Расчет подпорных стенок

Расчет производим из условия:  F_v ≤ γ_c  N _w / γ_n

Сумма вертикальных расчетных сил из п. 3.1.1

F_v = G_ст + G _гр + E_av ^/ + E_qv

F_v = 154.12 кН/м + 51.8175 кН/м + 70.06 кН/м + 20.7 кН/м = 313.82 кН/м

Сумма проекций всех расчетных  сил F_h на горизонтальную ось при                 z = h = h₁ = 1.5 м

F_h = E_qh + E_ah ^/ - E_рh

F_h = 169.181 + 50.40 - 26.71 = 192.87 кН/м

Сумма моментов всех расчетных вертикальных сил относительно продольной оси проходящей через центр тяжести подошвы стены

∑ mom v = ∑ F_v * l_i

∑mom v= 0.9*F_{1 гр}*0.975 - 0.9*F_{2 гр} *0.728 + G_ст *0.332 -E_av ^/*0.653 - E_qv*0.456

= 0.9*3.29*0.975 – 0.9*54.28*0.728 + 154.12 *0.332 – 70.06*0.653 – 20.7*0.456

∑mom v= -31.01 кНм/м

Сумма всех горизонтальных сил относительно той же оси:

∑mom h = ∑ F_h * z_i

∑mom h =E_qh *2.5 + E_ah ^/ *1.573 - E_рh *0.5 = 50.4*2.5 + 169.18*1.573 - 26.71*0.5

∑mom h = 378.76 кНм/м

Общий суммарный момент всех расчетных сил:

M =∑mom v + ∑mom h = -31.01 кНм/м + 378.76 кНм/м = 347.75 кНм/м

Величина эксцентриситета  приложения равнодействующей всех сил  относительно центра тяжести подошвы:

e _b= M / F_v = 347.75 / 313.82 = 1.108 м

 

 

Приведенная ширина подошвы:

 b ^/= b – 2e _b = 2.35 – 2*1.108 = 0.134 м

Угол δ  наклона равнодействующей к вертикали:

tg δ = F_h / F_v =192.87 /313.82 = 0.614

угол δ = 31 ^o 30 ^/

Проверяем условие:  tg δ =0.614  < sin φ_I = 0.313

Условие не выполняется, то следует провести расчет стены на сдвиг по подошве, что было сделано  ранее в п. 3.1

 

4. Расчет подпорной стены по второй группе                     предельных состояний.

γ_II = 17.325кН/м³; γ_II ^/= 16.45кН/м³; c _II = 27кПа; φ_II = 21^o; φ_II ^/ = 18.9 ^o;

При расчетах по второй группе предельных состояний коэффициент  надежности по нагрузке γ_f = 1.0

Для внецентренно нагруженных  подпорных стен расчет по деформациям  основания можно не выполнять, если:

P_max ≤ 1.2 R ;   P_ср ≤ R ;   P_min > 0

Расчетное сопротивление  грунта R :

где d₁ принимается равной глубине заглубления h₁= 1.5 м подошвы со стороны лицевой грани стены, а k _z = 1,так как ширина подошвы b <10 м         d_b = 0, так как ширина подвала B > 20 м (точнее подвал отсутствует).

По СНиП 2.02.01-83* находим:

γ_с1 = 1.25; γ_с2 = 1.0; k =1.0

По СНиП 2.02.01-83* при φ_II = 21^o находим:

M_γ = 0.56 ; M_q = 3.24 ; M_c = 5.84

R = 1.25*1*(0.56*1*2.35*17.325 + 3.24*1.5*16.45 + 5.84*27) = 325.53 кПа

Для вычисления давления под  подошвой стены необходимо предварительно определить составляющие давления грунта на стену при характеристиках  грунта для расчета по второй группе предельных состояний:

Возьмем их из п. 2.1

E_ah ^/ = 119.684 кН/м

E_av ^/ =49.572 кН/м

E_qh = 36 кН/м

E_qv = 14.9 кН/м

 

Расчетное горизонтальное пассивное  давление грунта на глубине h₁ = 1.5м       с учетом γ_f = 1.0

Коэффициент горизонтального  пассивного давления определяется по

max σ_ph1= (10 + 16.45*1.5)2.5 + 27(2.5 - 1)/0.34= 205.8 кПа

Равнодействующая пассивного давления:

E_рh1 = 0.5*16.45*2.5*1.5² + 27*1.5*(2.5-1)/0.34 = 225 кН/м

 E_рh1  приложена в центре тяжести площади эпюры σ_ph1 .

Вес грунта действующий на стену при γ_f = 1.0 и γ_II^/ = 16.45 кН/м³ и вес стены

возьмем из п. 2.1

G_гр.р  = 57.575 кН/м ;    G_ст = 171.25 кН/м

F_v = G_ст + G _гр + E_av ^/ + E_qv = 171.25+ 57.575 + 49.572 + 14.9 = 293.3 кН/м

Сумма моментов всех расчетных вертикальных сил относительно продольной оси проходящей через центр тяжести подошвы стены:

∑ mom v = ∑ F_v * l_i

∑mom v= F_{1 гр}*0.975 - F_{2 гр} *0.728 + G_ст *0.332 -E_av ^/*0.667 - E_qv*0.456

= 3.29*0.975 – 54.28*0.728 + 171.25*0.332 – 49.572 *0.667 – 14.9 *0.456

∑mom v= - 19.31 кНм/м

Сумма всех горизонтальных сил относительно той же оси:

∑mom h = ∑ F_h * z_i

∑mom h =E_qh *2.5 + E_ah ^/ *1.507 - E_рh *0.5 = 36 *2.5 + 119.68*1.507 - 225*0.5

∑mom h = 157.85 кНм/м

Общий суммарный момент всех расчетных сил:

M =∑mom v + ∑mom h = - 19.31 кНм/м + 157.85 кНм/м = 138.54 кНм/м

При ширине подошвы b=2.35м и погонной длины стены l=1м площадь подошвы равна:

А = 2.35*1= 2.35 м²

Момент сопротивления  площади подошвы относительно продольной оси, проходящей через центр тяжести  подошвы:

W = 1 * b² / 6 = 1 * 2.35 ²/ 6 = 0.92 м²

Давление под подошвой:

P_max = F_v /A + M/W

P_ср = F_v /A

P_min = F_v/A - M/W

P_max = 293.3/2.35 + 138.54 / 0.92 = 275.39 кПа

P_ср = 293.3/2.35 = 124.8 кПа

P_min = 293.3/2.35 - 138.54 / 0.92 = - 25.77 кПа

Проверка условия:

P_max = 275.39 кПа ≤ 1.2 R = 390.63 кПа

P_ср =124.8 кПа ≤ R = 325.53 кПа

P_min =- 25.77 кПа > 0

Последнее условие не выполняется.

 

 

5. Оценка полученных результатов.

 Так как все три условия данного расчета не выполняются, необходимо принять соответствующие меры:

1. Для уменьшения активного давления:

• устройство анкеров, разгрузочной плиты и разгрузочных площадок, изменение наклона тыловой грани стены

2. Для увеличения пассивного давления

-    устройство зуба  под подошвой и изменение наклона  подошвы

3. Для снижения давления на основание:

-    уширение подошвы  и удлинение внутренней консоли  стены.

4. Для увеличения силы трения под подошвой и сил сопротивления сдвигу и опрокидыванию:

-    удлинение внутренней  консоли для увеличения действующего  на ней веса грунта, устройство  песчаной, гравийной или щебенистой  подушки под подошвой, устройство сплошной шпунтовой стены со стороны свободной грани стены.

5. Для обеспечения всех видов устойчивости стены:

-    устройство свайного  основания.

 

 

 

Список использованной литературы.

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………….4

Исходные данные………………………………………………………………..5

Аналитическое определение  активного давления грунта                                   на подпорную стену……………………………………………………………..8

Расчет подпорной стены по первой группе предельных состояний.………..16

Расчет подпорной стены по второй группе предельных состояний………...22

Оценка полученных результатов………………………………………………25

Список использованной литературы…………………………………………..26

 

 

Введение