Proiectarea fundatiilor constructiilor cu pereti structurali de beton armat

1. Principii generale de proiectare

Peretii structurali de beton armat avand rigiditate si rezistenta mare transmit infrastructurii in gruparile speciale de incarcari eforturi semnificative (momente incovoietoare si forte taietoare) si sunt, in general, insuficient lestati (forta axiala mica), astfel incat solutia de fundatie independenta nu poate fi utilizata decat in unele cazuri particulare.

Solicitarile mari (M, Q) transmise de peretii infrastructurii pot fi preluate, in general, de fundatii dezvoltate in plan ca o retea de fundatii continue, pe una sau doua directii (fig.1) sau de infrastructuri cu rezistenta si rigiditate foarte mare, alcatuite din pereti de beton armat, plansee si fundatii de tip radier considerate ca o structura spatiala (fig.2).

Prin calibrarea rezistentei elementelor sistemului structural (suprastructura si infrastructura) se realizeaza dirijarea mecanismului de plastificare in cazul actiunilor seismice intense. De regula, deformatiile plastice sunt dirijate in suprastructura iar infrastructura este proiectata sa raspunda in domeniul elastic de comportare (fig. 3).

Dirijarea articulatiilor plastice in elementele infrastructurii (fig. 4) poate fi acceptata in unele situatii, ca de exemplu:

- in elementele suprastructurii trebuie limitate degradarile produse de cutremure (spitale etc.);

- suprastructura dezvolta rezistente foarte mari datorita alcatuirii acesteia, mult peste cerintele

proiectarii antiseismice;

- inteventiile postseism la elementele infrastructurii se pot realiza cu usurinta.

2. Incarcari transmise infrastructurilor de peretii structurali de beton armat

Valorile eforturilor transmise de peretii structurali de beton armat la infrastructuri se determina conform prevederilor de la cap. 5.

Schema de aplicare a incarcarilor transmise de peretii structurali infrastructurii se conformeaza prevederilor de la pct. 12.2.

3. Dimensionarea talpii fundatiilor

Dimensionarea talpii fundatiilor se face conform prevederilor de la capitolul 6.

Daca infrastructura este suficient de rigida si rezistenta pot fi acceptate distributii liniare de presiuni pe teren (fig. 5). Calculul presiunilor pe teren (si implicit dimensionarea talpii fundatiilor) se poate face acceptand ipoteza sectiunilor plane.  

In cazul infrastructurilor cu deformatii semnificative calculul presiunilor pe teren se face pe baza unui model care permite luarea in considerare a interactiunii dintre infrastructura si terenulde fundare.

Fig. 1 Fundatii pentru pereti de beton armat.

Fig. 2 Infrastructura rigida supraterana pentru constructii cu pereti de beton armat

Fig. 3 Fundatii cu comportare elastica: a - fundatie independenta; b - infrastructura

Fig. 4 Infrastructura cu articulatii plastic

4. Alcatuirea fundatiilor pentru peretii structurali de beton armat

4.1 Fundatii independente sub pereti de beton armat se pot realiza in situatii rare datorita eforturilor mari (M, Q) transmise terenului.

Fundatiile sunt conformate si dimensionate ca si fundatiile sub reteaua de pereti ai substructurii.

4.2. Fundatii continue sub peretii substructurilor

Fundatiile sub peretii care compun substructura pot fi realizate ca fundatii continue sau radier general. Fundatiile tip radier se conformeaza si se dimensioneaza conform prevederilor de la cap. 11 al prezentului normativ.

Fundatiile continue sub pereti pot fi realizate ca talpi de beton armat (fig. 6) sau cu bloc de beton simplu si cuzinet de beton armat (fig. 7).

G

Mx

My

B

B

B

pef

5

4

3

2

1

y

x

Fig. 5 Considerarea presiunilor pe teren pentru ansamblul fundatiilor

4.2.1 Fundatii continue tip talpa de beton armat.

Sectiunea transversala a fundatiei sub peretii de beton armat se poate alcatui ca in fig. 6. Conditiile minimale privind sectiunea de beton a fundatiei sunt urmatoarele:

• raportul H / B are valorile minime date in tabelul 7.1;

• H are valoarea minima 300 mm;

• H’ are valoarea mai mare de 250 mm;

• inaltimea la marginea fundatiei (H sau H’) se stabileste astfel incat sa fie asigurata lungimea de ancoraj a armaturilor transversale de pe talpa fundatiei (l_a ≥ 15 f

Clasa minima de beton in fundatie este C_8/

Armarea fundatiilor peretilor de beton armat se realizeaza, de principiu, ca in figura 7.

●Armatura transversala (1) rezulta din verificarea consolei talpii la moment incovoietor in sectiunea de la marginea peretelui. In unele cazuri, in care peretele este excentric pe talpa fundatiei, armaturile (1) pot rezulta si din verificarea fundatiei la momente de torsiune.

Procentul minim de armare pe fiecare directie este 0.10% pentru armaturi OB37 si 0.075%   pentru armaturi PC52.

Diametrul minim al armaturilor este de 10 mm.

Distanta maxima intre armaturi este de 250 mm; distanta minima este de 100 mm.

Fig. 6 Fundatii continue sub peretii de beton armat ai substructurilor

Fig. 7 Schema de armare a fundatiei peretelui de beton armat

●Armatura de conectare cu peretele substructurii (2) poate rezulta functie de urmatoarele conditii:

• verificarea la lunecare in rosturile de turnare ale betonului (fig.7);

• verificarea la forta taietoare a peretelui substructurii;

• verificarea la moment incovoietor si forta axiala a peretelui substructurii; armatura rezultata

din aceasta conditie nu poate depasi aria corespunzatoare greutatii fundatiei;

• verificarea sectiunii de la baza peretelui la moment incovoietor determinat de presiunea

pamantului pe planul peretelui; in calcul se poate considera si efectul favorabil al fortei axiale din perete.

Diametrul minim al armaturilor este de 10 mm; p_min= 0,10%

Distanta maxima intre armaturi este de 250 mm iar distanta minima de 100 mm.

●Armaturile longitudinale (3) rezulta din verificarea sectiunii verticale a peretelui la incovoiere, conform schemei de solicitare din figura 7. Armatura minima (3) trebuie sa corespunda armaturii de repartitie corespunzatoare marcii (1).

4.2.2 Fundatii continue cu bloc de beton simplu si cuzinet

Sectiunea transversala a fundatiei sub peretii de beton armat se poate alcatui ca in  figura 8.

Conditiile minimale privind sectiunea de beton a fundatiei sunt cele date la cap. 7.1.2.1, in tabelul 7.1 si in tabelul 7.2.

Fundatiile tip bloc si cuzinet ale peretilor nu sunt admise in cazurile in care peretele este rezemat excentric fata de talpa blocului de beton.

Conditiile privind armarea minima a cuzinetului sunt cele date la pct. 4.2.1.

Fig. 8 Fundatie tip bloc si cuzinet sub pereti de beton armat