TEMEL JNE  KONSTRUKC I J E    1

Pod pojmom temeljenja u visokogradnji podrazumijeva se sistem efikasnog prenošenja svih opterećenjaputem temeljne konstrukcije na temeljno tlo. Temeljno tlo predstavlja slojeve zemlje na kojima ležizgrada i čija nosivost ne smije biti prekoračena. Temelji predstavljaju osnovicu konstrukcije zgrade kojase gradi na površini ili ispod površine terena. Izbor temeljne konstrukcije zavisi od osobina tla, obima ikaraktera opterećenja te vrste konstrukcije zgrade. Stvarno opterećenje u temeljima treba biti ugranicama koje osiguravaju dozvoljeno i ravnomjerno slijeganje i koje neće dovesti do oštećenja nakonstrukciji zgrade.

Vrste temeljenja

U zavisnosti od vrste i osobina tla te drugih faktora, temeljenje može biti plitko i duboko. Plitkotemeljenje podrazumijeva direktno oslanjanje temeljne konstrukcije na nosivo tlo. U slučajevima kadaizmeđu nosivih slojeva i temelja postoji nepodesno tlo, vrši se posredno ili duboko temeljenje. Ovakvavrsta temeljenja podrazumijeva primjenu dubokih i vitkih konstrukcija koje prodiru kroz nestabilneslojeve i prenose opterećenja na nosive slojeve. Pored temeljenja na nepovoljnim terenima, često seprimjenjuje i u relativno dobrim uslovima ukoliko se radi o visokim i zgradama sa velikim opterećenjima.

Temeljna stopa općenito označava svaki oslonac na kojem leži zid ili stub. Osnovni oblici temeljnih stopasu trake i samci. U principu, nosivi zidovi se oslanjaju na temeljne trake, dok se stubovi oslanjaju natemelje samce. Uloga temeljne stope je prenošenje i rasprostiranje opterećenja na temeljno tlo.

Veličina temelja općenito zavisi od opterećenja i dopuštene nosivosti tla. U principu, opterećenje kojedjeluje u stubu ili zidu (F), podijeljeno sa nosivošću tla (σ) rezultira površinom temeljne stope (A).

U mnogim slučajevima temeljne stope od betona bez armature ne bi mogle pružiti stabilne izadovoljavajuće oslonce. Veća opterećenja zahtijevaju i veće površine temeljne stope. Ukolikopretpostavimo nearmiranu stopu izduženog presjeka sa odnosom širine i visine znatno većim od 2:1,njeni krajnji dijelovi djeluju kao dvije konzole opterećene momentima savijanja. Pri tome se u donjoj zonitemeljne stope javlja zatezanje a u gornjoj pritisak. Na presjeku stope u ravni zida javljaju se smičućanaprezanja čiji je krajnji stadij slom stope. Momenti savijanja i smicanje izbjegli bi se promjenomizduženog oblika, odnosno primjenom masivnog presjeka. S druge strane, postavljanjem armature kojprima napone zatezanja i smicanja, temeljna stopa zadržava relativno malu visinu. Armiranjem temeljnihstopa postižu se ekonomičnija rješenja sa manjim presjecima, odnosno uštedom u količinama betona.

Slika: 1 – temelj samac, 2 – temeljna traka

Slika: odnos između opterećenja F, nosivosti tla σ i površine stope A.

TEMEL JNE  KONSTRUKC I J E    2

Slika: princip armiranja betonske stope. 1 – idealzirana slika betonske stope nedovoljne visine koja jeopterećena momentima savijanja i usljed čega se u donjoj zoni javlja zatezanje a u gornjoj pritisak; 2.pored momenata savijanja u istoj stopi javljaju se i naponi smicanja izazvani suprotnim smjerovimadejstvujuće sile i otpora tla; 3 – kod armirane stope čelične šipke postavljene u donju zonu primajunapone zatezanja i smičuće sile.

Oblici temeljnih stopa

Izbor oblika temeljnih stopaproizilazi iz vrste konstruktivnogsistema, opterećenja i osobinatla. Kako je gore navedeno,osnovni oblici stopa su trakastitemelji i temelji samci. Samci sunajčešće kvadratne masivneploče u čijem centru se oslanjajustubovi. Nihov najlogičniji oblikima trapezni presjek, međutim oniziskuje više vremena zaizvedbu. U slučaju ekscentričnoopterećenog stuba, potrebno jeprilagoditi oblik stope. Samac sanadvišenjem izvodi se u slučajuizuzetno velikih smičućihnapona. Ukoliko se dva noseća elementa, koja su različito opterećena, nalaze na tolikoj udaljenosti gdjeim se rasprostiranje uticaja na tlo poklapa, oni će, premda pravilno dimenzionirani, izazvati različitanaprezanja u temeljnom tlu. U takvom slučaju izvodi se zajednička stopa koja može biti iste ilipromjenjljive širine.

Bliske i velike stope jako opterećenih stubova u nizu mogu se zamijeniti jedinstvenom temeljnom trakom.Ukoliko su naponi koje izazivaju opterećenja takvih stubova toliki da je debljina trake nedovoljna, ispodstubova se u sastavu trake formira se pravokutna kontragreda.

Kod gradnje skeletnih sistema u trusnim područjima kao i u cilju onemogućavanja nejednakih slijeganja,temelji samci se povezuju temeljnim gredama. Grede se mogu izvoditi u istoj ravni sa stopama ili u nivougornje ravni samaca. Najčešće su kvadratnog presjeka dimenzija koje su jednake širini stubova.

Ukoliko se betonski stubovi nalaze u istoj ravni sa nosećim zidovima, te su uz to i više opterećeni uodnosu na zid, temeljne stope se izrađuju proširene a nekad i veće visine u odnosu na dimenzije trake.Međutim, ukoliko su proračunom dobivene neznatne razlike u dimenzijama stope i trake, onda jeekonomičnije rješenje izvesti traku jedinstvenog presjeka.

Slika: temeljne stope od nabijenog (nearmiranog) betona. 1 – pravokutni presjek, 2 – trapezni presjek, 3 – stepenasti presjek.

slika: 1 - niz stubova oslonjen na trakasti temelj; 2 - dva bliska stubanejednako opterećena na zajedničkoj stopi različite širine

TEMEL JNE  KONSTRUKC I J E    3

slika: 1 - ekscentrično opterećen samac sa nadvišenjem (grebenom); 2 - centričnoopterećena stopa trapeznog presjeka; 3 - stubovi sa zidom oslonjeni na traku sa samcimačija je visina jednaka; 4 - stubovi sa zidom oslonjeni na traku sa samcima veće visine.

slika: Temeljenje skeletne konstrukcije u principu podrazumijeva temelje samce povezane temeljnim(aseizmičkim) gredama.

TEMEL JNE  KONSTRUKC I J E    4

Temeljne ploče

Najpodesnije rješenje temeljenja većine visokih ali i drugih zgrada je jedinstvena betonska ploča na kojojleži cjelokupna konstrukcija. Poredeći je sa međuspratnim pločama opterećenje djeluje u suprotnomsmjeru te se često naziva kontra ploča. Temeljna ploča može biti dodatno ojačana gredama. Grede seobično postavljaju u oba ortogonalna pravca. Ukoliko su okrenute prema gore nazivamo ih još ikontragrede. Kako njihova izrada predstavlja dodatnu fazu u betoniranju temeljne konstrukcije, u nekimse slučajevima grede produžavaju prema dole što isključuje dodatnu oplatu i omogućava jednovremenobetoniranje. Grede unutar temeljne ploče prihvataju u najvećoj mjeri napone savijanja i smicanja. Osimkontra greda stubovi se mogu oslanjati na ploču preko stopa u obliku obrnutog kapitela.

slika: temeljenje skeletne konstrukcije na "roštilju" od temeljnih traka sa kontra-gredama. Izvode sekod većih opterećenja ili slabije nosivosti tla.

Slika: ravna temeljna ploča na koju se

oslanjaju stubovi i zidovi.

Slika: temeljna ploča na koju se oslanjaju stubovi sa stopama – kapitelima. Kapiteli se izvode radi umanjenja smičućih sila u ploči.

TEMEL JNE  KONSTRUKC I J E    5

Plutajući temelj

Višekatnice sa nekoliko podzemnih etaža oslanjaju se na tlosa takozvanim “plutajućom” temeljnom konstrukcijom. Onaima oblik betonske kutije koja “pluta” ispod same površine tla iunutar koje je uronjena konstrukcija zgrade. Oblik plutajućegtemelja trebao bi biti takav da težina iskopanog tla teži isto iliviše od tereta koji nosi.

Slika: “Plutajući” temelj visokih zgradaTemeljenje na kosom terenu

Kod temeljenja na kosom terenu temeljna konstrukcija prati oblik terena i formira se u stepenastomobliku. Pri tome dno stope u svakoj tački mora biti ispod dubine mržnjenja. Stubovi se oslanjaju se nastope u različitim niovima a zidovi na stepenaste trakaste temelje. Kod većih opterećenja temeljenje semože izvesti i na stepenastoj temeljnoj ploči. Forma stepenastog temelja mora zadržati pretežnohorizontalan oblik pri čemu vertikalni dio ne treba iznositi više od 3/8 dužine horizontalnog dijela.Debljina vertikalnih dijelova traka ili ploče treba biti jednaka visini ali ne manje od 15cm.

slika: 3 - temljna ploča sa temeljnim gredama koje su upuštene u tlo; 4 - temeljna ploča sa temeljnimkontra-gredama koje su nadvišene u odnosu na ploču.

TEMEL JNE  KONSTRUKC I J E    6

Slika: temeljenje na nagnutom terenu: formiranje odnosa visine i dužine stepenastih traka (lijevo), 1 –temljenje sa samcima na različitim dubinama; 2 – temeljenje na temeljnoj ploči ili trakama.