Основы расчета конструирования монолитных железобетонных подпорных стен

Содержание
Введение
1.Конструирование
2.Основы статического расчета подпорных стен…………………………..
3.Основы расчета прочности конструкции……………………...…………..15
3.1Прочность нормального сечения
3.2Прочность наклонного сечения
3.3Основы расчета конструкции по пригодности к нормальной эксплуатации. Расчет прогибов, образование и ширина раскрытия трещин..
Заключение
Список использованных источников

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 1,5м, 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.
2