Расчет подпорной стены

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию России

ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»

Архитектурно-строительный факультет

Кафедра «Строительные конструкции и инженерные сооружения»

Контрольная работа

По дисциплине: «Основания и фундаменты»

На тему: «Расчет подпорной стены»

Выполнила: студентка гр.АС-417

Русакова Е.И.

Проверил: преподаватель

Казанцев В.С.

Челябинск 2012

Аннотация

Русакова Е.И.. Расчет подпорной стены. - Челябинск: ЮУрГУ, АС, 2012, 16 с., 8 илл., 1 табл. Библиографический список - 2 наименования.

В работе рассмотрен расчет жесткой массивной подпорной стены по I группе предельных состояний (по прочности, устойчивости, несущей способности грунтового основания

Содержание

Аннотация

Введение

1. Исходные данные

1.1 Схема

1.2 Данные по грунтам

1.3 Таблица расчетных значений характеристик грунтов

1.4 Оценка грунтовой обстановки

2. Определение активного давления грунта

2.1 Аналитический метод (плоская поверхность скольжения)

2.2 Графический метод (плоская поверхность скольжения)

3. Определение пассивного давления грунта

4. Сбор нагрузок

5. Определение устойчивости на глубинный сдвиг

Библиографический список

Введение

Подпорные стены представляют собой конструкции, удерживающие от обрушения находящийся за ними массив грунта и воспринимающие расположенные на его поверхности нагрузки. Подпорные стены используются для ограждения откосов насыпей, террас, набережных, устоев мостов, котлованов и т.д.

По конструктивному решению подпорные стены подразделяются на гравитационные (жесткие) и гибкие. Гравитационные подразделяются на массивные и тонкостенные. Устойчивость массивных стен при расчете на сдвиг обеспечивается ее массой. В тонкостенных, кроме массы стены, в расчет включается и масса удерживаемого стеной грунта.

Материал подпорных стен в основном - бетон и железобетон.

При недостаточных размерах стены и некоторых сочетаниях нагрузок, действующих на нее, могут возникнуть предельные состояния подпорной стены.

Так, при некотором значении, нагрузки могут вызвать такие перемещения стены, что произойдет плоский сдвиг по поверхности основания (сдвиг по подошве стены) или сдвиг по некоторым другим криволинейным поверхностям вместе с грунтом основания.

При расчетах стен, для упрощения, в одних случаях криволинейную поверхность сдвига заменяют ломанной плоской (сдвиг по ломаным поверхностям скольжения), в других случаях принимают круглоциллиндрической.

Кроме сдвига стены может произойти ее опрокидывание. Во всех этих случаях стена теряет устойчивость, то есть наступает ее предельное состояние.

При недостаточно прочном основании стена может потерять устойчивость при его разрушении с выпиранием грунта из-под подошвы и даже опрокидыванием стены в сторону грунта засыпки.

Предельным состоянием стены нужно так же считать развитие в ее основании недопустимо больших, по условиям эксплуатации, перемещений в виде осадок и кренов.

Предельному состоянию соответствует и нарушение прочности материала самой стены, связанное с появлением недопустимых напряжений и трещин.

1. Исходные данные

1.1 Схема

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Схема подпорной стены

q = 15 кН/м

H = 8,0 м

b = 2.8 м

d = 0.5 м

h =1.0м

1.2 Данные по грунтам

г = 1.91т/м³; К_ф= 0,1934 см/год;

г_s = 2,68 т/м³; E = 6.03 МПа;

W = 0,22;

W_P = 0.14; ц_II = 15°

W_L = 0,29; C = 0.01 кПа

1.3 Таблица расчетных значений характеристик грунтов

Таблица 1

Нормативные и расчетные значения	Характеристики
Нормативные значения

1.4 Оценка грунтовой обстановки

а) Наименование грунта по числу пластичности I_P:

Грунт - суглинок, т.к. 0.07<I_P < 0,17;

б) Консистенция по индексу текучести I_L :

Консистенция мягкопластичная, т.к. .

в) Плотность сложения по коэффициенту пористости:

Водонасыщение по степени влажности S_r :

Грунт насыщенный водой.

г) По поведению при замачивании:

Грунт просадочный и сильнонабухающий.

Грунт - глина мягкопластичной консистенции с коэффициентом пористости e = 1,56; насыщенный водой, просадочный и сильнонабухающий.

2. Определение активного давления грунта

Активное давление грунта Е_а со стороны задней грани стены определяется на 1 пог. м ее длины двумя методами. Расчет производится с использованием характеристик грунта с₁₁, ц₁₁, С₁₁.

2.1 Аналитический метод (плоская поверхность скольжения)

Расчет сопровождается графическим построением эпюры бокового давления на заднюю грань гладкой стены (ц ₀ =0) по теории Кулона без учета и с учетом связности (сцепления) грунта. При этом действие пригрузки q заменяется действием слоя грунта высотой h_q. Связность учитывают путем уменьшения площади полной эпюры бокового давления за счет действия условного давления связанности грунта у_с по задней грани стены. Величина активного давления Е_а на 1 пог. м длины стены определяется площадью эпюры бокового давления, уменьшенной за счет давления связанности.

2.2 Графический метод (плоская поверхность скольжения)

Определяется активное давление грунта без учета его связности. Призма обрушения предполагается с плоской поверхностью скольжения, а задняя грань стены шероховатой (ц₀ > 0).

Произвольно принимают положения поверхностей скольжения и графически определяют силы, удерживающие призму обрушения в состоянии предельного равновесия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2 Графический метод определения активного давления грунта

Выполняем ряд определений величины активного давления Е_а для этих плоскостей скольжения.

Определение нагрузок производится по формулам:

1. При б=30⁰

2. При б=50⁰

3. При б=70⁰

4. При б=20⁰

Графически находим величину максимального давления грунта max Е_ана стену.

Исходя из графика видно, что Е_max=358.08 кН/м при б=43.4⁰

3. Определение пассивного давления грунта

Пассивное давление грунта Е_п определяется со стороны передней грани стены, имеющей заглубление h.

Выполняем расчет аналитическим методом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.3 Аналитический метод определения пассивного давления грунта

4. Сбор нагрузок

Сбор нагрузок (усилий), действующих на подпорную стену, производится на основе расчетной схемы.

За величину активного давления Е_а принимается неблагоприятное значение (наибольшее), вычисленное по 2 методам. Соответственно принятому значению принимается и точка приложения активного давления.

За величину пассивного давления Е_п принимается значение, полученное в п.З.

Для каждого усилия определяется плечо действия относительно центра подошвы т. О и переднего нижнего ребра т. О подошвы стены.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.4 Определение точки приложения Q

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.5 Схема действующих усилий на подпорную стену

5.Определение устойчивости на глубинный сдвиг

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.6 Расчетная схема проверки на устойчивость подпорной стены

Определение сдвигающих и удерживающих усилий.

Для начала необходимо определить вес грунта:

Найдем отдельно на участках:

1.

2.

3.

4.

?Q= 299.28 кН

5.

?Q=252.37 кН

6.

?Q=124.83 кН

Вес стенки:

Q=358.75 кН

Находим усилия:

Удерживающий момент:

Сдвигающий момент:

Определение минимально возможного коэффициента надежности min К_Н:

Коэффициент надежности превышает допустимый предел, следовательно необходимо наметить мероприятия по обеспечению надежной работы конструкции стены и ее основания. Эти мероприятия следует рассматривать исходя из совместной работы конструкции стены, грунта засыпки и основания. подпорный стена анкерный

Выбирают мероприятия, которые могут регулировать перераспределение давлений на основания, изменять соотношения сдвигающих и удерживающих сил в каждом конкретном случае потери устойчивости. При этом следует ориентироваться как на изменение конструкции стены, так и на воздействие на грунт засыпки или основания с целью увеличения ег о прочностных свойств.

В нашем случае используем анкерные устройства (Рис.7)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.7 Схема укрепления подпорной стенки анкерным устройством

Библиографический список

1. СНиП 2.02.01-83*. «Основания и фундаменты зданий и сооружений». - М.: Госстрой России, 1995.

2. Казанцев В.С. Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Механика грунтов». - Челябинск: ЮУрГУ, 2002

Размещено на Allbest.ru