Fundatii pentru constructii realizate cu masini vibratoare specializate. Indrumator de calcul si proiectare

PREFATA

Terenul de fundare prezinta anumite caracteristici fizice si mecanice care folosite coerent dau masura solicitarilor statice necesare pentru rezistenta si stabilitate. In mod curent, asupra pamantului considerat ca teren de fundare, solicitarile transmise sunt de regula statice si in foarte multe cazuri solicitari dinamice provenite din vibratii, socuri seismice, trepidatii din circulatie, explozii etc. Aceste actiuni modifica in mod semnificativ proprietatile si valorile parametrilor geotehnici ai pamantului.

Studiile teoretice si cercetarile experimentale efectuate asupra fundatiilor sub influenta vibratilor au fost corelate cu analize legate de comportarea pamanturilor la actiuni dinamice sub forma de vibratii. In acelasi timp, se sesizeaza faptul ca cercetarile experimentale se bazeaza pe elemente fundamentale legate de necesitatea utilizarii coeficientilor elastici care stau la baza metodei de calcul in proiectarea fundatiilor producatoare de vibratii.

In unele cazuri, cercetarile au ca scop determinarea efectelor unui strat izolator, dispus intre fundatia de beton a utilajului si terenul de fundare, asupra raspunsului dinamic al sistemului masina-fundatie-teren de fundare. Astfel, se determina transmisibilitatea si atenuarea geometrica a vibratiilor armonice intretinute tinandu-se cont de recomandarile de proiectare a elementelor structurale-fundatie.

Avand in vedere cele mentionate, neconsiderarea acestor actiuni duce la o evaluare imprecisa a vibratiilor cu efecte daunatoare atat asupra fundatilor cat si asupra exploatarii in conditii normale a masinilor si a cladirilor invecinate. Vibratiile provocate de fundatiile de masini devin din ce in ce mai intense si pot manifesta o influenta negativa atat asupra masinilor tehnologice cat si asupra terenului de fundare. In acest caz, cerinta principala necesara la proiectarea unor astfel de fundatii, este aceea ca vibratiile ansamblului fundatie-masina cat si vibratiile care se transmit mediului inconjurator sa aiba valori cat mai reduse cu conditia de asigurare a preluarii sarcinilor transmise de masina care impreuna cu cele datorate greutatii proprii sa fie transmise terenului cu incadrarea in domeniul rezistentelor admise ale acestuia.

In concluzie, in conditii de solicitare dinamica (socuri, vibratii etc.) caracteristicile terenului de fundare se modifica ducand la scaderea capacitatii portante in unele situati chiar la pierderea stabilitatii generale fapt pentru care cunoasterea amanuntita a proprietatilor fizico-mecanice ale terenului de fundare reprezinta una dintre cerintele de baza pentru realizarea unei constructii corespunzatoare din punct de vedere tehnic si economic.

CUPRINS

1. Aplicarea vibratiilor tehnologice la executarea unor sisteme de fundatii 1
1.1. Utilizarea vibrarii la executia lucrarilor de geotehnica si fundatii 1
1.2. Efectul actiunilor dinamice 2
1.2.1. Notiuni privind actiunea solicitarilor dinamice 3
1.2.2. Clasificarea solicitarilor dinamice 5
1.3. Parametrii tehnologici de vibrare la lucrarile de fundatii 6
1.3.1. Forte generate in procesul de vibrare 7

2. Modelarea sistemului utilaj-fundatie-teren de fundare11
2.1. Factorii care influenteaza raspunsul dinamic al sistemelor utilaj-fundatie-suport de rezemare 11
2.2. Solutii constructive pentru atenuarea vibratiilor 12
2.2.1. Aspecte privind modelele de calcul 12
2.2.2. Staturi izolatoare intre fundatie si teren 12
2.3. Raspunsul dinamic al unei fundatii de utilaj sau masina incastrata in teren si supusa la vibratii verticale 15
2.3.1 Efectul incastrarii fundatiei in teren 15
2.3.2. Parametri raspunsului dinamic 19

3. Calcul coeficientilor elastici ai terenurilor si fundatiilor 21
3.1. Consideratii generale asupra caracteristicilor utilizate in studiul dinamic al fundatiilor generatoare de vibratii 21
3.1.1. Coeficientii elastici ai terenului de fundare 22
3.1.2. Relatia dintre tasari si presiuni 22
3.1.3. Consideratii asupra valorilor coeficientilor elastici rezultati din calculul analitic si cercetari experimentale 25
3.2. Coeficienti elastici pentru fundatii amplasate la suprafata terenului 29
3.3. Relatia dintre moment si rotire la fundatii incastrate in teren 32
3.4. Metoda de determinare a coeficienttilor elastici ai terenului pentru suprafata de contact oarecare 34
3.4.1. Principii de baza 34
3.5. Coeficientul dinamic 36

4. Efectul straturilor izolatoare din materiale granulare asupra raspunsului dinamic 38
4.1. Modelele experimentale 38
4.2. Metoda de incercare 40
4.2.1. Puncte de inregistrare a raspunsului dinamic 40
4.2.2. Caracteristicile fortelor de actionare dinamica ale modelelor experimentale 40
4.2.3. Metodologia de incercare. Inregistrarea raspunsului dinamic 41
4.3. Prelucrarea rezultatelor experimentale 43
4.3.1. Frecventele proprii de oscilatie 43
4.3.2. Caracteristicile mediului de fundare 44

5. Conditii de solicitare dinamica a terenului de fundare 45
5.1. Calculul eforturilor suplimentare datorate momentului seismic 45
5.2. Calcule efectuate in ipoteza atingerii presiunii critice a terenului in zona de solicitare maxima (pe zona activa) 47
5.3. Calcule efectuate la limita de saturare a constructiei 51
5.4. Evaluarea acceleratiilor la nivelul talpii fundatiei 51

6. Metoda procedurala de calcul 52

Bibliografie 61