TEMELJI

Predavanje br. 10

PRVI DEO PREDAVANJA

PRIMER LOŠEG TEMELJENJA !!!

DA NIJE LOŠEG TEMELJENJA, DA LI BI OVA GRAĐEVINA BILA POZNATA ?!

Turistička atrakcija Krivi toranj u Pizi

(zvonik katedrale)

Iako je nagnut pod uglom od oko 4 stepena, zbog čega je vrh pomeren od temelja za više od pet metara, Krivi toranj u Pizi, opstaje vekovima i preživeo je najmanje četiri jaka zemljotresa koja su pogodila region od 1280. godine do danas.

Temelji su najniži konstruktivni delovi zgrade u neposrednom kontaktu s tlom, koji preuzimaju celokupno opterećenje zgrade i prenose ga na tlo.

Ispod donje površi temelja u tlu se javljaju naponi pritiska i dolazi do sabijanja tla.

Preduslov za početak projektovanja je poznavanje kvaliteta temeljnog tla na osnovu čega se može odlučiti o izboru konstruktivnog sistema zgrade, izboru oblika temeljenja i dubini temeljenja. Kvalitet temeljnog tla se utvrđuje sondiranjem (bušenjem tla i uzimanjem uzoraka tla). GEOMEHANIČKI ELABORAT – daje rezultate ispitivanja tla U odnosu na dubinu temeljenja razlikujemo:

- PLITKO TEMELJENJE (< 2,0 m dubine) najčešće u arhitekturi, za uobičajena opterećenja i standardni kvalitet tla

- DUBOKO TEMELJENJE (> 2,0 m dubine) Ređe se primenjuje u visokogradnji, uglavnom za velika opterećenja temelja, kod slabo nosivog tla, kod temeljenja u vodi i sl.

TEMELJI - opšte

•Naponi u zemljištu smanjuju se povećanjem dubine fundiranja, zavisno od vrste zemljišta i širine temeljne stope

Raspodela pritiska na tlo ispod temelja

TEMELJI - PLITKO TEMELJENJE oblici temeljenja

Temeljni roštilj za sistem nosivih zidova

Temeljna ploča za skeletni sistem

1 temeljna traka 2 temelj samac 3 temeljni nosač 4 temeljna ploča 5 temeljni roštilj

TEMELJI - PLITKO TEMELJENJE Temeljna traka

TEMELJI - PLITKO TEMELJENJE Temelj samac

TEMELJI - PLITKO TEMELJENJE Temeljna ploča

Svi oblici temeljenja na većim dubinama. Primenjuje se ako je nosivo tlo u većoj dubini ili su posebno velika opterećenja (silosi, strojarnice termocentrala, stubovi mostova, ...) Oblici: ŠIPOVI-PILOTI, BUNARI I KESONI

ŠIPOVI-PILOTI

TEMELJENJE DO NOSIVOG TLA

TEMELJENJE U SLABO NOSIVOM TLU – NOŠENJE NA TRENJE

TEMELJI - DUBOKO TEMELJENJE

Bunari i kesoni su temelji koji se izvode na površini i “spuštaju” na predviđenu dubinu potkopavanjem iznutra i izvlačenjem iskopanog tla. Spuštaju se u suvo ili vlažno tlo (voda se izvlači). Kesoni se najčešće koriste u vodi gde se zemlja cedi u radnoj komori koja je pod vazdušnim pritiskom kojim se istiskuje i izbacuje voda .

Zašiljeno dno temelja da lakše prodire kroz zemlju

TEMELJI - DUBOKO TEMELJENJE

TEMELJI - DUBOKO TEMELJENJE

prikaz mogućih varijanti

zavisi od: - opterećenja zgrade

veličina i namena zgrade, materijali zgrade - izabranog konstruktivnog sustema

temeljne trake kod sistema punih nosećih zidova (masivni sistem gradnje), temelji samci kod sistema stubova i greda (skeletni sistem gradnje), ...

- kvaliteta tla

nosivost i struktura tla, visina (nivo) podzemne vode - izbora materijala za temelje

beton i armirani beton, nekad kamen i opeka

TEMELJI – IZBOR VRSTE TEMELJA

DUBINA TEMELJENJA pravilo je: temeljiti do nosivog tla

Kada se nosivo tlo nalazi odmah ispod površine (nakon otkopa humusnog sloja) treba odrediti minimalnu dubinu koja zavisi od:

- opasnosti od klizanja površinskih slojeva zavisi od sastava tla i povećava se s povećanjem vlažnosti tla

- vrste tla na stenama nije ograničena dubina ukoliko nema dotoka vode u dno temelja u zoni smrzavanja, na šljunku i pesku dubina temeljenja može biti 50 cm ako je nivo podzemne vode niži.

- opasnosti od smrzavanja tla dubina smrzavanja tla u Srbiji:

TEMELJI – DUBINA TEMELJENJA

- u nižim kontinentalnim krajevima: od 80 – 120 cm - u planinskim krajevima: do 140 cm

Dubina smrzavanja u kontinentalnoj klimi je 0,80 m Na tu dubinu dodaje se još 10 do 20 cm zbog

sigurnosti!

Dubina smrzavanja zemljišta

- Danas: beton – armirani i nearmirani, iznimno čelik, - nekada: opeka i kamen (zidani) - U odnosu na vrstu materijala najveće dubine temelja su kod zidanih temelja, najmanje dubine kod armiranobetonskih. NAJČEŠĆI OBLICI PLITKOG TEMELJENJA temeljne trake, temelji samci, temeljne ploče TEMELJNE TRAKE Izvode se od običnog (nearmiranog) i armiranog betona TEMELJI SAMCI Izvode se od običnog (nearmiranog) i armiranog betona TEMELJNE PLOČE Izvode se od armiranog betona

TEMELJI – MATERIJALI

TEMELJI – PRIMER IZVOĐENJA

Izvode se ispod sistema punih nosećih zidova. S obzirom na širenje opterećenja, kod većih dimenzija, temelji su oblikovani pomoću linije širenja opterećenja u betonu (trake trapeznog ili stepenastog oblika). Kod nearmiranih temelja u temeljima nema zateznih naprezanja. Opterećenje je jednoliko i deluje po celom dnu temelja.

TEMELJI – NEARMIRANI – temeljne trake

Izvode se ispod skeletnih sistema. Oblikovanje temelja i naponi u temelju su prema istim uslovima kao kod temeljnih nearmiranih traka Temelji samci se iz razloga ukrućenja trebaju međusobno povezati užim temeljnim trakama ili temeljnim armiranobetonskim gredama.

TEMELJI – NEARMIRANI – temelji samci

TEMELJI – ARMIRANI – temelji samci

Kada se u temeljima pojavljuje zatezno naprezanje potrebno je temelje armirati. Razlog pojave zateznih naprezanja leži u nejednolikom opterećenju dna temelja nastalom zbog velike potrebne dimenzije temelja (široki temelji). Glavna armatura temelja se postavlja u zonu zatezanja.

Armirani temelji se izvode na prethodno izvedenoj betonskoj podlozi minimalne debljine 5 cm, (izvodi se češće u debljini 10 cm). Betonska podloga je potrebna kao podloga za postavu armature.

TEMELJI – ARMIRANI – temelji samci

TEMELJI – temelji samci

TEMELJ SAMAC – dimenzije temelja prate dimenzije stuba

TEMELJI – ARMIRANI – temelji samci

Zbog ukrućenja je potrebno sve temelje samce međusobno povezati. Povezivanje se izvodi s armirano betonskim gredama za ukrućenje (VEZNE GREDE). Oblik i položaj grede za ukrućenje može biti različit (pravougaoni, kao kontragreda i sl.)..

TEMELJI – ARMIRANI – temelji samci

MRŠAVI BETON (PODLOGA)

ARMIRANA BETONSKA STOPA AB STUBA

NEARMIRANA BETONSKA STOPA AB STUBA

ARMATURA ZA POVEZIVANJE (SIDRA)

TEMELJI – stopa AB stuba

TEMELJI – ČELIČNI – temelji samci

TEMELJNE PLOČE Izvode se: - kada na relativno malu površinu ispod zgrade treba preneti znatno

opterećenje (potrebne površine temelja bi zauzimale velik deo horizontalne površine zgrade)

- kod slabije nosivih tla

(potrebne površine temelja bi zauzimale velik deo horzontalne površine zgrade)

- kod visokog nivoa podzemne vode

(izvodi se temeljna ploča u obliku korita – kod zgrade s podrumima)

TEMELJI – ARMIRANI – temeljne ploče

Kod vrlo velikih opterećenja mogu se izvesti ojačanja ispod ploče s rebrima ili roštiljem rebara ispod oslonaca vertikalnih nosećih elemenata. Temeljnom pločom se ujedinjuju svi temelji u jednu kontinualnu temeljnu ploču. Temeljna ploča ravnomerno raspoređuje opterećenje na tlo ispod cele zgrade a na taj način se osigurava ujednačeno naleganje zgrade. Debljina temeljne ploče se proračunava, a za uobičajena opterećenja debljina se kreće od 30 do 50 cm.

TEMELJI – ARMIRANI – temeljne ploče

OBLICI TEMELJNIH PLOČA Oblici temeljnih ploča su ravne ploče i ploče s ojačanjima (ploča ojačana gredama i sl.). RAVNA TEMELJNA PLOČA

Kod zgrada bez podruma dno temeljne ploče često treba izvesti dublje nego što to zahteva konstruisanje temelja iz razloga izvođenja dna temelja na dubini smrzavanja. U tim slučajevima se između slojeva poda i temeljne ploče izvodi nasip.

TEMELJI – ARMIRANI – oblici temeljnih ploča

TEMELJNA PLOČA S OJAČANJIMA (OJAČANA GREDAMA) U slučajevima većeg opterećenja izvodi se ploča s ležajnim ojačanjima (grede), razlikujemo: a/ grede iznad ploče b/ grede ispod ploče c/ pečurkaste ploče

TEMELJI – ARMIRANI – oblici temeljnih ploča

ploča s pečurkastim ojačanjem

pečurkasto

TEMELJI – ARMIRANI – oblici temeljnih ploča

Literatura 1. Bishop, A. W., Bjerrum, L. (1960). The relevance of triaxial test to the solution of stability problems.

Proc. Res. Conf. Strength of Cohesive Soils. Boulder, Colorado, ASCE, 437-501. 2. Terzaghi, K, (1936). The shearing resistance of saturated soils. Proc. First Int. Conf. Soil Mech. & Fdn.

Engng. Cambridge, Massachusetts, Harvard University, 1, 54-56 3. Stanković,S., Trifunović-Dragišić,V., ARHITEKTONSKI SKLOPOVI ZGRADA 1, udžbenik.

4. Nojfert,E., ARHITEKTONSKO PROJEKTOVANJE, 39 izdanje.

5. Mittag,M., GRAĐEVINSKE KONSTRUKCIJE, priručnik, 18 izdanje.

6. Bogdanović,V., UVOD U ARHITEKTONSKE KONSTRUKCIJE, GAF Niš

7. Kostić ,D., Temelji, predavanje.

8. Arhitektonske konstrukcije – vežbe, AF Beograd 9. Bogdanović,V., ARHITEKTONSKE KONSTRUKCIJE 2, GAF Niš OBAVEZNA LITERATURA Stanković,S., Trifunović-Dragišić,V., ARHITEKTONSKI SKLOPOVI ZGRADA 1, udžbenik. Udžbenik naručiti u skriptarnici škole