃii tip talpă de beton armat FundaŃiile tip talpă de beton armat pot fi de formă prismatică (Fig. 7.1.a) sau formă de obelisc (Fig. 7.1.b). Betonul utilizat la realizarea fundaŃiilor tip talpă armată va fi de clasă minimă C8/10. 7.1.1.1. ÎnălŃimea fundaŃiei (H) se stabileşte funcŃie de următoarele condiŃii:

a) Asigurarea rigidităŃii fundaŃiei de beton armat; dacă se respectă valorile minime ale raportului dintre înălŃimea fundaŃiei şi dimensiunea cea mai mare în plan (H/L) date în tabelul 7.1 (ultima coloană) este admisă ipoteza distribuŃiei liniare a presiunilor pe teren; b) Verificarea fundaŃiei la forŃă tăietoare; dacă se respectă valorile minime ale raportului dintre înălŃimea fundaŃiei şi dimensiunea cea mai mare în plan (H/L) date în tabelul 7.1, secŃiunea de beton poate prelua forŃa tăietoare nefiind necesare armături transversale;

Fig. 7.1 FundaŃii tip talpă de beton armat

c) Verificarea fundaŃiei la încovoiere; de regulă verificarea secŃiunii de beton armat la starea limită de rezistenŃă la încovoiere nu implică modificarea înălŃimii secŃiunii de beton stabilită conform punctelor a şi b;

20

d) Valoarea minimă a înălŃimii fundaŃiei este Hmin = 300 mm. ÎnălŃimea la marginea fundaŃiei tip obelisc (H’) rezultă în funcŃie de următoarele condiŃii: a) ÎnălŃimea minimă necesară pentru ancorarea armăturilor de pe talpa fundaŃiei (15φmax); b) Panta feŃelor înclinate ale fundaŃiei nu va fi mai mare de 1/3; c) Valoarea minimă este H’min = 250 mm. 7.1.1.2. Armătura fundaŃiei (Fig. 7.2) este compusă din:

a) Armătura de pe talpă, realizată ca o reŃea din bare dispuse paralel cu laturile fundaŃiei. Armătura rezultă din verificarea la moment încovoietor în secŃiunile de la faŃa stâlpului. În calculul momentelor încovoietoare din fundaŃie se consideră presiunile pe teren determinate de solicitările transmise de stâlp. Se vor considera situaŃiile de încărcare (presiuni pe teren) care conduc la solicitările maxime în fundaŃie. Procentul minim de armare pe fiecare direcŃie este 0.10 % pentru armături OB37 şi 0.075 % pentru armături PC52. Diametrul minim al armăturilor este de 10mm. DistanŃa maximă între armături este de 250mm; distanŃa minimă este de 100mm. Armătura se distribuie uniform pe lăŃimea fundaŃiei şi se prevede la capete cu ciocuri cu lungimea minimă de 15φ.

b) Armătura de la partea superioară este realizată din 3÷4 bare dispuse în dreptul stâlpului sau ca o reŃea dezvoltată pe toată suprafaŃa fundaŃiei.

FundaŃiile tip obelisc care nu au desprindere de pe terenul de fundare au armătură constructivă la partea superioară, unde se dispun pe fiecare direcŃie principală minimum 3 bare de armătură OB37, cu diametrul de minim 12 mm. La fundaŃiile care lucrează cu arie activă, armătura de la partea superioară rezultă din calculul la încovoiere. Dimensionarea armăturii se face în secŃiunile de consolă cele mai solicitate, considerând momentele încovoietoare negative rezultate din acŃiunea încărcărilor din greutatea fundaŃiei, a umpluturii peste fundaŃie şi a sarcinilor aplicate pe teren sau prin repartizarea momentului încovoietor transmis de stâlp. În această situaŃie de solicitare armătura se realizează ca o reŃea de bare dispuse paralel cu laturile fundaŃiei. Diametrul minim al armăturilor este de 10 mm. DistanŃa maximă între armături este de 250 mm; distanŃa minimă este de 100 mm. Armătura se distribuie uniform pe lăŃimea fundaŃiei şi se prevede la capete cu ciocuri cu lungimea minimă de 15φ.

c) Armătura transversală pentru preluarea forŃelor tăietoare se realizează ca armătură înclinată dispusă în dreptul stâlpului. ForŃa tăietoare în secŃiunea de calcul se determină considerând o fisură înclinată cu 45º şi presiunile dezvoltate pe teren de forŃele transmise de stâlp. Dacă fundaŃia lucrează cu arie activă, la calculul forŃei tăietoare se vor considera presiunile efective pe teren. d) Armături pentru stâlp (mustăŃi). Armăturile verticale din fundaŃie, pentru conectarea cu stâlpul de beton armat, rezultă în urma dimensionării/verificării stâlpului. Armăturile din fundaŃie (mustăŃile) se alcătuiesc astfel încât în prima secŃiune potenŃial plastică a stâlpului, aflată deasupra fundaŃiei, barele de armătură să fie continue (fără înnădiri).

21

Etrierii din fundaŃie au rol de poziŃionare a armăturilor verticale pentru stâlp; se dispun la distanŃe de maximum 250 mm şi cel puŃin în 3 secŃiuni. Armătura trebuie prelungită în fundaŃie pe o lungime cel puŃin egală cu lancorare + 250 mm, unde lancorare se determină conform STAS 10107/0-90.

Fig. 7.2 Armarea fundaŃiilor tip talpă de beton armat

Tabelul 7.1. H/L minim pentru care nu este necesară verificarea la forŃă tăietoare a fundaŃiei

Presiunea efectivă maximă

pe teren (kPa) Beton C8/10 Beton C12/15*

H/L minim pentru care nu se verifică

rigiditatea fundaŃiei

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 clasă superioară se utilizează valorile date în tabelul 7.1. pentru clasa C12/15. 7.1.1.3. Calculul momentelor încovoietoare în fundaŃie Pentru calculul momentelor încovoietoare în fundaŃie se consideră secŃiunile de încastrare de la faŃa stâlpului şi presiunile pe teren pe suprafaŃa delimitată de laturile tălpii şi planul de încastrare considerat (Fig.7.3). Presiunea pe teren se poate calcula conform Anexei H. Calculul simplificat al momentelor încovoietoare în talpa fundaŃiei se face cu relaŃiile 7.1 şi 7.2:

( )

−+⋅=

3

lpp

2

lpBM

2x

01

2x

ox (7.1)

2

lpLM

2y

medy ⋅= (7.2)

22

Fig. 7.3

În cazul fundaŃiilor la care se respectă condiŃiile privind raportul minim H/L din tabelul 7.1 stabilit în funcŃie de condiŃia de rigiditate a tălpii şi pentru care aria activă este de minimum 80%, armătura calculată funcŃie de momentele încovoietoare (Mx şi My) se distribuie uniform pe talpa fundaŃiei. Dacă aria activă este mai mică de 80%, în relaŃia 7.2 se înlocuieşte pmed cu valoarea p1. Dacă fundaŃia este solicitată cu momente încovoietoare pe două direcŃii (solicitare oblică) p1 are semnificaŃia de presiune maximă pe teren. 7.1.2. FundaŃii tip bloc şi cuzinet FundaŃiile tip bloc de beton şi cuzinet sunt alcătuite dintr-un bloc de beton simplu pe care reazemă un cuzinet de beton armat în care se încastrează stâlpul (Fig. 7.4). 7.1.2.1. Blocul de beton simplu se realizează respectând următoarele condiŃii: a) ÎnălŃimea treptei este de minimum 400 mm la blocul de beton cu o treaptă; b) Blocul de beton poate avea cel mult 3 trepte a căror înălŃime minimă este de 300 mm; înălŃimea

treptei inferioare este de minimum 400 mm; c) Clasa betonului este minim C4/5; dacă în bloc sunt prevăzute armături pentru ancorarea

cuzinetului clasa betonului este cel puŃin C8/10; d) ÎnălŃimea blocului de beton se stabileşte astfel încât tgα să respecte valorile minime din tabelul

7.2; această condiŃie va fi realizată şi în cazul blocului realizat în trepte (Fig. 7.4); e) Rosturile orizontale de turnare a betonului se vor trata astfel încât să se asigure condiŃii pentru

realizarea unui coeficient de frecare supraunitar între cele două suprafeŃe.

l1 l2

hc

H

L

l c

l1 l2

hc

H1

l3

H2

l c

L

a. Bloc de beton cu o treapta b. Bloc de beton cu doua treapte

L1

Fig. 7.4 FundaŃii cu bloc de beton simplu şi cuzinet de beton armat

23

. Tabelul 7.2 Valori minime tgα

funcŃie de clasa betonului

Presiunea efectivă pe teren (kPa)

C4/5 C8/10 sau mai mare

200 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 proiectează respectând următoarele: a) Cuzinetul se realizează cu formă prismatică; b) Dimensiunile în plan (lc şi bc) vor respecta următoarele condiŃii: - Să fie mai mari decât dimensiunile care asigură limitarea presiunilor pe planul de contact cu blocul la valori mai mici decât rezistenŃa de calcul la compresiune a betonului; - Se recomandă următoarele intervale pentru rapotul lc/L respectiv bc/B: • bloc de beton cu o treaptă lc/L = 0.50 ÷ 0.65 • bloc de beton cu mai multe treapte lc/L = 0.40 ÷ 0.50 c) ÎnălŃimea cuzinetului (hc) va respecta următoalele valori minime: - hc ≥ 300mm; - hc/lc ≥ 0.25; - tgβ ≥ 0.65 (Fig. 7.4); dacă tgβ ≥ 1.00 nu este necesară verificarea cuzinetului la forŃă tăietoare; - valori minime impuse de condiŃia de ancorare a armăturilor pentru stâlp, cu lungimea lancorare + 250 mm, unde lancorare se determină conform STAS 10107/0-90. d) Clasa betonului este minim C8/10; clasa betonului rezultă şi din condiŃia de rezistenŃă la compresiune locală a betonului din cuzinet în secŃiunea de încastrare a stâlpului (de regulă, Rc_cuzinet ≥ 0.7Rc stâlp); e) Rostul de turnare dintre bloc şi cuzinet se tratează astfel încât să se realizeze continuitatea betonului sau, cel puŃin, condiŃiile care asigură un coeficient de frecare µ ≥ 1.0 (conform STAS 10107/0-90). 7.1.2.3. Calculul momentelor încovoietoare pozitive în cuzinet se face considerând încastrarea consolelor în secŃiunile de la faŃa stâlpului (Fig. 7.5). Presiunile pe suprafaŃa de contact dintre cuzinet şi bloc, funcŃie de care se determină eforturile secŃionale în cuzinet, sunt determinate de solicitările din stâlp (nu se Ńine cont de greutatea cuzinetului). Momentele încovoietoare rezultă:

Fig. 7.5

24

Presiunile pe suprafaŃa de contact dintre cuzinet şi blocul de beton, dacă nu apar desprinderi sau aria activă este cel puŃin 70%, se determină cu relaŃiile (7.3):

0bl

M6

bl

Np

c2c

)x(ST

cc

ST2c,1c ≥

⋅±

⋅= sau

2cc

)y(ST

cc

ST2c,1c

bl

M6

bl

Np

⋅±

⋅= (7.3)

dacă: pc2<0, atunci se admite pc2=0 iar pc1 se determină cu relaŃiile (7.4):

−⋅

=

ST

)X(STcc

ST1c

N

M

2

lb3

N2p sau

−⋅

=

ST

)Y(STcc

ST1c

N

M

2

bl3

N2p

(7.4)

Momentele încovoietoare în cuzinet se calculează cu (7.5) şi (7.6).

−+⋅=

3

l)pp(

2

lpbM

21c

0c1c

21c

0ccX (7.5)

2

bplM

21c

cmedcY ⋅= , 2

ppp 2c1c

cmed

+= (7.6)

Dacă aria activă de pe suprafaŃa de contact cuzinet – bloc este mai mică decât 70% din talpa cuzinetului (lcxbc): MX=MST(X) şi MY=MST(Y) (7.7)

7.1.2.4. Armarea cuzinetului va respecta următoarele condiŃii: Armătura de la partea inferioară se realizează ca o reŃea de bare dispuse paralel cu laturile cuzinetului; aria de armătură rezultă din verificarea la moment încovoietor în secŃiunile de la faŃa stâlpului (Fig. 7.5). Procentul minim de armare pe fiecare direcŃie este 0.10% pentru armături OB37 şi 0.075% pentru armături PC52. Diametrul minim al armăturilor este de 10 mm. DistanŃa maximă între armături va fi de 250 mm; distanŃa minimă este 100 mm. Armătura se distribuie uniform pe lăŃimea cuzinetului şi se prevede la capete cu ciocuri cu lungimea minimă de 15φ. Armătura de la partea superioară se realizează ca o reŃea de bare dispuse paralel cu laturile cuzinetului şi ancorate în blocul de beton simplu; aria de armătură pe fiecare direcŃie rezultă din: - Verificarea la compresiune excentrică a secŃiunii de beton armat pe suprafaŃa de contact dintre cuzinet şi bloc. În verificare se va considera rezistenŃa de calcul a betonului (Rc

*) cu valoarea

2cc

cuzinet.cap*c

lb

M2R

+

=

(7.8)

unde bc este lăŃimea tălpii cuzinetului (fig. 7,5). Dacă zona comprimată pe talpa cuzinetului este mai mare de 70% din talpa cuzinetului, pentru dimensionarea armăturilor de ancorare în bloc poate considera şi o schemă de calcul bazată de preluarea de armătură a rezultantei volumului de eforturi unitare de întindere de pe suprafaŃa de contact, obŃinută dintr-o distribuŃie liniară a presiunilor;

25

- Verificarea la moment încovoietor negativ a cuzinetului încărcat cu forŃele dezvoltate în armăturile de ancorare; Diametrul minim al armăturilor este de 10 mm. DistanŃa între armături va fi de minim 100 mm şi maxim 250 mm. Armături pentru stâlp (mustăŃi). Armăturile verticale din cuzinet, pentru conectarea cu stâlpul de beton armat, rezultă în urma dimensionării/verificării stâlpului. Armăturile din cuzinet se alcătuiesc astfel încât în prima secŃiune potenŃial plastică a stâlpului, aflată deasupra fundaŃiei, barele de armătură să fie fără înnădiri. Etrierii din cuzinet au rol de poziŃionare a armăturiilor verticale pentru stâlp şi se dispun în cel puŃin în 2 secŃiuni. Armătura trebuie prelungită în fundaŃie pe o lungime cel puŃin egală cu lungimea de ancorare majorată cu 250 mm. Armăturile înclinate se dispun pentru preluarea forŃei tăietoare în consolele cuzinetului dacă tgβ < 1 (Fig. 7.4); se dimensionează conf. STAS 10107/0-90. 7.2. FundaŃii pentru stâlpi de beton armat prefabricaŃi FundaŃiile izolate pentru stâlpi de beton armat prefabricat pot fi realizate ca fundaŃii pahar (Fig. 7.6).

Fig. 7.6 FundaŃie pahar pentru stâlp prefabricat 7.2.1. Dimensiunile secŃiunilor de beton 7.2.1.1. ÎnălŃimea paharului HP

ÎnălŃimea paharului HP se stabileşte respectând următoarele cerinŃe: - Asigurarea lungimii de ancoraj (lancoraj) a armăturilor longitudinale din stâlp: HP ≥ lancoraj + 250mm; HP se poate reduce dacă armătura este întoarsă la baza stâlpului. - lancoraj se determină conform STAS 10107/0-90 considerând condiŃii normale de solicitare; - condiŃiile de aderenŃă sunt stabilite funcŃie de modul de realizare a stâlpului prefabricat. - Limitarea efectului forŃei tăietoare pe lungimea de stâlp introdusă în pahar:

tSS

cap,STP Rbl3

MH

⋅≥ (7.9)

unde: MST.cap - momentul capabil al stâlpului în secŃiunea de la faŃa paharului; lS, bS - dimensiunile secŃiunii transversale a stâlpului;

H

la bp

lS

Hp

Hf Ht

la’ bp

’

Beton de monolitizare

20÷30 mm

L

Beton de egalizare 50÷100

mm

l1

L la bp l1 bp l1

bp

B

b1

bp

b1

lb

lS

bS ≥100 mm

β

26

Rt - rezistenŃa de calcul la întindere a betonului din stâlp. CondiŃii constructive generale: • HP ≥ 1.2ls în cazul stâlpilor cu secŃiune dreptunghiulară cu dimensiunile ls şi bs, ls ≥ bs; • HP ≥ 500 mm în cazul stâlpilor la construcŃii etajate; • HP≥ HS/11 la fundaŃiile stâlpilor de hale cu poduri rulante şi ai estacadelor; HS este înălŃimea liberă a stâlpului de la faŃa superioară a fundaŃiei până la rigla acoperişului. 7.2.1.2. Grosimea Hf

Grosimea fundului paharului (Hf) rezultă în urma verificării la străpungere; în calculul se va considera situaŃia cea mai defavorabilă de solicitare la străpungere, din faza de montaj sau exploatare a construcŃiei. În faza de montaj, cu paharul nemonolitizat, verificarea la străpungere este dată de condiŃia

( )( )avtf

fSfSmontaj,ST NRHU75,0

BL

HbHlBLN +⋅⋅⋅≤

⋅

++−⋅ (7.10)

unde: N ST.montaj este forŃa axială maximă în stâlp în faza de montaj a structurii prefabricate; U = 2lS+2bS+4Hf este perimetrul secŃiunii de forfecare; Rt rezistenŃa de calcul la întindere a betonului din fundaŃia pahar; Nav = σavAav; σav = 100 N/mm2 şi Aav = aria de armătură verticală dispusă pe faŃa interioară a paharului, ancorată corespunzător pe fiecare parte a planulului de cedare la străpungere; În faza finală, forŃă axială maximă N ST.max (valoare de calcul) trebuie să respecte

( )( )cap1avtf

fSfSmax,ST NNRHU75,0

BL

HbHlBLN ++⋅⋅⋅≤

⋅

++−⋅ (7.11)

N1cap = AS mbt Rt (7.12)

unde: N1cap - este forŃa axială transmisă la pahar prin betonul de monolitizare (Fig. 7.7); AS - aria laterală a stâlpului pe înălŃimea paharului: AS = (2lS+2bS)Hp; Rt - rezistenŃa de calcul la întindere a betonului de monolitizare; mbt - coeficientul condiŃiilor de lucru, cu valoarea mbt = 0,30 în cazul construcŃiilor fără poduri rulante sau cu poduri rulante cu regim uşor de lucru; mbt = 0 în cazul halelor cu poduri rulante cu regim mediu sau greu de lucru sau al construcŃiilor solicitate dinamic din încărcările curente de exploatare.

27

Fig. 7.7 Transmiterea forŃei axiale din stâlpul prefabricat la fundaŃia pahar 7.2.1.3. Verificarea paharului (bP) Verificarea pereŃilor paharului în plan orizontal Eforturile transmise pereŃilor paharului de solicitările din stâlp (M şi Q) sunt reprezentate în Fig. 7.8. Momentul încovoietor (M1) transmis paharului prin presiuni pe peretele frontal se determină

STSTST1 M4,03

aNM8.0M ≥

−= (7.13)

Rezultanta presiunilor (P) pe peretele frontal este P = 1.25M1/HP+QST (7.14)

Fig. 7.8 Solicitări în pereŃii paharului Momentele încovoietoare rezultate în plan orizontal aplicate părŃii superioare a peretelui frontal sunt Mr = 0.045Plb (7.15)

Mc = 0.020Plb (7.16)

ForŃa de întindere în pereŃii longitudinali (NP) rezultă NP = P/2 (7.17)

SecŃiunea de beton şi de armătură în pereŃii paharului trebuie să repecte următoarele:

28

(a) Peretele frontal se verifică la acŃiunea momentelor încovoietoare Mr şi Mc stabilite cu relaŃia (7.15), respectiv (7.16). Armătura rezultată se dispune în treimea superioară a peretelui şi se prelungeşte cu lungimea de ancorare măsurată de la jumătătea grosimii peretelui lungitudinal al paharului (Fig. 7.10). (b) Verificarea peretelui frontal la forŃă tăietoare implică limitarea eforturilor principale în peretele paharului, condiŃie care impune

tPp RH

P5.1b

⋅≥ (7.18)

(c) PereŃii longitudinali se verifică la intindere centrică cu forŃa NP. Armătura rezultată se dispune simetric pe feŃele peretelui, distribuită în treimea superioară a paharului (Fig. 7.10). (d) Verificarea pereŃilor longitudinali la forŃă tăietoare consideră secŃiunea activă cu dimensiunile bp’a0 sau bp’b0 (Fig. 7.9), în funcŃie de direcŃia acŃiunii în stâlp, şi forŃa tăietoare de calcul cu valoarea NP. Dacă NP ≤ 0.5bp’a0Rt (NP ≤ 0.5bp’b0Rt) (7.19)

armătura pentru preluarea forŃei tăietoare nu este necesară şi se dispune pe considerente de armare minimă. În situaŃiile în care condiŃia 7.18 nu este respectată se dimensionează armătura pentru preluarea forŃei tăietoare cu relaŃia (7.19) sau se dimensionează ca etrieri; armătura se distribuie în pereŃii longitudinali pe direcŃia corespunzătoare dimensiunii mai mici a pereŃilor longitudinali (Fig. 7.9).

a. Cazul: a0 ≥ HP−∆ b. Cazul:b0 < HP−∆ Fig. 7.9 DirecŃia armăturii pentru preluarea forŃei tăietoare în pereŃii longitudinali ai paharului

Dacă armătura se dispune pe direcŃie verticală în peretele paharului (a0 ≥ HP−∆), aria totală necesară (Aav) într-un perete rezultă

ao

PPav Ra

HN6.0A = (7.20)

Dacă bo < HP−∆ armătura se dimensionează ca etrieri, conf. STAS 10107/0-90. (e) Verificarea în secŃiunea orizontală de la baza paharului consideră secŃiunea chesonată cu dimensiunile exterioare a0b0 şi grosimea pereŃilor bp’. SecŃiunea se verifică la compresiune excentrică cu valori ale eforturile de calcul N şi M, determinate astfel: ForŃa axială N = N1.cap (valoare calculată cu relaŃia (7.12)).

29

Momentul încovoietor M = MST+QSTHP (7.21)

Armătura rezultată din calculul paharului la compresiune excentrică se dispune pe direcŃie verticală, uniform distribuită pe laturile secŃiunii. (f) Grosimea minimă a pereŃilor paharului (bP) este de - 200mm în cazul paharelor din beton armat monolit; - 150mm la paharele din beton armat prefabricat. (g) Armătura dispusă în pereŃii paharului trebuie să respecte şi următoarele cerinŃe minimale: - Procentul minim de armătură orizontală este 0.10% pentru armături OB37 şi 0.075% pentru armături PC52; - Procentul minim de armătură verticală este 0.10% pentru armături OB37 şi 0.075% pentru armături PC52. 7.2.2. Monolitizarea paharului Dimensiunile golului paharului se aleg mai mari decât ale secŃiunii stâlpului pe fiecare direcŃie şi sens cu 50÷75 mm la baza paharului şi cu 85÷120 mm la partea superioară a paharului. Îmbinarea dintre stâlp şi fundaŃie se realizează prin betonarea spaŃiului din pahar. Betonul de clasă minimă C16/20 va avea dimensiunea maximă a agregatelor 16 mm. SuprafeŃele stâlpului şi paharului se curăŃă şi se umezesc înainte de montare în pahar şi monolitizare. Dacă într-un pahar se montează mai mulŃi stâlpi (în dreptul unui rost), distanŃa între aceştia va fi cel puŃin 50 mm pentru a se asigura betonarea completă a spaŃiului dintre stâlpi şi a paharului. 7.2.3. Armarea paharului Schema de armare recomandată a paharului este dată în Fig. 7.10a. Varianta de armare din Fig. 7.10b corespunde situaŃiilor în care nu rezultă armătură pentru preluarea forŃei tăietoare în pereŃii longitudinali şi din verificarea secŃiunii de la baza paharului (la compresiune excentrică) nu rezultă necesară o armătură verticală. Armăturile orizontale se ancorează sau, după caz, se înnădesc, ca bare întinse (Fig. 7.10c). Armăturile verticale se ancorează în talpa fundaŃiei (Fig. 7.10a şi b). Armătura orizontală din pahar trebuie să respecte următoarele condiŃii: - Diametrul minim φ10 mm în treimea superioară a paharului şi φ8 mm în restul paharului; - Cel puŃin 2x3 bare orizontale în treimea superioară a paharului; - DistanŃa maximă între armături este 250 mm. Barele verticale din pahar au diametrul minim φ8 mm şi se dispun la cel mult 250 mm distanŃă. 7.2.4. Verificarea tălpii fundaŃiei pahar. Talpa fundaŃiei pahar se verifică la moment încovoietor şi la forŃă tăietoare. Verificarea la moment încovoietor şi forŃă tăietoare se face în secŃiunile de la faŃa paharului şi din axul stâlpului prefabricat.

30

Calculul momentelor încovoietoare se face cu relaŃii de tipul (7.1) şi (7.2), pe fiecare direcŃie principală a fundaŃiei. Se recomandă ca înălŃimea Ht să fie stabilită astfel încât armătura calculată în secŃiunea din axul stâlpului, cu înălŃimea Hf, să fie suficientă pentru preluarea momentului încovoietor din secŃiunea de la faŃa paharului. Se vor respecta şi condiŃiile (Fig. 7.6): Ht ≥ Hf +100mm Ht ≥ 0,6 l1 Procentul minim de armătură în talpa fundaŃiei este 0.10% pentru armături tip OB37 şi 0.075% pentru armături tip PC52. Diametrul minim al armăturilor este 10 mm. DistanŃa maximă între armături este 250 mm. Armătura se distribuie uniform pe lăŃimea tălpii şi se prevede la capete cu ciocuri având lungimea minimă de 15φ.

Fig. 7.10 Armarea paharului Verificarea la forŃă tăietoare este semnificativă în secŃiunile de la faŃa paharului. Dacă înălŃimea secŃiunii (Ht) şi lungimile consolelor (l1, b1 − Fig. 7.6) respectă: l1≤Ht şi b1≤Ht (7.22)

forŃă tăietoare este preluată de beton. Dacă condiŃiile (7.22) nu sunt realizate se dimensionează armătura transversală din bare înclinate.

31

7.3. FundaŃii pentru stâlpi metalici 7.3.1. FundaŃiile izolate ale stâlpilor metalici se realizează ca fundaŃie cu bloc şi cuzinet (Fig. 7.11). Se pot utiliza şi modele de fundaŃii tip talpă armată, de formă prismatică, dacă înălŃimea acestora asigură lungimea de înglobare necesară pentru şuruburile de ancorare ale stâlpului şi este adecvată adâncimii de fundare.

Fig. 7.11

7.3.2. Stâlpul metalic se realizează cu o placă de bază prevăzută cu rigidizări care asigură transmiterea presiunilor la fundaŃie şi a forŃelor la şuruburile de ancorare. SecŃiunea în plan a plăcii de bază rezultă din condiŃiile privind limitarea presiunii maxime pe suprafaŃa de contact cu betonul la următoarele valori: - RezistenŃa la compresiune a betonului din cuzinet; - RezistenŃa la compresiune a mortarului de poză. Presiunea pe placa de bază de determină considerând solicitările capabile ale stâlpului (Ncap şi Mcap) şi forŃa de pretensionare a şuruburilor. 7.3.3. Dimensiunile şi poziŃia şuruburilor de ancoraj rezultă conform STAS 10108/90 şi se dimensionează la momentul încovoietor capabil al stâlpului. Lungimea minimă a şuruburilor de ancoraj prelungită în fundaŃie este determinată astfel: - Valoarea maximă a dimensiunilor plăcii de bază (La sau Lb, Fig. 7.11) majorată cu lungimea de ancoraj a şurubului (30φ) dacă suprafaŃa laterală a acestuia este nervurată; - Valoarea maximă La sau Lb, (Fig. 7.11) majorată cu lungimea de ancoraj a şurubului (15φ) dacă suprafaŃa laterală a acestuia nu este nervurată dar la capătul şurubului este prevăzută o placă metalică rigidă şi rezistentă pentru ancorare; aria minimă a plăcii (AP) rezultă din verificarea presiunilor transmise betonului pentru ancorarea şurubului (7.22).

c

SP R4.0

NA = (7.23)

7.3.4. SecŃiunea de beton 7.3.4.1. Betonul din cuzinet este de clasă minimă C8/10. Betonul din bloc este de clasă minimă C8/10 dacă armăturile cuzinetului sunt ancorate în blocul fundaŃiei; dacă în bloc nu sunt dispuse armături de rezistenŃă, clasa minimă este C4/5.

32

7.3.4.2. Blocul de beton se realizează respectând următoarele condiŃii: - ÎnălŃimea blocului de beton se stabileşte astfel ca valoarea tgα să respecte limitele minime din tabelul 7.2; această condiŃie se impune şi în cazul blocului realizat în trepte; - ÎnălŃimea treptei este de minimum 400 mm la blocul de beton cu o treaptă; - Blocul de beton poate avea cel mult 3 trepte a căror înălŃime minimă este de 300 mm; - Turnarea blocului de beton se va realiza astfel încât să fie asigurată continuitatea betonului. 7.3.4.3. Cuzinetul de beton armat se proiectează respectând următoarele condiŃii: - Cuzinetul se realizează cu formă prismatică; - Dimensiunile în plan ale cuzinetul (lc şi bc) vor fi mai mari cel puŃin cu 300mm decât de dimensiunile plăcii de bază a stâlpului (La, Lb - Fig. 7.11). - Dimensiunile în plan ale cuzinetului se stabilesc şi în funcŃie de condiŃia de limitare a presiunilor pe planul de contact cu blocul la valori mai mici decât rezistenŃa de calcul la compresiune a betonului; - Se recomandă ca raportul bc/B (lc/L) să se situeze în intervalul 0.50÷0.65. - ÎnălŃimea cuzinetului hc va respecta următoalele limite minime: hc ≥ 300mm; hc se stabileşte astfel încât tgα să respecte valorile minime din tabelul 7.2 pentru betonul de clasă C8/10; - Rostul de turnare dintre bloc şi cuzinet se tratează astfel încât să se realizeze continuitatea betonului sau, cel puŃin, condiŃiile care asigură un coeficient de frecare µ ≥ 1.0 (conform STAS 10107/0-90). 7.3.5. Armarea fundaŃiei se realizează după modelul din Fig. 7.11. Se vor respecta următoarele condiŃii: a) Armătura verticală din cuzinet rezultă din verificarea la compresiune excentrică a secŃiunii de rost dintre bloc şi cuzinet; eforturile de calcul din secŃiune au valori asociate momentului de dimensionare a şuruburilor de ancoraj ale stâlpului; b) Armătura de la partea superioară a cuzinetului, dispusă la cel mult 100 mm sub placa de bază a stâlpului, se realizează ca o reŃea de bare dispuse paralel cu laturile cuzinetului, prelungite pe verticală în cuzinet şi bloc; Diametrul minim al armăturilor este de 10 mm. DistanŃa dintre armături va fi cuprinsă între minim 70 mm şi maxim 200 mm.

c) Armătura verticală de pe fiecare latură a cuzinetului se prelungeşte în bloc cu o lungime care asigură ca distanŃele l1, l2, şi l3, din Fig. 7.12, să fie cel puŃin egale cu lungimea de ancorare (conf. STAS 10107/0-90); d) Armăturile orizontale minime, dispuse pe perimetrul cuzinetului sunt: - 1/4 din armătura verticală din cuzinet; - φ8/200 mm.

33

Fig. 7.12. Armarea fundaŃiei cu bloc şi cuzinet pentru stâlpi metalici 8. Proiectarea fundaŃiilor continue de beton armat sub stâlpi 8.1. Domeniul de aplicare Prevederile prezentului capitol se aplică la proiectarea fundaŃiilor continue ale stâlpilor de beton armat monolit. Prin adaptarea sistemelor de fixare ale stâlpilor (pahar, şuruburi de ancorare), fundaŃiile continue pot fi utilizate şi pentru stâlpii de beton armat prefabricat sau la structurile cu stâlpi metalici. SoluŃia de fundaŃii continue sub stâlpi poate fi impusă, în general, în cazul următoarelor condiŃii: a) FundaŃii independente care nu pot fi extinse suficient în plan (construcŃii cu travei sau deschideri mici care determină ”suprapunerea” fundaŃiilor independente, stâlpi lângă un rost de tasare sau la limita proprietăŃii etc. Fig. 8.1); b) FundaŃii izolate care nu pot fi centrate sub stâlpi (Fig. 8.2) etc.

Fig. 8.1 Fig. 8.2

c) Alcătuire generală a construcŃiei în care stâlpii structurii în cadre au legături (la nivelul subsolului) cu pereŃi de beton armat rezemaŃi pe teren prin fundaŃii continue (Fig. 8.3);

Fig. 8.3

34

d) Terenuri de fundare susceptibile de deformaŃii diferenŃiale importante şi unde nu se poate realiza o creştere a rigidităŃii în plan a ansamblului structural.

Fig. 8.4 8.2. Alcătuirea fundaŃiilor 8.2.1. SecŃiunea de beton La proiectarea fundaŃiilor continue sub stâlpi (cazurile a şi b, pct. 8.1) având alcătuirea de grindă se recomandă respectarea următoarelor condiŃii: - FundaŃiile continue se dispun pe o direcŃie sau pe două direcŃii; - Deschiderile marginale ale fundaŃiilor continue pe o direcŃie se prelungesc în consolă pe lungimi cuprinse între 0.20÷0.25L0; - LăŃimea grinzii, B, se determină pe baza condiŃiilor descrise în capitolul 6. Se recomandă majorarea valorii lăŃimii obŃinute prin calcul cu cca. 20%; această majorare este necesară pentru că, datorită interacŃiunii dintre grinda static nedeterminată şi terenul de fundare, diagrama presiunilor de contact are o distribuŃie neliniară, cu concentrări de eforturi în zonele de rigiditate mai mare, de obicei sub stâlpi; - ÎnălŃimea secŃiunii grinzii de fundaŃie, Hc (Fig. 8.4a) se alege cu valori cuprinse între 1/3÷1/6 din distanŃa maximă (L0) dintre doi stâlpi succesivi; înălŃimea tălpii, Ht, se determină în funcŃie de valorile indicate în tabelul 7.1 pentru raportul Ht/B.

- În cazul grinzilor cu vute (Fig. 8.4b), lungimea vutei, 0v L4

1

6

1L ⋅

÷= , iar înălŃimea vutei, Hv,

rezultă din condiŃiile:

3

1

L

Htg

v

v ≥=α

5.12.1H

HH v ÷=+

(8.1)

- CondiŃii constructive: • Ht ≥ 300 mm • H’ ≥ 200 mm (pentru grinzile cu vute) • b = bs+50÷100 mm. Clasa betonului şi tipul de ciment se stabilesc funcŃie de nivelul de solicitare a fundaŃiei şi condiŃiile de expunere a elementelor de beton armat. Clasa minimă de beton este C12/15.

35

8.2.2. Armarea fundaŃiilor Armătura de rezistenŃă din grinda de fundaŃie rezultă din verificarea secŃiunilor caracteristice la moment încovoietor, forŃă tăietoare şi, dacă este cazul, moment de torsiune. Eforturile secŃionale în lungul grinzii de fundare (M, T, Mt) se determină conform pct. 8.3. Dacă structura rezemată pe grinda de fundaŃie este rigidă (de exemplu cadre cu zidărie de umplutură etc.) se pot utiliza metode aproximative de calcul; în cazul structurilor flexibile (cadre) se recomandă aplicarea metodelor exacte. Prin calibrarea eforturilor capabile se urmăreşte evitarea dezvoltării deformaŃiilor plastice în grinzile de fundaŃii continue în cazul acŃiunilor seismice. Armătura longitudinală dispusă la partea inferioară a grinzii se poate distribui pe toată lăŃimea tălpii. Se recomandă dispunerea de armături drepte şi înclinate. Procentul minim de armare în toate secŃiunile (sus şi jos) este de 0.2%. Diametrul minim al armăturilor longitudinale este 14 mm. Pe feŃele laterale ale grinzii se dispun armături minim φ10/300 mm OB37. Etrierii rezultă din verificarea la forŃă tăietoare şi moment de torsiune. Procentul minim de armarea transversală este de 0.1%. Diametrul minim al etrierilor este 8 mm. Dacă lăŃimea grinzii (b) este 400 mm sau mai mult se dispun etrieri dubli (cu 4 ramuri). Armătura de rezistenŃă a tălpii fundaŃiei în secŃiune transversală rezultă din verificarea consolelor la moment încovoietor. Dacă se respectă condiŃiile privind secŃiunea de beton date la pct. 8.2.1. nu este necesară verificarea consolelor la forŃă tăietoare. Armătura minimă trebuie să corespundă unui procent de 0.1% dar nu mai puŃin decât bare de 8 mm diametru la distanŃe de 250 mm. Longitudinal grinzii, în console se dispune armătura de repartiŃie (procent minim 0.1% şi 1/5 din armătura transversală a consolei). Dacă grinda de fundaŃie este solicitată la momente de torsiune consolele se armează pe direcŃie transversală cu etrieri iar longitudinal se dispune armătură dimensionată corespunzător stării de solicitare. Armăturile pentru stâlpi (mustăŃi) rezultă din dimensionarea cadrelor de beton armat. MustăŃile pentru stâlpi se prevăd cu etrieri care asigură poziŃia acestora în timpul turnării betronului. Nu se admite înnădirea armăturilor londitudinale ale stâlpilor în secŃiunile potenŃial plastice de la baza construcŃiei. 8.3. Calculul grinzilor continue 8.3.1. Calculul cu metode simplificate Metodele simplificate sunt cele în care conlucrarea între fundaŃie şi teren nu este luată în considerare iar diagrama de presiuni pe talpă se admite a fi cunoscută. 8.3.1.1. Metoda grinzii continue cu reazeme fixe FundaŃia se asimilează cu o grindă continuă având reazeme fixe în dreptul stâlpilor (Fig. 8.5). Se acceptă ipoteza distribuŃiei liniare a presiunilor pe talpă, rezultată din aplicarea relaŃiei:

36

W

M

A

Np minmax, ±= (8.2)

În relaŃia (8.2):

∑=n

1iNN (8.3)

∑ ∑+=n

1

n

1iii MdNM (8.4)

unde - Ni - forŃa axială în stâlpul i, - Mi - moment încovoietor în stâlpul i, - di – distanŃa de la centrul de greutate al tălpii la axul stâlpului i.

Fig. 8.5 Metoda grinzii continue cu reazeme fixe

Pentru o lăŃime B constantă a grinzii, încărcarea pe unitatea de lungime este:

22,1 L

M6

L

Np ±= (8.5)

FundaŃia se tratează ca o grindă continuă cu reazeme fixe, acŃionată de jos în sus cu încărcarea variabilă liniar între p1 şi p2 şi rezemată pe stâlpi. Prin calcul static se determină reacŃiunile Ri în reazeme adică în stâlpi. Dacă

2.0N

NR

i

ii <−

(8.6)

utilizarea metodei este acceptabilă. Se trece la determinarea în secŃiunile semnificative a eforturilor secŃionale (M, T). În cazul în care condiŃia (8.6) nu este îndeplinită, pentru a reduce diferenŃa între încărcările în stâlpi şi reacŃiunile în reazeme se poate adopta o diagramă de presiuni pe talpă obŃinută prin repartizarea încărcărilor (N, M) fiecărui stâlp pe aria aferentă de grindă (Fig. 8.6).

Fig. 8.6

37

8.3.1.2. Metoda grinzii continue static determinate Grinda este încărcată de jos în sus cu reacŃiunile terenului şi de sus în jos cu încărcările din stâlpi. Se consideră că încărcările în stâlpi şi reacŃiunile în reazeme coincid. În grinda static determinată astfel rezultată, momentul încovoietor într-o secŃiune x (Fig. 8.7) se calculează considerând momentul tuturor forŃelor de la stânga secŃiunii.

Fig. 8.7

8.3.2. Calculul cu metode care iau în considerare conlucrarea între fundaŃie şi teren Metodele care iau în considerare conlucrarea între fundaŃie şi teren se diferenŃiază în funcŃie de modelul adoptat pentru teren. 8.3.2.1. Metode care asimilează terenul cu un mediu elastic discret reprezentat prin resoarte independente (modelul Winkler) RelaŃia caracteristică pentru modelul Winkler este:

sp = k z (8.7) unde p este presiunea într-un punct al suprafeŃei de contact între fundaŃie şi mediul Winkler iar z este deformaŃia în acel punct. ks este un factor de proporŃionalitate între presiune şi deformaŃie, care caracterizează rigiditatea resortului, denumit coeficient de pat. În Fig. 8.8a se consideră o fundaŃie foarte rigidă solicitată centric de o forŃă concentrată sau de o încărcare uniform distribuită, aşezată pe un mediu Winkler. DeformaŃia terenului modelat prin resoarte independente se produce numai sub grinda încărcată, ceea ce contravine observaŃiilor din realitate care arată că deformaŃiile se extind şi în afara zonei încărcate (Fig. 8.8b)

Fig. 8.8

În Fig. 8.9a se consideră o fundaŃie foarte flexibilă supusă la o încărcare uniform distribuită şi aşezată pe un mediu Winkler. Şi în acest caz, în realitate, deformaŃia terenului se extinde şi în afara fundaŃiei, fapt care nu este evidenŃiat de modelul Winkler (Fig. 8.9b).

Fig. 8.9

38

În ciuda acestor limitări, avantajele care decurg din simplitatea modelului şi a soluŃiilor matematice prevalează astfel încât metodele bazate pe modelul Winkler sunt utilizate pe larg în proiectare. O problemă esenŃială este alegerea coeficientului de pat, ks, de utilizat în calcul. 8.3.2.1.1. Stabilirea valorii coeficientului de pat ks Coeficientul de pat ks nu este o caracteristică intrinsecă a terenului de fundare ca de pildă modulul de deformaŃie liniara Es. Coeficientul de pat ks reprezintă un parametru al metodelor de calcul bazate pe modelul Winkler. Acest fapt este pus în evidenŃă printr-o încercare cu placa pe teren (Fig. 8.10).

Fig. 8.10

Pentru un punct de coordonate (p, z) aparŃinând diagramei de încărcare – tasare, în zona de comportare cvasi-liniară, coeficientul de pat se obŃine:

z

pk s = (8.8)

Pentru un acelaşi teren, diagrama de încărcare – tasare depinde de dimensiunile şi rigiditatea plăcii. Trecerea de la coeficientul de pat ks’ obŃinut printr-o încercare cu placa de latură Bp la coeficientul de pat ks de utilizat în cazul unei fundaŃii de latură B, impune introducerea unui coeficient de corelare α:

'kk ss ⋅α= (8.9) Terzaghi a recomandat următoarele expresii pentru α:

- pentru pământuri coezive B

Bp=α (8.10)

- pentru pământuri necoezive

2p

B2

)3.0+B(=α

(8.11)

În relaŃia (8.11) B se exprimă în metri. RelaŃiile (8.10) şi (8.11) sunt valabile numai în cazul încercării cu placa de formă pătrată având latura de 0.30 m. În lipsa unor date obŃinute prin încercări pe teren cu placa, pentru valorile ks’ corespunzătoare unei plăci cu latura de 0.30m se pot utiliza valorile date în tabelele 8.1 şi 8.2.

39

Tabelul 8.1 Pământuri necoezive Pământ

afânat Pământ de îndesare medie

Pământ îndesat

ID 0÷0.33 0.34÷0.66 0.67÷1.00 ks (kN/m3) 14000÷25000 25000÷72000 72000÷130000

Tabelul 8.2 Pământuri coezive Pământ

plastic curgător Pământ plastic moale

Pământ plastic consistent

Pământ plastic vârtos

IC 0÷0.25 0.25÷0.50 0.50÷0.75 0.75÷1.00 ks (kN/m3) - 7000÷34000 34000÷63000 63000÷100000

Estimarea valorii coeficientului de pat ks în funcŃie de: - modulul de deformaŃie liniara Es şi de coeficientul lui Poisson νs ale pământului:

( )2s

sms

1

Ekk

ν−⋅α⋅= (8.12)

unde: - km este un coeficient funcŃie de raportul dintre lungimea şi lăŃimea suprafeŃei de contact a fundaŃiei (conform tabelului 8.3.); - Es este modulul de deformaŃie liniară a terenului; - νs este coeficientul de deformaŃie liniară a terenului;

- b

a=α unde a este semilăŃimea iar b semilungimea suprafeŃei de contact a fundaŃiei.

Tabelul 8.3.

b

a=α

km

b

a=α

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

- modulul de deformaŃie edometric M:

M2Bk s ⋅=⋅ (8.13)

40

8.3.2.1.2. Metode de calcul bazate pe modelul Winkler În anexa C sunt prezentate metode pentru calculul grinzii de fundaŃie în cazul utilizării modelului Winkler. 8.3.2.2. Metode care asimilează terenul cu un semispaŃiu elastic (modelul Boussinesq) Mediul Boussinesq este un semispaŃiu elastic caracterizat prin modulul de deformaŃie liniară Es şi coeficientul lui Poisson νs. 8.3.2.2.1. Stabilirea caracteristicilor Es şi νs pentru solicitări statice a) Metode de obŃinere a modulului de deformaŃie liniară Es - prin încercări pe teren cu placa, conform STAS 8942/3-80; - în funcŃie de modulul edometric M, conform STAS 8942/1-89; - în funcŃie de datele din încercarea de penetrare statică cu con, conform C 159/89; -în funcŃie de datele din încercarea de penetrare dinamică standard, conform STAS 1242/5-88. b) Determinarea modulului de deformaŃie liniară, Es med, în cazul terenului stratificat:

( ) )kPa(1s

KKBpmE 2

med_s01

netmed_s ν−⋅−

⋅⋅⋅= (8.14)

unde: m coeficient de corecŃie prin care se Ńine seama de adâncimea zonei active z0,

dat în tabelul B.14 Anexa B.3; pnet presiunea netă pe talpa fundaŃiei, conform relaŃiei (B.8) Anexa B.3, în kilopascali; B lăŃimea tălpii fundaŃiei dreptunghiulare sau diametrul fundaŃiei circulare, în metrii; K1, K0 coeficienŃi adimensionali daŃi în tabelul B.15 Anexa B.3, stabiliŃi pentru adâncimile z=z0 şi z=0, unde z se măsoară de la nivelul tălpii fundaŃiei; s tasarea absolută probabilă a fundaŃiei calculată conform metodelor prezentate la pct. 4.1. sau 4.2., Anexa B.3, în metri;

med_sν coeficientul mediu de contracŃie transversală (Poisson) determinat ca medie ponderată

în funcŃie de valorile siν ale diferitelor straturi de pământ din cuprinsul zonei active

∑∑ ⋅ν

=νi

isimed_s h

h; hi – grosimea stratului i.

d) limitele de variaŃie ale lui sν (Bowles, 1988) sunt prezentate în tabelul 8.4.

Tabelul 8.4 Pământul νs Argilă saturată 0.4÷0.5 Argilă nesaturată 0.1÷0.3 Argilă nisipoasă 0.2÷0.3 Praf 0.3÷0.35 Nisip 0.3÷0.4

41

8.3.2.2.2. Stabilirea caracteristicilor Es* şi νs

* pentru solicitări dinamice Stabilirea caracteristicilor Es

* şi νs* în condiŃii dinamice impune determinarea pe teren a vitezelor de

propagare ale undelor primare (vp) şi ale undelor secundare (vs) utilizând metode indicate în C241-92. Coeficientul lui Poisson pentru condiŃii dinamice, νs

*, se calculează cu relaŃia:

2v

v2

2v

v

2

s

p

2

s

p

*s

−

−

=ν (8.15)

Modulul de deformaŃie liniară în condiŃii dinamice, Es

*, se calculează cu relaŃia:

( )( )*s

*s

*s2

p*s

1

211vE

ν−

ν−ν+ρ= (8.16)

unde ρ reprezintă densitatea pământului. 8.3.2.2.3. Metode de calcul bazate pe modelul Boussinesq În anexa D sunt prezentate metode pentru calculul grinzii de fundaŃie în cazul utilizării pentru teren a modelului Boussinesq. 9. Proiectarea fundaŃiilor construcŃiilor cu pereŃi structurali de zidărie 9.1. Prevederi generale de alcătuire Alcătuirea fundaŃiilor se diferenŃiază funcŃie de următoarele condiŃii: a) CondiŃiile geotehnice de pe amplasament; b) Zona seismică de calcul a amplasamentului: - seismicitate ridicată – zonele A÷D - seismicitate redusă – zonele E÷F c) Regimul de inaltime al construcŃiei: - foarte redus - clădiri parter (P) sau clădiri parter şi etaj (P+1E) - redus – clădiri cu puŃine niveluri (P+2E÷P+4E) d) Clădire cu sau fără subsol. Fundatiile pereŃilor sunt de tip continuu; în anumite situatii pot fi avantajoase şi fundaŃiile cu descarcări pe reazeme izolate. FundaŃiile se pozitionează, de regulă, centric şi, numai în anumite situaŃii particulare, excentric faŃă de pereŃii pe care îi suportă.

42

9.2. FundaŃii la clădiri amplasate pe teren bun de fundare în zone cu seismicitate redusă 9.2.1. FundaŃii la clădiri fără subsol Tipurile de fundaŃii cele mai frecvent utilizate sunt cele prezentate în Fig. 9.1÷9.8. FundaŃiile bloc cu o treaptă (Fig. 9.1) se recomandă atunci când lăŃimea fundaŃiei B depăşeşte lăŃimea b a peretelui cu cel mult 50÷150 mm de fiecare parte. SoluŃia indicata în Fig. 9.2 se recomandă în situaŃiile în care lăŃimea fundaŃiei B depăşeşte lăŃimea b a peretelui cu mai mult de 150mm de fiecare parte. FundaŃiile cu soclu şi bloc având una sau două trepte sunt prezentate în Fig. 9.3 şi 9.4.

B

hidroizolatie

perete structuralinterior

placa suport apardoselii

strat de separare

pietris

bloc de fundatie

CF

ll b

cota de fundare

Fig. 9.1 FundaŃie bloc cu o treaptă

43

hidroizolatie

perete structural interior

placa suport a pardoselii

strat de separare

pietris

b

B1

CF

B

umplutura compactata

bloc de fundatie

Fig. 9.2 FundaŃie bloc cu două trepte

Fig. 9.3 FundaŃie cu soclu şi bloc

44

Fig. 9.4 FundaŃie cu soclu şi bloc cu două trepte

La fundaŃiile pereŃilor exteriori se vor avea în vedere particularităŃile de alcătuire şi protecŃie exemplificate în Fig. 9.5÷9.8. Sub pereŃi exteriori realizaŃi din zidărie de blocuri BCA (Fig. 9.7) sau pereŃi având alcătuire mixtă, cu componenta termoizolatoare la exterior sensibilă la umezeală (Fig. 9.8), faŃa exterioară a soclului se retrage în raport cu faŃa exterioară a peretelui de deasupra; această retragere este de cca 50 mm.

Fig. 9.5. FundaŃie bloc sub perete exterior (pardoseala parterului la aceeaşi cotă cu trotuarul)

45

Fig. 9.6. FundaŃie bloc sub perete exterior (pardoseala parterului deasupra cotei trotuarului)

H>15

0

Hs

Fig. 9.7. FundaŃie cu soclu şi bloc sub perete exterior cu alcătuire simplă (monostrat)

46

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. FundaŃie cu soclu şi bloc sub perete exterior cu alcătuire mixtă

9.2.2. FundaŃii la clădiri cu subsol PereŃii subsolului se prevăd sub pereŃii structurali, pe cât posibil axaŃi faŃă de aceştia şi realizaŃi din beton armat sau din zidărie de cărămidă. Se recomandă realizarea pereŃilor de la subsol din beton armat. În acest caz se vor respecta indicaŃiile de conformare de la capitolul 10. În cazul pereŃilor de subsol din zidărie (cărămidă plină, piatră) fundaŃiile se alcătuiesc conform detaliilor din Fig. 9.9÷9.10. 9.2.3. Dimensionarea fundaŃiilor LăŃimea blocului de fundaŃie B se stabileşte funcŃie de:

a) Calculul terenului de fundare la eforturile transmise de fundaŃie conf. prevederilor de la capitolul 6;

b) Grosimea peretelui (sau soclului) care reazemă pe fundaŃie: B ≥ b+100 mm; (B ≥ Bs+100 mm);

c) Dimensiunile minime necesare pentru executarea săpăturilor conform tabelului 9.1.

Tabelul 9.1 Adâncimea săpăturii h (m) LăŃimea minimă (m)

h≤0.40 0.30 0.40<h≤0.70 0.40 0.70<h≤1.10 0.45

h>1.10 0.50

47

InălŃimea soclului şi a treptelor blocului de fundaŃie va fi de cel puŃin 400 mm. La determinarea înălŃimii blocului şi a treptelor se va respecta valoarea minimă tgα dată în tabelul 7.2.

perete exterior desubsol din zidarie

hidroizolatie

bloc de fundatie

hidroizolatie

zidarie de protectiea hidroizolatiei

placa suport apardoselii

B

planseu peste subsol

dop de bitum

placa trotuar

pietris

umplutura depamant

Fig. 9.9. FundaŃie sub perete exterior de subsol

48

pietris

hidroizolatie

bloc de fundatie

placa suport apardoselii

b

perete interior desubsol din zidarie

B

H

Fig. 9.10. FundaŃie sub perete interior de subsol

FundaŃiile supuse la solicitări excentrice (de exemplu fundaŃiile zidurilor de calcan) se dimensionează astfel încât rezultanta tuturor forŃelor N să se menŃină în treimea mijlocie a bazei pentru ca întreaga lăŃime să fie activă la transmiterea presiunilor pe teren. Când acest lucru nu poate fi realizat iar lăŃimea activă Ba = 1.5b (Fig. 9.11a) nu satisface din punct de vedere al presiunilor efective acceptabile la teren, se Ńine seama de efectul favorabil al deformării terenului şi a blocului de fundaŃie si se admite o lăŃime activă Ba = 2.25b (Fig. 9.11b), cu următoarele condiŃii: - peretele ce sprijină pe fundaŃie trebuie să fie legat de construcŃie la partea superioară prin placa planşeului sau centura planşeului, precum şi prin ziduri transversale suficient de dese (recomandabil la maximum 6 m distanŃă); - presiunea ce se dezvoltă între perete şi fundaŃie să nu depăşească rezistenŃele de calcul ale materialelor din care sunt alcătuite peretele şi fundaŃia.

a. b.

Fig. 9.11 Determinarea lăŃimii active Ba la fundaŃia peretelui de calcan

49

În cazul fundaŃiilor sub pereŃi cu goluri pentru uşi (Fig. 9.12) se verifică condiŃia:

α+≤

tg

2

p

RHL

efectiv

to (9.1)

unde: tgα valoare dată în tabelul 7.2; Rt rezistenŃa de calcul la întindere a betonului din blocul fundaŃiei.

Fig. 9.12 Dacă relaŃia (9.1) este îndeplinită, fundaŃia poate prelua presiunile de pe deschiderea golului. În acest caz fundaŃia se poate realiza din beton simplu sau, dacă se dispune armătură, aceasta poate corespunde procentului minim de armare (pmin = 0.10%). În cazul în care relaŃia (9.1) nu este respectată fundaŃia se calculează la încovoiere şi forŃă tăietoare ca o grindă pe mediu elastic. Armătura se calculează şi se dispune conform prevederilor din STAS 10107/0-90. 9.3. FundaŃii la clădiri amplasate pe teren bun de fundare în zone cu seismicitate ridicată 9.3.1. Încărcarile transmise fundaŃiilor se stabilesc conform principiilor prezentate la capitolul 5. În grupările speciale de încărcări solicitările transmise infrastructurii de către suprastructură sunt stabilite în funcŃie de comportarea specifică a pereŃilor din zidărie sub aceste încărcări (cedare ductilă la compresiune excentrică; comportare elastică, etc.). Solicitarile la nivelul terenului de fundare se determină funcŃie de eforturile transmise de suprastructură considerând comportarea de ansamblu a infrastructurii (Fig. 9.13).

Fig. 9.13

50

9.3.2. Aceste fundaŃii se realizează, de regulă, sub forma unor grinzi continue de beton armat. Ele se calculează după modul de calcul al grinzilor continue prezentat la capitolul 8. Dimensionarea secŃiunii de beton şi a armăturilor se face conform STAS 10107/0-90. 9.3.3. Alcătuirea fundaŃiilor este prezentată în Fig. 9.14 a, b pentru construcŃiile fără subsol şi în Fig. 9.15 pentru constructiile cu subsol.

a.

b.

Fig. 9.14. FundaŃii armate pentru construcŃii fără subsol

51

B

hidroizolatie

b

centura min.6 12 PC52

agrafe minim6/50/50 OB37

etrier 8(10)/20

exterior interior

10(12) PC52

<Ht <Ht 10PC52

12PC52

10/20 PC52

12(14)/20 PC52

Fig. 9.15. FundaŃii armate pentru construcŃii cu subsol

9.4. SoluŃii de fundare la pereŃi nestructurali PereŃii nestructurali reazemă, de regulă, pe placa suport a pardoselii. Placa trebuie aşezată pe teren bun sau umpluturi bine compactate de cel mult 0.80 m grosime. Dacă umpluturile se pot umezi (prin pierderea apei din instalaŃii etc.), grosimea maximă admisă a acestora se va limita la 0.40 m. SoluŃiile de rezemare pot fi realizate astfel: a) Dacă pereŃii nestructurali transmit o încărcare de maxim 4 kN/m şi au cel mult 3 m lungime placa se realizează de minim 80 mm grosime cu o armatură suplimentară dispusă în lungul peretelui (Fig. 9.16); b) Dacă pereŃii nestructurali transmit o încărcare între 4÷10 kN/m şi au cel mult 3 m lungime placa se va realiza cu o îngroşare locală de minim 200 mm grosime (Fig. 9.17). Armăturile suplimentare longitudinale dispuse în placă sub pereŃi vor avea diametrul minim φ10 mm.

52

SituaŃiile care nu se încadrează la punctul a) sau b) se rezolvă ca fundaŃii ale pereŃilor structurali (fundaŃii continue sau cu rezemări izolate).

>80

0.40

÷0.

80m

Fig. 9.16. Armare locală a plăcii suport a pardoselii sub perete interior nestructural

Fig. 9.17. Îngroşarea şi armarea locală a plăcii suport a pardoselii sub perete interior nestructural

53

9.5. Racordarea în trepte a fundaŃiilor având cote de fundare diferite Racordarea în trepte a fundaŃiilor este necesară în următoarele situaŃii: - amplasament pe terenuri în pantă sau stratificaŃie înclinată; - clădiri cu subsol parŃial; - intersecŃii de fundaŃii având cote de fundare diferite (fundaŃie perete exterior – fundaŃie perete interior etc.). Se recomandă respectarea următoarelor condiŃii (Fig. 9.18): - racordarea între cotele de fundare diferite să se realizeze în trepte; - linia de pantă a treptelor să respecte condiŃia tgδ ≤ 0.65; - înălŃimea treptelor se limitează la 0.50 m în terenuri puŃin coezive, respectiv 0.70m în terenuri coezive sau compactate; - cota superioară a blocului de fundaŃie se păstrează la acelaşi nivel pe cel puŃin întreaga lungime a zonei de racordare.

h

mn

m

Fig. 9.18. Racordarea în trepte a fundaŃiilor având cote de fundare diferite

9.6. FundaŃii la rosturi de tasare Rosturile de tasare separă atât suprastructura cât şi infrastructura a două tronsoane de clădire alăturate. LăŃimea rostului între fundaŃii nu va fi mai mică de 40 mm. 9.7. FundaŃii la clădiri amplasate pe terenuri dificile Prezentul normativ se referă la fundaŃiile construcŃiilor amplasate pe următoarele tipuri de terenuri dificile:

54

- pământuri foarte compresibile (argile, pământuri argiloase de consistenŃă redusă sau nisipuri afânate);

- pământuri sensibile la umezire (loessuri şi pământuri loessoide) definite conform P-7/2000; - pământuri contractile (argile sau pământuri argiloase cu umflări şi contracŃii mari), definite

conform (NE 0001-1996). Se recomandă ca în urma unei analize tehnico – economice să se decidă asupra soluŃiei optime:

- îmbunătăŃirea terenului dificil de fundare şi utilizarea de soluŃii de fundare pentru terenuri bune;

- utilizarea de fundaŃii adaptate terenurilor dificile de fundare. 9.7.1. FundaŃii pe pământuri foarte compresibile şi pământuri sensibile la umezire În cazul în care sunt de aşteptat tasări neuniforme structura, trebuie astfel alcătuită încât construcŃia să poată prelua eforturile suplimentare ce rezultă ca urmare a acestor tasări, după cum urmează:

- pentru tasări inegale mici se pot utiliza fundaŃii cu rigiditate sporită; - pentru tasări inegale mari se poate opta fie pentru realizarea unei rigidităŃi sporite a

ansamblului suprastructură – infrastructură, fie pentru o structură flexibilă adaptabilă la deformaŃii mari.

La alcătuirea planului de fundaŃii se cere respectarea următoarelor condiŃii: - realizarea de elemente de legătură între fundaŃiile pereŃilor structurali (Fig. 9.19);

maximum 6m

Perete portant

Element de legatura

Fig. 9.19

- fundaŃiile pereŃilor să formeze contururi închise (Fig. 9.20);

55

Nerecomandat Recomandat Fig. 9.20

- lungimea fundaŃiilor fără legături pe direcŃie transversală nu trebuie să depăşească 6 m. 9.7.1.1 FundaŃii pentru construcŃii fără subsol La construcŃiile fără subsol amplasate în zone cu seismicitate redusă, fundaŃiile se prevăd cu două zone armate dispuse la partea superioară şi inferioară, iar betonul trebuie să fie de clasă minim C12/15 (Fig. 9.21 a). În cazul construcŃiilor fără subsol dar cu adâncime mare de fundare, se pot introduce centuri suplimentare pe înălŃimea zidului (de exemplu în dreptul pardoselii parterului); În cazul în care este necesară o lăŃime B a tălpii mai mare decât lăŃimea elementului din beton armat se prevede un bloc din beton simplu de clasă minim C8/10 (Fig. 9.21 b).

bb

BB

beton de clasaminim C12/15

beton de clasaminim C8/10

beton de clasaminim C12/15

b.a. Fig. 9.21

56

Astfel de fundaŃii se recomandă a se utiliza în cazul în care fundaŃiile au o înălŃime suficientă pentru a prelua eforturile datorate diferenŃei de tasare (tasărilor diferenŃiale). Centurile se realizează în mod curent cu o înălŃime de 15÷20 cm, armătură longitudinală de 6÷8 bare φ12 mm÷φ16 mm, pe unul sau două rânduri şi etrieri φ6mm la 20÷30 cm, procent minim de armare 0.2%. Barele longitudinale se înădesc prin petrecere pe o lungime de 45φ respectând regula armării unghiurilor intrânde (Fig. 9.22 a şi b).

Fig. 9.22

Se urmăreşte dispunerea într-un singur plan a armăturilor inferioare respectiv superioare, devierea pe verticală fiind admisă cu respectarea unei pante de 1:4. Se va sigura realizarea unei aderenŃe cît mai bune a suprafeŃelor de separaŃie între centuri şi betonul simplu. În cazul amplasamentelor în zone cu seismicitate ridicată se aplică prevederile de la punctul 9.3. 9.7.1.2. FundaŃii pentru construcŃii cu subsol FundaŃiile construcŃiilor cu subsol amplasate în zone cu seismicitate redusă se realizează, de regulă, respectându-se următoarele măsuri (Fig. 9.23): a) dispoziŃia zidurilor longitudinale şi transversale trebuie să alcătuiască un sistem spaŃial cît mai simplu şi clar (de exemplu se vor evita zidurile în şicană), prevăzându-se totodată ziduri transversale suficient de dese la maximum 6.00 m; b) fundaŃiile zidurilor se prevăd cu centuri de beton armat, pentru preluarea eventualelor eforturi de întindere; pentru cazurile curente centurile pot avea lăŃimea zidului şi înălŃimea de 15÷20 cm cu armătura longitudinală de 6÷8 bare φ12÷16 mm, pe unul sau doua rânduri şi etrieri φ6 mm la 20÷30 cm; betonul de clasă minim C12/15; c) se asigură conlucrarea centurilor din fundaŃii cu zidul de deasupra prin executarea unor centuri de beton armat şi la nivelul planşeului de peste subsol; d) izolaŃia hidrofugă orizontală a zidurilor se aşează astfel încât să nu creeze în zid rosturi de lunecare între centuri; în caz că poziŃia acestei izolaŃii nu poate fi schimbată se recomandă executarea centurii superioare sub nivelul izolaŃiei orizontale; e) se execută centuri de beton armat, atât la planşeele monolite cât şi la cele prefabricate, pe toată lăŃimea zidurilor, pentru ziduri până la 37.5 cm grosime; centurile se armeză mai puternic la planşeul peste primul nivel de deasupra fundaŃiilor (cu o armătură corespunzătoare celei din centura fundaŃiilor);

57

f) zidurile construcŃiei se execută din cărămizi marca C100 şi cu mortar minim M50; în caz că zidul de deasupra fundaŃiei este de beton acesta va fi de cel puŃin clasa C12/15.

Fig. 9.23

În cazul amplasamentelor în zone cu seismicitate ridicată se aplică prevederile de la punctul 9.3. 9.7.2. FundaŃii pe pământuri cu umflări şi contracŃii mari În cazul anumitor pământuri argiloase, ca efect al umflării datorită umezirii şi contracŃiei prin uscare, apare pericolul degradării sau ruperii fundaŃiilor, fenomen însoŃit de apariŃia de fisuri profunde în pereŃii structurali din zidărie. La proiectarea fundaŃiilor pe pământuri cu umflări şi contracŃii mari se va urmări, de regulă, ca presiunea efectivă transmisă la teren, să fie mai mare decât presiunea de umflare. 9.7.2.1. FundaŃii continue Pentru prevenirea degradării fundaŃiilor se recomandă ca, în afară de măsurile de la punctul 9.7.1, să se prevadă şi următoarele: a) adâncimea de fundare de cel puŃin 1.50 m, măsurată de la cota trotuarului, în scopul evitării fundării în zona cu variaŃii mari de umiditate pentru pământ; b) lăŃimea excavaŃiei pentru realizarea fundaŃiilor sub zidurile exterioare se alege cu cca. 40÷50 cm mai mare decât lăŃimea fundaŃiei respective, sporul de lăŃime dându-se către exterior; c) sub talpa fundaŃiei se prevede un strat de cca. 5 cm grosime de nisip grăunŃos curat; imediat după turnarea betonului în fundaŃie spaŃiul rămas liber între fundaŃie şi peretele săpăturii se umple cu pământ stabilizat conform NE 0001-1996 (Fig. 9.24); d) pentru preluarea eventualelor eforturi de întindere ce pot să apară în fundaŃii se prevăd centuri de beton armat continue pe întreaga lungime a pereŃilor; centurile se realizează, de regulă, cu o înălŃime de 15÷20 cm, din beton C12/15 şi armate simetric cu minim 4φ12 mm din OB37; e) se iau toate măsurile necesare pentru scurgerea şi îndepărtarea apei din vecinătatea clădirii, prin nivelarea terenului, executarea de rigole etc.; f) apele meteorice trebuie evacuate cât mai departe de construcŃie, prin rigole speciale prevăzute în acest scop; se recomandă utilizarea burlanelor care conduc apa în condiŃii mai bune;

58

g) trotuarul din jurul construcŃiei va avea o lăŃime minimă de 1.0 m şi se prevede cu o pantă de 5% spre exterior; acesta se aşează pe un strat de 20 cm de pământ stabilizat şi se prevede la margine cu un pinten de 20x40 cm (Fig. 9.24); h) proiectul trebuie să cuprindă măsurile speciale ce trebuiesc luate în timpul execuŃiei; astfel se recomandă ca: - executarea construcŃiei să se facă pe cât posibil într-un anotimp în care nu sunt de aşteptat variaŃii mari ale umidităŃii pământului şi anume primăvara sau toamna; - locul ales pentru construcŃie să fie bine curăŃat şi nivelat înainte de începerea săpăturilor astfel ca să nu se permită stagnarea apelor meteorice; - turnarea fundaŃiilor să se facă imediat după terminarea săpăturilor pentru a nu se modifica umiditatea terenului de fundare.

Fig. 9.24 9.7.2.2. FundaŃii cu descărcări pe reazeme izolate FundaŃiile cu descărcări pe reazeme izolate transmit terenului încărcările exterioare prin blocuri de fundaŃie dispuse discontinuu în lungul pereŃilor. FundaŃiile cu descărcări pe reazeme izolate sunt alcătuite din: - blocuri de fundaŃie de beton simplu; - grinzi de beton armat. FundaŃiile cu descărcări pe reazeme izolate sunt folosite în cazul pământurilor cu umflări şi contracŃii mari pentru ca presiunea efectivă pe teren să depăşească presiunea de umflare a pământului. SoluŃia se poate dovedi mai avantajoasă decât soluŃia fundaŃiilor continue în cazul unor adâncimi de fundare mai mari decât cca. 2.0 m. În cazul pereŃilor nestructurali cu încărcări foarte mici pentru o adâncime de fundare mai mare de 1.20m soluŃia reazemelor izolate se impune faŃă de cea a fundaŃiilor continue. Presiunea acceptabilă a terenului de fundare trebuie să fie suficient de mare pentru a face o posibilă distanŃarea raŃională de-a lungul zidurilor a blocurilor de fundaŃie.

59

FundaŃiile cu descărcări pe reazeme izolate nu sunt indicate în cazul când sunt de aşteptat tasări inegale ale acestora. De asemenea ele se vor evita în regiunile cu seismicitate ridicată. Reazemele izolate se dispun obligatoriu în punctele de intersecŃie ale zidurilor sau în cele în care sunt concentrate încărcări importante. În general, aceste reazeme se dispun în conformitate cu traveile construcŃiei şi în dreptul plinurilor (spaleŃi) de zidărie. Reazemele izolate dispuse în lungul zidurilor au în plan o secŃiune de formă dreptunghiulară. În zonele de intersecŃie în „L” sau „T” a zidurilor, se pot folosi diferite forme în plan (Fig. 9.25).

Fig. 9.25 PoziŃia în plan a blocurilor de fundaŃie se va alege astfel încât centrele de greutate ale bazelor lor să coincidă pe cât posibil cu axul peretelui. În cazul reazemelor executate din zidărie din piatră, blocuri de beton sau cărămidă, la partea superioară a blocului se prevede un cuzinet de beton armat pentru repartizarea încărcărilor transmise de elementele de descărcare ale suprastructurii. Elementele de descărcare sunt alcătuite din grinzi de beton armat care constituie suportul zidurilor şi care transmit încărcările la blocurile de fundaŃie. În cazul obişnuit al construcŃiilor fără subsol elementele de descărcare alcătuiesc şi soclul zidului depăşind cu cel puŃin 25 cm cota trotuarului construcŃiei. FaŃa inferioară a elementelor de descărcare se aşează la cel puŃin 10 cm sub nivelul trotuarului. IzolaŃia hidrofugă orizontală a zidurilor se pozează, în mod obişnuit, la partea superioară a grinzilor. Sub elementele de descărcare se prevede un strat de pietriş de cca. 8 cm; în cazul grinzilor din beton armat monolit se va turna şi un strat de beton de egalizare peste stratul de pietriş. Grinzile se fac, de regulă, mai late decât zidul de deasupra cu cca. 2.5 cm de fiecare parte. Grinzile se realizează, în general, din beton armat turnat monolit. Grinzile prefabricate se recomandă în cazul construcŃiilor cu ziduri având o dispoziŃie regulată în plan şi cu încărcări mici. Pentru uşurinŃa execuŃiei se va urmări, pe cât posibil, ca grinzile să aibă aceeaşi înălŃime. Grinzile sunt continue având înălŃime constantă sau cu vute pe reazeme (Fig. 9.26).

60

Fig. 9.26

Pentru asigurarea unei rigidităŃi corespunzătoare se recomandă L86

1h ⋅

÷≥ .

10. Proiectarea fundaŃiilor construcŃiilor cu pereŃi structurali de beton armat 10.1. Principii generale de proiectare

PereŃii structurali de beton armat având rigiditate şi rezistenŃă mare transmit infrastructurii în grupările speciale de încărcări eforturi semnificative (momente încovoietoare şi forŃe tăietoare) şi sunt, în general, insuficient lestaŃi (forŃă axială mică), astfel încât soluŃia de fundaŃie independentă nu poate fi utilizată decât în unele cazuri particulare. Solicitările mari M, Q transmise de pereŃi infrastructurii pot fi preluate, în general, de fundaŃii dezvoltate în plan ca o reŃea de fundaŃii continue, pe una sau două direcŃii (Fig.10.1) sau de infrastructuri cu rezistenŃă şi rigiditate foarte mare, alcătuite din pereŃi de beton armat, planşee şi fundaŃii (radiere) considerate ca o structură spaŃială (Fig.10.2). Prin calibrarea rezistenŃei elementelor sistemului structural (suprastructură şi infrastructură) se realizează dirijarea mecanismului de plastificare în cazul acŃiunilor seismice intense. De regulă deformaŃiile plastice sunt dirijate în suprastructură iar infrastructura este proiectată să răspundă în domeniul elastic de comportare (Fig. 10.3).

61

Fig. 10.1 FundaŃii pentru pereŃi de beton armat.

Fig. 10.2 Infrastructură rigidă supraterană pentru construcŃii cu pereŃi de beton armat

Perete structural

Perete de subsol

FundaŃie

Infr

astr

uctu

ră

h

s

1-1

1

1

Perete structural

a

1 1

b

1

1

Perete structural

c

Perete suprastructură

d

Infrastructură rigidă

Nucleu din pereŃi de beton armat

Perete de beton armat

62

Fig. 10.3 FundaŃii cu comportare elastică: a - fundaŃie independentă; b - infrastructură

Dirijarea articulaŃiilor plastice în elementele infrastructurii (Fig. 10.4) poate fi acceptată în unele situaŃii, ca de exemplu:

- în elementele suprastructurii trebuie limitate degradările produse de cutremure (spitale etc.); - suprastructura dezvoltă rezistenŃe foarte mari datorită alcătuirii acesteia, mult peste cerinŃele

proiectării antiseismice; - intevenŃiile postseism la elementele infrastructurii se pot realiza cu uşurinŃă.

Fig. 10.4 Infrastructură cu articulaŃii plastice. 10.2. Încărcări transmise infrastructurilor de pereŃii structurali de beton armat Valorile eforturilor transmise de pereŃii structurali de beton armat la infrastructuri se determină conform prevederilor de la cap. 5. Schema de aplicare a încărcărilor transmise de pereŃii structurali infrastructurii se conformează prevederilor de la pct. 12.2.

10.3 Dimensionarea tălpii fundaŃiilor

b

Ms2

fundaŃie

Np MP

Perete structural

L

QP

Zona comprimată a

peretelui

a

Ms1 Qp Qs1

Ns1 MP

NP

Nf

Ns2

Qs2

DirecŃia acŃiunii seismice

Stâlp

H I

Mf

zona de articulaŃie plastică în infrastructură

Zona de nod rigid, perete - fundaŃie

perete structural

I

Ta C

QP

perete structural

stâlp

zona de articulaŃie plastică in infrastructuri

ArticulaŃii plastice

stâlp

Directie actiune seismica

Nod rigid

63

Dimensionarea tălpii fundaŃiilor se face conform prevederilor de la capitolul 6. Dacă infrastructura este suficient de rigidă şi rezistentă pot fi acceptate distribuŃii liniare de presiuni pe teren (Fig. 10.6). Calculul presiunilor pe teren (şi implicit dimensionarea tălpii fundaŃiilor) se poate face acceptând ipoteza secŃiunilor plane. În cazul infrastructurilor cu deformaŃii semnificative calculul presiunilor pe teren se face pe baza unui model care permite luarea în considerare a interacŃiunii dintre infrastructură şi terenul de fundare.

Fig. 10.6 Considerarea presiunilor pe teren pentru ansamblul fundaŃiilor

10.4 Alcătuirea fundaŃiilor pentru pereŃii structurali de beton armat 10.4.1 FundaŃii independente sub pereŃi de beton armat se pot realiza în situaŃii rare datorită eforturilor mari (M, Q) transmise terenului. FundaŃiile sunt conformate şi dimensionate ca şi fundaŃiile sub reŃeaua de pereŃii ai substructurii. 10.4.2 FundaŃii continui sub pereŃii substructurilor FundaŃiile sub pereŃii care compun substructura pot fi realizate ca fundaŃii continui sau radier general. FundaŃiile tip radier se conformează şi se dimensionează conform prevederilor de la cap. 11 al prezentului normativ. FundaŃiile continue sub pereŃi pot fi realizate ca tălpi de beton armat (fig. 10.7) sau cu bloc de beton simplu şi cuzinet de beton armat (fig. 10.9). 10.4.2.1 FundaŃii continui tip talpă de beton armat.

x

y

1 2 3 4 5

pef pef

B

B

B

My

Mx

G

64

SecŃiunea transversală a fundaŃiei sub pereŃii de beton armat se poate alcătui ca în fig. 10.7. CondiŃiile minimale privind secŃiunea de beton a fundaŃiei sunt următoarele:

• raportul H / B are valorile minime date în tabelul 7.1; • H are valoarea minimă 300 mm; • H’ are valoarea mai mare de 250 mm; • ÎnălŃimea la marginea fundaŃiei (H sau H’) se stabileşte astfel încât să fie asigurată

lungimea de ancoraj a armăturilor transversale de pe talpa fundaŃiei (la ≥ 15 φ)

a. b.

Fig. 10.7. FundaŃii continui sub pereŃii de beton armat ai substructurilor.

Clasa minimă de beton în fundaŃie este C8/10. Armarea fundaŃiilor pereŃilor de beton armat se realizează, de principiu, ca în Fig. 10.8.

Fig. 10.8. Schema de armare a fundaŃiei peretelui de beton armat.

Armătura transversală (1) rezultă din verificarea consolei tălpii la moment încovoietor în secŃiunea de la marginea peretelui. În unele cazuri, în care peretele este excentric pe talpa fundaŃiei, armăturile (1) pot rezulta şi din verificarea fundaŃiei la momente de torsiune. Procentul minim de armare pe fiecare direcŃie este 0.10% pentru armături OB37 şi 0.075% pentru armături PC52. Diametrul minim al armăturilor este de 10 mm. DistanŃa maximă între armături este de 250 mm; distanŃa minimă este de 100 mm. Armătura de conectare cu peretele substructurii (2) poate rezulta funcŃie de următoarele condiŃii:

• Verificarea la lunecare în rosturile de turnare ale betonului (Fig.12.8); • Verificarea la forŃă tăietoare a peretelui substructurii;

65

• Verificarea la moment încovoietor şi forŃă axială a peretelui substructurii; armătura rezultată din această condiŃie nu poate depăşi aria corespunzătoare greutăŃii fundaŃiei;

• Verificarea secŃiunii de la baza peretelui la moment încovoietor determinat de presiunea pământului pe planul peretelui; în calcul se poate consideră şi efectul favorabil al forŃei axiale din perete.

Diametrul minim al armăturilor este de 10 mm; pmin= 0,10% DistanŃa maximă între armături este de 250 mm iar distanŃa minimă de 100 mm. Armăturile longitudinale (3) rezultă din verificarea secŃiunii verticale a peretelui la încovoiere, conform schemei de solicitare din fig. 12.8. Armătura minimă (3) trebuie să corespundă armăturii de repartiŃie corespunzătoare mărcii (1) 10.4.2.2 FundaŃii continui cu bloc de beton simplu şi cuzinet. SecŃiunea transversală a fundaŃiei sub pereŃii de beton armat se poate alcătui ca în fig. 10.9. CondiŃiile minimale privind secŃiunea de beton a fundaŃiei sunt cele date la cap. 7.1.2.1, în tabelul 7.1 şi în tabelul 7.2.

l1

hc

l2

H

L

lc

Fig. 10.9. FundaŃie tip bloc şi cuzinet sub pereŃi de beton armat. FundaŃiile tip bloc şi cuzinet ale pereŃilor nu sunt admise în cazurile în care peretele este rezemat excentric faŃă de talpa blocului de beton. CondiŃiile privind armarea minimă a cuzinetului sunt cele date la pct. 10.4.2.1. 11. Proiectarea radierelor de beton armat 11.1. Alcătuire generală şi domenii de aplicare FundaŃia tip radier general reprezintă tipul de fundaŃie directă, realizată ca un planşeu întors şi care asigură o suprafaŃă maximă de rezemare pe teren a construcŃiei. FundaŃiile tip radier se utilizează, de regulă, în următoarele situaŃii: - terenuri cu rezistenŃă scăzută care impun suprafeŃe mari ale tălpii fundaŃiilor; - terenuri dificile sau neomogene, cu risc de tasări diferenŃiale;

66

- prezenŃa apei subterane impune realizarea unei cuve etanşe; - elementele verticale (stâlpi, pereŃi) sunt dispuse la distanŃe mici care fac dificilă realizarea (execuŃia) fundaŃiilor izolate sau continue; - radierul împreună cu elementele verticale structurale ale substructurii trebuie să realizeze o cutie rigidă şi rezistentă; - construcŃii cu înălŃime mare care transmit încărcări importante la teren. Radierul general se poate realiza în următoarele soluŃii constructive: a) radier general tip dală groasă, în care elementele verticale (stâlpi sau pereŃi structurali) sunt rezemate direct pe acesta; • radier cu grosime constantă (Fig. 11.1); hr ≥ 1/8 lmax.; • radier cu grosime variabilă (Fig. 11.2); soluŃia poate fi adoptată în cazul unei construcŃii cu pereŃi structurali din beton armat care transferă eforturi secŃionale importante într-o zonă centrală a acestuia;

b) radier general tip planşeu ciupercă;

hr1

Perete structural

hr2

-radier -beton de egalizare

Fig. 11.2. Radier cu grosime variabilă

lmax

1 1

Fig. 11.1 Radier general tip dală groasă

Radier tip dală groasă 1-1

hr

Beton de egalizare

67

c) radier tip placă şi grinzi (drepte sau întoarse) dispuse pe una sau două direcŃii (Fig. 11.4); se recomandă alegerea înălŃimii grinzii (hg) şi a plăcii radierului (hr) conform relaŃiilor:

hg/lmax=1/3÷1/6; hr/lmax=(1/15÷1/20) (11.1) De obicei, grinzile au secŃiune constantă. În cazul unor încărcări mari se pot realiza grinzi cu vute.

Fig. 11.4 Radier tip placă şi grinzi pe două direcŃii:

a – radier tip placă şi grinzi întoarse; b – radier tip placă şi grinzi drepte

Fig. 11.3 Radier de tip planşeu ciupercă

Perete perimetral

Capitel 1 1

stâlp

45o Capitel cu o pantă

a

1-1

stâlp

Capitel cu două pante

b 1-1

hr

hr hr

c Capitel drept

68

d) radier tip placă cu vute (Fig. 11.5.)

+

Fig. 11.5. Radier tip placă cu vute e)-radier casetat alcătuit din două planşee solidarizate între ele prin intermediul unor grinzi dispuse pe două direcŃii.

Fig. 11.6. Radier casetat

11.2. Elemente constructive şi de proiectare 11.2.1. Radierul poate fi folosit şi la construcŃii situate sub nivelul apei subterane (Fig. 11.7). În acest caz subsolul împreună cu radierul realizează o cuvă etanşă. Etanşarea cuvei se obŃine prin dispunerea hidroizolaŃiei la exteriorul radierului şi a pereŃilor perimetrali conform figurii 11.7. De asemenea, suprafaŃa interioară a pereŃilor structurali perimetrali se tratează pentru a asigura impermeabilitatea necesară.

69

Fig. 11.7.

11.2.2. Proiectarea radierelor trebuie să Ńină seama de compatibilitatea deformaŃiilor terenului cu cele ale elementelor structurale. Calculul eforturilor secŃionale M, Q în secŃiunile caracteristice ale radierului se obŃin de regulă cu programe de calcul care permit modelarea fenomenului de interacŃiune fundaŃie-teren. Dacă în radier apar eforturi axiale de compresiune sau întindere ca efect al conlucrării acestuia cu substructura la dimensionarea secŃiunilor de beton şi armătură la moment încovoietor şi forŃă tăietoare se va considera şi efectul acestora. 11.2.3. Armarea radierelor se realizează cu reŃele orizontale de armătură, dispuse pe feŃele plăcii pentru preluarea momentelor pozitive şi negative. De asemenea, este necesară şi o armare pe zona centrală a plăcii pentru fenomenele de contracŃie. În varianta în care nu se prevăd armături înclinate, se face verificarea la forŃă tăietoare a secŃiunii de beton simplu cu relaŃia:

Q≤0.7bhrRt (11.2) Este posibil ca în zona lifturilor, înălŃimea radierului să se reducă, micşorându-se capacitatea betonului simplu la forŃă tăietoare . În acest caz se pot prevedea local etrieri şi armătură de bordaj a golurilor. Procentele minime de armare pentru placa radierului sunt 0,15% pentru fiecare faŃă. Înnădirea barelor se face prin petrecere, sau prin sudare pentru barele cu diametre mari (φ25.. φ40). Dimensionarea radierului se realizează corespunzător STAS 10107/0-90. 11.2.4. Rosturile de turnare şi măsurile care trebuie prevăzute în proiectare din punctul de vedere al rezistenŃei şi tehnologiei de execuŃie (conform NE 012-99). • rosturi verticale de turnare (Fig.11.8 a); RezistenŃa la lunecare în planurile rosturilor de turnare se realizează prin armătura orizontală care traversează rostul şi de rugozitatea feŃelor rosturilor. Pentru realizarea acestor rosturi, se foloseşte o plasă de ciur, amplasată vertical la faŃa întreruptă a elementului şi rigidizată pentru a rezista la împingerea betonului proaspăt.

70

Prin poziŃiile rosturilor de turnare se va asigura împărŃirea radierului în volume de beton pentru care pot fi asigurate condiŃiile optime şi sigure pentru lucrările de preparare a betonului, transportul auto, turnarea şi vibrarea acestuia în vederea realizării monolitismului total, a continuităŃii, precum şi etanşeitatea contra infiltrării apelor freatice. Turnarea betonului se va face continuu, în straturi orizontale de aproximativ 40cm grosime, iar intervalul de timp între turnarea a două straturi suprapuse (pe întreaga suprafaŃă a acestora) să fie mai scurt decât durata prizei celor două straturi suprapuse. Turnarea betonului în volume prestabilite asigură consumarea practic totală într-un anumit interval de timp a deformaŃiilor din fenomenul de exotermie (degajarea de căldură din procesul chimic de hidratare a cimentului). • rosturi orizontale de turnare (Fig.11.8 b). RezistenŃa la lunecare în planurile rosturilor de betonare va fi realizată de armătura verticală care traversează rostul şi de rugozitatea feŃelor rosturilor.

Fig. 11.8.

• calculul efortului de lunecare L în rost (Fig. 11.8. c) se face cu relaŃia (11.3):

2

2

1

121 Z

M

Z

ML −=− (11.3)

Dimensionarea armăturii de conectare în rost se face conform STAS 10107/0-90. 11.3. Calculul radierelor În calculul radierelor trebuie luaŃi în considerare numeroşi factori între care cei mai importanŃi sunt rigiditatea şi geometria radierului, mărimea şi distribuŃia încărcărilor, caracteristicile de deformabilitate şi de rezistenŃă ale terenului, etapele de execuŃie. Calculul urmăreşte determinarea presiunilor de contact şi a deformaŃiilor, precum şi a momentelor încovoietoare şi forŃelor tăietoare. În calcule, radierul poate fi considerat ca rigid sau flexibil. Principalele criterii de apreciere a rigidităŃii relative a radierelor prin raport cu terenul de fundare sunt prezentate în continuare. • Pentru radierele generale având forma dreptunghiulară în plan (LxB) şi grosimea uniformă (h) indicele de rigiditate se determină cu expresia:

h2

B

h2

L

E

E

1

)1(12K

2

s2s

2

G ⋅

⋅⋅

ν−

ν−π⋅= (11.5)

Radierul poate fi considerat rigid dacă este îndeplinită condiŃia:

71

B

L

8K G ≤

(11.6)

• În cazul radierelor încărcate de forŃe concentrate din stâlpi dispuşi echidistant pe ambele direcŃii iar încărcările din stâlpi nu diferă cu mai mult de 20% între ele, se defineşte un coeficient de flexibilitate, λ, după cum urmează:

4

f

fs

EI4

bk=λ (11.7)

unde bf şi If se definesc ca lăŃimea, respectiv momentul de inerŃie ale unei fâşii de radier considerată între mijloacele a două deschideri consecutive între stâlpi (Fig. 11.9). Se remarcă faptul că bf este egal cu distanŃa dintre două axe consecutive ale stâlpilor.

Fig. 11.9: ÎmpărŃirea radierului în fâşii Dacă bf este mai mare decât 1.75/λ, atunci radierul poate fi considerat flexibil. • În cazul în care structura de rezistenŃă a construcŃiei este realizată din cadre (stâlpi şi grinzi) şi din pereŃi portanŃi (diafragme) iar fundaŃia este un radier general se defineşte rigiditatea relativă, KR, care permite evidenŃierea conlucrării dintre structură, radier şi terenul de fundare.

3s

CR BE

I'EK = (11.8)

Unde CI'E reprezintă rigiditatea construcŃiei şi a radierului. Această valoare se calculează cu

ajutorul relaŃiei:

72

12

ht'EI'EI'EI'E

3dd

caFC ++= ∑ (11.9)

unde: FI'E este rigiditatea radierului,

∑ caI'E este rigiditatea cadrelor,

td şi hd sunt grosimea şi respectiv înălŃimea diafragmelor. Dacă valoarea KR este mai mare de 0.5 atunci radierul poate fi considerat rigid. 11.3.1 Metode simplificate pentru calculul radierelor rigide 11.3.1.1. Metoda reducerii încărcărilor în centrul de greutate al radierului (Fig. 11.10) Etapele de calcul sunt următoarele: - se determină centrul de greutate al suprafeŃei radierului - se determină presiunile pe talpa radierului cu relaŃia:

xI

eNy

I

eN

A

Np

y

x

x

y)41( ∑∑∑

±±=÷ (11.10)

Figura 11.10

- se examinează radierul ca un întreg pe fiecare dintre cele două direcŃii paralele cu axele x şi y. ForŃa tăietoare totală acŃionând în orice secŃiune dusă prin radier este egală cu suma aritmetică a tuturor încărcărilor şi presiunilor de contact la stânga secŃiunii considerate. Momentul încovoietor total acŃionând în aceeaşi secŃiune este egal cu suma momentelor aceloraşi încărcări şi presiuni faŃă de secŃiunea considerată. Metoda nu permite determinarea distribuŃiei forŃei tăietoare totale şi momentului încovoietor total în lungul secŃiunii. Se impune, în consecinŃă, introducerea unor simplificări.

73

11.3.1.2. Metoda împărŃirii radierului în fâşii de calcul (Fig. 11.9) Atunci când încărcările din stâlpi şi distanŃele dintre stâlpi nu diferă între ele cu mai mult de 20%, radierul poate fi împărŃit în fâşii de calcul independente. Fiecare fâşie de calcul este încărcată de forŃele corespunzătoare stâlpilor ce reazemă pe fâşia respectivă. Se determină diagrama presiunilor de contact, admiŃându-se o lege de variaŃie liniară de tip Navier. Deşi poziŃia rezultantei încărcărilor din stâlpi nu coincide cu poziŃia centrului de greutate al rezultantei presiunilor de contact, valorile obŃinute ale momentelor încovoietoare şi forŃelor tăietoare în secŃiunile semnificative pot fi folosite pentru armarea radierului. 11.3.2. Calculul radierelor pe mediu Winkler În anexa E sunt prezentate unele metode de calcul pentru radierele rezemate pe un mediu discret alcătuit din resoarte independente de tip Winkler. 11.3.3. Calculul radierelor pe mediu Boussinesq Se porneşte de la ecuaŃia diferenŃială de ordinul 4 a plăcii supuse la încovoiere (Fig. 11.11)

Fig. 11.11

EcuaŃia suprafeŃei mediane deformate a plăcii radier este:

D

)y,x(p)y,x(q

y

z

yx

z2

x

z4

4

22

4

4

4 −=

∂

∂+

∂⋅∂

∂⋅+

∂

∂ (11.11)

în care D este rigiditatea cilindrică a plăcii de grosime h

)1(12

hED

2

3

ν−⋅

⋅= (11.12)

74

Rezolvarea ecuaŃiei (11.11) se bazează pe Metoda elementelor finite. 11.3.4. Calculul radierelor pe mediu Winkler - Boussinesq În anexa F este prezentată metoda hibridă de calcul pentru radierele rigide rezemate pe un teren de fundare modelat printr-un mediu compus Winkler – Boussinesq. 12. Infrastructuri 12.1. Prevederi generale Infrastructura cuprinde elementele substructurii şi fundaŃiile. FundaŃiile, considerate ca elemente care transmit eforturile la terenul de fundare sunt tratate în capitolele 4÷11. Prevederile privind fundaŃiile, prezentate în continuare, consideră efectele determinate de conlucrarea acestora în ansamblul infrastructurii. 12.1.1. Clasificarea infrastructurilor după modul de comportare la acŃiuni seismice - Infrastructuri cu comportare elastică, la construcŃiile proiectate să dezvolte deformaŃii plastice în cazul acŃiunilor seismice exclusiv în suprastructură. În acest caz, infrastructura nu se conformează cerinŃelor specifice menite să îi asigure o comportare ductilă. RezistenŃa infrastructurii este calibrată cu solicitările transmise de suprastructura plastifiată; - Infrastructuri ductile la construcŃiile în care, prin calibrarea capacităŃilor de rezistenŃă, deformaŃiile plastice se dezvoltă şi în substructură. Zonele potenŃial plastice ale infrastructurii se proiectează astfel încât să prezinte o comportare favorabilă în domeniul postelastic (deformaŃii limită mai mari, fără degradare de rezistenŃă etc.). În cazul încărcărilor gravitaŃionale nu se admite ca terenul de fundare, fundaŃiile şi elementele substructurii să fie degradate, adică rezistenŃa la acŃiuni verticale să fie micşorată, ca urmare a deformaŃiei plastice dezvoltate în infrastructura ductilă. De regulă, mecanismele de disipare a energiei induse de cutremur bazate pe dezvoltarea de articulaŃii plastice în elementele infrastructurii, nu elimină în totalitate plastificarea suprastructurii, deci vor fi adoptate doar dacă conduc la comportări structurale avantajoase verificabile. 12.1.2. Clasificarea infrastructurilor după modul de solicitare a terenului de fundare În grupările fundamentale de încărcări toată suprafaŃa fundaŃiilor trebuie să fie în contact cu terenul de fundare (arie activă 100%); presiunile pe teren să fie cât mai uniforme. DistribuŃia de presiuni pe terenul de fundare în cazul grupărilor speciale de încărcări care cuprind şi acŃiuni seismice pot fi: - presiuni pe toată suprafaŃa tălpii fundaŃiei (fundaŃie fără desprinderi de pe teren); - compresiuni pe o porŃiune limitată a tălpii fundaŃiei, când fundaŃia se desprinde parŃial de pe teren. Zona activă a tălpii fundaŃiei trebuie să respecte următoarele limite în cazul grupărilor speciale de încărcări:

75

- La construcŃii la care distribuŃia de presiune pe teren pentru ansamblul fundaŃiilor este cvasiliniară (construcŃii cu subsol rigid, turnuri cu o singură fundaŃie, castele de apă, silozuri etc.), aria activă (Z) minimă este 0.80 din suprafaŃa fundaŃiei. Rotirea ansamblului construcŃiei pe teren, în grupările speciale de încărcări, se va limita la 0.005radiani. Rotirea fundaŃiei pe teren se determină considerând caracteristicile terenului de fundare corespunzătoare acŃiunilor statice; - ConstrucŃiile rezemate pe fundaŃii izolate (structuri în cadre etc.) vor avea pentru fiecare fundaŃie aria activă minimă 0.50. 12.2. Schematizarea încărcărilor pentru calculul infrastructurii Încărcările transmise infrastructurilor se stabilesc conform prevederilor de la pct. 5. AcŃiunile transmise de suprastructură la elementele infrastructurii pot fi considerate pentru calculul static astfel: - dacă înălŃimea secŃiunii transversale a elementului vertical (h) respectă condiŃia (12.1), eforturile transmise infrastructurii se pot considera aplicate punctual, în centrul de greutate al secŃiunii elementului vertical (Fig.12.1.a);

ph5.0h ⋅≤ (12.1)

unde: hp este înălŃimea secŃiunii transversale a peretelui substructurii, înălŃimea secŃiunii transversale în zona de rezemare a elementului vertical; - dacă condiŃia (12.1) nu este realizată, acŃiunile transmise de elementul vertical, în grupările speciale de încărcări, se consideră ca în Fig.12.1.b; în grupările fundamentale de încărcări se admit simplificări ale schemei de încărcare a infrastructurii.

Fig. 12.1. Încărcări transmise infrastructurii.

12.3. Calculul eforturilor în elementele infrastructurii Eforturile în elementele infrastructurii construcŃiilor se determină pentru încărcările precizate la punctul 12.2. Eforturile din fazele intermediare de execuŃie ale construcŃiei vor fi considerate la proiectarea infrastructurilor (Fig.12.2). Se recomandă ca prin măsuri adecvate, de etapizare a execuŃiei etc., precizate în proiect, solicitările infrastructurii în fazele intermediare să fie inferioare solicitărilor rezultate din calculul ansamblului construcŃiei.

Tasări diferenŃiale

Fisuri în radier

Tasări diferenŃiale

Fisuri

76

Fig. 12.2 Solicitări ale elementeleor infrastructurii în faze intermediare de execuŃie ale construcŃiei Dacă condiŃiile de exploatare ale construcŃiei, de teren de fundare, tasări diferenŃiale etc. determină şi alte situaŃii de încărcare semnificative, acestea vor fi luate în considerare la proiectarea elementelor structurale (Fig. 12.3).

Subsol

PiloŃi/pereŃi mulaŃi pt. sprijinirea săpăturii

CR

CG

1 1

CG

CR CG – centrul de greutate CR – centrul de rezistenŃă

F1

F2

Tasări diferenŃiale determinate de solicitarea excentrică

Fig. 12.3. Solicitări ale elementelor infrastructurii datorită încărcării excentrice a fundaŃiilor

12.3.1. Schematizarea pentru calcul a infrastructurii Modelarea infrastructurilor pentru calculul eforturilor se va adapta caracteristicilor sistemului structural al construcŃiei precum şi influenŃelor determinate de proprietăŃile mecanice ale terenului de fundare. Schematizarea pentru un calcul riguros implică considerarea ansamblului suprastructură, infrastructură şi terenul de fundare. Calculul eforturilor implică utilizarea de programe de calcul specializate în care structura este ”fidel” modelată iar terenul de fundare este considerat ca un mediu continuu. Sunt recomandate următoarele modelări simplificate ale infrastructurii pentru calcul: - Infrastructurile alcătuite din pereŃi de beton armat, planşeu/planşee şi fundaŃii tip radier general se modelează în ansamblu prin metoda elementelor finite, calculul fiind abordabil cu programe specializate. Infrastructura se caracterizează prin rigiditate şi rezistenŃă apreciabile la momente de torsiune în secŃiuni verticale. Terenul de fundare se poate modela ca un mediu elastic (tip Winkler). Eforturile în elementele infrastructurii se determină prin integrarea eforturilor în elementele finite. - Infrastructurile alcătuite din pereŃi de beton armat, planşeu peste subsol şi fundaŃii continui sub pereŃi, se pot modela ca un sistem de grinzi de fundaŃie rezemate pe mediu elastic (tip Winkler). - Infrastructurile alcătuite din grinzi de fundaŃie şi fundaŃii izolate pot fi modelate în calcul ca un sistem de bare cu reazeme elastice (incastrări parŃiale). 12.3.2. Schematizarea pentru calcul a pereŃilor cu goluri ai infrastructurilor (a) La pereŃii infrastructurilor care se pot modela ca un sistem de grinzi pe mediu elastic, zonele cu goluri se pot considera în calculul static astfel:

77

- goluri mari, care reduc secŃiunea transversală de forfecare cu mai mult de 1/4 din aria de forfecare totală, la care diagrama de momente încovoietoare nu se anulează pe lăŃimea golului (Fig. 12.4.a); - goluri mari, la care diagrama de momente încovoietoare se anulează pe lăŃimea golului (Fig. 12.4. b); - goluri mici care reduc secŃiunea de forfecare cu mai puŃin de 25% din aria totală de forfecare (Fig. 12.5).

I1,Aw1,A1 I1,Aw1,A1 I2,Aw2,A2

Zona comprimată

hrc

Lo+0,7hrc

Lo

1 1 2

1 1 2

I1,Aw1,A1

Aw1

I2,Aw2,A2

Aw2 hrc

1-1 2-2

a). Goluri mari – cazul în care diagrama de momente încovoietoare nu se anulează pe deschiderea golului

Lo≥0,25hp

I1,Aw1,A1 I1,Aw1,A1

Lo+0,35hp

I2,Aw2,A2

I3,Aw3,A3

I2,Aw2,A2+I3,Aw3,A3

hp

1 1 2

1 1 2

I1,Aw1,A1

1-1 2-2

b). Goluri mari – cazul în care diagrama de momente încovoietoare se anulează pe deschiderea golului

Fig. 12.4

≥2,5 hg

I1,Aw1,A1

hp

1

1

I1,Aw1,A1

1-1

hg ≤ 0,25hp

Lo ≤ 0,25hp

Fig. 12.5. Goluri mici în pereŃii infrastructurilor

78

12.3.3. Schematizarea terenului de fundare pentru calcul infrastructurilor Dacă în calculul eforturilor infrastructura poate fi considerată ca un sistem de grinzi de fundaŃie sunt admise modelările date la capitolul 8. 12.4. Dimensionarea elementelor infrastructurii Elementele de beton armat ale infrastructurilor se dimensionează conform prevederilor generale din STAS 10107/0-90. 12.4.1. Verificarea planşeelor Planşeele care conlucrează în ansamblul infrastructurilor sunt solicitate cu sarcini semnificative în planul lor (comportare specifică de diafragmă orizontală) şi cu încărcări normale pe plan (comportare de planşeu). Diafragmele orizontale se verifică şi la eforturile locale în zonele de intersecŃie cu elementele structurale verticale (pct. 12.5). Verificarea secŃiunilor de beton şi de armătură se face conform prevederilor generale din STAS 10107/0-90. În calcul se va considera efectul combinat al solicitărilor specifice planşeelor şi diafragmelor orizontale. Armăturile de centură se dimensionează considerând valoarea maximă a forŃei tăietoare din pereŃii structuali (Fig.12.6).

Fig.12.6 12.4.2. Verificarea pereŃilor Verificarea pereŃilor va considera solicitările determinate de participarea la preluarea eforturilor infrastructurii şi a incărcărilor aplicate direct acestora (împingerea pământului, presiunea apelor subterane etc.). Dimensionarea secŃiunilor de beton şi de armătură se face conform prevederilor generale din STAS 10107/0-90. În calcul se va considera efectul combinat al solicitărilor specifice. Verificările specifice grinzilor pereŃi se vor aplica în situaŃiile în care comportarea pereŃilor infrastructurilor este asimilabilă acestora: - diagrama de momente încovoietoare se anulează la distanŃe mai mici decât înălŃimea secŃiunii; - eforturile unitare verticale (σz) sunt semnificative pentru solicitarea peretelui.

Aa=Q/Ra

Fisură de cedare la forŃă tăietoare

Q

Perete structural

Perete subsol

Planşeu

79

12.4.3. Verificarea pereŃilor în zonele de discontinuitate 12.4.3.1. IntersecŃii de pereŃi structurali ai infrastructurii cu rezemări indirecte IntersecŃiile de pereŃi cu formă în plan L, T etc., de regulă fără elemente verticale încărcate axial, pot realiza rezemări indirecte, care impun şi verificări ale armăturilor de suspendare. ReacŃiunea maximă transmisă prin intersecŃia de pereŃi determină armătura de suspendare necesară (Fig. 12.7). Aria de armătură de suspendare Aas este:

aas R

FA = (12.2)

unde: F – forŃa tăietoare transmisă între pereŃi cu planuri mediane intersectate; Ra – rezistenŃa de calcul a armăturii de suspendare. Armătura de suspendare se ancorează în zona de dezvoltare a diagonalelor comprimate din beton. SecŃiunea de beton a pereŃilor se verifică ca în secŃiunile curente.

Diagonale comprimate

în pereŃii de beton

Armături de suspendare

PereŃi de beton armat

Diagonale comprimate

Armături de suspendare

PereŃi de beton armat

Fig. 12.7. Rezemări indirecte – dispunerea armăturilor de suspendare

12.4.3.2. IntersecŃii de pereŃi şi planşee la infrastructuri (secŃiuni prefisurate) Verificarea intersecŃiilor dintre pereŃi şi planşee la forŃă tăietoare consideră forŃa de lunecare maximă transmisă prin rostul de turnare − secŃiune prefisurată. ForŃa de lunecare rezultă din verificarea ansamblului infrastructurii (pereŃi, planşee, fundaŃii) la încovoiere cu forŃă tăietoare (Fig. 12.8). ForŃa de lunecare unitară se poate aproxima ca fiind constantă între secŃiunea de moment încovoietor maxim şi secŃiunea de moment nul sau secŃiunile de aplicare a forŃelor concentrate semnificative. Dacă planşeele transmit momente încovoietoare semnificative la pereŃi (reazeme marginale etc.) se vor verifica secŃiunile de beton şi armături ale pereŃilor şi planşeelor. Armăturile se vor ancora conform regulilor specifice nodurilor.

80

Fig.12.8 DistribuŃii de efoturi unitare considerate în verificarea la lunecare

a secŃiunilor prefisurate (rosturi orizontale de turnare) 12.4.3.3. PereŃi cu goluri Golurile în pereŃi se recomandă să aibe colŃurile rotunjite sau teşite. Goluri de mici dimensiuni se recomandă să fie de formă circulară şi cofrate cu Ńeavă de oŃel. Armarea peretelui în zona cu goluri la moment încovoietor se face conform STAS 10107/0-90. Alcătuirea secŃiunilor, compuse din pereŃi, planşee şi fundaŃii, şi schema de armare, cu armături cuprinse în centuri, distribuite în pereŃi, plăci şi fundaŃii, impune calculul la încovoiere cu metoda generalizată, aplicabilă prin utilizarea de programe specializate. Verificarea secŃiunilor cu goluri la forŃă tăietoare: SecŃiunea de beton trebuie să asigure respectarea condiŃiei:

t

maxw R2

QA

⋅≥ (12.3)

Armătura verticală de bordaj a golurilor mari (Fig. 12.9) se dimensionează cu relaŃia

aav R8,0

QA

⋅= (12.4)

În secŃiunea curentă armătura verticală se dimensionează ca etrieri, conform STAS 10107/0-90. Armătura longitudinală (orizontală Aao), distribuită pe înălŃimea secŃiunii peretelui, va respecta minimum:

avao A6,0A ⋅≥ (12.5) Procentele minime de armătură sunt:

- armătura transversală verticală 0.20% - armătura longitudinală distribuită pe înălŃimea secŃiunii 0.15% - armătura longitudinală concentrată la marginea secŃiunii (sus/jos) 0.20%.

12.4.4. Verificarea fundaŃiilor Verificarea fundaŃiilor va considera eforturile secŃionale (moment încovoietor, forŃă tăietoare, moment de torsiune şi forŃă axială) determinate de participarea acestora la infrastructură şi de transmitere a încărcărilor la terenul de fundare. Verificarea secŃiunilor de beton şi armătură se face conform STAS 10107/0-90.

M Rosturi de turnare (secŃiuni de lunecare)

Planşeu

FundaŃie

Perete x

M AaiRa

Rc

x

M

AaiRa

M

Rc

81

1 1

1

Fig. 12.9 Armătura verticală de bordaj a golurilor mari

12.5. Transmiterea eforturilor la infrastructură prin indermediul planşeelor - “efectul de menghină” 12.5.1. Prevederi generale Transmiterea eforturilor (M, Q) la infrastructură se realizează prin efect de menghină dacă elementele verticale ale suprastructurii, care transmit forŃele orizontale, intersectează cel puŃin două planşee ale infrastructurii, rigide şi rezistente, cu deplasări neglijabile în plan orizontal (Fig. 12.10a şi b). Fixarea elementelor verticale prin efectul de menghină (Fig. 12.10) se realizează dacă sunt îndeplinite următoarele condiŃii: (a) conectarea dintre elementul vertical şi planşeul superior poate asigura transmiterea forŃei de legătură (lunecare); (b) planşeul superior poate prelua forŃa transmisă prin efectul de încastrare - condiŃia de rezistenŃă la forŃă tăietoare şi moment încovoietor a diafragmei orizontale superioare; (c) rezistenŃa la forŃă tăietoare a elementului vertical pe porŃiunea dintre elementele care realizează efectul de menghină; (d) preluarea forŃei orizontale de către planşeul inferior sau de către fundaŃia elementului vertical; (e) existenŃa unor elemente verticale rigide (pereŃi ai infrastructurii) care să poată prelua reacŃiunile planşeelor şi să le transmită terenului de fundare (fundaŃii suficient lestate etc.). Stâlpii de beton armat la care se realizează efectul de menghină sunt, de regulă, conectaŃi cu planşeul superior prin riglele de cadru. În aceste situaŃii verificarea la lunecare a secŃiunilor de conectare precum şi a eforturilor în diafragma superioară realizată de planşeul superior nu este semnificativă. 12.5.2. Elemente de calcul, dimensionare şi verificare 12.5.2.1. Transmiterea forŃei de lunecare la planşeul superior (Fig. 12.11) Valoarea de calcul a forŃei de lunecare (forŃa transmisă planşeului superior Ls) este:

.infass QQL += (12.6) unde: Qas – forŃa tăietoare în elementul vertical al suprastructurii, asociată mecanismului de plastificare la acŃiuni seismice; Qinf – forŃa tăietoare care se dezvoltă în elementul vertical sub planşeu; valoarea de calcul se determină acoperitor:

82

s

capinf H

M5.1Q = (12.7)

Valoarea forŃei tăietoare care se dezvoltă în elementul vertical, sub planşeul superior este dependentă de gradul de încastrare asigurat de fundaŃie (Fig. 12.12 a) şi de schema de rezemare asigurată de planşeele subsolurilor (Fig. 12.12 b şi c), în interacŃiune cu restul pereŃilor substructurii.

Fig. 12.10

Fig. 12.11

S1

S2

PLANŞEE

RADIER

PERETE STRUCTURAL

Subsol

PLANŞEU

RADIER

PERETE STRUCTURAL

a).

b).

83

Fig. 12.12 12.5.2.2. Verificarea secŃiunilor de conectare la lunecare Efortul tangenŃial mediu τmed pe suprafaŃa de lunecare se limitează la:

twf

smed R2

A

L⋅≤=τ (12.8)

unde: Ls – forŃa de lunecare calculată cu (12.6); Awf – suprafaŃa secŃiunii de forfecare (lunecare) dintre elementul vertical şi planşeu (placă). Dacă suprafaŃa de contact perete – planşeu este insuficientă se poate realiza o centură (Fig. 12.11 şi Fig. 12.13b); secŃiunea de beton şi armătură longitudinală a centurii se verifică la efortul axial determinat de forŃa transmisă planşeului; Rt – rezistenŃa de calcul la întindere a betonului. Verificarea la lunecare va lua în considerare efectele determinate de prezenŃa golurilor din planşee, prin reducerea corespunzătoare a secŃiunilor de forfecare în zona de conectare şi în verificarea planşeelor ca diafragme orizontale. 12.5.2.3. Armătura în zona de conectare Armătura de conectare din planşeu dispusă perpendicular pe planul de lunecare, calculată conform STAS 10107/0-90, este cel puŃin:

a

stot,a R8,0

LA

⋅= (12.9)

84

Armătura se dispune pe lungimea de transmitere corespunzătoare secŃiunilor de lunecare (Fig. 12.13).

Subsol

Subsol

Perete structural

Perete structural

lt

≥lt/2

lt1 lt2

Awf1/2

Awf2/2

a).

b).

Fig. 12.13

12.5.2.4. Rezemarea elementului vertical la partea inferioară. Blocarea deplasărilor şi preluarea reacŃiunilor de la partea inferioară se poate asigura de către fundaŃii (independente, reŃele de grinzi sau radier) sau de o diafragmă orizontală (planşeu intermediar de subsol). ForŃa tăietoare din elementul vertical (perete, stâlp) se consideră cu valoarea dată de relaŃia 12.11 şi se consideră la determinarea reacŃiuni aplicate fundaŃiei sau diafragmei orizontale de la partea inferioară. În cazul fundaŃiilor independente, dacă forŃa orizontală (Qinf) depăşeşte limita:

minfundatieinf N3,0Q ⋅≥ (12.10)

fundaŃia se fixează în plan orizontal prin legături cu diafragme orizontale sau grinzi (“centuri”) de fundaŃie. 12.5.2.5. Verificarea elementului vertical (stâlp, perete) pe înălŃimea infrastructurii se face conform prevederilor din STAS 10107/0-90. Efortul tangenŃial mediu este limitat la valoarea:

tbp

inf R4A

Q⋅≤ (12.11)