Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

6.2. fejezet

483

BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km ti T érn an öki szé Ké k pzé s

6.2. fejezet: Síkalapozás (vb. lemezalapozás) FEJEZET BEVEZETŐ

Az irodaház szerkezete, geometriája, a helyszín és a geotechnikai adottságok is megegyeznek az előző (6.1-es) fejezetben ismertetekkel. Új talajvizsgálati jelentés és geotechnikai adatszolgáltatás nem készült. Az alapadat szolgáltatás is ugyanaz (a tartószerkezeti tervező annak készítésekor - amikor még a talajadottságok nem voltak ismertek - fagyhatáron történő sáv-és pilléralapozást feltételezett). A geotechnikai adatszolgáltatásban a geotechnikai tervező kétféle alapozási módot javasolt. Ezek közül a meteorológiai határmélység alá levitt sáv-és pilléralapozás a 6.1-es fejezetben került kidolgozásra, míg ebben a 6.2-es fejezetben egy térszíni vb. lemezalapozási megoldást mutatunk be. Az alapadat szolgáltató lap, a talajvizsgálati jelentés és a geotechnikai adatszolgáltatás megegyezik a 6.1-es fejezetben található anyagokkal, így azokat nem ismételjük meg. A létesítmény vb. lemezalapozását a talajvizsgálati jelentésben és a geotechnikai adatszolgáltatásban foglaltak alapján a tartószerkezeti és geotechnikai tervező együttesen, folyamatos együttműködésben dolgozta ki. A geotechnikai tervező feladata a süllyedések és az ágyazási együttható meghatározása volt, míg a szerkezeti méretezést a tartószerkezeti tervezők végezték.

TARTALOMJEGYZÉK:

FEJEZET BEVEZETŐ ........................................................................................................... 483 ALAPOZÁSI TERV ................................................................................................................. 485 1. Előzmények, kiindulási adatok ...................................................................................... 485 1.1. A feladat rövid leírása ............................................................................................ 485 1.2. Alapadatok ............................................................................................................. 485 1.2.1. A szerkezet, alaprajzok, metszetek ................................................................ 485 1.2.2. Előzetes terhelések az alapadat szolgáltatáshoz ............................................. 486 1.3. Geotechnikai kategorizálás .................................................................................... 487 1.4. Felhasznált szabványok, szakirodalom .................................................................. 488 1.5. Az alapok felső síkjára jutó terhelések (GEO és STR határállapotra) ................... 488 1.5.1. Geometriai elrendezés (rajz): ......................................................................... 488 1.5.2. Táblázatos teherösszegzés .............................................................................. 488 2. Helyszíni viszonyok ....................................................................................................... 490 3. Talajvizsgálati jelentés – Geotechnikai adottságok ....................................................... 490 4. A számítások során alkalmazott geotechnikai paraméterek karakterisztikus értékei .... 490 5. Az alapozás méretezése .................................................................................................. 491 5.1. A választott alapozási mód, alkalmazott számítási eljárások ................................. 491 5.2. Lemezalap méretezése............................................................................................ 491 5.2.1. Terhek............................................................................................................. 491 5.2.2. Az ágyazási tényező meghatározása .............................................................. 491 5.2.3. A vb. lemez alatti feszültségek és alakváltozások számítása ......................... 494 5.2.4. A lemez alatti talajtörés vizsgálata ................................................................. 495 5.2.5. Az alaplemez vasalása .................................................................................... 495 Kétszintes irodaépület alapozása lemezalappal

6.2. fejezet

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


6.

484

Kétszintes irodaépület alapozása lemezalappal

6.2. fejezet

485

Alapozási terv ELŐZMÉNYEK, KIINDULÁSI ADATOK


1.

1.1. A feladat rövid leírása

Mint ahogyan a fejezet bevezetőjében is utaltunk rá, a kétszintes irodaház alapozása két verzióval kerül bemutatásra. Ebben a 6.2-es fejezetben térszíni vb. lemezalapozás kerül kidolgozásra. A részletes leírásokat, adatokat lásd a 6.1-es fejezetben.

1.2. Alapadatok

1.2.1. A szerkezet, alaprajzok, metszetek

Mint már említettük, az épület (fel)szerkezete, kialakítása a 6.1 fejezetben bemutatottakhoz képest nem változott. A teljesség kedvéért megismételjük a 6.1-es pontban közölteket. Az épület szerkezete hagyományos, Porotherm falazattal és monolit vb. födémekkel. Az építmény alapterülete kb. 500 m2. A ±0,00 szint a 100,1 mBf. szinten van. Az építész alaprajzok és metszetek a következő (1-2.jelű) ábrákon láthatóak. Megjegyezzük, hogy az 1.ábrán látható metszeteken még az építész tervező előzetes elképzelése látható az alapozásra vonatkozóan.

1. ábra: Építész metszetek


Alapozási terv

486


6.2. fejezet

2. ábra - Építész alaprajzok

1.2.2. Előzetes terhelések az alapadat szolgáltatáshoz

A geotechnikai vizsgálatokhoz szükséges alapadat-szolgáltatáshoz ugyanúgy a tájékoztató nagyságú fal- és pillérterheket adjuk meg, mint a 6.1-es fejezetben tettük a sáv- és pontalapozáshoz, de egy átlagos, ΣV/A [kN/m2] felületi terhelést is megadunk.


Alapozási terv

6.2. fejezet

487

hossza (m)

becsült teher (kN/fm)

össz. (kN)


falszakasz jele 15 16-17-18 19 20 21 22 23 24-25-26 1,2 2-7ig 8 9 10-14ig P1 P2 P3 P4 P5

47,4 10,2 10,2 4,75 5,45 4,75 5,45 10,2 5,4 20,4 1,65 1,65 15,6 1 1 1 1 1

50 2370 96 979 235 2397 172 817 172 937 169 803 169 921 110 1122 107 578 107 2183 17 28 17 28 107 1669 1043 1043 1483 1483 1483 1483 1043 1043 1483 1483 összesen ΣV(kN):

Terület A (m2)

47,7

21 367

10,2

Átlagos előzetes terhelés a lemezalap tetején (kN/m2)

487

43,92

1. táblázat: Előzetes teher adatszolgáltatás lemezalapozás esetén

ΣV/A = 43.92 kN/m2

Alkalmazott anyagok: Aljzatbeton Vasalt alaplemez betonja Betonacél

C 8/10 – 8-X0-F1 C 25/30-32-X0-F2 B 60.50

1.3. Geotechnikai kategorizálás

A talajvizsgálati jelentés során a geotechnikai kategória már megállapításra került, a két tervező (geotechnikai és tartószerkezeti) egyeztetése által. A talajvizsgálati jelentés készítése óta új, nem ismert körülmény nem merült fel, így a felülvizsgálat változást nem okozott. Ennek megfelelően megismételjük a talajvizsgálati jelentésben ezzel kapcsolatban leírtakat. A geotechnikai kategória mindkét alapozási verzió esetén megegyezik. Figyelembe véve az építési helyszín földtani-és hidrogeológiai adottságait, geodéziai viszonyait, az építési környezet beépítettségét, valamint a tervezett épület kialakítását, szerkezetét, terhelési adatait, az MSZ EN 1997-1: 2006 szerint a tervezett építmény az 2. geotechnikai kategóriába sorolható. Indokolja a 2.kategória alkalmazását (és nem elegendő 1.kategóriát alkalmazni) a pillérterhelések nagyságrendje, valamint a térfogatváltozó agyag altalaj.


Alapozási terv

6.2. fejezet

488

1.4. Felhasznált szabványok, szakirodalom


MSZ EN 1990:2005 Eurocode: A tartószerkezetek tervezésének alapjai MSZ EN 1991-1-1:2005 Eurocode 1: A tartószerkezeteket érő hatások. 1-1. rész: Általános hatások. Sűrűség, önsúly és az épületek hasznos terhei MSZ EN 1991-1-3:2005 Eurocode 1: A tartószerkezeteket érő hatások. 1-3. rész: Általános hatások. Hóteher MSZ EN 1991-1-4:2007 Eurocode 1: A tartószerkezeteket érő hatások. 1-4. rész: Általános hatások. Szélhatás MSZ EN 1992-1-1:2010 Eurocode 2: Betonszerkezetek tervezése. 1-1. rész: Általános és az épületekre vonatkozó szabályok MSZ EN 1992-1-2:2005 Eurocode 2: Betonszerkezetek tervezése. 1-2. rész: Általános szabályok. Tervezés tűzterhelésre MSZ EN 1997-1:2006 Eurocode 7: Geotechnikai tervezés. 1. rész: Általános szabályok MSZ EN 1998-1:2008 Eurocode 8: Tartószerkezetek tervezése földrengésre. 1. rész: Általános szabályok, szeizmikus hatások és az épületekre vonatkozó szabályok Deák György – Erdélyi Tamás – Fernezelyi Sándor – Kollár László - Visnovitz György: Épületek tartószerkezeteinek tervezése az EUROCODE alapján : Terhek és hatások. Bertelsmann Springer Magyarország Kft. Budapest, 2006. Deák György – Draskóczy András – Dulácska Endre – Kollár László - Visnovitz György: Vasbetonszerkezetek Tervezés az EUROCODE alapján. Springer Média Magyarország Kft. Budapest, 2007. január Szepesházi Róbert: Geotechnikai Tervezés az EUROCODE 7 és a kapcsolódó európai geotechnikai szabványok alapján. Business Média Magyarország Kft. Budapest, 2008. szeptember Széchy: Alapozás II. (Műszaki Könyvkiadó, 1963)

1.5. Az alapok felső síkjára jutó terhelések (GEO és STR határállapotra) 1.5.1. Geometriai elrendezés (rajz):

3. ábra: A számításnál felhasznált sávalap és pontalap hivatkozások

Az alaplemez v=35cm vastag síklemez, a liftsüllyesztékkel a feladatban nem foglalkoztunk 1.5.2. Táblázatos teherösszegzés 1.5.2.1. Terhek és hatások

Megegyezik a sáv-és pontalapoknál használtakkal. (lásd 6.1-es fejezet Alapozási tervének 1.5.2.1-es pontjában)


Alapozási terv

6.2. fejezet

489

1.5.2.2. Teherkombinációk


Megegyezik a sáv-és pontalapoknál használtakkal. (lásd 6.1-es fejezet Alapozási tervének 1.5.2.2-es pontjában) 1.5.2.3. Teherösszesítés alaplemez méretezéshez:

2. táblázat: Teherösszesítés alaplemez ellenörzéséhez

Teherösszesítés alaplemez ellenörzéshez az alaplemez felső síkjára, karakterisztikus érték Lemezalapozás Tetőszintről

Állandó teher

Faltest neve

Önsúly+ Burkolat

Falazat terhe 1. em

Emeletről

Hasznos

Állandó teher

Hasznos

Önsúly+ Burkolat

Falazat terhe földszint

Válaszfal +gépészet

G

Q

[kN/m]

[kN/m]

[kN/m]

[kN/m]

[kN/m]

[kN/m]

[kN/m]

[kN/m]

[kN/m]

1-2 faltest 2-7 faltest 8 faltest 9 faltest 10-14 faltest 15 faltest 16-18 faltest 19 faltest 20 faltest 21 faltest 22 faltest 23 faltest 24-26 faltest Pillér neve

9,78 27,36 0,00 0,00 27,56 9,81 19,71 62,42 71,28 44,62 69,05 35,50 23,61

7,20 7,29 9,15 9,15 7,29 9,15 7,80 14,00 9,15 9,15 9,15 9,15 7,80 Pillér önsúly

1,05 2,92 0,00 0,00 2,94 1,05 2,13 6,73 7,50 4,82 7,26 3,84 2,55

6,37 17,38 33,75 34,30 17,40 6,89 12,83 40,65 41,25 17,11 40,70 11,55 15,39

6,00 7,40 9,30 9,30 6,10 9,30 7,87 14,23 9,30 9,30 9,30 9,30 7,87 Pillér önsúly

0,81 2,22 3,46 3,53 2,22 0,88 1,64 5,18 5,10 2,19 4,80 4,46 1,96

2,56 7,03 13,69 13,92 7,05 2,77 5,16 16,32 16,89 6,92 15,90 4,68 6,17

29,35 59,42 52,20 52,75 58,35 35,14 48,21 131,30 130,97 80,18 128,20 65,50 54,67

4,42 12,18 17,15 17,45 12,21 4,71 8,93 28,23 29,50 13,93 27,96 12,98 10,68

[kN]

[kN]

[kN]

[kN]

P1 P2 P3 P4 P5

335 452 403 342 479

35 48 43 37 52

212 293 271 237 312

23 23 23 23 23

27 37 34 29 40

85 118 108 92 125

593 791 720 625 837

147 203 185 158 217

[kN]

23 23 23 23 23

1.5.2.4. Teherösszesítés alaplemez süllyedésszámításhoz:

3. táblázat: Teherösszesítés alaplemez süllyedésszámításához

Teherösszesítés süllyedésszámításhoz az alaplemez felső síkjára, karakterisztikus érték Lemezalapozás Tetőszintről Állandó teher Hasznos

Faltest neve

Önsúly+ Burkolat

Falazat terhe 1. em

Emeletről

Állandó teher

Hasznos

Önsúly+ Burkolat

Falazat terhe földszint

Válaszfal +gépészet

G

Q

[kN/m]

[kN/m]

[kN/m]

[kN/m]

[kN/m]

[kN/m]

[kN/m]

[kN/m]

[kN/m]

1-2 faltest 2-7 faltest 8 faltest 9 faltest 10-14 faltest 15 faltest 16-18 faltest 19 faltest 20 faltest 21 faltest 22 faltest 23 faltest 24-26 faltest Pillér neve

9,78 27,36 0,00 0,00 27,56 9,81 19,71 62,42 71,28 44,62 69,05 35,50 23,61

7,20 7,29 9,15 9,15 7,29 9,15 7,80 14,00 9,15 9,15 9,15 9,15 7,80 Pillér önsúly

2,38 6,61 0,00 0,00 6,64 2,39 4,81 15,22 16,95 10,90 16,40 8,67 5,76

6,37 17,38 33,75 34,30 17,40 6,89 12,83 40,65 41,25 17,11 40,70 11,55 15,39

6,00 7,40 9,30 9,30 6,10 9,30 7,87 14,23 9,30 9,30 9,30 9,30 7,87 Pillér önsúly

0,81 2,22 3,46 3,53 2,22 0,88 1,64 5,18 5,10 2,19 4,80 4,46 1,96

2,70 7,40 14,26 14,51 7,42 2,92 5,43 17,18 17,74 7,28 16,71 4,93 6,50

29,35 59,42 52,20 52,75 58,35 35,14 48,21 131,30 130,97 80,18 128,20 65,50 54,67

2,33 6,42 7,74 7,88 6,44 2,47 4,71 14,90 15,51 7,64 14,73 8,54 5,64

[kN]

[kN]

[kN]

[kN]

P1 P2 P3 P4 P5

335 452 403 342 479

79 110 98 83 117

212 293 271 237 312

23 23 23 23 23

27 37 34 29 40

90 124 114 97 132

593 791 720 625 837

78 107 98 83 115

[kN]

23 23 23 23 23


Alapozási terv

6.2. fejezet

2.

490

HELYSZÍNI VISZONYOK

3.


A vizsgált telek Budapesten, a XI.kerületben, található. A vizsgált telek közel sík, beépítetlen, de a környezet szinte teljesen beépített. Az egyik szomszédos telken a telekhatáron egy épület áll, mely zártsorúan csatlakozik egyik oldalról a tervezett épülethez.

TALAJVIZSGÁLATI ADOTTSÁGOK

JELENTÉS

–

GEOTECHNIKAI

A Talajvizsgálati jelentés készítője Dr. Móczár Balázs (GeoExpert Kft.), kelte 2011. október 20. A tartószerkezeti tervező kérésére az alapozás tervezéséhez egy Geotechnikai adatszolgáltatás is készült a geotechnikai tervező által (dátuma: 2011. november 5.). A talajvizsgálati jelentés 3 db 6 méteres kisátmérőjű fúrás, 2 db 6 m-es dinamikus verőszondázás (DPH), 2 db alapfeltárás, valamint a laboratóriumi vizsgálatok eredményeit alapul véve került összeállításra. A talajvizsgálati jelentés és a geotechnikai adatszolgáltatás alapján összefoglaljuk a geotechnikai viszonyokat. A közel sík terepfelszín alatt 0,5-0,8 méter vastag, vegyes, építési törmelékes, homokos feltöltés van. A feltöltés alatt egységesen egy sárgásbarna, rozsdafoltos, kőszórványos (lejtőtörmelékes) kövér agyagot tártak fel. Az agyag kemény konzisztenciájú, nehezen fúrható, tömör állapotú. Lejtőtörmelék 4-5 méteres mélység alatt gyakorlatilag nem volt észlelhető. A feltárt agyag a laboratóriumi vizsgálatok (és környékbeli tapasztalatok alapján) erősen térfogatváltozó tulajdonságú. Összefüggő talajvízzel nem kell számolni, réteg-és szivárgó vizekkel azonban bármely szinten megjelenhetnek. A szomszédos épület betonalapjainak alapozási síkja a terepszint alatt kb. 2 méterre található.

4.

A SZÁMÍTÁSOK SORÁN ALKALMAZOTT GEOTECHNIKAI PARAMÉTEREK KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉKEI

A Geotechnikai adatszolgáltatás alapján a karakterisztikus geotechnikai paraméterek felvételének szempontjai és értékei az alábbiak. Vb. lemezalapozás esetén - figyelembe véve a vb. lemez szélességét - a várható lehatási mélység 5-7 méter. Az agyagréteg tulajdonságai ebben a talajzónában közel egységesnek mondhatóak. A talajvíz nem játszik szerepet. A várható hatástávolság alapján a teherbírás ellenőrzésénél és a süllyedésszámításnál az agyagréteg geotechnikai paramétereinek (talajfizikai jellemzőinek) karakterisztikus értékei a laboratóriumi-és terepi vizsgálatok eredményei, illetve az ezekből származtatott értékek alapján - figyelembe véve a tervezett alapozási módot – az alábbiak: Feltöltés (Mg): γ’ = 18.0 kN/m3


Alapozási terv

6.2. fejezet

491

5.


Kövér agyag (Cl): γ’ = 20.5 kN/m3 φk’ = 14o ck’= 55 kN/m2 Es= 13 MN/m2

AZ ALAPOZÁS MÉRETEZÉSE

5.1. A választott alapozási mód, alkalmazott számítási eljárások

Mint korábban többször is kiemeltük, ebben a fejezetben egy térszíni vb. lemezalapozás került kidolgozásra. A 35 cm vastag vb. lemezalap alá min. 50 cm vastag homokos kavics vagy zúzottkő ágyazat kerül. A vb. lemez ellenőrzését végeselem-programmal (AXIS) a tartószerkezeti tervezők végezték, az ágyazási tényezőt a geotechnikai tervező számította.

5.2. Lemezalap méretezése 5.2.1. Terhek

Az alaplemezre ható terheknél, az adott szerkezetből érkező teher, a szerkezet tényleges geometriai méretének megfelelő megoszló teherrel került az alaplemezre. 5.2.2. Az ágyazási tényező meghatározása

Az ágyazási tényező meghatározása lemezalapok esetén a mai napig kritikus feladat (és sok vitára ad okot mind a geotechnikai, mind a tartószerkezeti tervezők körében), így a konkrét feladat kidolgozása, bemutatása előtt röviden összefoglaljuk az ágyazási tényező meghatározásnak nehézségeit, problémáit, alapelveit. A tartószerkezeti tervezők által leggyakrabban használt végeselemes programokban a talaj „hatása”, ellenállása egy rugalmas alapon számított ágyazási tényezővel (együtthatóval) adható meg. Annak meghatározásához azonban ismerni kell a - leggyakrabban hajlékony lemezek alatti feszültségeloszlást és az abból számítható süllyedéseket, melyek természetesen a terhelés eloszlásának és nagyságának a függvénye. Mivel az ágyazási együttható az talpfeszültség és az abból számított süllyedés hányadosaként értelmezhető és ezek egymás függvényei, így az ágyazási tényező meghatározása egy nagyobb lemez esetében csak iteratív módon lehetséges és eloszlása semmiképpen sem egyenletes (értéke nem állandó). A lemezalap süllyedésének megbízható számítása közismerten nehéz feladat; pontossága kétes. A talaj összenyomódásának rugalmasságtani alapon való meghatározása csak erős közelítés lehet, és az elméleti összefüggések csupán megszorítások mellett érvényesek. A bizonytalan feltevések mellett hibák adódnak a talaj heterogén voltából, a mintavételezésből, a laboratóriumi vizsgálatokból. A süllyedések veszélyességének foka függ:  a süllyedések nagyságától és egyenlőtlenségétől,  az épületszerkezet érzékenységétől,  a süllyedés időbeli kialakulásától. A derékszögű négyszög alaprajzú alaptestek alatt keletkező feszültségek számítására többféle elméletet is használ a nemzetközi szakmai gyakorlat. E számítások eredményei


Alapozási terv

6.2. fejezet

492


szerint - egyenletes terhelés esetén - a középpont süllyedése a legnagyobb, az oldalvonalak közepén már kisebb, és sarokpontoké a legkisebb. A "féltér" felszínének ilyen meggörbülését csak végtelen hajlékony alapok követhetnék; a végtelen merev alapok viszont megtartják eredeti alakjukat, átlagos süllyedésük pedig az említett süllyedéseknek valamilyen súlyozott átlaga lesz. Bizonyos pontokban tehát ugyanakkora ez az átlagos süllyedés, mint a végtelen hajlékony alap besüllyedése. Ha a feszültségeket eleve valamelyik karakterisztikus pont alatt számítjuk ki, és a süllyedésszámításhoz ezt használjuk fel, akkor az így nyert süllyedési érték egyaránt tekinthető a hajlékony és a merev alap alatti átlagos süllyedésnek is. (A karakterisztikus pontra vonatkoztatott átlagos süllyedés független az alap merevségének mértékétől.) A rugalmas ágyazást alapul vevő számításoknál igen fontos az ágyazási tényező helyes meghatározása. Az ágyazási tényező a talaj fizikai tulajdonságaitól függ elsősorban, de hangsúlyozni kell, hogy nem tekinthető talajjellemzőnek. Értéke nemcsak a talaj minőségétől és mechanikai tulajdonságaitól, hanem a terheléstől, az alaplemez méreteitől és az alap alatt összenyomódó talajrétegek vastagságától is függ. Megemlítendő az is, hogy a süllyedésszámítás során figyelembe kell venni, hogy a bizonyos mélységben lévő alapsík feletti talaj az önsúlya hatására már komprimálta az alatta lévő rétegeket; vagyis a kiemelésre kerülő felszín alatti talaj önsúlyával csökkenthető süllyedésszámításkor - a talpfeszültség. Ez egy 2-3 szintes mélygarázs esetében már jelentős érték (sok esetben az épület átlagos karakterisztikus terhelése kisebb, mint a kitermelendő földtömeg súlya). A talpfeszültségeloszlást az épület merevsége, illetve a lemez merevsége-hajlékonysága is befolyásolja. A Winklertől származó – ágyazási tényező segítségével való – méretezés feltételezi, hogy az alaptest alatt egy (x, y) helyen a (x, y) talpfeszültségek és a talajösszenyomódások között lineáris kapcsolat írható fel:  x, y   Ca  sx, y  . Az ágyazási tényezőt a Ca 



s

összefüggés alapján lehet meghatározni, ahol: σ - a talpfeszültség, s - a lemez süllyedése. Ismeretes, hogy az ágyazási tényező nem állandó, hanem - egyebek között - a terhelésnek is függvénye. Egyenletesen terhelt lemezek alatt pl. középen adódik a legnagyobb süllyedés, így a Ca = σ/s összefüggés értelmében a széleken nagyobbnak kell lennie a Ca értékeinek, mint középen. Meghatározásához ismerni kell tehát a talpfeszültségek és a süllyedések nagyságát a terhelő felület különböző pontjaiban. Jelen példában egy kb. 10 méter széles és 50 méter hosszú vb. lemez méretezését kell megoldanunk. A kvázi állandó terhekből meghatározásra került a lemez alján számított átlagos talpfeszültség, mely 35,74 kPa. A méretezés során a vb. lemez helyén kitermelt feltöltés súlyát, mint talpfeszültség csökkentő hatást elhanyagoltuk. Az átlagos talpfeszültségből Kany módszerével meghatároztuk a karakterisztikus pont alatti feszültségeloszlást. A határmélységet Jegorov elmélete szerint 2/3B-nél húztuk meg (Jegorov szerint egy min. 10 méter széles, döntően kötött talajokon álló lemez esetén a határmélység 2/3B-re vehető, míg szemcsés talajok esetén B/2-re). A feszültségábra a 4.ábrán látható.


Alapozási terv

493


6.2. fejezet

4. ábra: Feszültségeloszlás a lemez karakterisztikus pontja alatt

A határmélység 2/3*10=6,67 méter.

A süllyedés a határmélységig számolt feszültségi ábra terület és az összenyomódási modulus karakterisztikus értéke hányadosaként számítható: sátl =185,85/13000=0,0143 m = 1,43 cm ahol A feszültségi ábra területe: 185,85 kPa*m Az összenyomódási modulus karakterisztikus értéke: 13 MPa Ezek alapján az ágyazási tényező az átlagos talpfeszültség és a süllyedés hányadosaként számítható: Cá=σ/sá=35,74/0,0143=2500 kN/m2/m A valóságban azonban ebben az alaplemez a közepén a feszültséghalmozódás miatt jobban süllyed. Az ágyazási tényező az épület középső részén (ahol a süllyedés a nagyobb) lesz a legkisebb, míg a sarkoknál (a szélén) a legnagyobb értékű. Ezért célszerű a középső fél lemezszélességen (illetve hosszon) belül 0,8 Cátl. a szélen 1,6 Cátl. értékkel számolni, míg a szélső negyedekben az említett két érték közé interpolálni. Jelen példánál a lemez középső részén 0.8x-os tényezővel figyelembe vett érték: 2000 kN/m3. Az alaplemez peremén 1.6x-os értéket használunk, azaz itt 4000 kN/m3. A köztes szakaszon az átmenet elvileg lineáris. Az AXIS program a változó ágyazási tényezőt nem tudja kezelni ezért a változó szakaszt 3 lépcsőre bontottuk. A lépcsőn belül az átlag ágyazási tényezővel számoltunk (lásd 5.ábra).

5. ábra: Ágyazási tényező felvétele az alaplemezen


Alapozási terv

6.2. fejezet

494


5.2.3. A vb. lemez alatti feszültségek és alakváltozások számítása

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

A 6.ábrán látható a felvett ágyazási tényező (eloszlás) alapján számítható tényleges talpfeszültség eloszlás. Tekintettel a relatíve kisebb lemezszélességre és a talpfeszültség eloszlásra, jelen példában nincsen értelme az ágyazási tényező további pontosításának, vagyis nem szükséges (és nem is lehet) a lemezt mezőkre bontva újabb süllyedésanalízist végezni. A 7.ábrán a számított süllyedéseket tekinthetőek meg. A felületre leosztott terhelésből számított átlagos süllyedés 14,3 mm volt, míg a végeselemes futtatás után a süllyedések 3-18 mm között alakultak.

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

A maximális süllyedés 18,0 mm. Ez még a különálló alapokon nyugvó szokványos tartószerkezet esetében eltűrhető 50 mm határt (MSZ EN 1997-1:2006 H melléklet (4)) sem éri el, tehát megfelel. A mértékadó relatív elfordulás a 7.ábrán értelmezve a baloldali lemezmezőben kb. 4,6 méteren 3-17 mm közötti süllyedés jön létre: (17,0-3,0)/4600=0,003>0,002, tehát az MSZ EN 1997-1:2006 NA1 táblázat első sora alapján nem felel meg. A mértékadó relatív elfordulás: ugyan nagyobb, mint az ajánlásban szereplő maximális érték, azonban, ha a födém méretezésnél ezt a támaszsüllyedést figyelembe vesszük, akkor ez a „hiba” kiküszöbölhető. Nagyméretű lemezek esetén indokolt lehet egy pontosított süllyedésszámítás alkalmazása a különböző terhelésű lemeztartományok pontosabb méretezése érdekében. Szintén szükségessé válhat a pillérekkel együttdolgozó lemezmezők és a terheletlen lemezmezők közötti alakváltozás különbségek vizsgálata, valamint a lemez részterületeire vonatkozó ágyazási tényezők felülvizsgálata. Ezt minden egyes esetben egyedileg kell mérlegelni.


Alapozási terv

6.2. fejezet

495

5.2.4. A lemez alatti talajtörés vizsgálata


Vb. lemezek alkalmazása esetén az altalaj teherbírási tönkremeneteli (talajtörési) vizsgálata a legtöbb esetben nem mértékadó, a biztonság nagy. Jelen esetben is a lemez alatt számított átlagos talpfeszültség tervezési értéke kb. 44 kPa, a lemez szélén sem lesz nagyobb a talpfeszültség 60 kPa-nál. Egy 10 méter széles vb. lemez esetén (még térszínközeli esetben is, ahol kicsi a takarás) ekkora tervezési talpfeszültség mellett teherbírási probléma nem merülhet fel, az ellenőrzést nem szükséges elvégezni. 5.2.5. Az alaplemez vasalása

Az alaplemez alsó vasalása: Ø12/15x15 alapvasalás, a pillérek és a falak alatti erősítő vasalással. Az alaplemez felső vasalása: Ø12/15x15 alapvasalás, a szükséges helyeken kiegészítő vasalással.

8. ábra: Alaplemez vasalás, vízszintes pótvasak

Alaplemez vasalás my ábra:

9. ábra: Alaplemez vasalás, függőleges pótvasak

Átlyukadási vasalás (P5 pillénél):

Lemez vastagság 30 cm, betonminőség: C25/30 Pillér keresztmetszet az alaplemez felső síkján: 30x100cm A keresztmetszet vetülete az alaplemez alsó síkjára (45 fokos teherátadódást feltételezve): 90x160cm Pillérteher tervezési értéke az alaplemez felső síkján: Vd  1.35  837kN  1.5  217kN  1455kN A pillér alatti átlagos talajfeszültség: σ = 31kN/m2 Az átlyukasztó erő: VEd  Vd  σ  0.90m 1.60m  1455kN  31kN/m2 1.44m2  1410kN


Alapozási terv

6.2. fejezet

496

6.


Átlyukadási gyártmányvasalást használva (pl. HALFEN) 10 db HDB 16/295-3/660 elem szükséges 10 db karonként 3Ø16-os csap VRd,max  1500kN  VRd  1410kN

KIVITELEZÉS, FENNTARTÁS, ÜZEMELTETÉS

A lemez+ágyazat készítéséhez kb. 80-100 cm-es munkagödör nyitására van szükség. A 35 cm vastag vb. lemez alá egy min. 50 cm vastag, jól tömöríthető szemcsés (homokos kavics vagy zúzottkő) fagyvédő ágyazatot kell készíteni, melyet két rétegben kell tömöríteni (Trρ>95 %). Az ágyazat tetején min. E2=75 MPa értéket kell biztosítani (tárcsás teherbírás méréssel). Az ágyazat alatt a feltöltést mindenképpen ki kell cserélni (a termett agyagig), az ágyazat vastagságát szükség szerint növelni kell. Az ágyazatot a vb. lemez szélein a vastagságnak megfelelően túl kell nyújtani (vagyis az ágyazatnak a lemez szélességéhez-hosszúságához képest min. 50-50 cm-el nagyobbnak kell lennie, kivéve a szomszédos épület mellett). Amennyiben az alapozás kivitelezése során nem a talajvizsgálati jelentésnek megfelelő rétegződést észlelnek, akkor haladéktalanul értesíteni kell a geotechnikai tervezőt. Az építés alatt talajvízzel számolni nem kell. Szélső esetben rétegvíz-szivárgás előfordulhat. A csapadékvizek távoltartása nyíltvíz-tartással megoldható. A síkalapok fenntartási és üzemeltetési igényt nem támasztanak.


Alapozási terv

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Recommend Documents