Расчет шпунтового ограждения
Курсовой проект - Строительство
Другие курсовые по предмету Строительство
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РФ
МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА
Кафедра: Водные пути, порты и электрооборудование
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине Основания и фундаменты
Выполнила: студентка III курса
Группы ГТ-61
Гурдина А.Р.
Москва
Задания для выполнения курсовой работы
Задача 1. Для заданной по варианту схемы шпунтового ограждения подобрать глубину забивки шпунта из условий его устойчивости. Построить эпюры активного давления грунта, реактивного сопротивления и суммарную, определить положение сечения с наибольшим изгибающим моментом и требуемый осевой момент сопротивления на 1 погонный метр ограждения.
Числовые данные принять согласно данному варианту.
Задача 2. Для подпорной стены выполнить проверку устойчивости на сдвиг и опрокидывание, построить эпюру нормальных напряжений в сечении по ее подошве.
Размеры стены и характеристики грунта принять согласно данному варианту.
Задача 3. Выполнить расчет сваи по несущей способности грунтов основания.
Задача 1.
Исходные данные приведены в таблице:
h1,мq, кН/м2?1, кН/м3?2, кН/м3?1о?2о2,41618,218,43040
В приводимом ниже расчете используется модель шпунтового ограждения как тонкой жесткой стенки, равновесие которой обеспечивается защемлением в коренном грунте путем забивки шпунта в него на глубину h2.
Для построения эпюры активной нагрузки на шпунтовое ограждение равномерно-распределенную нагрузку q на поверхности засыпки заменяем слоем грунта высотой h0 (приведенная высота), которая будет равна:
Коэффициент активного давления для первого слоя грунта при ? = ? = ? = 0 определяем по формуле:
Эпюра интенсивности активного давления грунта в верхнем слое будет иметь форму трапеции с ординатами:
В верхней точке
В нижней точке
Для второго (коренного) слоя грунта будем иметь:
Интенсивность активного давления в верхней точке второго слоя грунта будет равна:
Для нижней точки ординату эпюры интенсивности активного давления найдем как алгебраическую сумму давления на ограждение с правой и с левой его стороны:
,
т.е. эпюра интенсивности активного давления в пределах слоя коренной породы имеет прямоугольное очертание.
Под действием активной нагрузки на шпунт в слое коренной породы возникает реактивное сопротивление, которое в предельном состоянии очерчивается ломаной эпюрой защемления. Тангенс угла наклона эпюры защемления с левой стороны ограждения называют градиентом эпюры и определяют как разницу между коэффициентами пассивного и активного давления грунта, умноженную на удельный вес грунта:
, где
шпунтовой ограждение подпорный стена грунт
Прямая эпюры защемления с левой стороны ограждения будет иметь ординату в нижней точке шпунта, равную . Примем h2=3,0м.
На расстоянии (h2 - y) от низа шпунта эпюра защемления имеет излом. Величина этого расстояния определяется по формуле:
, где
Р - сумма проекций на горизонталь активной нагрузки, равная
М - сумма моментов активных сил относительно оси, проходящей через нижнюю точку шпунта, равная
При указанных числовых значениях получим:
Тогда
Ордината эпюры защемления на глубине y = 1,3м будет равна:
В нижней точке шпунта реактивное сопротивление имеет направление в противоположную перемещению шпунта сторону, т.е. влево, а эпюра защемления характеризуется максимальной ординатой ?, определяемой по формуле:
Построенная по этим данным эпюра защемления складывается с эпюрой активного давления (с учетом направлений действующих давлений), в результате чего получаем самоуравновешенную эпюру интенсивности суммарной нагрузки, действующей на шпунт. Устойчивость шпунта считается обеспеченной, если суммарная ордината в его нижней точке не превышает предельного сопротивления грунта в этой же точке, которая определяется как произведение градиента на приведенную высоту для этой точки:
В данном случае имеем:
, т.е. условие устойчивости выполняется. При невыполнении этого условия следует увеличить глубину заглубления шпунта.
Для обеспечения условия прочности шпунтового ограждения необходимо найти наибольший изгибающий момент в его сечении. Положение по высоте сечения, соответствующего максимальному изгибающему моменту Мmax обозначим координатой z от поверхности коренного грунта. Эту координату будем искать из условия:
.
Для составления этого уравнения будем искать величину поперечной силы в сечении шпунта на глубине z, проецируя на горизонталь силы, действующие на верхнюю отсеченную часть шпунта:
Получив величину, необходимо убедиться, что она не превышает глубину точки излома в эпюре защемления, т.е. что ; для данного примера имеем .
При несоблюдении этого условия уравнение, из которого определялось z, необходимо составить с учетом излома в эпюре защемления.
Максимальный изгибающий момент в сечении шпунта при z = 1, будет равен: