Építészet | Tanulmányok, Esszék » Farkas Norbert - Mélyalapozási rajzfeladat

:::~:: ! ;-;-;:;-;;;,., '::~::: LI' ,J ;,:,!,;; :; · BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GEOTECHNIKAITANSZÉK , , MELYALAPOZASI RAJZFELADAT 2. feladat Gyakorlat vezető: Rémai Zsolt Készítette: Farkas Norbert III. évf 2001. április 10 FARKAS NORBERT MÉLYALAPOZÁSI RAJZFELADAT Tartalomjegyzék 1. Kiindulási adatok 3 2. Az alapozás statikai számítása 4 2.1 A cölöpalap tervezése 4 2.11 Az cölöpalap adatai 4 2.12 A mértékadó cölöpteher meghatáro7ása 4 2.13 Egy cölöp teherbírásának meghatározása 6 2.14 Cö löpcsoport teherbírásának meghatáro7ása 7 3. Süllyedésszámítás 9 3.1 Az egyedi cölöp süllyedése 9 3 .2 Az s" meghatározása 10 3.3 A cölöpcsoport süllyedése 11 Ml Ábrák . ( 1 melléklet) M2 Ábrák . (2 melléklet) M3 Csarnokpillér oldalnézete és alapraju . (3 melléklet) M4 Cölöptömb vázlata. (4 melléklet) MÉLYALAPOZÁSI RAJZFELADAT FARKAS NORBERT 1. Kiindulási adatok

• talajrétegzödés: 1. fürás Név e [m] 1 mos iszap 2 töz.eg 3 mos iszap 4 finom homok Pn [g/cm3] Pt [g/cm3] ♦ [fok] e E. [kPa] [MPa] 1,40 0,80 1,80 1,97 20 20 3,30 - 1,24 1,40 - - 3,30 0,80 1,97 20 20 12,00 0,55 1,80 1,85 - 2,06 30 - - • a talajvíz adatai: • építési vízszint: T6P = 98,00 m tsz. f • max. tv szint: Émax = 99,30 m tsz f • a terepszint magassága: Mterep = 100,00 m tsz. f • a darupálya szintje: Mc1aru =105,70 m tsz. f • a széheher szintje: Mszél =104,35 m tsz. f • a terhek: • állandó: F8 = 254 kN/m • hasznos: Fe =305 kN/m • fékezőerő hosszirányban: Fhf =45,8 kN/m • fékezőerő keresztirányban: Fkf = 30,5 kN/m • szélteher: Fsz =16,7 kN/m • hóteher: Fh6 = 12,8 kN/m • a biztonsági tényezők: • a töröteher meghatáro2'.ásának módjától fllggö tényező: a 1 = 0,9 • az létesítmény jelentősségétöl függő tényező: a 2 = 0,85 • a terület

talajvisz.onyaitól függő tényező: a 3 =1,0 . {« ·« = • «e =min 1 • «2 3 0,9 · 0,85-1,0 =0,765 0,7 3 vagyis «e= 0,7 MÉLY ALAPOZÁSI RAJZFELADAT FARKAS NORBERT 2. Az alapozás statikai számítása 2.1 A cölöpalap tervezése 2.11 Az cölöpalap adatai • acölöpök: • száma: n = 6 db • átmérője: D = 0,45 m • hossz.a: L = 14,40 m • típusa: folyamatos spirállal készített cölöp • anyaga: vasbeton (C16; BS0.36) • a fejtömb: • alapozási síkja: A 8 = 99,20 m tsz. f • alaprajzi méretei: 1= 3,60 m b = 2,25 m • magassága: v = 0,80 m • anyaga: vasbeton (C20; BS0.36) 2.12 A mértékadó cölöpteher meghatározása • a központos erők hatása: • az állandó és a hó teher biztonsági tényezője: íl 8 = 1,1 nh 6 = 1,4 • a központosan ható cölöpterhekből keletkező cölöp-igénybevétel: F'mc = !.(na ·Fa+ nhó ·Fh6 )= ! (1,1-254 + 1,4-12,8) = 49,55 kN n 6 • a fejtömb súlya: F6 = 1· b · v ·

yvb = 3,60 · 2,25 · 0,80 · 25 = 162,00 kN 2 ·· úlya: Fe = L ·-D ·1t 1440 • a co··1-op ons 4 - · y vb = , • °•4524 ·1t •25 = 5726 , kN • egy cölöp mértékadó terhe a központos erőkből: Fm, = F'mc+n8 - ( ~ +Fc) = 49,55+1,1-( 16!00 +57,26) = 142,23 kN 4 MÉLYALAPOZÁSIRAJZFELADAT • FARKAS NORBERT a daruteher hatása (Ml.: 1 ábra, 2 ábra, 3 ábra): • a daruteher külpontossága: e =1,05 m • a daruteherböl S7.ármazó nyomaték az x tengelyre: Md = F8 • e = 305 -1,05 = 320,25 kNm • a darupálya síkjának távolsága fejtömb alsó síkjától: f = Mc1aru -Mterep + v = 105,70 -100,00 + 0,80 = 6,50 m • a keresztirányú fékezöerőböl származó nyomaték az x tengelyre: Mkf = Fkf · f = 30,5 · 6,50 = 198,25 kNm • a hosszirányú fékezöeröböl származó nyomaték az y tengelyre: Mhf = Fh, · f = 45,8 •6,50 = 297,70 kNm • a daruteher biztonsági tényezője: nd = 1,2 • az i-edik cölöp távolsága az X

tengelytől: Yi = ±1,35 m i=1,3,4,8 Yi = 0 m i=2,5 8 • az i -edik cölöp távolsága az y tengelytől: x 1 = ±0,675 m i=1 • a külpontos daruteherböl származó cölöperő: p =n ·( 1i •M + Fe)=1,2 -(±1,35 32025 + 305)= +132,17 kN d d LY/ d n 7,290 ' 6 -10,17 • keresztirányú fékezöeröböl származó cölöperö: Fdkf = nd · (-1L LYi 2 -Mkf) = 1,2 · ( ± 1•35 -198,25) = ±44,06 kN 7,290 • hosszirányú fékezöerőböl származó cölöperő: rx, Fdhf = nd ·( 5 •Mhf) = 1,2-(±0,575 ·29770) = ±88,21 kN 2 2,734 • • a daruteher teljes hatása: • a belső cölöpöknél (1,4): Fd,beta6 =F'd+Fdkf +Fdhf =+132,17+44,06+88,21=264,43 kN(nyomott) • a külső cölöpöknél (3,6): Fd,kQlsll =Pd-Fdkf -Fdhf =-10,17-44,06-88,21=-1 42,43 kN(húzott) 5 MÉLYALAPOZÁSIRAJZFELADAT • FARKAS NORBERT a szélerő hatása (Ml.: 4 ábra): • a szélerő batásvonalának magassága a fejtömb alsó síkja felett: 1=Mszé,

- M1erep + V =104,35 -100,00 + 0,80 =5,15 m • a széleröböl sz.ármazó nyomaték az X tengelyre: Msz = Fsz •1= 16,7 · 5,15 = 86,00 kNm • a széheher biztonsági tényezője: nsz = 1,2 • a szélteherböl származó cölöperö: F' = n ·[--1L •M ] =1,2·(± 1•35 -8600) =±1911 kN sz sz LYi2 sz 7,290 ' • • a mértékadó igénybevételek: • a belső cölöpöknél (1,4): Fm,bela6 = Fmf + Fd,be1s6 + F'sz = 142,23 + 264,43 + 19,11 = 425,78 kN {nyomott) • a külső cölöpöknél (3,6): Fa +F6 +F Fm,k01so = n e na 254+162,00 + 57,26 6 + Fd,kOtso - F'sz = 1,1 142,43-19,11 = = -46,46kN (húzott) 2.13 Egy cölöp teherbírásának meghatározása (statikus képlet) • 0 2 ·1t 0452 ·1t a talp keresztmetszeti felülete: Acs = - - = ' = 0,1590 m2 • a talp alatti talaj töröfeszühsége: O'cs =2000 kPa • a talpellenállás: Fcs = Acs · (J' cs = 0,1590 · 2000 = 318,09 kN • az adhézió: a = 0,6 • e • a

nyugalmi foldnyomási tényező: K = 0,9 • K0 = 0,9 • (1- sin cp) • a cölöp köpenyére ható vízszintes feszültség (M4.: 5 ábra): O'x = O'z,éllag • K • a talaj és a cölöp közötti súrlódási tényező: tg6 =tg(0,8 •cp) • a fajlagos köpenymenti ellenállás: 'tk =a+ O'x · tg6 • a cölöp köpenyfelülete: Ak 4 6 4 MÉLYALAPOZÁSIRAJZFELADAT Név 1 mos iszap 2 tőzeg 3 mos iszap 4 finom homok • FARKAS NORBERT a K [kPa] [1] -O"z,átlag crx 'tk Ak Fk [kPa] [kPa] [kPa] [m2] [kN] nem vesszük figyelembe nem vesszük figyelembe 12,0 0,5922 44,45 19,55 4,67 91,19 26,32 44,37 19,76 10,18 201,10 0,0 0,4500 98,61 a cölöp által keresztezetett rétegek száma: n = 2 (mivel a tőzeget és a fölötte lévő talajréteget nem vesszük figyelembe) n • a köpenymenti ellenállás: Fk = L 'tki • Aki = 292,29 kN i-1 • a nyomott cölöp törőterhe: Ft.nyomott = Fes + Fk = 318,09 + 292,29

= 610,38 kN • a nyomott cölöp határteherbírása: FH,nyomott =a.e· F,nyomott = 0,7 -610,38 = 427,26 kN • FH.nyomott = 427,26 > 425,78 = Fm,nyomott vagyis az alkalmazott cölöpök nyomásra megfelelnek • a húzott cölöp törőterhe: F;,húzott = Fk = 292,29 kN • a húzott cölöp határteherbírása: FH,húzott = a.e • F;,húzott = 0,7 · 292,29 = 204,60 kN • FH.húzott = 204,60 > 46,46 = Fm,húzott vagyis az alkalmazott cölöpök húzásra megfelelnek 2.14 Cölöpcsoport teherbírásának meghatározása (MSZ 15005/1-89) • a mértékadó feszültség (M2: 6. ábra): • a cölöpköpeny-felület és a teherviselésbe beszámítható talajrétegek közötti, a hatékony függőleges önsúlyfeszültségek ábrájának részterületeivel súlyozott átlagos súrlódási szögének negyede: ö átlag 4 = 5,65 ° • a teherviselésbe beszámítható talajrétegek együttes vastagsága: H = 10,50 m • a cölöpcsoport számításnál

figyelembe vett alaprajzi méretek: • a téglalap rövidebb oldala: B =4·D+2{H-~ö:ao )) = 4-0,45+2·(10,50,tg(5,65))= 3,88 m 7 FARKAS NORBERT MÉLYALAPOZÁSI RAJZFELADAT • a téglalap hosszabb oldala: H-1!{6';')) =7 L =7 -D + 2-( -0,45 + 2-(10,50-111(5,65)) =5,23 m • a téglalap területe: A =B •L = 3,88 •5,23 = 20,30 m 2 • a téglalap kerülete: K = 2-(B + L) = 2-(3,88 + 5,23) = 18,22 m • az A terület fülött elhelyezkedő mértékadó terhek eredőjének, függőleges össz.etevője: L Vteher,m =n L Vteher,alap = 645,40 kN 1• • az alap (fejtömb + cölöpök) felhajtóerővel csökkentett önsúlyának, mértékadó függőleges összetevője: L Valap,m = n. · L v,ap,alap =351,47 kN • az A terület fülött elhelyezkedő talaj, felhajtóerővel csökkentett önsúlyának, mértékadó filggöleges összetevője: LV18181m = n. · L V1a1aia1ap = 2835,84 kN • a köpenysúrlódás meghatározásához 87.ámftásba vehető

talajréteg vastagsága: H1 • a köpenysúrlódás meghatározásához sz.ámításba vehető talajréteg fujlagos köpenymenti ellenállása: 't1c1 = a+ O'x • tgö • a cölöptalpak síkjában keletkező mértékadó feszültség: 10920 + Lvtalaj,m -K· L~ L vteher.m + Lva,ap,m-'; -==---~---- =-----"----==----m ' ==---- - - • 2 •'tki - O'm - B·L a törőfeszültség (MSZ 15004-89): • az alap alatti talaj hatékony térfogatsúlya (M2.: 7 ábra): 'f 1 = '( t - '( y = 20,6 -10,0 = 10,6 k:N/m3 ( mivel As,CONlp -Tm = 84,80-(99,30+0,50} = 387 < 05 ) B ' 3,88 ' • a két oldalsó takarás közül a kisebb: t = 15,20 m • a hatékony geosztatikai nyomás az alapozási síkon: t •y2 = 15,20 -18,76 = 136,77 k:N/m2 • az alap alatti talaj kohéziója: e = 30 kPa • teherbírási tényezők: • Nt = e"·111+ •tg 2 ( 45 + !) = e"· 1819 • tg 2 ( 45 + ~0 ) = 18,40 • N8 = (Nt +

1)-tgcj, = (5,80 + 1)• tg30 = 11,20 8 MÉLYALAPOZÁSI RAJZFELADAT FARKAS NORBERT • Ne= (Nt -1)-ctg♦ = (5,80-1)-ctg30 = 30,14 • a terhelő erő ferdeségét :figyelembe vevő csök:k:enttö tényezők: i8 = i1 = ic = 1 • a lejtős terep hajlását figyelembe vevő tényező: j 8 = j 1 = jc = 1 (mivel s S 5 %) • az a1aki tényezők: • 8 8 = 1- ! = 1- 3-L 3 •88 = 0,7527 3·5,23 • a = 1 + ! = 1 + 3 •88 = 1,3709 2-L 2-5,23 • a cölöptalpak síkjában keletkező töröfeszilltség: crt = 8e ·'Y, ·B·Na -~ · k +a-(t•y2 -~ -~ • jt +c•Nc •ic · 1)= 3797,08kN/m2 • a cölöpcsoport talajtöréssel szembeni biztonsága: n = ~ = 3797•08 = -34,83 <Jm -109,20 • a cölöpcsoport megkívánt minimális biztonsága: nmin = ! = - 1- = 1,4286 a 0,7 • n = -34,83 > 1,4286 = nmin vagyis a cölöpcsoport teherbírása megfelelő 3. Süllyedésszámítás (MSZ 15005/1-89, MSZ 15002/2-89) 3.1 Az egyedi cölöp süllyedése

(Klosinski-képlet) • számítási állandó: k = 0,33 • a cölöp talpsíkján ébredő feszültség a terhek alapértékéböl: p • a cölöp alatti talaj összenyomódási modulusa: E 8 • a terhelésből ~ fajlagos deformáció a cölöp talpsíkján: s = 0,0257 • a cölöp névleges átmérője: D = 0,45 m • a Klosinski képletből: s 1 = k · p. D = k ·s· D = 0,33 · 0,0257 · 0,45 = 0,38 cm E. 9 FARKAS NORBERT MÉLYALAPOZÁSI RAJZFELADAT 3.2 Az s" meghatározása a függőleges feszültségek a talaj önsúlyából (M5.): • Réteghatár As1ei. 1. réteg 2.réteg 3. réteg Ascol. Aa,cOL-2D 4. réteg • [m tsz. f] 99,20 98,60 95,30 92,00 84,80 83,90 80,00 P, Pn [g/cm3] [g/cm3] 1,80 1,80 1,24 1,80 1,85 1,85 1,85 1,97 1,97 1,40 1,97 2,06 2,06 2,06 Rétegvtsg. [m] O'zo u G7 [kPa] [kPa] [kPa] 0,80 0,60 3,30 3,30 7,20 0,90 3,90 15,42 27,24 73,44 138,45 286,77 305,31 385,65 6,00 12,00 45,00 78,00 150,00 159,00 198,00 9,42

15,24 28,44 60,45 136,77 146,31 187,65 a cölöptalpak alatti, kétszeres cölöpátmérönek megfelelő vastagságú talajréteg, a hatékony függőleges önsúlyfeszültségek ábrájának részterületeivel súlyozott átlagos súrlódási szöge: ♦étlag = 30 ° • a cölöpcsoport süllyedésS7JÍ.mításánál figyelembe vett alaprajzi méretek: • a téglalap rövidebb oldala: B'= B+2·(2·D•tg(♦611ag))= 3,88+2·(2·0,45•tg(30))= 4,92 m • a téglalap hosszabb oldala: L'= L+2·(2·D•tg(♦étlag))= 5,23+2·(2·0,45-tg(30))= 6,27 m • a téglalap területe: A'= B'·L' = 4,92 •6,27 = 30,84 m2 • a téglalap kerülete: K'= 2-(B'+L')= 2-(4,92+6,27)= 22,38 m • az A' terület fülött elhelyezkedő alapértéken vett terhek eredőjének, függőleges összetevője: • L V" teher ,alap = 559,00 kN az alap (fejtömb + cölöpök) felhajtóerővel csökkentett önsúlyának, alapértéken vett függőleges

összetevője: • L V'a,ap,a1ap = 319,52 kN az A' terület fülött elhelyezkedő talaj, felhajtóerővel csökkentett önsúlyának, alapértéken vett függőleges összetevője: L V'1a1aJ,alap = 4314,96 kN • a köpenysúrlódás meghatározásához számításba vehető talajréteg vastagsága: H; • a köpenysúrlódás meghatározásához számításba vehető talajréteg fajlagos köpenymenti ellenállása: 'tki =a+ O'x -tg3 10 FARKAS NORBERT MÉLYALAPOZÁSI RAJZFELADAT • a fiiggöleges terhek alapértéke: Falap • = L Veher,m + L V'alap,m + L Va1aj,m = 5193,48 kN az építés előtti talajrétegzödésböl sz.ámított hatékony fiiggöleges geosztatikai nyomás a cölöpök talpsíkján: cr 0 = 146,31 kPa • a talpfeszültség: p = Falap -cr0 = 5193•48 -146,31 = 22,07 kPa 4,92 · 6,27 B'·l' • a határmélység: m 0 = 0,00 m • a kétszeres cölöpátmérönek megfelelő vastagságú talajréteg

alatti talajtömeg összenyomódásából származó süllyedés: s"= 0,00 cm 3.3 A cölöpcsoport süllyedése • a cölöpcsoport süllyedése: scs = S 1 +s"= 0,38 + 0,00 = 0,38 cm 11 ÁBRÁK 1. ábra 4. ábra 3. ábra 2. ábra - -r- 1 I F, ~05,70 lx ~04,35 100,00 5. ábra -„100,00 Émax.V 99,30 -- w------98,60 98,00 T•P -~g ,r 95,30 -T- -ifz [kPa) 1 1 1 1 L ~ , 6 0 nem vesszük figyelembe 19,39 1-1=:j , - . -- ~-----1 1 nem vesszük figyelembe 1 1 32,59 1 1 :3 ------------------ - 1 1 - ' 1 ,r 92,00 1 1 1 1 1 1 - - 1 , I. 85,20 1 1 1 1 1 1 O"z,áflag= 48,60 .64,60 ' ' az,áUag= 100,64 . 1 1 l .l - l , . . . . , 136,68 Csamokpillér oldalnézete rétegszelvénnyel M=1:100 - -r- 105,70 35 ~-:-réteg:-mos-isra~-----~---~ --------------<I. ----~,:~-----'-,,-~ T.,:9 98,00 2. réteg: tözeg - 1 - 1

95,30 3. réteg: mos iszap 92,00 4. réteg: finom homok l 1 J -1r1--r11--11, - www .1 85·20 Csamokpillér alaprajza M=1:100 V 140 V /1 v /1 /1 360 Alaprajz M=1:50 ml J 135 135 0 :Á/45j; ~ 0 ·$--·1 22,5 :Á<Y45:Á/ 90 :Á/~571/ 90 )1V45)1/)lV 22,5 ml A-A metszet M=1:50 8-8 metszet M=1:50 6. ábra ----. ~ .,, ------ - - - nem vesszük figyelembe - ------ ------ ------ Tép 'l 98,00 nem vesszük figyelembe 95,30 92,00 85,20 - . y - 84,30 - . y - . -J---LL L1--- 1-LL-~ . f-r-,-,-,r-,-r----,--,,,,,,,,-t-t L' t=============-=--=--=--:.~142~7