Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского»

Академия строительства и архитектуры

Кафедра Строительных конструкций

Курсовой проект №1

по дисциплине: «Современные тенденции проектирования зданий и сооружений на Черноморском побережье РФ»

Выполнил: студент гр. ПГС-24-о

Проверил:

Симферополь, 201_ г.

Cодержание:

1. Исходные данные.

2. Расчет уголковой подпорной стены.

3. Расчет массивной подпорной стены.

4. Расчет биопозитивной подпорной стены.

5. Количество материалов и сравнение.

6. Список литературы.

1. Исходные данные:

Высота подпора грунта у = 7 м. Нагрузка на призме обрушения равномерно распределенная интенсивностью q = 8 кПа. Грунт основания и засыпки (пески мелкие) со следующими характеристиками:

_n = 18 кН/м³, _n = 35, c_n = 0.

2. Расчет уголковой подпорной стены

Уголковая подпорная стена консольного типа, глубина заложения подошвы фундамента d = 2,5 м. Геометрические размеры стены приведены на рис. 1. Требуется проверить габаритные размеры принятой конструкции, определить изгибающие моменты и поперечные силы в элементах стены.

Расчетные характеристики грунта основания:

_I = 1,0518 = 18,9 кН/м³; _II = 18 кН/м³;

_I = 35/1,1 = 32; _II = 35;

с_I = 0 ;с_II = 0.

Расчетные характеристики грунта засыпки:

_I = 0,9518,9 = 18кН/м³; _II = 0,9518 = 17,1кН/м³;

_I = 0,932 = 29; _II = 0,935 = 32;

с_I = 0; с_II = 0.

Определяем интенсивность давления грунта на конструкцию стены.

Условный угол плоскости обрушения

tg = 4,7/9,5 = 0,495;  26;

По табл. 3 [1] при  = _I = 29 = 0,34.

Интенсивность горизонтального активного давления грунта от собственного веса на глубине у = h = 9,5 м определяем по формуле:

Р_= [_I_fh - c_I(k₁ + k₂)] y/h = [181,159,50,34 - 0] 9,5/9,5 = 66,69кПа.

Интенсивность горизонтального давления грунта от равномерно распределенной нагрузки определяем по формуле:

Р_q = q_f = 81,20,34 = 3,264 кПа.

Рис. 1. К расчету уголковой подпорной стены

1. Расчет устойчивости положения стены против сдвига

Сдвигающую силу F_sa определяем по формулам, при y_b = h = 9,5 м:

F_sa, = P_h/2 = 66,699,5/2 = 316,8 кН;

F_sa,q = P_qy_b = 3,2649,5 = 31,01 кН;

F_sa = F_sa,+ F_sa,q = 316,8+ 31,01= 347,8кН.

Расчет устойчивости производим для трех значений угла .

1 случай(₁ = 0)

Сумму проекций всех сил на вертикальную плоскость определяем по формуле:

F_v = F_satg( + _I) + _I_f [h(b-t)/2 + td] + _Itgb²/2 =

= 347,8tg(26+29)+181,2[9,5(4,7 - 1)/2 + 12] + 18,9tg 04,7²/2 =928,51кН.

Пассивное сопротивление грунта E_r определяем по формуле при h_r = d = 2,5м; _I = 18,9 кН/м³; _r= 1; c₁ = 0

E_r = _Ih_r²_r/2 + c₁h_r(_r - 1)/tg_I = 18,92,5²1/2 + 0 = 59,06кН.

Удерживающую силу F_sr определяем по формуле (19):

F_sr = F_vtg(_I - ) + bc₁ + E_r = 928,51tg(32 - 0) + 0 +

+59,06 = 635,17кН.

Проверка устойчивости стены из условия.

F_sa = 347,8 кН<1635,17/1,1 = 577,43кН.

Условие удовлетворено.

2 случай(₂ = _I/2 = 16)

r = tg2(45+_I/2) = tg2(45+32/2) = 3,23;

F_v= 347,8tg(26+29) +181,2[9,5(4,7 - 1)/2 + 12] + 18,9 tg164,7²/2=

=988,01кН.

Пассивное сопротивление грунта E_r определяем при

h_r = d + btg = 2,5 + 4,7 tg16= 3,84м:

E_r = 18,93,84²3,23/2 + 0 = 450,05кН;

E_sr = 988,01tg (32 - 16) + 0 + 450,05 = 731,66кН;

F_sa = 347,8кН<1731,66/1,1 = 665,15кН.

Условие удовлетворено.

3 случай (₃ = _I = 32)

F_v = 347,8tg(26+29) + 181,2[9,5(4,7 - 1)/2 + 12] +

+ 18,9tg324,7²/2 = 1058,03кН;

h_r = d + btg =2,5+ 4,7tg32 = 5,42м;

E_r = 18,95,42²3,84/2 + 0 = 895,51кН;

F_sa = 347,8кН<1895,51/1,1 = 814,1кН.

Условиево всех трех случаях удовлетворено, устойчивость стены против сгиба обеспечена.

В соответствии с п. 6.9 [1]:

tg₁ = F_sa/F_v= 347,8/928,51= 0,375;

tg₁ = 0,375<sin_I = 0,527; _I = 23.

Следует проверить прочность грунтового основания.

Расстояние от равнодействующей сдвигающей силы до низа подошвы стены определяем по формуле:

h* = [F_sa,h/3 + F_sa,q (h - y_a - y_b/2)]/F_sa = [316,89,5/3 +

+ 31,01(9,5 - 0 –9,5/2)]/347,8 = 3,31 м.

Сумму моментов всех вертикальных и горизонтальных сил относительно оси, проходящей через центр тяжести, определяем по формуле:

М₀ = F_sa[h*- tg( + _I)(b/2 - h*tg)] + _I_f (b - t)[h(b - 4t) +

6dt]/12 = 347,8[3,31 - tg(26+29)(4,7/2 - 3,31tg26)] +

+ 181,2(4,7 - 1)[9,5(4,7 - 41) + 62,51]/12 = 940,43кНм.

Эксцентриситет приложения равнодействующей

е = М₀/F_v = 940,43/928,51= 1,01 м.

Приведенная ширина подошвы

b = b - 2e = 4,7 - 21,01 = 2,67 м.

По табл. 5 [1] при _I= 32; ₁ = 21; N_ =1,832;N_q =6,586 .

Вертикальную составляющую силы предельного сопротивления основания определяем по формуле:

N_u= b(Nb_I + N_q_Id +N_cc_I)=2,67(1,8322,6718 + 6,58618,92,5)=1038,24кН;

F_v = 928,51<11038,24/1,1 = 943,86кН.