- •Расчётно-графическая работа №1
- •1. Исходные данные и расчётная схема
- •2. Статический расчёт больверка
- •2.1. Глубина забивки шпунтовых свай
- •2.2. Построение эпюры активного давления на шпунтовую стенку
- •2.3. Построение эпюры пассивного давления грунта
- •2.8. Определение значения максимального изгибающего момента
- •3. Подбор шпунтовых свай и определение диаметра анкерной тяги
- •4. Проверка общей устойчивости подпорной стенки
- •Приложения Используемая литература
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
Инженерно-строительный факультет
Кафедра «Строительные конструкции и материалы»
Отделение «Строительство объектов туризма и спорта»
Расчётно-графическая работа №1
Дисциплина: Инженерные сооружения водного туризма
Тема: Статический расчет подпорной стенки, проверка общей устойчивости, выбор шпунтовых свай и определение диаметра анкерных тяг
Выполнил студент гр. 5018/2 Г.В.Егоров
Руководитель, ассистент Ю.Г. Дербин
"___"__________ 2012 г.
г. Санкт-Петербург
2012
Оглавление стр.
1. Исходные данные и расчётная схема 3
2. Статический расчёт больверка 4
2.1. Глубина забивки шпунтовых свай 4
2.2. Построение эпюры активного давления на шпунтовую стенку 4
2.3. Построение эпюры пассивного давления грунта 6
2.4. Построение результирующей эпюры давления грунта на стенку 7
2.5. Определение усилия в анкерной тяге 7
2.6. Построение силового многоугольника 7
2.7. Построение веревочного многоугольника 7
2.8. Определение значения максимального изгибающего момента 8
3. Подбор шпунтовых свай и определение диаметра анкерной тяги 8
4. Проверка общей устойчивости подпорной стенки 9
Приложения 13
Используемая литература 14
1. Исходные данные и расчётная схема
Рисунок 1.1 Расчётная схема подпорной стенки
Таблица 1.1. Исходные данные
Характеристики грунтов |
Н, м |
h, м |
q*, кПа |
||||
Засыпка |
Основание |
||||||
ρ1, т/м³ |
φ1, град |
φ 2, град |
φ 3, град |
с3, кПа |
|||
1,79 |
30 |
39 |
24 |
11 |
13,1 |
3,8 |
160 |
- плотность слоя грунта за шпунтовой стенкой, т/м3 ;
- угол внутреннего трения слоя грунта, град;
- сцепление грунта, кПа;
Н - свободная высота стенки, м;
h - высота наданкеренной стенки, м.
В рамках учебного задания принимаем q0=160 кПа.
2. Статический расчёт больверка
Расчет выполняется графоаналитическим методом.
2.1. Глубина забивки шпунтовых свай
Назначаем ориентировочную глубину забивки шпунтовых свай:
t=(0,7….0,8)Н,
где Н - свободная высота стенки, м;
t - ориентировочная глубина забивки шпунтовой сваи, м.
t=(0,7…0,8)Н=0,7∙13,1=9,17м.
Принимаем t=9,2м
2.2. Построение эпюры активного давления на шпунтовую стенку
Интенсивность давления грунта в характерных точках (поверхность и границы грунтов, низ шпунтовой стенки) вычисляем по формуле:
eai=[qo+Σ(ρi∙g∙hi)]∙λoi , (2.1)
где qo=160 кПа – расчетная равномерная нагрузка на поверхность грунта засыпки;
ρi – плотность i-ого слоя грунта за шпунтовой стенкой, т/м3;
g=9,8 м/с – ускорение свободного падения;
hi – мощность i-ого слоя грунта за шпунтовой стенкой, м;
λoi – коэффициент бокового давления грунта (распора).
λoi =tg2(45°-φi/2) , (2.2)
где φi – угол внутреннего трения i-ого слоя грунта, град.
Коэффициенты бокового давления грунтов:
λo1 =tg2(45°-30°/2)=0,33
λo2 =tg2(45°-39°/2)=0,23
λo3 =tg2(45°-24°/2)=0,42
Вычисления абсцисс эпюры активного давления грунта на шпунтовую стенку сводим в табличную форму.
Таблица 2.1. Вычисления абсцисс эпюры активного давления грунта
№ п/п |
Отм. хар. точки м |
qo кПа |
ρi т/м3 |
h м |
ρi∙g∙hiкПа |
Σ(ρi∙g∙hi)кПа |
qo+Σ(ρi∙g∙hi)кПа |
φi, град |
λoi |
eai кПа |
1 |
0 |
160 |
1,79 |
0 |
0 |
0 |
160 |
30 |
0,33 |
52,80 |
2 |
4,8 |
160 |
1,79 |
4,80 |
84,20 |
84,20 |
244,20 |
30 |
0,33 |
80,59 |
3 |
1,00 |
0 |
0 |
39 |
0,23 |
56,17 |
||||
4 |
13,1 |
160 |
1,00 |
8,30 |
81,34 |
165,54 |
325,54 |
39 |
0,23 |
74,87 |
5 |
1,00 |
0 |
0 |
24 |
0,42 |
136,73 |
||||
6 |
22,3 |
160 |
1,00 |
9,20 |
90,16 |
255,7 |
415,70 |
24 |
0,42 |
174,59 |
Третий слой обладает сцеплением с=11кПа, в пределах этого слоя грунта активное давление уменьшается на величину еа сц:
еасц3=2∙c3∙tg(45°-φ3/2) (2.3)
еасц3=2∙11∙tg(45°-24°/2)=14,29 кПа
Таким образом, значения активного давления eai для 5 и 6 строки:
5) eai - еасц3 =136,73 – 14,29 =122,44 кПа
6) eai - еасц3 =174,59 – 14,29 =160,3 кПа
Эпюра активного давления грунта представлена на Рис. 2 (см. приложения).