pretorian-radulescu - fundatii 1

PROIECTAREAPROIECTAREASTRUCTURILOR de FUNDARE DIRECTSTRUCTURILOR de FUNDARE DIRECTĂĂ

îîn lumina unui nou normativn lumina unui nou normativ

Nicoleta RNicoleta Răădulescu dulescu -- UTCB, Catedra de Geotehnic UTCB, Catedra de Geotehnică ă şşi Fundai FundaţţiiiiAlexandrina Pretorian Alexandrina Pretorian -- UTCB, Catedra de ConstrucUTCB, Catedra de Construcţţii Civile, Inginerie ii Civile, Inginerie

UrbanUrbană ă şşi Tehnologici TehnologicăăMarius Marius GaborGabor -- UTCB, Catedra de ConstrucUTCB, Catedra de Construcţţii de beton armatii de beton armat

-- BucureBucureşşti, 16 ti, 16 -- 18 septembrie 2004 18 septembrie 2004 --

Normativ Normativ pentrupentru

PROIECTAREA STRUCTURILOR PROIECTAREA STRUCTURILOR dede

FUNDARE DIRECTAFUNDARE DIRECTA

Colectiv de elaborare:Colectiv de elaborare:Prof.univProf.univ. d. dr. r. ing. Niing. Nicoleta Rcoleta Răădulescu dulescu -- coordonatorcoordonatorProf. univ. dr. ing. Iacint ManoliuProf. univ. dr. ing. Iacint ManoliuProf. univ. dr. ing. Marius Prof. univ. dr. ing. Marius GaborGaborProf. univ. dr. ing. Alexandrina PretorianProf. univ. dr. ing. Alexandrina PretorianConf. univ. dr. ing. Rodica Conf. univ. dr. ing. Rodica VierescuVierescuŞŞef lucref lucrăări univ. ing. Andrei ri univ. ing. Andrei OlteanuOlteanuŞŞef lucref lucrăări univ. ing. Manole ri univ. ing. Manole ŞŞerbuleaerbuleaRedactare computerizata : Cristian BanciuRedactare computerizata : Cristian Banciu

Nicoleta RADULESCU, Alexandrina PRETORIAN, Marius GABORNicoleta RADULESCU, Alexandrina PRETORIAN, Marius GABOR

Bucuresti, 16 Bucuresti, 16 –– 17 septembrie 200417 septembrie 2004

NormativNormativ

pprivindrivind

PROIECTAREA PROIECTAREA si si

EXECUTAREA LUCRARILOREXECUTAREA LUCRARILOR

de de FUNDATII DIRECTEFUNDATII DIRECTE

lala

CONSTRUCTIICONSTRUCTII

Indicativ P 10 Indicativ P 10 -- 8686





P10 - 77

P10 - 86

P10 P10 -- 20042004

11

11 a

niani

Suplinite prin prevederi provizorii din:“Cod pentru proiectarea construcţiilor cu pereţi structurali de beton armat” P85-96;“Cod pentru proiectarea structurilor în cadre de beton armat” NP 007-96.

18

18 a

niani



•• SchimbareaSchimbarea principiilorprincipiilor fundamentalefundamentale ale ale proiectproiectăăriirii structurilorstructurilor de de fundarefundare directdirectăă la la acţiuniacţiuni seismiceseismice privindprivind::

–– calcululcalculul terenuluiterenului de de fundarefundare–– alcalcăătuireatuirea şişi dimensionareadimensionarea elementelorelementelor de de

betonbeton armatarmat ale ale infrastructurilorinfrastructurilor



•• EliminareaEliminarea unorunor deficienţedeficienţe care care nunu puteauputeau fifisuplinitesuplinite prinprin prevederileprevederile din din P85P85--9696 şişi NP 007NP 007--9696

•• NormativulNormativul nunu realizeazrealizeazăă aliniereaalinierea la la EurocoduriEurocoduri



CuprinsCuprins

1. Prevederi generale2. Principii generale ale conformării de rezistenţă a infrastructurilor3. Alegerea tipului de fundaţie4. Materiale utilizate la fundaţii5. Solicitări transmise infrastructurilor6. Stabilirea dimensiunilor bazei fundaţiei7. Proiectarea fundaţiilor izolate



8. Proiectarea fundaţiilor continue de beton armat sub stâlpi

9. Proiectarea fundaţiilor construcţiilor cu pereţi structurali de zidărie10. Proiectarea fundaţiilor construcţiilor cu pereţi structurali de beton armat11. Proiectarea radierelor de beton armat

12. Infrastructuri

13. Reglementări tehnice de referinţă



CuprinsCuprins

1. Prevederi generale2. Principii generale ale conformării de rezistenţă a infrastructurilor3. Alegerea tipului de fundaţie4. Materiale utilizate la fundaţii5. Solicitări transmise infrastructurilor6. Stabilirea dimensiunilor bazei fundaţiei7. Proiectarea fundaţiilor izolate



8. Proiectarea fundaţiilor continue de beton armat sub stâlpi

9. Proiectarea fundaţiilor construcţiilor cu pereţi structurali de zidărie10. Proiectarea fundaţiilor construcţiilor cu pereţi structurali de beton armat11. Proiectarea radierelor de beton armat

12. Infrastructuri

13. Reglementări tehnice de referinţă



ANEXA AA1. PRESIUNI CONVENŢIONALE

A2. DEPLASĂRI SAU DEFORMAŢII ADMISE. VALORI ORIENTATIVE

A3. CALCULUL TERENULUI DE FUNDARE LA STAREA LIMITĂ DE DEFORMAŢII

A4. CALCULUL TERENULUI DE FUNDARE LA STAREA LIMITĂ DE CAPACITATE PORTANTĂ



ANEXA B CALCULUL GRINZILOR CONTINUE PE

MEDIU WINKLERB1. METODA DE CALCUL BAZATĂ PE SOLUŢII EXACTE

B2. METODE NUMERICE DE CALCUL

ANEXA CCALCULUL GRINZILOR CONTINUE PE

MEDIU BOUSSINESQ



ANEXA DCALCULUL RADIERELOR PE MEDIU WINKLER

ANEXA ECALCULUL RADIERELOR PE MEDIU WINKLER – BOUSSINESQ



ANEXA FCALCULUL PRESIUNILOR PE TEREN ALE FUNDAŢIILOR IZOLATE DE FORMĂ DREPTUNGHIULARĂ



1.Prevederi generale1.Prevederi generale

⇒Prezentul normativ se aplică laproiectarea structurilor de fundare directă pentru clădirile de locuit şi social – culturale, construcţiile industriale şi agrozootehnice.

● La proiectarea structurilor de fundare directă încondiţii 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.



⇒ Normativul se referă la următoarele tipuri de fundaţii directe:

a) fundaţii izolateb) fundaţii continuec) fundaţii radier



2. 2. Principii generale ale Principii generale ale conformconformăării de rezistenrii de rezistenţţă ă

a infrastructurilora infrastructurilor

2.1.Definirea sistemului structural şi a subsistemelor componente ale construcţiei2.2. Cerinţe privind proiectarea fundaţiilor2.3. Cerinţe privind proiectarea substructurilor



Definirea sistemului structural şi a subsistemelor Definirea sistemului structural şi a subsistemelor componente ale construcţieicomponente ale construcţiei

⇒ Sistemul structural reprezintă ansamblul elementelor care asigură rezistenţa şi stabilitatea unei construcţii sub acţiunea încărcărilor statice şi dinamice, inclusiv cele seismice.● Elementele structurale pot fi grupate în patru subsisteme:

- suprastructura (S);- substructura (B);- fundaţiile (F);- terenul de fundare (T).



TT



⇒ Suprastructura reprezintă ansamblul elementelor de rezistenţă situate deasupra infrastructurii.

⇒ Infrastructura (I) este alcătuită din substructură şi fundaţii. ●La construcţiile care nu au substructură, infrastructura este alcătuită din fundaţii.

⇒ Substructura este zona poziţionată între suprastructură şi fundaţii. ●În raport cu suprastructura, substructura prezintă diferenţe de alcătuire şi conformare, care conduc la capacităţi de rigiditate şi rezistenţă majorate.



⇒ Fundaţiile reprezintă ansamblul elementelor structurale care transmit încărcările la terenul de fundare.

⇒ Terenul de fundare constituie suportul construcţiei şi reprezintă volumul de rocă sau de pământ care resimte influenţa construcţiei respective sau în care pot avea loc fenomene care să influenţeze construcţia.



Cerinţe privind proiectarea fundaţiilorCerinţe privind proiectarea fundaţiilor

⇒ Fundaţiile trebuie proiectate astfel încât să transmită la teren încărcările construcţiei, inclusiv cele din acţiuni seismice, asigurând îndeplinirea condiţiilor privind verificarea terenului de fundare la stări limită.⇒ Fundaţiile ca elemente structurale se vor proiecta astfel încât să asigure îndeplinirea condiţiilor de verificare la stările limită ultime şi ale exploatării normale.



Cerinţe privind proiectarea substructurilorCerinţe privind proiectarea substructurilor

⇒ Substructura are rolul de a prelua încărcările provenite de la suprastructură şi de a le transmite fundaţiilor.● Substructura este alcătuită, de regulă, din elemente structurale verticale (pereţi, stâlpi) şi elemente orizontale sau înclinate (plăci, grinzi etc.).

⇒ Proiectarea substructurii trebuie să ţină cont de conlucrarea cu fundaţiile şi suprastructura.



⇒La proiectarea substructurilor se vor lua în considerare încărcările proprii, încărcările transmise de suprastructură şi de teren .⇒ Eforturile din acţiuni seismice transmise substructurii se vor asocia mecanismului de plastificare al suprastructurii.

● Această condiţie nu este obligatorie în zonele seismice de calcul E şi F definite conform normativului P100-92.



⇒ La proiectarea elementelor structurale ale substructurii vor fi îndeplinite condiţiile 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 acţiuni seismice severe cu dezvoltarea de articulaţii plastice şi în substructură. In aceste situaţii se vor lua măsuri care să asigure o comportare ductilă a substructurii şi accesul pentru intervenţii post seismice.



3. Alegerea tipului de fundaţie3. Alegerea tipului de fundaţie

3.1. Factori de care depinde alegerea tipului de

fundaţie

3.2. Criterii pentru alegerea adâncimii minime de

fundare



Factori de care depinde alegerea tipului de fundaţieFactori de care depinde alegerea tipului de fundaţie⇒ Sistemul structural al construcţiei- tipul de suprastructură (în cadre, cu pereţi etc.);- dimensiuni (deschideri, travei, înălţimi);- alcătuirea substructurii;- materiale (beton, metal, zidărie etc.);- eforturile transmise fundaţiilor în grupările fundamentale şi speciale de încărcări;- mecanismul de disipare a energiei induse de acţiunea seismică (poziţia zonelor potenţial plastice, eforturile transmise fundaţiilor etc.);- sensibilitatea la tasări a sistemului structural.



⇒ Condiţiile de teren

- natura şi stratificaţia terenului de fundare, caracteristicile fizico-mecanice ale straturilor de pământ sau de rocă şi evoluţia acestora în timp;- stabilitatea generală a terenului (terenuri în pantă cu structuri geologice susceptibile de alunecări de teren etc.);- regimul hidrogeologic (nivelul şi variaţia sezonieră a apelor subterane, agresivitatea apelor subterane, circulaţia apei prin pământ etc.);- regimul hidrologic (nivelul apelor de suprafaţă, posibilităţi de producere a inundaţiilor, a fenomenului de afuiere etc.).



⇒ Condiţiile de exploatare ale construcţiei- eforturile transmise la fundaţii (din sarcini statice şi dinamice – vibraţii produse de utilaje etc.);- posibilitatea pierderilor de apă sau substanţe chimice din instalaţiile sanitare sau industriale;- încălzirea terenului în cazul construcţiilor cu degajări mari de căldură (cuptoare, furnale etc.);- degajări de gaze agresive care poluează apele meteorice şi accentuează agresivitatea chimică a apelor subterane;- influenţa deformaţiilor terenului de fundare asupra exploatării normale a construcţiei;- limitarea tasărilor în funcţie de cerinţele tehnologice specifice.



⇒ Condiţiile de execuţie ale infrastructurii

- adâncimea săpăturii pentru realizarea fundaţiilor construcţiei şi modul de asigurare a stabilităţii săpăturii;- existenţa unor construcţii în vecinătate care pot fi afectate de lucrările de execuţie a infrastructurii (instabilitatea taluzului, afuierea terenului la realizarea epuismentelor etc.);- sistemul de epuismente;- prezenţa reţelelor de apă-canal, de gaze, de energie electrică etc.



Criterii pentru Criterii pentru alegereaalegerea adâncimii minime de fundareadâncimii minime de fundare

⇒ Adâncimea de fundare este distanţa măsurată de la nivelul terenului (natural sau sistematizat) până la talpa fundaţiei.

⇒ Adâncimea minimă de fundare se stabileşte în funcţie de:-adâncimea de îngheţ;-nivelul apei subterane;-natura terenului de fundare;-înălţimea minimă constructivă a fundaţiei;-condiţiile tehnologice.



⇒ Pentru construcţiile fundate pe terenuri dificile, adâncimea de fundare se stabileşte în conformitate cu prescripţiile tehnice în vigoare specifice acestor cazuri.



4. Materiale utilizate la fundaţii4. Materiale utilizate la fundaţii

⇒ Fundaţiile se alcătuiesc în mod obişnuit din:

- beton armat;- beton simplu;- zidărie de piatră.



⇒ Caracteristicile betoanelor utilizate la executarea fundaţiilor se stabilesc de proiectant în funcţie de destinaţie, solicitări, condiţiile mediului de fundare şi influenţa acestora asupra durabilităţii betonului din fundaţii, conform precizărilor din NE 012-99.



⇒ Clasele minime de beton se stabilesc astfel:

a) Beton simpluC4/5 pentru umpluturi, egalizări şi bloc (la fundaţiile tip bloc şi cuzinet).b) Beton armatC8/10 pentru fundaţii izolate sau continue, fundaţii monolite tip pahar, cuzineţi, radiere şi reţele de grinzi neexpuse la acţiuni agresive, cu procente optime de armare;C12/15 pentru fundaţii prefabricate tip pahar, fundaţii supuse la solicitări importante şi fundaţii supuse la acţiuni dinamice.



⇒ Tipul de ciment ce se utilizează la prepararea betonului pentru fundaţii se stabileşte în funcţie de influenţa condiţiilor mediului de fundare, în conformitate cu prevederile din NE 012-99.

⇒ Oţelul beton trebuie să îndeplinească condiţiile tehnice prevăzute în STAS 438/1-89 şi STAS 438/2-91.



5.5. SolicitSolicităări transmise infrastructurilorri transmise infrastructurilor

5.1. Prevederi generale5.2. Solicitări transmise infrastructurilor în grupările fundamentale de încărcări5.3. Solicitări transmise infrastructurilor în grupările speciale de încărcări



6. Stabilirea dimensiunilor bazei fundaţiei6. Stabilirea dimensiunilor bazei fundaţiei

6.1. Condiţii generale6.2.Calculul terenului de fundare pe baza presiunilor convenţionale6.3. Calculul terenului de fundare la starea limită de deformaţii6.4. Calculul terenului de fundare la starea limită de capacitate portantă



Condiţii generaleCondiţii generale

⇒ Dimensiunile bazei fundaţiei se stabilesc pe baza calculului terenului de fundare, cu respectarea prevederilor din STAS 3300/1-85 şi STAS 3300/2-85.

⇒ Dimensiunile bazei fundaţiei se aleg astfel încât presiunile la contactul între fundaţie şi teren să aibă valori acceptabile, pentru a se împiedica apariţia unor stări limită care să perecliteze siguranţa construcţiei şi/sau exploatarea normală a construcţiei.



⇒ Conform STAS 3300/1-85, stările limită ale terenului de fundare sunt:

● starea limită de deformaţii (SLD), care poate fi de natura unei stări limită ultime (SLD.U), dacă deformaţiile terenului conduc la deplasări şi deformaţii ale construcţiei incompatibile cu structura de rezistenţă sau de natura unei stări limită a exploatării normale (SLD.EN), dacă deformaţiile terenului împiedică exploatarea normală a construcţiei;



● starea limită de capacitate portantă (SLCP) corespunde unei extinderi a zonelor în care se îndeplineşte condiţia de rupere (efortul tangenţial efectiv este egal cu rezistenţa la forfecare a materialului) astfel încât are loc pierderea stabilităţii terenului şi a construcţiei, în parte sau în totalitate; starea limită de capacitate portantă a terenului de fundare este întotdeauna de natura unei stări limite ultime.



⇒ În funcţie de particularităţile construcţiei şi ale terenului de fundare, presiunile acceptabile pe terenul de fundare se pot stabili, în cazul fundării directe, în trei moduri:

- presiuni convenţionale, pconv;- presiuni care să asigure îndeplinirea condiţiilor calcului la starea limită de deformaţii (SLD.U şi SLD.EN);- presiuni care să asigure îndeplinirea condiţiilor calcului la starea limită de capacitate portantă (SLCP).



⇒ Din punctul de vedere al construcţiei, calculul terenului de fundare se diferenţiază în funcţie de următorii factori:a) Clasa de importanţă- construcţii speciale, CS ;- construcţii obişnuite, CO .b) Sensibilitatea la tasări- construcţii sensibile la tasări diferenţiale (CSEN);- construcţii nesensibile la tasări diferenţiale.c) Existenţa restricţiilor de deformaţii în exploatare- construcţii cu restricţii (CRE);- construcţii fără restricţii.



⇒ Din punctul de vedere al terenului de fundare, calculul terenului de fundare se diferenţiază în funcţie de apartenenţa terenului la una din următoarele categorii:

a) terenuri bune (TB)

b) terenuri dificile



● Condiţiile de efectuare a calculului terenului de fundare alcătuit din pământuri, în vederea stabilirii unor dimensiuni ale bazei fundaţiei care să conducă la presiuni acceptabile pe teren, sunt prezentate sintetic în continuare:



SLCP

SLD.EN

SLD.U

pconv

Cu restricţii(CRE)

Fără restricţii

Sensibilă(CSEN)NesensibilăSpecială

(CS)Obişnuită

(CO)

Restricţii de deformaţii în

exploatare

Sensibilitatea la tasări diferenţialeImportanţa

Pământ coezivsaturat încărcat

rapid

DificilBun(TB)

ConstrucţiaTerenul

Modul de calcul

(stabilirea presiunii

acceptabile)

NicoletaNicoleta RADULESCU, Alexandrina PRETORIAN, RADULESCU, Alexandrina PRETORIAN, MariusMarius GABORGABOR

BucurestiBucuresti, 16 , 16 –– 17 septembrie 200417 septembrie 2004

SLCP

SLD.EN

SLD.U

pconv

Cu restricţii(CRE)

Fără restricţii

Sensibilă(CSEN)NesensibilăSpecială

(CS)Obişnuită

(CO)

Restricţii de deformaţii în

exploatare

Sensibilitatea la tasări diferenţialeImportanţa

Pământ coezivsaturat încărcat

rapid

DificilBun(TB)

ConstrucţiaTerenul

Modul de calcul

(stabilirea presiunii

acceptabile)



Rezultă următoarele concluzii:

● calculul terenului de fundare pe bază de presiuni convenţionale impune îndeplinirea simultană a patru condiţii;

● calculul terenului de fundare la starea limită de deformaţie (SLD.U sau SLD.EN) sau la starea limită de capacitate portantă (SLCP) este obligatoriu daca o singură condiţie este îndeplinită.



⇒ În cazul fundării pe rocă, folosirea presiunilor convenţionale ca presiuni acceptabile este admisă în toate cazurile, cu excepţia construcţiilor speciale când se impune calculul la starea limită de capacitate portantă (SLCP).



Calculul terenului de fundare pe baza presiunilor Calculul terenului de fundare pe baza presiunilor convenconvenţţionaleionale

⇒ Presiunile convenţionale sunt presiuni acceptabile stabilite pe cale empirică, ţinând seama de experienţa de construcţie din ţară.



⇒ Condiţiile care trebuie respectate în cazul calculului terenului de fundare pe baza presiunilor convenţionalese diferenţiază în funcţie de tipul încărcării şi de gruparea de încărcare (gruparea fundamentală GF, gruparea specială GS):



p pconvef ≤

p 1.2p' convef ≤

p 1.2pconvef max ≤

p 1.4p' convef max ≤

p 1.4pconvef max ≤

p 1.6p' convef max ≤



⇒Pentru stabilirea dimensiunilor în plan ale fundaţiei este necesară, după caz, îndeplinirea tuturor condiţiilorspecificate.

● Prin aceasta se consideră implicit îndeplinite condiţiile calcului terenului de fundare la starea limită de deformaţie şi la starea limită de capacitate portantă, ca stări limită ultime.



⇒ Dimensiunile în plan ale fundaţiilor se stabilesc astfel ca rezultanta încărcărilor provenite din acţiuni din grupări fundamentale să fie aplicată în cadrul sâmburelui central.

⇒ Pentru situaţiile în care în gruparea fundamentală intervin solicitări orizontale importante, nepermanente, se admite ca rezultanta încărcărilor să se aplice în afara sâmburelui centralcu condiţia ca secţiunea activă a tălpii fundaţiei să nu fie mai mică de 80% din aria totală a acesteia.



⇒ Excentricităţile maxime admise pentru rezultantele încărcărilor din grupări speciale trebuie să fie limitate astfel încât secţiunea activă a suprafeţei tălpii fundaţiei să se extindă cel puţin până în dreptul centrului de greutate al acesteia.



Calculul terenului de fundare la starea limitCalculul terenului de fundare la starea limită ă de de deformaţiideformaţii

⇒ Prin calculul terenului de fundare la starea limită de deformaţii se cere îndeplinirea a două seturi de condiţii:



SLD.ENSLD.U

Condiţia de îndeplinit Starea limită de deformaţie

SLD.ENSLD.U

Condiţia de îndeplinit Starea limită de deformaţie

(I):

s s∆ ≤ ∆

t t∆ ≤∆

s∆

t∆

s∆

t∆

s∆

Condiţiile specificate au următoarele semnificaţii:

- : deplasări sau deformaţii posibile ale construcţiei datorate tasărilor terenului de fundare, calculate cu încărcări din gruparea fundamentală pentru SLU; - : aceeaşi semnificaţie ca şi calculate cu încărcări din gruparea fundamentală pentru SLEN;- :deplasări sau deformaţii de referinţă admise pentru structură, stabilite de proiectantul structurii;- : deplasări sau deformaţii admise din punct de vedere tehnologic, specificate de proiectantul tehnolog.



p pplef ≤ p 1.2pplef max ≤ p 1.4pplef max ≤

��

��

��

��

��

��

N

N

��

��

��

��

��

��

��

��

N

N

M

N ��

��

��

��

��

��

M

N

(II):



⇒ Presiunea plastică este o presiune acceptabilă. Condiţiile (II), a căror îndeplinire precede efectuarea calculului deformaţiilor probabile ale terenului de fundare, reprezintă condiţii de valabilitate a calculului de deformaţii, în care terenul este asimilat cu un mediu liniar-deformabil iar utilizarea relaţiilor din Teoria Elasticităţii este admisă.



Calculul terenului de fundare la starea limitCalculul terenului de fundare la starea limită ă de de capacitate portantcapacitate portantăă

unde: Q - încărcarea de calcul asupra terenului de fundare, provenită din acţiunile din grupările speciale;

R - valoarea de calcul a rezistenţei terenului de fundare;

m - coeficientul condiţiilor de lucru.

⇒ Prin calculul terenului de fundare la starea limită de capacitate portantă, se cere respectarea condiţiei generale:

Q mR≤



● In cazul fundării directe, conditia generală devine:

B'

L'

B

L

N

Mx

My

N

crpB'0.9L' N ≤

pretorian-radulescu - fundatii 1

Documents