Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej
Transcript of Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej
1. Parametry geotechniczne
Nr Nazwa
gruntu Woda
Stan
gruntu
Grupa
genetyczna
φ’ c’ ν Eo
kN/m3 ° kPa - MPa
1 Pd Mało wilgotne ID=0,53 - 16,5 30,6 0 0,30 48,8
2 Pg - IL=0,25 B 21,0 19,3 25,0 0,29 24,9
2. Przyjęcie wymiarów ściany oporowej dla obliczeń wstępnych
3. Obliczenia wstępne - sprawdzenie ściany oporowej metodą Rankina
3.1. Wyznaczenie współczynnika parć poprzecznych:
3.2. Wyznaczenie parć na ścianę:
2
Nr Z q
m kPa kN/m3 kPa
1 0,00 18,0 16,5 6,52
2 5,40 18,0 16,5 37,94
3.3. Obliczenie naprężeń ścianki wraz z zalegającym na niej gruntem:
Wartości wyznaczone za pomocą programu AutoCAD.
3
3.4. Wyznaczenie wypadkowej :
Wyznaczono za pomocą programu AutoCAD.
3.5. Sprawdzenie czy siła znajduje się w rdzeniu:
Położenie siły w stosunku do środka podstawy = 0,35m. Siła wypadkowa znajduje się w rdzeniu.
4. Nośność gruntu pod ścianą oporową na 1m
4.1. Obliczenie mimośrodu podstawy oraz określenie szerokości B’ (wartości obliczeniowe):
4
4.2. Obliczenie współczynników nośności:
�� � ��∙����� ∙ �� �45° � �2� � ��∙����, °� ∙ �� �45° � 30,6°2 � � 19,70
�� � ��� � 1� ∙ ������ � �19,70 � 1� ∙ ����30,6°� � 31,62 �� � 2 ∙ ��� � 1� ∙ ����� � 2 ∙ �19,70 � 1� ∙ ���30,6°� � 22,12
4.3. Obliczenie współczynników kształtu fundamentu:
�� � 1 � �′! ∙ sin��� � 1 � 2,85&20,00& ∙ sin�30,6°� � 1,07
�� � �� ∙ �� � 1�� � 1 � 1,07 ∙ 19,70 � 119,70 � 1 � 1,07
�� � 1 � 0,3 ∙ �′! � 1 � 0,3 ∙ 2,85&20,00& � 0,96
4.4. Obliczenie współczynników nachylenia obciążenia spowodowanego siłą '�:
& � 2 � �′!1 � �′! � 2 � 2,85&20,00&1 � 2,85&20,00& � 1,88
(� � �� ∙ ! � 2,85& ∙ 20,00 � 57,0&
*� � �1 � '�+� � (� ∙ �� ∙ ����φ’��� � ,1 � 116,25 -�&286,62 -�& � 57,0& ∙ 0 ∙ ����30,6°�.�,��
� 0,38
*� � *� � 1 � *��� ∙ ���φ’� � 0,38 � 1 � 0,3831,62 ∙ ���30,6°� � 0,35
*� � �1 � '�+� � (� ∙ �� ∙ ����φ’����� � ,1 � 116,25 -�&286,62 -�& � 57,0& ∙ 0 ∙ ����30,6°�.�,����
� 0,22
4.5. Obliczenie współczynników nachylenia podstawy ściany oporowej:
/� � 1 /� � 1
4.6. Obliczenie nośności gruntu:
0 � 1��� ∙ 2 � 1,4& ∙ 16,5 -�& � 23,10-34
5� � � ∙ �� ∙ �� ∙ *� ∙ /� � 0,5 ∙ 2� ∙ �� ∙ �� ∙ �� ∙ *� ∙ /� � 0 ∙ �� ∙ �� ∙ *� ∙ /� � 0 � 0,5 ∙ 16,5 ���� ∙2,85& ∙ 22,12 ∙ 0,96 ∙ 0,22 ∙ 1 � 23,1-34 ∙ 19,70 ∙ 1,07 ∙ 0,38 ∙ 1 � 294,88-34
5� � 5�1,4 � 294,88-341,4 � 210,63-34
5
Warunek spełniony.
4.7. Obliczenie stateczności na przesunięcie:
Warunek nie został spełniony. Należy pochylić podstawę fundamentu.
5. Obliczenia szczegółowe - sprawdzenie ściany oporowej metodą Ponceleta
5.1. Obliczenie kąta klina odłamu:
6
5.2. Obliczenie parć odcinka 1-2:
6�� � �8,13°
7�� � 23 ∙ φ� � 23 ∙ 30,6° � 20,4° 9�� � 0,88&
:�,�,� � ����� ��!�"#$�!�&� ∙ �
'��(�������∙������ ��������∙����� ��
)� � ������, °��,�°�
"#$���,�°��,*°� ∙ �'��( ������,�°��,�°�∙������,�° ��,�°�
���� �,��°��,�°�∙���� �,��° ��,�°�)� �
0,62 ∙ �+��(�,���∙�,����,���∙�,���
,�� 0,273
:�,�,� � :�,�,��;��< � 6� � 0,273�;��13,0° � 8,13°� � 0,293
��,� � 2 ∙ 9 ∙ :�,�,� ��,� � 0 ∙ :�,�,�
Nr 9 0 2 ��,� ��,� ��,���
m kPa kN/m3 kPa kPa kPa
1 0,00 18,0 16,5 0,00 5,27 5,27
2 0,88 18,0 16,5 3,96 5,27 9,23
5.3. Obliczenie parć odcinka 2-3:
6� � 23,08° 7� � φ� � 30,6° 9� � 5,45&
:�,�,� � ����� ��!�"#$�!�&� ∙ �
'��(�������∙������ ��������∙����� ��
)� � ������, °�,��°�
"#$�,��°��, °� ∙ �'��(������,�°��,�°�∙������,�° ��,�°�
������,�°��,�°�∙������,�° ��,�°�)� �
1,66 ∙ �+��(�,���∙�,����,���∙�,���
,�� 0,537
:�,�,� � :�,�,��;��< � 6� � 0,537�;��13,0° � 23,08°� � 0,545
0� � � ��� ∙ �1cos��
� 18,0 �16,5 ∙ 0,86
0,97� 32,63
��,� � 2 ∙ 9 ∙ :�,�,� ��,� � 0′ ∙ :�,�,�
Nr 9 0 2 ��,� ��,� ��,���
m kPa kN/m3 kPa kPa kPa
1 0,00 32,63 16,5 0,0 17,78 17,78
2 5,45 32,63 16,5 48,29 17,78 66,07
7
5.4. Obliczenie parć odcinka 3-4:
Nr
m kPa kN/m3 kPa kPa kPa
1 0,00 117,85 16,5 0,00 40,42 40,42
2 0,25 117,85 16,5 1,38 40,42 41,80
8
5.5. Obliczenie naprężeń ścianki wraz z zalegającym na niej gruntem:
Wartości wyznaczone za pomocą programu AutoCAD.
5.6. Wyznaczenie wypadkowej :
Wyznaczono za pomocą programu AutoCAD.
9
5.7. Sprawdzenie czy siła wypadkowa znajduje się w rdzeniu:
� � 3,65& �6 � 3,65&6 � 0,61&
= � �83,68 ��� ∙ 0,31m ∙ 1,35 � 78,38 ��� ∙ 0,30& ∙ 1,00 � 228,49 ��� ∙ 0,40& ∙ 1,35 � 10,23 ��� ∙0,85& ∙ 1,00 � 6,38 ��� ∙ 5,24& ∙ 1,35 � �171,33-�
� � 375,68 -�&
�-.=� � �171,33-�375,68 -�& � �0,45&
Położenie siły w stosunku do środka podstawy = 0,39m. Siła wypadkowa znajduje się w rdzeniu.
6. Nośność gruntu pod ścianą oporową na 1m
6.1. Określenie szerokości B’:
�� � � � 2 ∙ |�-| � 3,65& � 2 ∙ 0,45& � 2,75&
6.2. Obliczenie współczynników nośności:
�� � ��∙����� ∙ �� �45° � �2� � ��∙����, °� ∙ �� �45° � 30,6°2 � � 19,70
�� � ��� � 1� ∙ ������ � �19,70 � 1� ∙ ����30,6°� � 31,62 �� � 2 ∙ ��� � 1� ∙ ����� � 2 ∙ �19,70 � 1� ∙ ���30,6°� � 22,12
6.3. Obliczenie współczynników kształtu fundamentu:
�� � 1 � �′! ∙ sin��� � 1 � 2,7520,00& ∙ sin�30,6°� � 1,07
�� � �� ∙ �� � 1�� � 1 � 1,07 ∙ 19,7 � 119,7 � 1 � 1,07
�� � 1 � 0,3 ∙ �′! � 1 � 0,3 ∙ 2,75&20,00& � 0,96
6.4. Obliczenie współczynników nachylenia obciążenia spowodowanego siłą ':
& � 2 � �′!1 � �′! � 2 � 2,75&20,00&1 � 2,75&20,00& � 1,88
(� � �� ∙ ! � 2,75& ∙ 20,00 � 55&
*� � �1 � '+ � (� ∙ �� ∙ ����φ’��� � ,1 � 75,57 -�&375,68 -�& � 55& ∙ 0 ∙ ����30,6°�.�,��
� 0,66
10
*� � *� � 1 � *��� ∙ ���φ’� � 0,66 � 1 � 0,6631,62 ∙ ���30,6°� � 0,64
*� � �1 � '+ � (� ∙ �� ∙ ����φ’����� � ,1 � 75,57 -�&375,68 -�& � 55& ∙ 0 ∙ ����30,6°�.�,����
� 0,52
6.5. Obliczenie współczynników nachylenia podstawy ściany oporowej:
/� � /� � �1 � @ ∙ ���φ’�� � �1 � 0,26 ∙ ���30,6°�� � 0,72
/� � /� � 1 � /��� ∙ ���φ’� � 0,72 � 1 � 0,7231,62 ∙ ���30,6°� � 0,71
6.6. Obliczenie nośności gruntu:
0 � 1��� ∙ 2 � 1,4& ∙ 16,5 -�& � 23,1-34
5� � � ∙ �� ∙ �� ∙ *� ∙ /� � 0,5 ∙ 2� ∙ �� ∙ �� ∙ �� ∙ *� ∙ /� � 0 ∙ �� ∙ �� ∙ *� ∙ /� � 0 � 0,5 ∙ 16,5 ���� ∙2,75& ∙ 22,12 ∙ 0,96 ∙ 0,52 ∙ 0,72 � 23,1-34 ∙ 19,70 ∙ 1,07 ∙ 0,66 ∙ 0,72 � 411,76-34
5� � 5�1,4 � 411,76-341,4 � 294,11-34
+(′ � 375,68 -�&2,75& � 136,61-34 +(′ � 136,61-34 B 5� � 294,11-34
Warunek spełniony.
6.7. Obliczenie stateczności na przesunięcie:
5�� � + ∙ ���φ’� � 375,68 -�& ∙ ���30,6°� � 222,18
5�� � 5��1,1 � 222,18 -�&1,1 � 201,98 -�&
' � 75,57 -�& ∙ 1,35 � 102,02 -�& B 5�� � 210,98 -�&
Warunek spełniony.
11
7. Wymiarowanie
7.1. Wymiarowanie ściany pionowej
Na odcinku 1-2:
Nr
m kPa kN/m3 kPa kPa kPa
1 0,00 18,0 16,5 0,00 5,27 5,27
2 2,02 18,0 16,5 9,10 5,27 14,37
12
Na odcinku 2-3:
Nr
m kPa kN/m3 kPa kPa kPa
1 0,00 52,02 16,5 0,0 19,77 19,77
2 2,80 52,02 16,5 17,23 19,77 37,00
Wykres momentów zginających otrzymany za pomocą programu RM-WIN dla ścianki obciążonej
parciem jak powyżej:
Do wymiarowania przyjęto beton C25/30 i stal A-III N.
Ekstremalne momenty w przekrojach:
2-2: 16,946 kNm
3-3: 171,534 kNm
Dla przekroju 2-2:
Z równowagi momentów względem środka ciężkości zbrojenia wyliczymy
zasięg strefy ściskanej
Następnie z sumy rzutów sił
13
Ponadto:
Zatem dla przekroju 2-2 przyjęto pole zbrojenia .
Przyjęto pręty o średnicy 12 mm co 30 cm.
Dla przekroju 3-3:
Z równowagi momentów względem środka ciężkości zbrojenia wyliczymy zasięg strefy ściskanej
Następnie z sumy rzutów sił
Ponadto:
Zatem dla przekroju 3-3 przyjęto pole zbrojenia .
Przyjęto pręty o średnicy 12 mm co 15 cm.
Ponadto przyjęto siatkę przeciwskurczową zgrzewaną #8 20 cm x 20 cm.
7.2 Wymiarowanie ścianki dennej
Odpór podłoża pod fundamentem:
14
Wyznaczenie wartości sił skupionych:
Obliczenie momentu ekstremalnego w prawym wsporniku:
Długość wspornika – 2,35 m
Obliczenie momentu ekstremalnego w lewym wsporniku:
Długość wspornika – 0,90 m
Dla lewego wspornika:
Z równowagi momentów względem środka ciężkości zbrojenia wyliczymy zasięg strefy ściskanej
Następnie z sumy rzutów sił
Ponadto:
Zatem przyjęto pole zbrojenia .
Przyjęto pręty o średnicy 12 mm co 10 cm.
15
Dla prawego wspornika:
C � 65 � 5,0 � 60,0�&
Z równowagi momentów względem środka ciężkości zbrojenia wyliczymy zasięg strefy ściskanej
=/� � D�� ∙ / ∙ E/00 ∙ �C � 0,5E/00�
Następnie z sumy rzutów sił
(�� � D�� ∙ / ∙ 1���0 !
E/00 � 1,25�&
(�� � 6,38�&
Ponadto:
F��� � max I0,26 ∙ 0�"#0 $ , 0,13%K � max L0,26 ∙ , 234*��234 , 0,13%M � 0,16%
(�,��� � F��� ∙ / ∙ C � 0,0016 ∙ 1,00m ∙ 0,60m � 9,60cm
Zatem przyjęto pole zbrojenia (�� � 9,60�&.
Przyjęto pręty o średnicy 12 mm co 10 cm.