Определение напряжений, действующих на грунт
Контрольная работа - Строительство
Другие контрольные работы по предмету Строительство
° на рис.6.
Для случая действия на поверхности массива грунта нагрузки, распределенной в пределах гибкой полосы по трапецеидальной эпюре, величину вертикального сжимающего напряжения в заданной точке массива грунта определяют путем суммирования напряжений от прямоугольного и треугольного элементов эпюры внешней нагрузки.
Вертикальные напряжения sz, возникающие от действия полосообразной равномерно распределенной нагрузки (прямоугольный элемент эпюры внешней нагрузки), определяют по формуле:
sz = kzp
где kz - коэффициент, определяемый в зависимости от величины относительных координат z/b и у/b, из табл.3 [1];
р- вертикальная равномерно распределенная нагрузка.
Вертикальные напряжения sz, возникающие от действия полосообразной неравномерной нагрузки, распределенной по закону треугольника (треугольный элемент эпюры внешней нагрузки), определяются по формуле:
sz = kzP
где kz- коэффициент, определяемый в зависимости от величины относительных координат z/b и у/b, из табл.4 [1];
Р - наибольшая ордината треугольной нагрузки.
При построении расчетной схемы и эпюр напряжений принимаем масштаб расстояний 1:50, масштаб напряжений 0,05 МПа в 1 см.
Дано: b=4,0м; Р1=0,16МПа; Р2=0,26МПа; z=2,0м; Расчетная вертикаль М5.
Решение: При расчете вертикальных напряжений равномерно распределенную нагрузку принимаем p = Р1 = 0,16МПа, при этом наибольшая ордината треугольной нагрузки Р = Р2-Р1 = 0,26 - 0,16 = 0,1МПа. Необходимо учесть, что начало координат для равномерно распределенной нагрузки находится в середине полосы нагружения, а начало координат для неравномерно распределенной нагрузки находится с краю полосы нагружения, где значение треугольной нагрузки равно нулю.
Вычисляем напряжения в расчетных точках:
По полученным значениям напряжений строим эпюру распределения напряжений sz рис.7
Задача №4. Подпорная стенка высотой Н с абсолютно гладкими вертикальными гранями и горизонтальной поверхностью засыпки грунта за стенкой имеет заглубление фундамента hзагл и ширину подошвы фундамента b. Засыпка за стенкой и основание представлены глинистым грунтом, имеющим следующие характеристики физико-механических свойств: плотность грунта r, угол внутреннего трения j, удельное сцепление с. Требуется определить:
а) аналитическим методом величины равнодействующих активного и пассивного давлений грунта на подпорную стенку без учета нагрузки на поверхности засыпки, построить эпюры активного и пассивного давлений грунта, указать направления и точки приложения равнодействующих давлений грунта;
б) графическим методом, предложенным Ш.Кулоном, величину максимального давления грунта на заднюю грань подпорной стенки при наличии на поверхности засыпки равномерно распределенной нагрузки интенсивностью q. Схема к расчету представлена на рис.8.
Определение давления грунта на вертикальную гладкую подпорную стенку с учетом внутреннего трения и сцепления грунта можно произвести по следующим зависимостям:
активное давление грунта s2z в любой точке стенки:
,
где z - расстояние точки от поверхности засыпки;
пассивное давление грунта sп в любой точке стенки:
равнодействующая Еа активного давления грунта:
,
где Н - высота подпорной стенки
равнодействующая Еп пассивного давления грунта:
,
где hзагл - заглубление фундамента подпорной стенки
Точка приложения Еа находится от подошвы фундамента подпорной стенки на расстоянии:
где hc - высота верхней части стенки, не воспринимающей давление грунта:
очка приложения Еп находится на высоте lп от подошвы фундамента подпорной стенки:
где а - величина пассивного давления грунта в уровне подошвы фундамента при z=hзагл; d - величина пассивного давления грунта в уровне обреза фундамента при z=0.
При построении расчетной схемы и эпюр активного и пассивного давлений грунта на подпорную стенку следует принимать масштаб расстояний 1:50, масштаб давлений 2,5кПа в 1 см.
Для определения давления грунта на подпорную стенку графическим методом используем построения, предложенные Ш.Кулоном. Последовательность такого определения приведена в примере 4 [1]. Действие сплошной равномерно распределенной нагрузки горизонтальной поверхности засыпки грунта в этом случае заменяется эквивалентной высотой слоя грунта, равной:
= q / g.
Масштаб расстояний для графического определения следует принять 1:50.
Дано: Н=7,0м; hзагл=2,0м; b=3,2м; j=17; r=2,02г/см3=20,2кН/м3; с=0,015МПа=15кПа; q=0,16МПа=160кПа.
Решение: Определяем величину активного давления на глубине z=H:
Величина равнодействующей Еа активного давления определим по формуле:
Определим высоту верхней части стенки, не воспринимающей давление грунта:
Точка приложения Еа находится от подошвы фундамента подпорной стенки на расстоянии:
Величина пассивного давления грунта
) на уровне обреза подпорной стенки при z=0;
) на уровне подошвы подпорной стенки z=hзагл=2.0м
Равнодействующая Еп пассивного давления грунта:
Точка приложения Еп находится на высоте lп от подошвы фундамента подпорной стенки: