Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение
Высшего Профессионального Образования
«Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I»
Кафедра «Основания и фундаменты»
РАСЧЕТ ПОДПОРНОЙ СТЕНКИ
Курсовая работа
Выполнил:
ст.гр. СЖУ-201
Фоменко З.И.
Проверил:
Мирошниченко Р. В.
г. Санкт-Петербург
2014 г.
ФГБОУВПО ПГУПС
Кафедра «Основания и фундаменты»
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
«РАСЧЕТ ПОДПОРНОЙ СТЕНКИ»
Студент Фоменко З.И.
Группа СЖУ-201
Шифр 8385
Размеры стены |
|
Грунт засыпки |
|
Грунт под подошвой (суглинок) |
|
Нагрузка |
||||||||||||
а |
м |
1,4 |
γзас |
кН/м3 |
20 |
γ |
кН/м3 |
21,4 |
|
q |
кПа |
60 |
||||||
b |
м |
5,5 |
φ |
град |
30 |
w |
– |
0,16 |
|
|
|
|
||||||
Н |
м |
9 |
δ |
град |
3 |
γs |
кН/м3 |
27,3 |
|
|
|
|
||||||
d |
м |
3 |
α |
град |
4 |
wL |
– |
0,24 |
|
|
|
|
||||||
ε |
град |
-4 |
|
|
|
wP |
– |
0,14 |
|
|
|
|
||||||
Подпись преподавателя _______________ Дата ____________
Исходные данные и цели расчета
Размеры стены:
ширина поверху а = 1,4 м;
ширина подошвы стены b = 5,5 м;
высота Н = 9 м;
высота фундамента d = 3 м;
угол наклона задней грани к вертикали ε = -4°.
Грунт засыпки:
песок мелкий,
удельный вес γзас
= 20
;
угол внутреннего трения φ = 30°;
угол трения грунта засыпки о заднюю грань стены δ = 3°;
угол наклона
поверхности засыпки к горизонту
= 4°.
Грунт под подошвой фундамента (суглинок):
удельный вес γ = 21,4 ;
влажность
= 0,16;
удельный вес твердых частиц γs = 27,3 ;
предел текучести
=
0,24;
предел раскатывания
= 0,14.
Нагрузка на поверхности засыпки
q = 60 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
=
= 21,4/(1+0,16) = 18,45
;
пористость
n
= 1 –
=
1 –18,45/27,3 = 0,324;
коэффициент пористости
е =
=
0,324/1- 0,324 = 0,479 = 0,5;
показатель текучести
IL
=
=(0,16-0,14)/(0,24-0,14)=0,2;
число пластичности
=
= 0,24-0,14 =0,10
По числу пластичности (в соответствии с табл. Б1) грунт является суглинок, по показателю текучести (табл. Б2) суглинок находится в полутвердом 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 = 0,04 и k2 = 2,0 из табл. Б7;
R = 1,7 { 300 ·[1 + 0,04 (2,5 – 2)] + 2,0 21,4 (3 – 3)} = 520,02 кПа.
Здесь второе слагаемое 2,0 21,4 (3 – 3) равно нулю.
Определение активного и пассивного давления на подпорную стену
Заменим равномерно распределенную нагрузку q = 50 кПа слоем грунта приведенной высоты:
=
=
= 3
м.
Рассчитаем коэффициент активного давления:
=
;
=
=
=0,305;
=
= 0,287.
Найдем ординаты эпюры интенсивности активного давления:
на уровне верха стены
еа1
= γзас
.
hпр
.
=
20 .
3 .
0,287
= 16,98
на уровне подошвы
еа2
= γзас
.
(hпр
+ Н)
.
=
20 .
(3+9) .0,287
= 68,88
Тогда активное давление
Еа
=
=
.
9= 377,37 кН.
Горизонтальная и вертикальная составляющие интенсивности активного давления следующие:
еаг1
= еа1
.
cos
(
)
= 16,98* cos
(-4+3)= 16,98
еаг2 = еа2 . cos ( ) = 68,88* cos (-4+3)= 68,87
еав1 = еа1 . sin ( ) = 16,98* sin (-4+3)= -0,296
еав2
=
еа2
.
sin
(
)
= 68,88* sin (-4+3)= -1,20
.
Соответственно вертикальная и горизонтальная составляющие активного давления
Еаг
=
=
= 386,32 кН;
Еав
=
=
= -6,73 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
=
=
=
270 кН.
Снижаем величину отпора
Еп = 0,33 . 270 = 89,1 кН.
Эпюры интенсивности активного и пассивного давления грунта на подпорную стену приведены на рис. 1.