Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

15
1. Parametry geotechniczne Nr Nazwa gruntu Woda Stan gruntu Grupa genetyczna φ’ c’ ν E o kN/m 3 ° kPa - MPa 1 Pd Mało wilgotne I D =0,53 - 16,5 30,6 0 0,30 48,8 2 Pg - I L =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:

Transcript of Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

Page 1: 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:

Page 2: Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

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.

Page 3: Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

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):

Page 4: Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

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

Page 5: Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

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:

Page 6: Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

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

Page 7: Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

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

Page 8: Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

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.

Page 9: Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

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

Page 10: Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

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.

Page 11: Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

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

Page 12: Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

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

Page 13: Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

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:

Page 14: Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

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.

Page 15: Projekt lekkiej kątowej ścianki oporowej

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.