Справочное пособие к снип проектирование подпорных стен и стен подвалов

Название	Справочное пособие к снип проектирование подпорных стен и стен подвалов
страница	8/18
Дата конвертации	03.08.2013
Размер	3.9 Mb.
Тип	Документы
источник

1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 18

Сечение 5 - 5

M_{5 - 5} = P_r0,15l + P_вz = 224,23×0,15×0,9 + 165,76×0,25 = 71,71 кН×м;

Q_{5 - 5} = P_r = 224,23 кН;

N_{5 - 5} = P_в = 165,76 кН.

Сечение 6 - 6

M_{6 -6} = (P_r + Q_{1 - 1})(0,9l + 0,5l₁) + P_вh - b₃²(p_max + p₃/2)/3 = 224,23 + +129,85)(0,9×0,9 + 0,5×0,6) + 165,76×0,5 - 1,2²(278,81 + 188,14/2)/3 = =296,93 кН×м,

где p₃ = (1 - b₃/3c₀)p_max = (1 - 1,2/3×1,23)278,81 = 188,14 кПа; Q_{6 - 6}= P_в - -(p_max + p₃) b₃/2 = 165,76 - 27,81 +188,14)1,2/2 = -144,41 кН; N_{6 - 6}= P_r + +Q_{1 - 1} = 224,23 + 129,85 = 354,08 кН.

Расчет правой стенки паза

Расчет производим так же, как и расчет изгибаемого консольного элемента (рис. 9).

1. На действие поперечной силы Q_{4 - 4} = 354,08 кН:

а) проверяем выполнение условия (1) в соответствии с формулой (72) СНиП 2.03.01 - 84*:

(1)

где j_w1 = 1 принимаем как для бетонного сечения; j_b1 = 1 - bP_b = 1 - -0,01×8,5 = 0,915; b = 0,01 - для тяжелого бетона; h₀ = (0,5 + 0,3)/2 - 0,04 = 0,36 м - средняя высота сечения в пределах длины наклонного сечения, принятая равной с = 2×30 = 60 см.

354,08 кН < 0,3×1×0,915×8,5×10³×1×0,36 = 839,97 кН (условие выполнено);

б) проверяем выполнение условия (2) в соответствии с формулой (84) СНиП 2.03.01 - 84* по обеспечению прочности сечения на действие поперечной силы железобетонного элемента без поперечного армирования:

(2)

где j_b₄ = 1,5 - для тяжелого бетона; j_n = 0 - нормальная сила отсутствует.

354,8 кН > 1,5×1×7,5×10²×1×0,36²×0,6 = 243 кН.

Условие не выполнено, поэтому требуется или увеличение сечения, или поперечное армирование сечения хомутами.

Принимаем поперечное армирование сечения в виде хомутов из арматуры Æ 6 АIII с шагом вдоль паза и = 200 мм (A_sw = 0,283×5 = 1,415 см²).

Усилия в хомутах на единицу длины определяем исходя из формулы (83) СНиП 2.03.01 - 84*

q_sw ³ j_b₃(1 +j_n + j_f)R_btb/2,

где j_b₃ = 0,6 - для тяжелого бетона; j_f = 0;

q_sw = 0,6×1×7,5×10²×1/2 = 225 кН/м.

Шаг поперечных стержней по высоте паза определяем по формуле

S = R_swA_sw/q_sw = 2,9×10⁵×1,415×10^-4/225 = 0,182 м.

Принимаем шаг стержней 0,15 м = 150 мм.

Проверяем выполнение условия (75) СНиП 2.03.01 - 84*:

Q £ Q_b + Q_sw + Q_s,inc,

где Q_b = j_b₂(1 + j_f + j_n)R_btbh_o²/c; j_b₂ = 2 - для бетонного сечения; Q_b = 2×1×7,5×10²×10,36²/0,6 = 324 кН;

Q_sw = q_swc₀,

где

Отсюда Q_sw = 225×0,93 = 209,25 кН; Q_s,inc = 0. Отгибы в сечении не предусмотрены.

Таким образом, Q = 354,08 кН < 324 +209,25 = 533,25 кН (условие выполнено).

Рис. 9. К расчету правой стенки щелевого паза

Рис. 10. К расчету левой стенки щелевого паза

Прочность сечения правой стенки паза на действие поперечной силы обеспечена.

2. На действие изгибающего момента ^ M_{4 - 4} = 286,8 кН×м:

a_M = M_{4 - 4}/R_bbh₀² = 286,8/8,5×10³×1×0,51² = 0,13,

где h₀ = 0,55 - 0,44 = 0,51 м.

По табл. 18 Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01 = 84*) (М.: ЦИТП, 1986) для бетона класса В 15 и арматуры класса АIII при g_b₂ = 1 находим v = 0,93.

A_s = M_{4 - 4}/R_svh₀ = 286,8/3,65×10⁵×0,93×0,51 = 1,656×10^-3 м² = 16,56 см².

Принимаем стержни Æ 22 АIII с шагом 200 мм (A_s = 19 см²).

Сжатую арматуру принимаем конструктивно Æ 12 AIII шаг 200 мм (рис. 11).

^ Расчет левой стенки паза

Расчет стенки производим, как расчет внецентренно растянутого элемента.

1. На действие поперечной силы Q_{5 - 5} = 224,23 кН при действии растягивающей силы N_{5 - 5} = 165,76 кН:

а) проверяем выполнение условия (1):

Q_{5 - 5} = 224,23 кН < 0,3×1×0,915×8,5×10³×1×0,44 = 1026,63 кН,

где h_o = (0,5 + 0,46)/2 - 0,04 = 0,44 м (условие выполнено);

б) проверяем условие (2):

Q_{5 - 5} = 224,23 кН < 1,5(1 - 0,1)7,5×10²×1×0,44²/0,23 = 852,26 кН,

где j_n = -0,2N_{5 - 5}/R_btbh_o = -0,2×165,76/7,5×10²×1×0,44 = -0,1. c = 0,23 м - длина проекции наклонного сечения на продольную ось стенки (рис. 10).

Условие выполнено, но при этом величина значения правой части неравенства превышает величину

852,26 кН > 2,5R_btbh_o = 2,5×7,5×10²×1×0,44 = 825 кН.

Поэтому несущую способность сечения принимаем равной 825 кН.

2. На действие изгибающего момента ^ M_{5 - 5} = 71,71 кН×м и растягивающей силы N_{5 - 5} = 165,76 кН:

h_o = 0,46 - 0,04 = 0.42 м.

Определяем эксцентриситет действия растягивающей силы

e_o = M_{5 - 5}/N_{5 - 5} = 71,71/165,76 = 0,432 м;

e = e_o - h/2 + a = 0,432 - 0,46/2 +0,04 = 0,242 м;

e' = e_o + h/2 - a' = 0,432 + 0,46/2 - 0,04 = 0,622 м.

Так как e' = 0,622 м > h_o - a' = 0,42 - 0,04 = 0,38 м, определяем необходимую площадь растянутой арматуры по значению a_м, вычисленному по формуле

a_м = [N_5-5e - R_scA_s^'(h_o - a')]/R_bbh_o² = [165,76×0,242-3,65×10⁵×5,65×10^-4× (0,42 - 0,04)]/8,5×10³×1×0,42² = -0,026 < 0,

где A_s^' - принята конструктивно Æ 12AIII с шагом 200 мм (5Æ12 AIII, A_s^' = 5,65 см² = 5,65×10^-4м²).

Так как a_м < 0, площадь сечения растянутой арматуры определяем по формуле

A_s = N_{5 - 5}e^'/R_s(h_o - a') = 165,76×0,622/3,65×10⁵(0,42 - 0,04) = 7,43×10^-4 м²= 7,43 см².

Требуется на 1 м 5 Æ 14 AIII A_s = 7,69 см². Однако по условиям конструирования (рис. 11), принимаем 5Æ 22 AIII (A_s = 19 см²).

^ Расчет нижнего сечения

Расчет производим, как внецентренно растянутого элемента на изгибающий момент М_6-6 = 296,93 кН×м и растягивающую силу N_6-6 = 354,08 кН:

h₀ = 0,6 - 0,04 = 0,56 м;

е₀ = 296,93/354,08 = 0,839 м;

е = е₀ - h/2 + a = 0,839 - 0,6/2 + 0,04 = 0,579 м;

е¢ = е₀+ h/2 - a¢ = 0,839 + 0,6/2 - 0,04 = 1,099 м;

Так как е¢ = 1,099 м > h₀ - а¢ = 0,56 - 0,04 = 0,52 м, определяем необходимую площадь растянутой арматуры по значению a_м, вычисленную по формуле

где А¢_s - принятая площадь сжатой рабочей арматуры подошвы (5Æ12АIII; А¢_s = 5,65 см² = 5,65×10^-4м²).

Так как a_м > 0, площадь сечения растянутой арматуры определяем с учетом сжатой арматуры по формуле

A_s = (xbh₀R_b + N_6-6)/0,7R_s + A¢_sR_sc/R_s = (0,04×1×0,56×8,5×10³ + 354,08)/0,7×3,65×10⁵ + 5,65×10^-4×1 = 26,96×10-3 м² = 26,96 см²,

где 0,7 - понижающий коэффициент (см. п. 6.22); x - коэффициент, принятый в зависимости от a_м по табл. 20 вышеприведенного Пособия.

Принимаем 5Æ28AIII с шагом 200 мм (А_s = 30,79 см²).

Принцип армирования щелевого паза см. рис. 11.

Расчет сечения на действие поперечной силы не производим, так как оно заведомо проходит без хомутов по бетонному сечению (толщина сечения больше, а поперечная сила по сравнению со стенками меньше).

Рис. 11. Армирование щелевого паза

Рис. 12. Конструктивная схема подпорной стены

Пример 5. Расчет уголковой подпорной стены

(с нагрузкой от подвижного транспорта)

Дано. Сборно-монолитная железобетонная подпорная стена уголкового профиля (УПС). Высота подпора грунта у = 4,5 м, глубина заложения подошвы фундамента d = 1,2 м. На поверхности призмы обрушения вдоль стены перемещается тяжелая одиночная нагрузка НГ-60 на расстояние 1,5 м от наружной грани стены. Геометрические размеры подпорной стены и схема ее загружения приведены на рис. 12. Основание подпорной стены - глинистые грунты ненарушенного сложения со следующими характеристиками (по данным инженерно-геологических исследований):

j_I = 16°; j_I = 16 кН/м³; с_I = 21 кПа;

j_II = 17°; j_II = 16 кН/м³; с_II = 24 кПа.

Характеристики грунта засыпки - песок мелкий:

j¢_I = 30°; g¢_I = 20,9 кН/м³; с¢_I = 0;

j¢_II = 32°; g¢_II = 20,9 кН/м³; с¢_II = 0.

Под подошвой фундамента подпорной стены предусматривается щебеночная подушка толщиной 0,6 м и шириной 4,2 м (на 300 мм больше подошвы фундамента в каждую сторону), имеющая следующие характеристики:

j_I(s) = j_II(s) = 40°; с_I(S) = c_II(s) = 0; g_I(s) = 21 кН/м³.

Требуется проверить принятые габаритные размеры, определить величину изгибающих моментов и поперечных сил в элементах конструкций.

Определяем интенсивность давления грунта на конструкцию стены.

Угол наклона плоскости скольжения к вертикали:

;

q₀ = 30°.

Условный угол плоскости обрушения грунта принимаем:

tg e = 3/5,7 = 0,526; e = 27°48¢ » 28°.

По табл. 3. прил. 2 (при d = j¢_I = 30°; r = 0°; e = 28°) l = 0,33.

Эквивалентную распределенную полосовую нагрузку на поверхности засыпки от гусеничной нагрузки НГ-60 определяем по формуле (13)

q = 90/(2,5 + y_a tgq₀) = 90/(2,5 + 1,35 tg 30°) = 27,44 кПа.

Расстояние по вертикали от поверхности грунта засыпки до границ распределения условной эквивалентной боковой нагрузки определяем по формуле

у_а = а/(tg q₀ + tg e) = 1,5/(tg 30°+ tg28°) = 1,35 м.

Протяжность эпюры давления определяем по формуле

у_b = (b₀+ 2tg q₀у_х)/(tg e + tg q₀) = (3,3 + 2tg30°×1,35)/(tg 28°+ tg30°) = 4,38 м.

В соответствии с п. 5.7б принимаем:

y_b = h - y_a = 5,7 - 1,35 = 4,35 м.

Интенсивность горизонтального давления грунта на глубине у = 5,7 м, определяем по формуле (1)

кПа.

Интенсивность горизонтального давления грунта от условной эквивалентной полосовой нагрузки определяем по формуле (10)

кПа.

^ Расчет устойчивости положения стены против сдвига

Сдвигающую силу F_s_a определяем по формулам (16), (17), (18):

F_s_a = P_gh/2 = 45,21×5,7/2 = 128,85 кН;

F_s_a_,_q = P_qy_b = 6,15×4,35 = 26,75 кН;

F_s_a = F_s_a_,_g+ F_s_a_{, q}= 128,85 + 26,75 = 155,6 кН.

Проверка устойчивости стены против сдвига (рис. 13) производится для трех случаев скольжения:

Рис. 13. Расчетная схема подпорной стены к примеру 5

1. Проверка устойчивости стены по контакту подошвы и щебеночной подушки - b₁ = 0° (рис. 13).

Сумму проекций всех сил на вертикальную плоскость определяем по формуле (21)

F_u = F_s_a tg(e + j_I^') + g_I^'g_f[h(b - t)/2 + td] +g_I tgb₁b²/2 = 155,6 tg(28° +30°) + +20,9×1,2[5,7(3,6 - 0,6)/2 +0,6×1,2] + 0 = 481,56 кН.

Пассивное сопротивление грунта определяем по формуле (22)

E_r = g_Ih_r²l_r/2 + c_Ih_r(l_r - 1)/ tgj_I = 20,9×12²×1/2 + 0 = 15,05 кН.

Удерживающую силу F_sr определяем по формуле (19), с учетом п. 6.7, j_I_(s) = 30°, l_r = 1.

F_sr = F_u tg(j_I_(s) - b_I) + bc + E_r = 481,56 tg(30° - 0°) + 0 + 15,05 = 293,1 кН.

Проверяем условие (15):

F_s_a = 155,6 кН < 0,9×293,1/1,1 = 239,81 кН.

Условие удовлетворено.

2. Проверка устойчивости стены против сдвига по контакту щебеночной подушки и грунта основания (b₂ = 0°).

F_u_(s) =F_u + b_(s)d_Ig_I_(s) = 481,56 + 4,2×0,6×21 = 534,48 кН;

E_r(s) = 20,9(1,2 + 0,6)²×1/2 + 0 = 33,86 кН;

F_sr(s) = 534,48 tg(16° - 0°) + 0 33,86 = 187,1 кН.

Проверяем условие (15):

F_s_a = 155,6 кН < 0,9×187,1/1,1 = 153,08 кН.

Условие удовлетворено.

3. Проверка устойчивости стены по плоскости глубинного сдвига грунта основания (b₃ = j_I = 16°).

E_r = g_Ih_r²l_r/2 + c_Ih_r(l_r - 1)/tgj_I = 16(1,2 + 0,6 + 0,91)²×1,76/2 + 21(1,2 + +0,6 + 0,91)(1,76 - 1)/tg16° = 254,26 кН;

l_r = tg²(45° + j_I/2) = tg²(45° +16°/2) = 1,76;

F_sr = F_u tg(j_I - b₃) + bc_I + E_r = 0 + 3,6×21 + 254,26 = 329,86 кН.

Проверяем условие (15):

F_s_a = 155,6 кН < 0,9×329,86/1,1 = 269,89 кН.

Условие удовлетворено.

Приведенный угол наклона к вертикали d_I равнодействующей внешней нагрузки по контакту подошвы и щебеночной подушки:

tgd_I = F_s_a/F_u = 155,6/481,56 = 0,3231; d_I = 18°.

sinj_I_(s) = sin40° = 0,642 > tgd_I,

расчет прочности основания производим по формуле (26)

h* = [F_s_a_,_gh/3 + F_s_a_,q(h - y_a - y_b/2)]/F_s_a = [128,85×5,7/3 + 26,75(5,7 - 1,35 - -4,35/2)]/155,6 = 1,95 м;

M₀ = F_s_a[h* - tg(e + j_I^')(b/2 - h*tge)] + g_I^'g_f(b - t)[h(b - 4t) + 6td]/12 = 155,6[1,95 - tg (28° + 30°) (3,6/2 - 1,95tg28°] + 20,9×1,2(3,6 - 0,6)[5,7(3,6 - -4×0,6) +6×0,6×1,2]/12 = 183,4 кН×м;

e = M₀/F_u = 183,4/481,56 = 0,38 м;

b^' = b - 2e = 3,6 - 2×0,38 = 2,84 м.

По табл. 5 при j_I = 30° и d_I = 18°; N_g = 3,35; N_q = 8,92; N_c = 13,72; N_u= b^'(N_gb^'g_I + N_qg_I^'d + N_cc_(s)) = 2,84(3,35×2,84×21 + 8,92×20,9×1,2 + 0) = =1202,75 кН;

F_u = 481,56 кН < g_cN_u/g_n = 0,9×1202,75/1,1 = 984,07 кН.

Несущая способность щебеночной подушки под подошвой фундамента стены обеспечена.

^ Расчет основания по деформациям

Расчет сопротивления грунта основания R определяем по формуле (39)

где g_c_I = 1,2; g_c₂ = 1,1 (по табл. 6); k = 1; M_g = 0,39; M_q = 2,57; M_c = 5,15 (по табл. 7 при g_II = 17°); d = 1,8 м.

Коэффициент горизонтального давления грунта l = 0,31 определяем по табл. 3 прил. 2 (при d = j_II^' = 32°; e = 28°).

Интенсивность нормативного давления грунта на стену (при y = 5,7 м):

P_g = [g_II^'g_fhl - c_II^'(k₁ + k₂)]y/h = [20,9×1×5,7×0,31 - 0]5,7/5,7 = 36,93 кПа;

P_q = qg_fl/(1 + 2tgq_oy_a/b_o) = 27,44×1×0,31/(1 + 2tg30°×1,35/3,3) = 5,78 кПа;

F_s_a_,_g = 36,93×5,7/2 = 105,25 кН;

F_s_a_{, q} = 5,78×44,35 = 25,14 кН;

F_s_a = F_s_a_,_g + F_s_a_{, q} = 105,25 + 25,14 = 130,39 кН;

h* = [105,25×5,7/3 +25,14(5,7 - 1,35 - 4,35/2)]/130,39 = 1,95 м;

M₀= 130,39[1,95 - tg(28° + 30°) (3,6 / 2 - 1,95 tg 28°)] + 20,9 × 1(3,6 - 0,6)× ×[5,7(3,6 - 4×0,6) + 6×0,6×1,2]/12 = 153,36 кН×м;

F_u = F_s_atg(e + j_I^') + g_I^'g_f[h(b - t)/2 + td] + b_sd₁g_I_(s) = 130,39tg(28° + 30°) 20,9×1[5,7(3,6 - 0,6)/2 + 0,6×1,2] + 4,2×0,6×21 = 455.32 кН;

e = 153,36/455,32 = 0,34 м;

= F_u(1 + 6e/b_(s)) = 455,32(1 ± 6×0,34/4,2)/4,2;

p_max = 161,07 кПа;

p_min= 55,75 кПа;

p_max = 161,07 кПа < 1,2R = 1,2×325,36 = 390,4 кПа.

Расчет основания по деформациям удовлетворен.

1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 18

	Сборник №53 Стены гэснр-2001-53 В настоящем сборнике содержатся нормы на выполнение работ по ремонту каменных стен с перекладкой отдельных участков, смене отдельных...		Справочное пособие к сниП Центральный научно–исследовательский институт строительных конструкций им. В. А. Кучеренко (цнииск им. В. А. Кучеренко) Госстроя...
	Справочное пособие к сниП Рекомендовано к изданию секцией научно-технического совета Института общественных зданий Минстроя России (бывший цнииэп учебных зданий...		Справочное пособие к снип отопление и вентиляция жилых зданий Центральный научно исследовательский и проектно экспериментальный институт инженерного оборудования городов, жилых и общественных...
	4 6 Метод прямой угловой засечки Отклонение от отвесной линии колонн стеновых панелей, стен и других конструкций и их элементов		Техническая эксплуатация жилых и общественных зданий Утрата связи отдельных кирпичей с кладкой наружных стен, угрожающая безопасности людей
	Пособие по проектированию жилых зданий. Вып. 3 (к сниП 08. 01-85) перекрытия 1 При наличии технического этажа между жилой частью дома и встроенными шумными помещениями самонесущий потолок не требуется. Звукоизоляцию...		Пособие по организации скоростного строительства автомобильных дорог и аэродромов с использованием комплектов машин типа дс-100 (в развитие сниП 01. 01-85, сниП 06. 03-85, сниП 06. 06-88) По организации скоростного строительства автомобильных дорог и аэродромов с использованием комплектов машин типа дс-100 (в развитие...
	Шахтные реакторы второй ступени паровоздушной конверсии Пламя настилается на наклонные боковые стенки печи. Большая часть тепла (60-70%) передается реакционным трубам радиацией от раскаленных...		Сборник №67 Электромонтажные работы гэснр-2001-67 В настоящем сборнике содержатся нормы на выполнение работ по ремонту и демонтажу электрического освещения и силовых проводок в жилых...

Справочное пособие к снип проектирование подпорных стен и стен подвалов

Похожие: