21

21

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Инженерно-Строительный Факультет

Кафедра Строительные Конструкции и Материалы

Отделение Строительство Объектов Туризма и Спорта

Дисциплина: «Инженерные сооружения водного туризма и спорта»

Расчётно-графическая работа №1

«Статический расчет подпорно стенки, проверка

общей устойчивости, выбор шпунтовых свай

и определение диаметра анкерных тяг»

Выполнил студент гр. 5018/2 Алдохин А.К.

«____»___________ 2011г.

Руководитель асс. Пирожок П.П.

«____»___________ 2011г.

Санкт-Петербург

2011

Оглавление стр

1. Исодные данные и расчетная схема………………………...………...…3

2. Статический расчет больверка…………………………...………………4

   1. Назначение ориентировочной глубины забивки шпунтовых свай.....4

   2. Построение эпюры активного давления грунта……………….….…4

   3. Построение эпюры пассивного давления грунта………. …….…….5

   4. Построение результирующей эпюры давления грунта...…………...7

   5. Определение усилия в анкерной тяге…………………………...……7

      1. Построение силового многоугольника…………………….……….7

      2. Построение веревочного многоугольника………………….……...8

      3. Определение значения максимального изгибающего момента…..8

3. Подбор шпунтовых свай и определение диаметра анкерной тяги....…9

4. Проверка общей устойчивости подпорной стенки……………….…..10

Приложение……………………………………....………………..…....…..15

Используемая литература…………….………..…………………….…..…21

1. Исходные данные и расчётная схема

Таблица 1

Исходные данные

№ вар.	Характеристики грунтов					Н, м	h, м
	Засыпка			Основание
	ρ1, т/м³	φ1, град	φ 2, град	φ 3, град	с3, кПа
24	1,61	27	25	19	21	11,2	2,7

Схема стального одноанкерного больверка и расчётной нагрузки приведена на рис. 1 (числовое значение расчётной нагрузки q₀ в реальных условиях определяют назначением и конкретными условиями эксплуатации подпорной стенки. В рамках учебного задания: q₀=40 кПа)

Рис. 1. Расчетная схема подпорной стенки

2. Статический расчёт больверка

Расчет выполняется графоаналитическим методом.

2.1. Назначаем ориентировочную глубину забивки шпунтовых свай:

t≈(0,7…0,8)Н

Принимаем t=0,75H

t=0,75*11,2=8,4м.

где t – глубина забивки шпунтовых свай;

Н – свободная высота причальной стенки, принимается исходя из исходных данных.

2. Построение эпюры активного давления на шпунтовую стенку

Интенсивность давления грунта в характерных точках (поверхность и границы грунтов, низ шпунтовой стенки) вычисляем по формуле:

e_ai=[q_o+Σ(ρ_i∙g∙h_i)]∙λ_oi (1)

где q_o=40 кПа – расчетная равномерная нагрузка на поверхность грунта засыпки;

ρ_i – плотность i-ого слоя грунта за шпунтовой стенкой, т/м³;

g=9,81 м/с – ускорение свободного падения;

h_i – мощность i-ого слоя грунта за шпунтовой стенкой, м;

λ_oi – коэффициент бокового давления грунта (распора);

λ_oi =tg²(45°-φ_i/2) (2)

φ_i – угол внутреннего трения i-ого слоя грунта, град

Коэффициенты бокового давления грунтов:

λ_o1 =tg²(45°-27°/2)=0,376

λ_o2 =tg²(45°-25°/2)=0,406

λ_o3 =tg²(45°-19°/2)=0,499

Вычисления абсцисс эпюры активного давления грунта на шпунтовую стенку сводим в табличную форму.

Таблица 2

Вычисления абсцисс эпюры активного давления грунта

№ п/п	Отметка характерной 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	40	1,61	0	0	0	40	27	0,376	15,04
2	3,7	40	1,61	3,7	58,44	58,44 0	98,44 0	27	0,376	37,01
3	3,7	40	1,00	0	0			25	0,406	39,97
4	11,2	40	1,00	7,5	73,58	132,01 0	172,01 0	25	0,406	69,84
5	11,2	40	1,00	0	0			19	0,499	85,83
6	19,6	40	1,00	8,4	82,40	214,42	254,42	19	0,499	126,95

Третий слой обладает сцеплением с₃=21 кПа, в пределах этого слоя грунта активное давление уменьшается на величину е_{а сц3}:

е_{а сц3}=2∙c∙tg(45°-φ₃/2) (3)

е_{а сц3}=2∙21∙tg(45°-19°/2)=29,95 кПа

Таким образом, значения активного давления e_ai для 5 и 6 строки:

5) e_a5 - е_{а сц3} =69,84 – 29,95 =55,89 кПа

6) e_a6 - е_{а сц3} =126,95 – 29,95 =97 кПа

Эпюра активного давления грунта представлена на Рис. 2а Приложения справа от оси стенки.