Obciążenie gruntem ma miejsce z reguły tam, gdzie fundamenty są typu skrzyniowego. Oprócz tego występują także przy piecach wgłębnych, gdzie wnęki są zrobione w pionowych ścianach, a nad nimi jest gruba warstwa gruntu. Do obciążeń zasadniczych zalicza się również parcie ziemi. Bierze się to pod uwagę w miejscu, gdzie głębokość fundamentów dochodzi do 10 m, np. w piecach wgłębnych (uprawnienia budowlane 2021).
Obciążenie gruntem
Znacznych wartości osiąga obciążenie naziomu, zwłaszcza w warunkach hutniczych. Spowodowane jest to występowaniem zabudowanych ciężkich obiektów, składowisk wlewków czy złomu. W takim przypadku tego typu obciążenie można również wliczyć do obciążeń zasadniczych. Tego typu obciążenie występuje zarówno w obciążeniach stałych (zabudowane obiekty – urządzenia, budynki), jak i zmiennych długotrwałych (składowiska, magazyny) oraz zmiennych krótkotrwałych (stanowiska robocze, pasy komunikacyjne).
Od rodzaju wsadu zależy obciążenie tym wsadem. Może się ono wahać od kilkudziesięciu kg/m2 do kilku T/m2 rzutu poziomego trzonu pieca. Wlewki należą do najcięższego rodzaju wsadu. Obciążenie wdówkami w piecach wgłębnych może osiągać nawet wielkość rzędu do 5 T m2 rzutu poziomego trzonu (program egzamin uprawnienia 2021).
Gdy fundamenty pieca są trzonem, to istnieje szansa, że fundament będzie się nagrzewał w sposób bezpośredni od medium grzewczego pieca. Mowa tu o spalinach czy atmosferze ochronnej. Ma to miejsce w suszarniach albo takich piecach, gdzie występuje niższa temperatura grzania (najwyżej do górnej granicy średnich temperatur, tj. do 900°C).
Fundamenty nagrzewają się szybko przez przewodnictwo w momencie, gdy piece ustawia się bezpośrednio na nich. Elementy, które przylegają do pieca, również nagrzewają się w ten sposób. Może to być np. ściana fundamentu zastępująca opancerzenie stalowe pieca. Znaczne nagrzanie fundamentu może nastąpić wtedy, gdy fundament styka się z gruntem. Zwłaszcza w przypadku płyty fundamentowej lub ściany zewnętrznej fundamentu skrzyniowego, który jest zagłębiony w gruncie. Fundamenty nagrzewają się przez promieniowanie otworów piecowych w sposób miejscowy, z reguły na małych powierzchniach.
Temperatura fundamentu
W piecach są otwory, które służą do obsługi technologicznej pieców. Są one otwarte cały czas bądź tylko wtedy, kiedy są niezbędne do wykonania danej czynności. Odsłaniają one wnętrze komory pieca i dzięki temu intensywnie promieniują. W ten sposób jest możliwość nagrzania części fundamentu, który znajduje się w niewielkiej odległości (program przygotowujący do uprawnień budowlanych).
Fundament może się nagrzewać przez promieniowanie i konwekcję od zewnętrznych powierzchni pieca. Trzeba uwzględniać te wpływy tam, gdzie są ustroje statycznie niewyznaczalne – wrażliwe na wpływy termiczne. Ustroje te charakteryzują się dużymi wymiarami i występują w bliskim sąsiedztwie nagrzanych powierzchni pieca.
Fundament może się odkształcać pod wpływem zmian temperatur. Odkształcenia swobodne mają miejsce, gdy brakuje czynników, które ograniczają te odkształcenia. Do grona tych czynników należą:
– obciążenia zewnętrzne działające na fundament,
– oddziaływania gruntu pod fundamentem.
Oprócz tego, że ograniczają swobodę odkształcenia fundamentu, dodatkowo sprawiają, że powstają w nim siły wewnętrzne (osiowe, momenty zginające, poprzeczne). Są one pochodzenia termicznego, czyli można o nich mówić „siły termiczne”.
Wymienione siły termiczne powstają przy udziale zewnętrznych czynników, które ograniczają swobodne odkształcanie fundamentów. Oprócz nich występują również takie siły, które powstają w momencie działania temperatur na fundament. Mowa tu o nieliniowej zmianie temperatur wzdłuż grubości płyty, a także o nierównomiernym rozkładzie temperatur na powierzchni (egzamin ustny uprawnienia budowlane – pytania).
