Расчет подпорных стенок: практические заметки
Проектирование подпорных стенок невозможно представить без полноценного проведения расчета. Для расчета подпорных стенок инженеру требуется корректно составленная схема и сбор нагрузок.
Анализируя работу конструкции подпорной стенки можно выделить наиболее «опасные» зоны, подлежащие армированию. На рисунке ниже зоны обозначены красным цветом
Схема расчета подпорной стенки может быть составлена с помощью программного комплекса Лира 10.6 из стержневых конечных элементов. Жесткость стержней по ширине должна быть равна 1 м, высота сечения равна высоте сечения стенки. При этом необходимо присвоить горизонтальной плите стенки коэффициент постели, для подбора армирования плиты (коэффициент постели следует уточнять по модели грунта).
Подпорная стенка, иногда, засыпается грунтом с двух сторон на разном уровне, в связи с этим давление грунта устанавливается временным загружением, чтобы учесть возможную поочередную засыпку сперва с одной, а потом, с другой стороны.
Расчет подпорных стенок и сбор нагрузки при этом, осуществляется по пособию СНиП 2.09.03-85 «Проектирование подпорных стен и стен подвалов».
Давление грунта на плитную часть
h – высота грунта над плитной частью
r – плотность грунта
Горизонтальное активное давление грунта на стенку
φ – угол внутреннего трения грунта
Давление грунта от распределенной нагрузки
Закрепление от горизонтального смещения можно осуществлять в месте крепления стенки к горизонтальной плиту (с помощью такого способа не создается дополнительных продольных усилий в плите).
Армирование стержней при расчете подпорных стенок следует производить с выключенным подбором угловых значений, т.е. по полученным параметрам размазанного значения. Полученные результаты в см 2 следует указывать с учетом шага стержней (например, при шаге 200 мм следует установить количество стержней 5, при шаге 250 мм – 4).
Армирование подпорной стенки:
Расчет подпорных стенок: практические заметки
В заметке по расчету подпорных стенок наш эксперт расскажет об основных положения расчета и главных принципах армирования подпорных стенок.
Источник: blog.infars.ru
7.3. РАСЧЕТ МАССИВНЫХ И УГОЛКОВЫХ ПОДПОРНЫХ СТЕН
7.3.1. Общие положения
Подпорные стены рассчитываются по двум группам предельных состояний: по первой группе выполняются расчеты на устойчивость стены против сдвига, на устойчивость основания (несущая способность), на прочность скального основания, на прочность элементов конструкций и узлов соединения, по второй группе выполняются расчеты оснований по деформациям и по трещиностойкости элементов конструкций.
Расчет подпорных стен по обеим группам предельных состояний производится на расчетные нагрузки, определяемые как произведение нормативных нагрузок и коэффициентов надежности по нагрузке. Коэффициенты надежности по нагрузке γf при расчетах по первой группе предельных состояний принимаются по табл. 7.1, а при расчетах по второй группе γf = 1.
Примечание. Значения коэффициентов, указанные в скобках, принимаются при расчете стен по первой группе предельных состояний, когда уменьшение постоянной нагрузки может ухудшить условия устойчивости.
7.3.2. Расчет устойчивости оснований, стен против сдвига по подошве и глубокого сдвига по ломаным поверхностям скольжения
Устойчивость отдельно стоящих стен против сдвига по подошве и по ломаным поверхностям скольжения рассчитывается во всех случаях независимо от соотношения вертикальных и горизонтальных нагрузок. Для стен, воспринимающих нагрузку от верхнего строения (в частности для стен подвалов), расчет устойчивости против сдвига производится только при невыполнении условия (5.83).
Расчет устойчивости стены против сдвига выполняется по формуле (5.92). При этом стены с горизонтальной подошвой рассчитываются по трем возможным вариантам сдвига: β = 0, β = φI /2 и β = φI (рис. 7.10, а).
Стены с наклонной подошвой рассчитываются по четырем возможным вариантам сдвига: β = – α , β = 0, β = φI /2 и β = φI (рис. 7.10, б). При расчете на сдвиг по подошве используются прочностные характеристики грунта ненарушенного сложения φI и сI , но значения φI принимаются не более 30°, а значения cI — не более 5 кПа.
Суммы сдвигающих и удерживающих сил в формуле (5.92) определяются для отдельно стоящих стен по формулам:
где b — ширина подошвы стены, Ep —равнодействующая пассивного давления грунта, ψ — угол наклона подошвы стены к горизонту, Fv — сумма проекций всех сил на вертикаль:
здесь Gw — собственный вес стены, ΣGg — собственный вес грунта над передней и задней консолью в уголковых стенах.
Если подпорные стены входят в конструкцию здания или сооружения (например, стена подвала), в сумму сдвигающих сил включаются также нагрузки от верхнего строения.
Равнодействующая пассивного давления Ер вычисляется для слоя грунта hi , соответствующего значению угла βi (см. рис. 7.10).
Расчет устойчивости оснований стен производится по формулам (5.78), (5.79) (когда допустимо использование этой формулы) и (5.92), в остальных случаях расчет на глубокий сдвиг должен производится методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения по методике, изложенной в гл. 6.
Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения
Расчет подпорных стен
7.3. РАСЧЕТ МАССИВНЫХ И УГОЛКОВЫХ ПОДПОРНЫХ СТЕН 7.3.1. Общие положения Подпорные стены рассчитываются по двум группам предельных состояний: по первой группе выполняются расчеты на устойчивость стены против сдвига, на устойчивость основания (несущая способность), на прочность скального основания, на прочность элементов конструкций и узлов соединения, по второй группе
Источник: xn--h2aleim.xn--p1ai
Расчет подпорной стенки
Расчет подпорной стенки
Расчёт подпорной стенки
Таблица 1. Исходные данные
15,0 10,0H, м6,0a, м1,0b, м3,0c, м1,0d, м1,0h, м1,5 ρ , град0 ε , град0
Таблица 2. Физико-механические свойства И.Г.Э.
Тип грунта 3 (столбец 7)12,6521,703w-0,184EМПа215-0,276град307грансоставd Определим пассивное давление несвязного грунта [8]:
При расчете величин и основным слагаемым является высота меньшей части засыпки h, которая принимается 1,5 м и 0 м соответственно.
Рассчитаем вертикальные нагрузки от грунта и подпорной стены:
(при работе на сдвиг)
Расчет по первой группе предельных состояний (по несущей способности) грунта ненарушенного состояния.
Из формулы (15) получаем:
Вертикальные нагрузки от подпорной стены вычисляем по формуле (13):
Вертикальные нагрузки от грунта вычисляем по формуле (14):
Горизонтальные и вертикальные нагрузки вычисляются по формулам:
Расчет по несущей способности приводится по следующему условию [1]:
Для подпорной стены выражение (22) приобретает вид:
=1,1 (так как сооружение прнадлежит к III классу надежности по назначению [1]),
=1,0 (для песков, кроме пылеватых [1]).
Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления вычисляется [1]:
В нашем случае формула (24) приобретает вид:
Определение значения можно выполнять, если соблюдается условие [1]:
Угол наклона к вертикали d равнодействующей внешней нагрузки на основание определяется из условия:
Условие выполняется, значит, расчет подпорной стены производится только по несущей способности, а расчет на сдвиг производить не нужно.
Ширина фундаментавычисляется по формуле [1]:
Вычислим сумму моментов всех вертикальных и горизонтальных сил относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы [1]:
Расчет момента по вертикальной оси:
Коэффициенты несущей способности определеляются в зависимости от расчетного значения угла трения и угла наклона вертикали (табл. 7 [1]). Примем ,
Коэффициенты формы фундамента, определяемые по формулам [1]:
Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления:
Неравенство (23) оснований по несущей способности выполняется с запасом, поэтому обеспечение прочности и устойчивости оснований, а также недопущение сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания осуществляется.
2. Расчет фундамента мелкого заложения по второй группе предельных состояний
Таблица 4. Исходные данные
, м , м , м46002602603,02,02,0
Таблица 5. Физико-механические свойства И.Г.Э.
w E c — МПа-МПаград2,691,550,200,160,3090100,351815
Показатель текучести и число пластичности [5]:
– глина тугопластичная ( [1].
– песок средней крупности (см. таблицу 2)
2.2 Определение глубины заложения фундамента
Схема заложения фундамента
Нормативная глубина сезонного промерзания [1]:
Расчетная глубина сезонного промерзания [1]:
Глубина заложения фундамента [1]:
Глубина заложения фундамента должна быть ниже расчетной глубины промерзания грунта:
2.3 Расчетное давление грунта
При расчете деформаций основания, среднее давление под подошвой фундамента Р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R [1]:
Для нашей подпорной стены формула (41) приобретает вид:
(при определении прочностных характеристики грунта испытаниями)
2.4 Расчет фундамента по деформациям
Среднее давление под подошвой фундамента определяется по формуле [1]:
Собственный вес фундамента:
Таким образом, из (43) и (44) получаем:
Максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента [1]:
Момент сопротивления площади подошвы относительно продольной оси, проходящей через центр тяжести подошвы вычисляется по формуле:
Максимальное и минимальное давление равно:
Согласно п. 2.56 СНиП [1] расчет деформаций основания допускается не выполнять, если ограничить давление под подошвой. Для внецентренно нагруженных подпорных стен устанавливается следующие ограничения давления под подошвой:
Из экономических соображений должно соблюдаться неравенство:
Чем меньше процентное отношение среднего давления под подошвой фундамента Р и расчетного сопротивления грунта основания R, тем экономичнее подобраны характеристики фундамента.
подпорный фундамент глубина давление
1. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. – М.: Госстрой России, 2002. – 62 с.
. СНиП 2.09.03-85. Сооружения промышленных предприятий. – М.: Госстрой России, 2000.
. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. – М.: Стройиздат, 1995.
. СНиП 25100-95. Грунты. Классификация. – М.: МНТКС, 1995.
. Проектирование подпорных стен и стен подвалов/ ЦНИИ промзданий и сооружений – М.: Стройиздат, 1990.
. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железо-бетонные конструкции. – М.: Госстрой СССР, 1989.
. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84). – М.: Госстрой СССР, 1984.
. Трегулов Г.В. Расчет подпорных стен: Учебное пособие для самостоятельной работы. – Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2002. – 45 с.
. Сорочан Е.А., Трофименков Ю.Г. Основания, фундаменты и подземные сооружения: Справочник проектировщика – Курган: Интеграл, 2007 г.
. Ухов Г.В. Механика грунтов, основания и фундаменты: учебное пособие для строительных спец. вузов / С.Б. Ухов, В.В. Семенов – М.: Высш.школа, 2007. – 566 с.
. СТО ЮУрГУ 04-2008 Стандарт организации. Курсовое и дипломное проектирование. Общие требования к содержанию и оформлению / составители: Т.И. Парубочая, Н.В. Сырейщикова, В.И. Гузеев, Л.В. Винокурова. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. – 56 с.
Расчет подпорной стенки
Читать или скачать – курсовую работу по теме ‘Расчет подпорной стенки’. Раздел: Строительство. Тут найдется полное раскрытие темы -Расчет подпорной стенки, Загружено: 2013-04-11
Источник: www.bibliofond.ru
Расчет подпорной стены
Исходные данные
Таблица 1. Исходные данные
Таблица 2. Физико-механические свойства И.Г.Э.
Тип грунта 3 (столбец 7)
d Сбор нагрузок
Подпорные стены представляют собой конструкции, удерживающие от обрушения находящийся за ними массив грунта (Рис. 2) и воспринимающие расположенные на его поверхности нагрузки (Рис. 1).
Действие на подпорную стену оказывают нагрузки от:
· грунта – засыпки (нарушенной структуры), рис. 2, а,
· грунта – основания (ненарушенной структуры), рис. 2, б.
Рис. 2. Силы, действующие на подпорную стену со стороны грунта засыпки
Аналитическое определение активного давления грунта на ПС
На подпорную стену действует давление грунта нарушенного сложения, характеристики которого определяются через соответствующие характеристики грунта ненарушенного сложения следующими соотношениями:
Таблица 3. Нормативные и расчетные характеристики грунта
Нормативные и расчетные значения
Расчетные значения характеристик для грунта нарушенного сложения
I предельное состояние
II предельное состояние
Расчетные значения характеристик для грунта ненарушенного сложения
I предельное состояние
II предельное состояние
В дальнейшем все расчёты подпорной стены выполняются при её длине равной 1 погонный метр.
Угол трения грунта на контакте со стеной д = 0
Материал стены – бетон с
Определение активного давления на подпорную стену несвязного грунта нарушенного сложения
Расчет активного давления несвязного грунта нарушенного сложения [8]:
Рис. 3. К определению активного давления на подпорную стену несвязного грунта нарушенного сложения
Определение активного давления на подпорную стену от равномерно-распределенной нагрузки на поверхности грунта нарушенного сложения
Расчет активного давления от равномерно-распределенной нагрузки [8]:
Рис. 4. К определению активного давления на подпорную стену от равномерно-распределенной нагрузки на поверхности грунта нарушенного сложения
Аналитическое определение пассивного давления грунта на подпорную стену
Определим пассивное давление несвязного грунта [8]:
При расчете величин и основным слагаемым является высота меньшей части засыпки h, которая принимается 1,5 м и 0 м соответственно.
Рассчитаем вертикальные нагрузки от грунта и подпорной стены:
(по несущей способности)
(при работе на сдвиг)
Расчет по первой группе предельных состояний (по несущей способности) грунта ненарушенного состояния.
Из формулы (15) получаем:
Вертикальные нагрузки от подпорной стены вычисляем по формуле (13):
Вертикальные нагрузки от грунта вычисляем по формуле (14):
Горизонтальные и вертикальные нагрузки вычисляются по формулам:
Расчет по несущей способности приводится по следующему условию [1]:
Для подпорной стены выражение (22) приобретает вид:
=1,1 (так как сооружение прнадлежит к III классу надежности по назначению [1]),
=1,0 (для песков, кроме пылеватых [1]).
Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления вычисляется [1]:
В нашем случае формула (24) приобретает вид:
Определение значения можно выполнять, если соблюдается условие [1]:
Угол наклона к вертикали равнодействующей внешней нагрузки на основание определяется из условия:
Условие выполняется, значит, расчет подпорной стены производится только по несущей способности, а расчет на сдвиг производить не нужно.
Ширина фундаментавычисляется по формуле [1]:
Вычислим сумму моментов всех вертикальных и горизонтальных сил относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы [1]:
Расчет момента по вертикальной оси:
Коэффициенты несущей способности определеляются в зависимости от расчетного значения угла трения и угла наклона вертикали (табл. 7 [1]). Примем ,
Коэффициенты формы фундамента, определяемые по формулам [1]:
Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления:
Неравенство (23) оснований по несущей способности выполняется с запасом, поэтому обеспечение прочности и устойчивости оснований, а также недопущение сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания осуществляется.
Расчет подпорной стены
Расчет подпорной стены Исходные данные Таблица 1. Исходные данные Таблица 2. Физико-механические свойства И.Г.Э. Тип грунта 3 (столбец 7) d Сбор нагрузок Подпорные стены
Источник: studbooks.net
Расчет гибких незаанкеренных подпорных стен
Упрощенный метод расчета гибкой консольной стены основан на использовании коэффициента постели (1). Этот метод позволяет учесть как деформативные свойства грунта, так и жесткость самой стены. Для практических расчетов на основе решения дифференциального уравнения изогнутой оси стены составлены графики (4.1-4.5), позволяющие получить распределение давлений вдоль защемленной части стены.
4.2 Параметры грунта и стен, необходимые для расчета.
Коэффициент постели грунта , определяется в зависимости от вида грунта по таблице 4.1.
При залегании в пределах защемленной части стены нескольких слоев грунта в расчете используется средневзвешенное значение
ТАБЛИЦА 4.1. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОСТЕЛИ .
коэффициента постели, определяемое по формуле:
где – значение коэффициента постели для i-го слоя грунта, – толщина i-го слоя.
Приведенный коэффициент сжимаемости К при глубине заделки стены в грунт i вычисляется по формуле:
Показатель жесткости находится по зависимости:
где – коэффициент жесткости, – модуль упругости стены, – момент инерции стены, – ширина стены в продольном направлении, принимаемая в расчете равной 1м.
Консольная часть стены рассчитывается на активное давление грунта, определяемое по формулам (1.1), (2.7) и (2.14). Для расчета защемленной части стены влияние консольной части заменяется моментом М и силой F, приложенными в уровне верха заделки. Давление грунта определяется отдельно от момента М и силы F по формулам:
где и – коэффициенты, определяемые по графикам, приведенным на рис. 4.1-4.5, в зависимости от глубины и коэффициента жесткости .
Графики составлены только для двух значений показателя жесткости: и , поскольку при получаемые давления близки к получаемым при (жесткая стена), а для значений можно использовать графики для (гибкая стена).
Полное давление на стену определяется суммированием давлений и :
Полученное распределение давлений позволяет построить эпюры моментов и поперечных сил для стены, а также проверить местную прочность грунта исходя из условия, что вдоль всей защемленной части стены выполняется соотношение:
где – пассивное давление грунта, определяемое по формуле (2.16).
Для окончательного определения глубины заделки стены необходима проверка системы «грунт-стена» на общую устойчивость. Эта проверка выполняется методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Центр и радиус скольжения отыскиваются по методике, изложенной в гл. 6, причем поверхность скольжения в этом случае должна начинаться у поверхности грунта и проходить через нижнюю точку стены.
Рис. 4.5. К примеру 4.1.
а) расчетная схема с нагрузками, приведенными и верху заделки, б) эпюра давлений стены на грунт.
Пример 4.1.Требуется определять давление грунта на гибкую консольную стену. Грунт – песок мелкий с расчетными характеристиками , , . Высота консольной части стены , защемленной части .
Стена выполняется из металлического шпунта с моментом инерции . Модуль упругости шпунта .
Решение: По табл. 4.1 находим значение коэффициента постели грунта .
Вычисляем приведенный коэффициент сжимаемости грунта К по формуле 4.2.
Определяем момент М и силу F, приведенные к уровню верха заделки (рис.4.6,а). Для этого предварительно находим активное давление грунта на консольную часть стены по формуле (2.1):
Равнодействующая активного давления грунта:
Сосредоточенная сила в уровне верха заделки:
Момент в уровне верха заделки:
Значения коэффициентов и находим по рис. 4.1. и 4.2. при и . Для построения эпюры давлений эти значения, а также значения давлений для различных глубин сводим в табл. 4.2.
Расчет гибких незаанкеренных подпорных стен
Расчет гибких незаанкеренных подпорных стен Упрощенный метод расчета гибкой консольной стены основан на использовании коэффициента постели (1). Этот метод позволяет учесть как деформативные
Источник: mydocx.ru
Станьте первым!