Расчет подпорной стенки. Расчет подпорной стенки
 Скачать 259.83 Kb.
|
Расчёт бетонной подпорной стенкиНаиболее простой конструкцией подпорной стенки в проектировании и строительстве является подпорная стенка, выполненная из бетона. Одним из особенных свойств бетона является ползучесть – способность перераспределять напряжения в поперечном сечении. Упругие свойства бетона учитываются введением в формулу (4) для расчётного напряжения σ=Rbt коэффициента γ как для упругого материала [1, 2, 3]. С учётом нормативных запасов и условий работы сооружения, расчётная формула (5) примет вид для элемента конструкции длиной 1м:  откуда получаем с учётом условий работы сооружения:  где: γ=1,75 –для прямоугольного поперечного сечения; kн=1,15 – коэффициент надёжности для сооружения III-го класса; n=1,2 – коэффициент перегрузки (запаса) для грунта; nс=1,0– коэффициент сочетания (основное) нагрузок для 2-й группы предельных состояний; mb – коэффициент условий работы бетона. Для бетонных конструкций, рассчитываемых по предельным состояниям 1-й группы, в сечений толщиной t<60 см mб=1, а при t≥60 см коэффициент mб=1,15. Предварительно следует принимаем mb=1,15. С учётом принятых значений этих коэффициентов по (6) получаем:  В формуле (6ʹ) изгибающий момент М подставляется тм, а Rbt в Мпа*10-2. Как видно из формулы (6), величина поперечного сечения конструктивного элемента определяется при данной величине изгибающего момента М допустимой величиной растягивающих напряжения наружных волокон материала конструкции Rр. Значения Rbt приводятся в нормативной и справочной литературе. На рисунке 8 представлена зависимость Rbt =f(класса бетона), построенная по данным [5].  Рис. 8. Зависимости допустимых растягивающих напряжений Rbt в бетоне классов В7,5 –В40 По формуле (6’) вычислены расчётные толщины консолей подпорной стенки, выполненной из бетона. На рисунке 9 приведен графики зависимости t=f(z, кл.) толщины консоли по её высоте по расчёту и конструктивно принятые толщины.  Рис. 9. Графики зависимости t=f(z, кл.) толщины консоли для tрасч. и tконстр. По расчётам, для верхнего сечения консоли при z=0 изгибающий момент Ми0=0, чему соответствует t0=0. Однако такое выполнение подпорной стенки неконструктивно, в связи с чем при проектировании назначают t0мин=0,08м, а значения tмакс округляют до больших значений дециметров. В настоящих расчётах подпорной стенки примем t0мин=0,08м. Изменение конструктивно принятых параметров консоли так же приведено на рисунке 5. Длину плиты подпорной стенки назначают такой, чтобы вместе с пригрузкой грунтом она обеспечивала устойчивость подпорной стенки против опрокидывания и сдвига. Для предварительных расчётов толщина плиты под консолью принимается равной толщине консоли, толщину торцевой грани назначают (0,2…0,5) tмакс, а длину плиты l=(0,5…0,9)Н высоты стенки. Примем высоту tпл торцевой грани плиты tпл=0,5 tмакс и длину плиты l=0,55Н=0,55/3,6=2м. При подсчёте экономических показателей линейных конструкций удобно использовать удельные показатели на 1 погонный метр (пог. м.) длины сооружения. Объём бетона консоли будет определяться как площадь трапеции Vк=0,5*(t0+tн)*Нст, а объём бетона плиты будет определяться как площадь квадрата со стороной tн и площадь трапеции Vпл= t2н +0,5*(tн+ tпл)*(l- tн). Результаты расчётов удельных объёма бетона консоли, плиты и всей стенки приведены в таблице 1. Таблица 1. Удельные объёмы бетона консоли, плиты и всей стенки
В качестве критерия оценки экономичности варианта конструкцию будем оценивать по стоимости бетона. По данным таблицы 1 построены графики зависимости потребного количества бетона в зависимости от его класса, приведенные на рисунке 10.  Рис. 10. Графики зависимости потребного количества бетона в зависимости от его класса Стоимость бетона может быть определены по рекламным предложениям прайс-листов с ценами на бетон. Цена бетона включает в себя цену цемента, инертных заполнителей, цену доставки бетона к стройплощадке. Причём, часто в рекламных материалах в цена бетона не полностью отражаются составляющие, оговаривая в рекламных проспектах окончательную цену по результатам заказа. На рисунке 11 приведены в качестве примера данные о стоимости бетона по рекламным объявлениям прайс-листов двух фирм производителей бетона с ценами Ц1 и Ц2 за 1куб. м бетона. В цене Ц2 указана стоимость доставки бетона по Москве, с учётом чего используем её для определения стоимости подпорной стенки.  Рис. 11. Графики зависимости цены бетона в зависимости от его класса В таблице 2 приведены удельные показатели стоимости консоли подпорной стенки, её плиты и общая стоимость одного погонного метра. Таблица 2. Удельные стоимости бетона консоли, плиты и всей стенки
По данным таблицы 2 на рисунке 12 построены графики зависимости от класса бетона его стоимости для сооружения подпорной стенки без использования арматуры.  Рис. 12. Графики зависимости стоимости бетона в зависимости от его класса Как видно по кривым стоимости как консоли и плиты, так и суммарной стоимости стенки, с увеличением прочности бетона стоимость одного погонного метра стенки снижается до минимума при использовании бетона класс В25, а затем, хотя и медленно, начинает возрастать. Таким образом, при принятой в расчётах цене за бетон, минимальная стоимость бетонной подпорной стенки будет 9,13 тыс. руб/п.м. при ипользовании бетона класса В25. При использовании бетона других производителей, оптимальная цена может быть получена для бетона иного класса. |