Расчет массивной подпорной стенки набережной. Определение усилий в подпорной стене и проверка выбранного сечения

Федеральное Агентство по образованию

 Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-

строительный университет

Факультет городского строительства и жилищно-коммунального хозяйства

Кафедра городского строительства

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту:

Расчет массивной подпорной стенки набережной

Выполнила:

 студентка гр. ГС-V 

Принял:

преподаватель 

Санкт-Петербург

2008

Содержание

Введение. 3

Расчет устойчивости подпорной стенки против сдвига. 7

Определение усилий в подпорной стене и проверка выбранного сечения. 16

Вывод. 19

Список используемой литературы. 20

Введение

Подпорные стены представляют собой инженерные сооружения, служащие для удержания в устойчивом состоянии грунта или других сыпучих тел. По конструктивному решению их делят на массивные и тонкие. Массивные, выполняемые из бетона или каменной кладки, воспринимают действующее на них давление грунта за счет собственной значительной массы. Применение таких стенок оказывается экономически выгодным при небольшой их высоте (до 5-6 м), т.к. простота их возведения оправдывает несколько большую затрату материалов по сравнению с другими облегченными видами стенок.

Подпорные стены рассчитываются по двум группам предельных состояний. По первой группе (по несущей способности) выполняют расчеты: Устойчивости положения стены против сдвига, устойчивости основания под подошвой стены (для нескальных грунтов), прочности элементов конструкций. По второй группе (по пригодности к эксплуатации) выполняют расчеты: оснований по деформациям, трещинностойкости элементов конструкции.

Расчет производится на 1 м длины стены.

По СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» определяем нормативные характеристики грунтов по табл.2,3 прил.1.

Грунт основания:

c_n=10,56 кПа

φ_n=20,34⁰

Грунт засыпки:

c_n=13,56 кПа

φ_n=24,56⁰

Для расчета по первому и второму предельному состоянию принимаем следующие характеристики грунта:

Грунт основания:

γ_I=γ_II=γ_н∙1,05=19,2∙1,05=20,2 кН/м³

c_I = c_II =10,56 кПа

φ_I = φ_II =20,34⁰

Грунт засыпки:

γ_I=γ_II=γ_н∙1,05=17,8∙1,05=18,7 кН/м³

c_I = c_II =13,56 кПа

φ_I = φ_II =24,56⁰

φ₀=0

Расчет устойчивости подпорной стенки против сдвига.

Расчет ведем по  первому предельному состоянию.

Собственный вес стены, облицовки и тротуара с коэффициентом надежности по нагрузке k_н=0,9

Коэффициент горизонтальной составляющей активного давления грунта:

      

Горизонтальную и вертикальную интенсивности активного давления связного грунта засыпки на глубине 6 м определяем по формулам:

Где

Вертикальная составляющая интенсивности:

Определяем горизонтальную и вертикальную составляющие активного давления грунта:

Определяем точку приложения составляющих активного давления грунта:

Активное давление от внешних нагрузок (собственного веса тротуара и проезжей части, пешеходов и НК-80).

Определяем длину зоны обрушения:

Угол наклона линии скольжения

Горизонтальную и вертикальную интенсивности активного давления от равномерно распределенной нагрузки (пешеходов и собственного веса тротуара), расположенной на поверхности призмы обрушения, определяем с коэффициентом надежности по нагрузке k_н=1,5 (для тротуара) и k_н=1,2 (для пешеходов)

Высота эпюры давления

где b– длина участка загружения.

Горизонтальная и вертикальная составляющие давления:

Определяем горизонтальную и вертикальную составляющие активного давления от равномерно распределенной нагрузки (собственного веса проезжей части), расположенной на поверхности призмы обрушения, определяем с коэффициентом надежности по нагрузке k_н=1,5:

Высота эпюры давления

Горизонтальная и вертикальная составляющие давления:

Горизонтальную и вертикальную интенсивности активного давления от равномерно распределенной нагрузки (НК-80), расположенной на поверхности призмы обрушения, определяем с коэффициентом надежности по нагрузке k_н=1,1

Высота эпюры давления

Горизонтальная и вертикальная составляющие давления:

Расчет устойчивости стены против сдвига осуществляется по подошве стены (плоский сдвиг) и по ломаным поверхностям скольжения (глубинный сдвиг).

Устойчивость подпорной стены против сдвига определяется из условия:

где  Т_сд – сдвигающая сила, равная сумме проекций всех сдвигающих сил, действующих на стену, на горизонтальную плоскость;

Т_уд – удерживающая сила, равная сумме проекций всех удерживающих сил на ту же плоскость;

1,2 – коэффициент надежности против сдвига.

Сдвигающая сила:

Удерживающая сила:

Где N – сумма проекций всех сил на вертикальную плоскость

B – ширина подошвы стены

β – угол наклона поверхности скольжения к горизонту

Е_п – пассивное давление грунта

h = d + Btg β – высота призмы выпора грунта

d – расстояние от поверхности грунта со стороны передней грани до подошвы фундамента

λ_п – коэффициент пассивного давления

γ_f =0,9

Т.к. подпорная стенка является набережной водоема, то следует учитывать гидравлический подпор воды и взвешивающее действие воды при определении веса грунта при определении пассивного давления.

Где   γ_s=26,5кН/м³ – объемный вес скелета грунта

γ_w=10кН/м³ – объемный вес воды

е – коэффициент пористости грунта

Расчет устойчивости стены производим для 3х возможных случаев сдвига.

1-й случай ()

h=2,75 м

       условие выполнено.

2-й случай ()

       условие выполнено.

3-й случай ()

       условие выполнено.

Определение усилий в подпорной стене и проверка выбранного сечения.

Расчет ведем по первому предельному состоянию.

Для массивной подпорной стенки усилия в сечении 1-1:

N=∑E_г

Q=∑E_в

M=∑E_гl_i+∑E_вz_i

Где ∑E_г – сумма всех вертикальных сил выше сечения 1-1

∑E_в – сумма всех горизонтальных сил выше сечения 1-1

∑E_гl_i – сумма моментов всех вертикальных сил, относительно