Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Петербургский государственный университет путей сообщений»
Кафедра «Основания и фундаменты»
РАСЧЕТ ПОДПОРНОЙ СТЕНЫ
Курсовая работа
Выполнил студент 3 курса
Бычков Э.Ю.
группы СЖУ-102
Проверила: Городнова Е. В.
Санкт-Петербург
2013
ФГБОУВПО ПГУПС
Кафедра «Основания и фундаменты»
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
«РАСЧЕТ ПОДПОРНОЙ СТЕНЫ»
Студент Бычков Э.Ю.
Группа СЖУ-102
Шифр 5764
Размеры стены |
|
Грунт засыпки |
|
Грунт под подошвой (супесь) |
|
Нагрузка |
||||||||||||
а |
м |
0,8 |
γзас |
кН/м3 |
21 |
γ |
кН/м3 |
20,1 |
|
q |
кПа |
50 |
||||||
b |
м |
2,5 |
φ |
град |
34 |
w |
– |
0,2 |
|
|
|
|
||||||
Н |
м |
5 |
δ |
град |
7 |
γs |
кН/м3 |
26,8 |
|
|
|
|
||||||
d |
м |
1,5 |
α |
град |
-4 |
wL |
– |
0,24 |
|
|
|
|
||||||
ε |
град |
2 |
|
|
|
wP |
– |
0,19 |
|
|
|
|
||||||
Подпись преподавателя _______________ Дата ____________
Исходные данные и цели расчета
Размеры стены:
ширина поверху а = 0,8 м;
ширина подошвы стены b = 2,5 м;
высота Н = 5 м;
высота фундамента d = 1,5 м;
угол наклона задней грани к вертикали ε = 2°.
Грунт засыпки:
песок мелкий,
удельный вес γзас
= 21
;
угол внутреннего трения φ = 34°;
угол трения грунта засыпки о заднюю грань стены δ = 7°;
угол наклона
поверхности засыпки к горизонту
=-4°.
Грунт под подошвой фундамента (супесь):
удельный вес γ = 20,1 ;
влажность
= 0,2;
удельный вес твердых частиц γs = 26,8 ;
предел текучести
=
0,24;
предел раскатывания
= 0,19.
Нагрузка на поверхности засыпки
q = 50 кПа.
Цели расчета. Рассчитать давление грунта на подпорную стену, сделать поверочные расчеты, дать заключение о соответствии (или несоответствии) конструкции подпорной стены требованиям расчета по первой и второй группам предельных состояний, обосновать рекомендации по необходимым изменениям.
Анализ строительных свойств грунта под подошвой фундамента стены
Последовательно определяем:
удельный вес сухого грунта
γd
=
= 20,1/(1+0,2) = 17,42
;
пористость
n
= 1 –
=
1 –17,42/26,8 = 0,350;
коэффициент пористости
е =
=
0,350/1- 0,350= 0,538;
показатель текучести
IL
=
=(0,2-0,19)/(0,24-0,19)=0,2;
число пластичности
=
= 0,05
По числу пластичности (в соответствии с табл. Б1) грунт является супесь, по показателю текучести (табл. Б2) супесь находится в пластичном состоянии. По табл. Б5 определяем условное расчетное сопротивление пластичной супеси R0 = 300 кПа.
Определяем расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента стены:
R = 1,7 {R0 [1 + k1 (b – 2)] + k2 γ (d – 3)},
где k1 = 0,06 и k2 = 2,0 из табл. Б7
;
R = 1,7 { 300 ·[1 + 0,06 (2,5 – 2)] + 2,0 20,1 (1,5 – 3)} = 525,3кПа.
Здесь второе слагаемое 2,0 20,2 (1,5 – 3) принято равным нулю, так как d < 3,0 м.
Определение активного и пассивного давления на подпорную стену
Заменим равномерно распределенную нагрузку q = 50 кПа слоем грунта приведенной высоты:
=
=
= 2,38
м.
Рассчитаем коэффициент активного давления:
=
;
=
=
=0,411;
=
= 0,271.
Найдем ординаты эпюры интенсивности активного давления:
на уровне верха стены
еа1
= γзас
.
hпр
.
=
21 .
2,38 .
0,271
= 13,54
на уровне подошвы
еа2
= γзас
.
(hпр
+ Н)
.
=
21 .
(2,38+5) .
0,271
= 42,00
Тогда активное давление
Еа
=
=
.
5 = 138,85 кН.
Горизонтальная и вертикальная составляющие интенсивности активного давления следующие:
еаг1
= еа1
.
cos
(
)
= 13,54.
cos
(2 + 7)0
= 13,37
еаг2 = еа2 . cos ( ) = 42,00. cos (2 + 7)0 = 41,48
еав1 = еа1 . sin ( ) = 13,54. sin (2 + 7)0 = 2,12
еав2
=
еа2
.
sin
(
)
= 42,00.
sin
(2 + 7)0
= 6,57
.
Соответственно вертикальная и горизонтальная составляющие активного давления
Еаг
=
=
= 137,13 кН;
Еав
=
=
= 21,725 кН.
Интенсивность пассивного давления на отметке подошвы фундамента
еп=
γзас
. d
.
tg2
(45 +
)o
= 21*1,5* tg2
(45 +
=
111.42
Пассивное давление, действующее на переднюю грань стены,
Еп
=
=
=
83,56 кН.
Снижаем величину отпора
Еп = 0,33 . 83,56 = 27,58 кН.
Эпюры интенсивности активного и пассивного давления приведены на рис. 1.