Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«петербургский государственный университет путей сообщения»
Кафедра «Основания и фундаменты»
РАСЧЕТ ПОДПОРНОЙ СТЕНЫ
Курсовая работа
Выполнил студент 3 курса
Полякова П.М.
группы СЖУ-002
Проверил Городнова Е.В.
Санкт-Петербург
ПГУПС
2012
ФГБОУВПО ПГУПС
Кафедра «Основания и фундаменты»
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
«РАСЧЕТ ПОДПОРНОЙ СТЕНЫ»
Студент Полякова П.М.
Группа СЖУ - 002
Шифр 7913
Размеры стены |
|
Грунт засыпки |
|
Грунт под подошвой |
|
Нагрузка |
||||||||
а |
м |
1.2 |
γзас |
кН/м3 |
18 |
γ |
кН/м3 |
18.5 |
q |
кПа |
40 |
|||
b |
м |
4.5 |
φ |
град |
36 |
w |
– |
0.2 |
|
|
|
|||
Н |
м |
7 |
δ |
град |
9 |
γs |
кН/м3 |
26.4 |
|
|
|
|||
d |
м |
2.5 |
α |
град |
-8 |
wL |
– |
- |
|
|
|
|||
ε |
град |
-2 |
|
|
|
wP |
– |
- |
|
|
|
|||
Подпись преподавателя _______________ Дата ____________
1. Исходные данные и цели расчета
Размеры стены:
ширина поверху а = 1,2 м;
ширина подошвы стены b = 4,5 м;
высота Н = 7 м;
высота фундамента d = 2,5 м;
угол наклона задней грани к вертикали ε = - 2°.
Грунт засыпки:
песок крупный,
удельный вес γзас
= 18
;
угол внутреннего трения φ = 36°;
угол трения грунта засыпки о заднюю грань стены δ = 9°;
угол наклона
поверхности засыпки к горизонту
= - 8°.
Грунт под подошвой фундамента (песок мелкий):
удельный вес γ = 18,5 ;
влажность
= 0,2;
удельный вес твердых частиц γs = 26,4 ;
Нагрузка на поверхности засыпки
q = 40 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.
2. Анализ строительных свойств грунта под подошвой фундамента стены
Последовательно
определяем: удельный вес сухого грунта
γd
=
= 
= 15,4
;
пористость n
= 1 –
=
1 – 
= 0,416; коэффициент
пористости е =
=
= 0,712;
Под фундаментом
песчаный грунт, кроме коэффициента
пористости следует определить степень
влажности
= 
= 0,742, где γw
– удельный вес воды,
;
по табл. Б3, Б4 охарактеризуем состояние песка по плотности, влажности и затем определяем R0 (табл. Б6).
Т.к. степень влажности находится в пределах от 0,5 до 0,8; то в данном случае пески влажные. Коэффициент пористости находится в пределах от 0,60 до 0,75; следовательно, песчаный грунт в данном случае средней плотности. R0 = 150 кПа.
Определяем расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента стены: R = 1,7 {R0 [1 + k1 (b – 2)] + k2 γ (d – 3)},
где k1 = 0,08 и k2 = 2,5 из табл. Б7;
R = 1,7 { 150 ·[1 + 0,08 (4,5 – 2)] + 2,5 18,5 (2,5 – 3)} = 266 кПа.
3. Определение активного и пассивного давления на подпорную стену
Заменим равномерно
распределенную нагрузку q
= 40 кПа слоем
грунта приведенной высоты:
=
=
= 2,22
м.
Рассчитаем
коэффициент активного давления:
=
;
=
= (0,707*0,695)/(0,993*0,985) = 0,502 ;
ξа = ( 1/2,919)*(0,621/(0,999*0,993)) = 0,323*(0,621/0,992) = 0,214 ;
При вычислении
и
следует
обратить особое внимание на знаки
и
.
Найдем ординаты эпюры интенсивности
активного давления:
на уровне верха
стены еа1
= γзас
.
hпр
.
=
18 .
2,22 .
0,214 = 8,56
на уровне подошвы
еа2
= γзас
.
(hпр
+ Н)
.
=
18 *9,22 .
0,214 = 35,515
Тогда активное
давление Еа
=
= 
.
7 = 154,264 кН.
Горизонтальная и
вертикальная составляющие интенсивности
активного давления следующие: еаг1
= еа1
.
cos
(
)
= 8,56 .
cos
(- 2 + 9)0
= 8,496
еаг2 = еа2 . cos ( ) = 35,515 . cos (-2 + 9)0 = 35,25
еав1 = еа1 . sin ( ) = 8,56 . sin (-2 + 9)0 = 1,043
еав2
= еа2
.
sin
(
)
= 35,515 .
sin
(-2 + 9)0
= 4,328
.
Соответственно вертикальная и горизонтальная составляющие активного давления
Еаг =
= 
7=
153,111 кН; Еав =
= 
7
= 18,7985 кН.
Интенсивность пассивного давления на отметке подошвы фундамента
еп=
γзас
. d
.
tg2
(45 +
)o
= 18 . 2,5
.
tg2
(45 + 
)
o
= 173,33
Пассивное давление, действующее на переднюю грань стены,
Еп
=
=
* tg2(45
+
)=
216,66 кН.
С учетом соображений, высказанных в разделе 3, снижаем величину отпора Еп = 0,33 . 216,66 = 71,4978 кН.
Эпюры интенсивности активного и пассивного давления приведены на рис. 1.