Расчёт и конструирование сборной железобетонной подпорной стены

ПЗ.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ХАРЬКОВСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ
ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Кафедра механики грунтов
фундаментов и инженерной геологии
«РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СБОРНОЙ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ПОДПОРНОЙ СТЕНЫ»
(ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА И ЧЕРТЕЖИ)
Руководитель: Бранжаев М.Ф.
Жилищное и гражданское строительство связано с благоустройством городов и населенных пунктов. При освоении новых территорий отводимых под строительство приходится иметь дело с так называемыми трудными участками расположенными на склонах. Такие участки чаще всего неустойчивы. В грунтовых массивах на склонах. Такие участки чаще всего неустойчивы. В грунтовых массивах на склонах возникают деформации сдвигов особенно при увлажнении грунтов подземными или поверхностными водами.
В работе мы разрабатываем инженерные сооружения предназначенные для стабилизации полого-наклонных и отвесных грунтовых профилей. С этой целью предусматривается выполнение расчета и конструирование сборных железобетонных подпорных стен.
Выбираются согласно номера зачетной книжки 281379 по таблицам Мет.Ук.
Топографический план участка
Подпорная стена возводится на участке по рис.1. Общая длина подпорной стены L=45(м) с длиной одного элемента l=3(м).
Высота подпора – Н=35(м)
Характеристики грунта основания
Характеристики грунта засыпки
Интенсивность распределенной нагрузки – 23(кНм2)
Общий вид сборной подпорной стены
Расчет устойчивости подпорной стены
1. Компоновка элементов подпорной стены
При высоте подпора Н=35 (м) ближайшая плита с Нпл=36(м)[ПЛ-8]
По приближенной формуле имеем
По таблице принимаем b=2.8(м) – плита ПФ-4: lп=02 м hф=07 м.
Глубина заложения ПФ: d= hф+01=07+01=08 м.
Тогда общая высота подпорной стены
Тогда глубина заложения подошвы относительно подпираемой плоскости
- не удовлетворяет условию d≥06 м.
Принимаем следующий типоразмер плиты – ПЛ-9 с Нпл=39(м)
По таблице принимаем b=31(м) – плита ПФ-5: lп=03 м hф=08 м.
5+0.8+0.1=0.2+3.9+0.3
Требования удовлетворяются значит окончательно принимаем плиты: ПЛ-9 и ПФ-5.
Общий вид сборной стеновой подпорой стены показан на рис.2.
1.Расчет устойчивости подпорной стены против сдвига по подошве.
Для определения контура грунта под призмой обрушения используют угол наклона плоскости обрушения в градусах:
В зависимости от величины угла высоты стены и длинны задней консоли фундаментной плиты очертание контура грунта под призмой обрушения может быть треугольным или трапецеидальным. В любом случае основание полученной фигуры допускается принимать горизонтальным с учетом средней толщины фундаментной плиты.
Вес грунта в заданном контуре прибавляют к весу подпорной стены.
Коэффициент горизонтальной составляющей активного давления грунта определяется по формуле:
угол внутреннего трения грунта;
угол наклона задней грани стены или плоскости обрушения;
угол трения грунта на контакте со стеной.
Для определения принимаются:
Горизонтальную и вертикальную составляющие активного давления грунта на глубине с коэффициентом надежности по нагрузке определяют по формулам:
При этом необходимо помнить что расчет подпорной стены производится на один погонный метр ее длинны.
Горизонтальная и вертикальная составляющие суммарного активного давления:
Горизонтальная и вертикальная составляющие активного давления грунта от равномерно распределенной нагрузки определяется с коэффициентом надежности по нагрузке :
Горизонтальная и вертикальная составляющая суммарного активного давления от нагрузки qн
Вес грунта над передней консолью (контур “mruno” с площадью =0.2 м2) находят с коэффициентом надежности по нагрузке :
Вес грунта над задней консолью (контур “aic” с площадью =433 м2) определяют с коэффициентом надежности по нагрузке :
Вес лицевой и фундаментной плит находят с коэффициентом надежности по нагрузке :
Рис.3. Схема симметричной призмы обрушения.
Расчетная схема подпорной стены к определению устойчивости стены.
Для найденных сил должны быть определены координаты точек приложения относительно осей проходящих через центр тяжести подошвы фундаментной плиты который делит ширину подошвы на две равные части.
Расчет устойчивости подпорной стены против сдвига выполняется при . Для этого случая определяют суммарное пассивное давление при и коэффициенте надежности по нагрузке :
Здесь совпадает с глубиной заложения фундаментной стены d.
Сдвигающая и удерживающая силы:
Устойчивость против сдвига обеспечивается если имеет место условие:
устойчивость против сдвига по подошве обеспечивается.
Устойчивость против общего сдвига т.е. вместе с частью грунта основания предусмотрено определить в курсовом проекте по двум плоскостям расположенным внутри грунтового массива под углами к горизонтали 2=05φ1=14º и 2=φ1=28º .
2.Расчеты на глубинный сдвиг.
-й этап: плоскость сдвига располагается под углом наклона к горизонтали .
В этом случае определяют сдвигающую силу:
Коэффициент пассивного давления:
Суммарное пассивное давление с коэффициентом надежности по нагрузке рассчитывают по формуле:
Определяют вес грунта в контуре “mfk” с коэффициентом надежности по нагрузке :
Определяют удерживающую силу:
Устойчивость против сдвига при обеспечивается если имеет место условие:
устойчивость против глубинного сдвига при обеспечивается.
-й этап: плоскость сдвига располагается под углом наклона к горизонтали =26
Определяем удерживающую силу:
Устойчивость стены против сдвига при обеспечивается если имеет место условие:
Устойчивость против опрокидывания уголковой подпорной стены с сильно развитой задней консолью очень высокая и обычно не рассматривается.
Расчет основания по деформациям
Целью расчета оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность (вследствие появления недопустимых осадок подъемов кренов изменений проектных уровней и положений конструкций расстройств их соединений и т.п.). При этом имеется в виду что прочность и трещиностойкость фундаментов и надфундаментных конструкций проверены расчетом учитывающим усилия которые возникают при взаимодействии сооружения с основанием.
В разделе «Расчет основания по деформациям» необходимо определить расчетное сопротивление грунта основания по формуле СНиП 2.02.01-83:
принимаются по СНиП 2.02.01-83 в зависимости от угла внутреннего трения =32º;
ширина подошвы фундаментной плиты;
глубина заложения фундамента;
удельный вес грунта ниже подошвы фундамента;
удельный вес грунта выше подошвы фундамента;
принимаются равными соответственно 1.25 и 1.
Коэффициент горизонтальной составляющей активного давления грунта рассчитывают с подстановкой значений:
Для определения принимается:
Горизонтальные и вертикальные составляющие активного давления от веса грунта и равномерно распределенной нагрузки (пригрузки) находят с коэффициентом надежности по нагрузке по формулам:
Суммарные горизонтальные и вертикальные составляющие активного давления:
Вес грунта над передней консолью (контур “mruno” с площадью ) находят с коэффициентом надежности по нагрузке :
Вес грунта над задней консолью (контур “aic” с площадью ) определяют с коэффициентом надежности по нагрузке :
Сумма проекций всех сил на вертикальную плоскость:
Сумма моментов всех вертикальных сил относительно вертикальной оси проходящей через центр тяжести подошвы:
Сумма моментов всех горизонтальных сил относительно горизонтальной оси проходящей через центр тяжести подошвы:
Эксцентриситет приложения равнодействующей:
В этом случае краевые давления на грунт под фундаментной плитой определяют по формуле:
Найденные значения служат для проверки следующих условий:
Оба условия выполняются.
Определение усилий в элементах подпорной стены
Упрощенная расчетная схема подпорной стены е
В разделе «Определение усилий в элементах подпорной стены» рассматриваются три сечения. Коэффициент горизонтальной составляющей активного давления грунта рассчитывают с подстановкой значений
Горизонтальная и вертикальная составляющие суммарного активного давления грунта от нагрузки :
Вес грунта находится по формуле:
Эксцентриситет равнодействующей:
Краевые давления на грунт под фундаментной плитой определяют по формуле:
Распределенные нагрузки в определяют от веса грунта и конструкций с коэффициентом а от веса пригрузки - с коэффициентом
Распределенные нагрузки над передней консолью фундаментной плиты:
От веса фундаментной плиты:
Распределенные нагрузки над задней консолью фундаментной плиты:
От временно распределенной нагрузки:
Суммарное значение горизонтальных составляющих активного давления на уровне сечения находят с подстановкой значения :
Изгибающие моменты и поперечные силы в сечениях определяют по формулам:
Расчет прочности подпорной стены по нормальным
и наклонным сечениям.
Эпюры расчетных значений изгибающих моментов и поперечных сил.
В разделе «Расчет прочности элементов подпорной стены по нормальным и наклонным сечениям» определяют рабочую арматуру в сечениях 1-1 2-2 3-3 по формуле:
Где табличный коэффициент принимается в зависимости от:
Расчет на действие поперечной силы производится для тех же сечений. Если соблюдается условие
то поперечная арматура устанавливается конструктивно. В противном случае поперечную арматуру рассчитывают по формуле:
По конструктивным требованиям шаг поперечных стержней принимается исходя из условия:
При этом величина шага не должна быть больше
Аs – площадь сечения рабочей арматуры в см2
Rs – расчетное сопротивление рабочей арматуры при действии изгибающего момента
Rsw – расчетное сопротивление поперечной арматуры в МПа;
Rb Rbt – расчетное сопротивление бетона соответственно на осевое сжатие и осевое растяжение; принимаются при значении γв1=085 в МПа
h0 – полезная высота в см; ho=h-2.5;
b – расчетная ширина сечения равная 100 см;
Qswb – поперечная сила воспринимаемая бетоном и хомутами в кН;
qsw – погонное усилие в хомуте МПа см;
fsn – поперечное сечение стержня хомута в см2;
n – число срезов хомута;
S – шаг поперечных стержней в см.
Расчет выполняется для бетона марки В-25 (=13 кгссм2) и арматуры класса А-III.
=15*13*100*192*175220=935 см. Принято шаг S=9 см.
Для высоты армирования 3840 мм и шага 90 мм количество стержней =(384090)=43шт.
Площадь сечения одного стержня =178443=0415 см2
Принимаем арматуру 438 А400С (As=2163 см2)
Принимаем арматуру 86 А400С (As=226 см2)
=15*13*100*272*176950=1847 см. Принято шаг S=15 см
Конструктивно принято 116 А400С (As=311 см2). Шаг S=180 мм
=15*13*100*272*184440=1684 см. Принято шаг S=12 см
Исходя из длины армирования и шага конструктивно принимаем арматуру 2610 А400С (As=2041см2).
Фасад и разрез подпорной стены опалубочные и арматурные чертежи прилагаются.
В пояснительной записке присутсвуют приложения для выполнения расчетов и выпуска чертежей.
Клейн Г.К. Расчет подпорных стен.-М. Высш.шк. 1964.
В.М. Бондаренко А.И. Судницын. Рачсёт строительных конструкций. Железобетонные и каменные конструкции. – М. Высш. шк. 1984.
Руководство по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения).-М. Стройиздат 1977.
СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений.

Чертеж.dwg

ФРАГМЕНТ ФАСАДА ПОДПОРНОЙ СТЕНЫ
МАРКИРОВОЧНАЯ СХЕМА ПОДПОРНОЙ СТЕНЫ М1:100
Развертка плит ПЛ-9 и ПФ-5
Дренажные отверстия 1450 на отм. 0
ПЛИТА ФУНДАМЕНТНАЯ ПФ-5
Раскладка арматуры С6
Раскладка арматуры С7
Раскладка арматуры С1
Раскладка арматуры С2
Раскладка арматуры С3
Раскладка арматуры С4
Раскладка арматуры С5
Раскладка арматуры каркасов К1 - К6
Курсовой проект по дисциплине
Расчет и конструирование
Городские инженерные сооружения
Грунт обратной засыпки
Плита фундаментная ПФ-5
Местное бетонирвоание
Декоративная штукатурка CERESIT CT35
Металлическое ограждение
Показатели плиты лицевой ПЛ-9
Показатели плиты фундаментной ПФ-5
опалубочные и арматурные чертежи
Спецификация арматурных изделий (на одну плиту)
Кафедра механики грунтов оснований и фундаментов
Плита парапетная (гранит) 1000х400х200 мм

общий вид.dwg

Расчет по деформациям
Определение усилий в элементах подпорной стены
b2=3t-(b1+bл)=3*1.078-(0.54+0.36)=2.334 м
t=0.5b-e=1.55-0.472=1.078
Расчетная схема подпорной стены
Курсовой проект по дисциплине
Расчет и конструирование
Городские инженерные сооружения
Схема призмы обрушения. Схема определения ц.т. лицевой и фунд. плиты. М1:50.
Кафедра механики грунтов фундаментов и инженерной геологии
Схема призмы обрушения. Схема определения ц.т. лицевой и фунд. плиты. Устойчивость стены. М1:50.
Схема к определению расчетных усилий. Определение давления под подошвой фунд.плиты. М1:50.
Расчетная схема подпорной стены. М1:50.
Общий вид подпорной стены. Эскиз.