2.3 Определение положения равнодействующих активного и пассивного давления грунта на “стену в грунте’’

Расчетная схема “ стены в грунте’’ на изгиб.

Активное давление:

Положение равнодействующей по отношению к точке А:

Положение равнодействующей по отношению к точке А:

Положение равнодействующей по отношению к точке А:

Положение равнодействующей по отношению к точке А:

Пассивное давление:

Положение равнодействующей по отношению к точке А:

Участок ‹‹стены в грунте››, где действуют наибольшие усилия – изгибающие моменты и поперечная сила – расположен ниже точки А. Поэтому конструкции, находящиеся выше точки А, в расчетной схеме ‹‹стены в грунте›› отсутствует, но влияние его на нижнюю часть ‹‹стены в грунте›› учитывается. Учитывается через постановку в сечении, проходящем через А, связи – защемления. Такая связь достаточно точно отражает неразрывность отброшенной и расчетной частей конструкции. Заглубленный участок стены рассматривается как работающий под действием активного давления грунта на упругом основании. С допустимым, в данном случае, упрощением расчета, упругое основание представляем одной податливой опорой, устанавливаемой в точке приложения к ‹‹стене в грунте›› равнодействующей () пассивного отпора грунта.

2.4. Статический расчет ‹‹стены в грунте›› на изгиб

В основной системе податливую опору заменяем на неизвестную опорную реакцию R, которую находим из условия равенства перемещения конструкции в точке К, вычисленного для нее как для консольной балки, упругой осадке опоры в этой точке.

Прогиб балки в точке К вычисляем по формуле:

Жесткость балки (бетон В 25):

- прогиб балки в точке К от силы Р=361,5 кН

- прогиб балки в точке К от силы Р=50б4кН

- прогиб (выгиб) консольной балки в точке К от силы R.

Осадка () балки в точке К:,

где А – площадь распределения силы R по основанию:

- напряжение (давление) на основание, оказываемое силой R

C_Z – коэффициент постели на боковой поверхности ‹‹стены в грунте›› на уровне Z (уровне действия силы R), отчитывается от поверхности грунта

- согласно СНиП 2.02.03-85 “Свайные фундаменты”, где

к – коэффициент пропорциональности, принимаемый в зависимости от вида грунта

γ_с =3 – коэффициент условий работы=3, к=14000 кН/м⁴ – для глины полутвердой

Тогда

Суммарный прогиб балки в точке К от всех приложенных к ней сил равен осадке балки в этой точке, следовательно :

По полученным результатам строим эпюру моментов, вычисляя, при этом, моменты в точках А, В, С, двигаясь от точки К к точке А:

2.5 Подбор продольной рабочей арматуры

Моменты выравниваются и это позволяет получить одинаковую схему армирования для обеих граней стены.

При М_оп=973,8 кНм

Определяем высоту сжатой зоны:

, h₀=h-a, а=6,5см (защитный слой)

=>

Принимаем 536 А-400 (шаг 200мм) А_s =50,9 см² (продольная рабочая арматура каркасов) и 64 А-400 (шаг 250мм) А_s =0,72 см² (продольная рабочая арматура сеток).

Итого:

2.6 Расчет на действие поперечных сил

Принимая во внимание внешнюю нагрузку и полученное значение R строим эпюру Q:

Принимаем Q_b=Q_b^max,  прочность на поперечную силу по бетону обеспечена, поперечное армирование принимаем конструктивно.

2.7 Проверка ширины раскрытия трещин

Расчет ведем по формуле:

рассматривая всю нагрузку, действующую на «стену в грунте», как нагрузку длительную.

С учетом смысла параметров:

- коэффициент, принимаемый при учете кратковременных нагрузок и непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок;

- коэффициент, зависящий от вида и профиля продольной растянутой арматуры (=1 для периодического профиля)

- коэффициент армирования

- коэффициент, учитывающий отрицательное влияние длительно действующей нагрузки

- напряжение в арматуре в эксплуатационный период

Е_s=МПа – модуль упругости арматуры

- (допустимая величина раскрытия) => требование норм по ширине раскрытия трещин не выполняются => увеличим диаметр арматуры:

536 А-400 (шаг 200мм) А_s =50,9 см² (продольная рабочая арматура каркасов)

612 А-400 (шаг 200мм) А_s =6,8 см² (продольная арматура сеток).

Тогда:

- (допустимая величина раскрытия) => требование норм по ширине раскрытия трещин выполнены.

Принимаем 536 А-400 (шаг 200мм) А_s =50,9 см² (продольная рабочая арматура каркасов) и 612 А-400 (шаг 250мм) А_s =6,8 см² (продольная рабочая арматура сеток).

Итого: