Основы расчета конструирования монолитных железобетонных подпорных стен

Для решения этой задачи можно использовать систему трех уравнений:

(Q=0;

(M=0;

(N=0.

Однако, методика расчета, основанная на совместном решении всех уравнений равновесия, к настоящему времени находится в стадии разработки.

Поэтому принят раздельный расчет на действие поперечной силы Q и на действие изгибающего момента М в наклонном сечении.

Условия прочности для различных схем загружения:

А) M (Ms+Msw+Ms, inc

Б) Q (Qsw+Qs, inc+Q b

B) Q (0.3(w1(b1Rbtbho

Схема Б — прочность элемента по наклонному сечению на действие поперечной силы.

Поперечное усилие, воспринимаемое бетоном сжатой зоны над вершиной наклонного сечения: Qb= Мb/с, где М b=(b2(1+(f+(n)Rbtbho2.

Величину Qb принимают не менее Qbmin=(b3(1+(f+(n)Rbtbho;

здесь (bi — табличные коэффициенты, зависящие от вида бетона, величину множителя принимать (1+(f+(n)(1.5

Коэффициент (f, учитывающий наличие полок тавровых сечений:

(f = 0.75(bf'-b)hf'/ bho; принимать (f < 0.

5.

При этом bf' принимают не более (b+3hf').

При учете свесов таврового сечения поперечная арматура ребра балки должна быть надежно заанкерена в полке, и ее количество должно быть не менее (w=0.0015

Коэффициент (n, учитывающий влияние продольных сил, определяют по следующим формулам:

— при наличии продольных сжимающих сил N от внешней нагрузки или предварительного натяжения продольной арматуры, расположенной в растянутой зоне сечения элемента:

(n=0.1N/ Rbtbho (0.5

— при наличии продольных растягивающих сил:

(n=-0.2N/ Rbtbho (0.8

Значение Qsw определяем по формуле:

Qsw=(RswAsw;

Для выполнения расчетов используется вспомогательная величина qsw=RswAsw/s, которая представляет собой погонную поперечную силу, воспринимаемую хомутами на единице длины конструкции.

Тогда поперечную силу, воспринимаемую хомутами, удобно определять как Qsw=qswco;

Расчет наклонных сечений на действие М производится:

— в местах обрыва или отгиба продольной арматуры;

— в приопорной зоне балок;

— у свободного края консолей;

— в местах резкого изменения конфигурации элемента (подрезки и т. п.)

Указанный расчет можно не выполнять, если выполнены определенные правила конструирования элемента (обычно их применяют при построении эпюры материалов для изгибаемых элементов).

Прочность по наклонной сжатой полосе для элементов таврового и прямоугольного профиля обеспечивается предельным значением поперечной силы, которая действует в нормальном сечении, расположенном не менее чем на ho от опоры:

Q (0.3(w1(b1Rbtbho

При выполнении указанного условия обеспечивается прочность бетона на сжатие в стенке балки между наклонными трещинами от действия здесь наклонных сжимающих усилий. Коэффициент (w1, учитывающий влияние поперечных стержней:

(w1=1+5((w (1.3

(b1=1-(Rb

где (- коэффициент = 0.01 для тяжелого и мелкозернистого бетона, =0.02 для легкого бетона.

В элементах без поперечной арматуры вся поперечная сила воспринимается бетоном, и расчет прочности по наклонному сечению производят по двум условиям:

Q (2.5Rbtbho;

Q ((b4(1+(n)Rbtbho2/c

Если одно из условий не выполняется, то необходимо изменить характеристики сечения или установить расчетную поперечную арматуру.

Основы расчета конструкции по пригодности к нормальной эксплуатации. Расчет прогибов, образование и ширина раскрытия трещин

Расчет по образованию трещин, нормальных и наклонных к продольной оси элемента, производят для проверки трещиностойкости элементов, к которым предъявляют требования первой категории, а также чтобы установить, появляются ли трещины в элементах, к трещиностойкости которых предъявляют требования второй и третьей категории. Считается, что трещины, нормальные к продольной оси, не появляются, если усилие Т (изгибающий момент или продольная сила) от действия нагрузок не будет превосходить усилия ТСгс, которое может быть воспринято сечением элемента Считается, что трещины, наклонные к продольной оси элемента, не появляются, если главные растягивающие напряжения в бетоне не превосходят расчетных значений.

Расчет по раскрытию трещин, нормальных и наклонных к продольной оси, заключается в определении ширины раскрытия трещин на уровне растянутой арматуры и сравнении ее с предельной шириной раскрытия.

Расчет по перемещениям заключается в определении прогиба элемента от нагрузок с учетом длительности их действия и сравнении его с предельным прогибом.

Предельные прогибы устанавливаются различными требованиями: технологическими, обусловленными нормальной работой кранов, технологических установок, машин и т. п.; конструктивными, обусловленными влиянием соседних элементов, ограничивающих деформации, необходимостью выдерживать заданные уклоны и т. п.; эстетическими.

Предельные прогибы предварительно напряженных элементов могут быть увеличены на высоту выгиба, если это не ограничивается технологическими или конструктивными требованиями.

Порядок учета нагрузок при расчете прогибов установлен следующий: при ограничении технологическими или конструктивными требованиями — на действие постоянных, длительных и кратковременных нагрузок; при ограничении эстетическими требованиями — на действие постоянных и длительных нагрузок. При этом коэффициент надежности по нагрузке принимается равным Yf.

Предельные прогибы консолей, отнесенные к вылету консоли, принимаются вдвое большими.

Кроме того, должен выполняться дополнительный расчет по зыбкости для не связанных с соседними элементами железобетонных плит перекрытий, лестничных маршей, площадок и т. п.: добавочный прогиб от кратковременно действующей сосредоточенной нагрузки 1000 Н при наиболее невыгодной схеме ее приложения не должен превышать 0,7 мм.

Заключение

Подпорные стенки выполняют как практическую, так и декоративную функцию. Часто участки расположены на косогорах, склонах оврагов, на берегах рек со значительным перепадом высоты, поэтому, проектируя будущий сад, в первую очередь обращают внимание на рельеф участка.

В зависимости от конструкции и высоты подпорной стенки определяют необходимость наклона ее передней и задней граней. Для гравитационных подпорных стенок жестко закрепленной конструкции, высота которых вместе с фундаментом не превышает 1,5 м, наклон граней не требуется. При увеличении высоты наклон передней стенки позволяет создавать оптическую иллюзию вертикальности, это улучшает ее визуальное восприятие и позволяет скрыть недостатки в отделке фасада (незначительные неровности при наклоне становятся менее заметными). Помимо этого, наклон может повысить устойчивость стенки к опрокидыванию. Рекомендуемый наклон передней грани для жестко закрепленных конструкций составляет 12:1, для упругих конструкций — 6:1, для деревянных стенок, а также для габионов и сухой каменной кладки — 6°.

При строительстве подпорной стенки для повышения ее прочности помимо расчетов необходимо создание дренажа и водоотвода. Повышение прочности конструкции подпорной стенки происходит за счет снижения давления воды со стороны грунта, и предотвращения явлений эрозии поверхностными водами.

Верхнюю часть подпорной стенки планируют с уклоном 20% в сторону водоотводящей канавки (которую проектируют вдоль стенки и связывают с ливневой сетью) для организации поверхностного стока.

В данной работе были рассмотрены основы расчета и конструирования монолитных железобетонных подпорных стен, рассмотрена их конструкция, виды, область применения.

Список использованных источников

СНиП 52−01−2003

Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. — М.: ГУП ЦПП, 2004. — 24 с.

СП 52−102−2004

Предварительно напряженные железобетонные конструкции. — М.: ГУП ЦПП, 2005. — 36 с.

СП 52−101−2003

Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. — М.: ГУП ЦПП, 2004.

Байков, В. Н. Железобетонные конструкции: Общий курс: учебник для вузов / В. Н. Байков, Э. Е. Сигалов. — 5-е изд. — М.: Стройиздат, 1971. — 767 с.

Леденев, В.В. Л39 Расчет и конструирование специальных инженерных сооружений: учебное пособие / В. В. Леденев, В. Г. Однолько, А. В. Худяков. — Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. — 128 с.

Цимбельман, Н. Я. Разрушения подпорных стен. // Труды ДВГТУ; вып.

130. — Владивосток: ДВГТУ, 2001.

Цимбельман Н.Я., Абакумов П. А. Задача расчёта подпорных сооружений из армированного грунта, предназначенных для складирования сыпучих материалов (на английском языке, тезисы). // Восьмой международный форум студентов, аспирантов и молодых учёных стран АТР/ Сборник тезисов докладов. — Владивосток: ДВГТУ, 2008.

СП 52−102−2004

Предварительно напряженные железобетонные конструкции. — М.: ГУП ЦПП, 2005. — 36 с.

СНиП 52−01−2003

Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. — М.: ГУП ЦПП, 2004. — 24 с.

СП 52−101−2003

Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. — М.: ГУП ЦПП, 2004.

Леденев, В.В. Л39 Расчет и конструирование специальных инженерных сооружений: учебное пособие / В. В. Леденев, В. Г. Однолько, А. В. Худяков. — Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. — 128 с.

Байков, В. Н. Железобетонные конструкции: Общий курс: учебник для вузов / В. Н. Байков, Э. Е. Сигалов. — 5-е изд. — М.: Стройиздат, 1971. — 767 с.

Цимбельман Н.Я., Абакумов П. А. Задача расчёта подпорных сооружений из армированного грунта, предназначенных для складирования сыпучих материалов (на английском языке, тезисы). // Восьмой международный форум студентов, аспирантов и молодых учёных стран АТР/ Сборник тезисов докладов. — Владивосток: ДВГТУ, 2008.

Цимбельман, Н. Я. Разрушения подпорных стен. // Труды ДВГТУ; вып.

130. — Владивосток: ДВГТУ, 2001.