САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ВОДНЫХ КОММУНИКАЦИЙ
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ВОДНЫХ КОММУНИКАЦИЙ
Курсовая работа по устройству портов на тему «Подпорные стенки»
Выполнил: студентка ГТ-32 уч. группы
Проверил: Перевязкин Ю.А.
Санкт – Петербург 2010г.
Исходные данные:
1. Расчет подпорной стенки в виде стального одноанкерного больверка 1.1 Статический расчет больверка Расчет выполняется графоаналитическим методом в следующей последовательности (рис.2)
Интенсивность давления грунта в характерных точках (поверхность и границы грунтов, низ шпунтовой стенки, рис.2а) вычисляют по формуле:
(1)
где qo=40 кПа- расчетная равномерная нагрузка на поверхности грунта засыпки; - плотность i – того слоя грунта за шпунтовой стенкой, т/м3; g= 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения; hi- мощность i – того слоя грунта за шпунтовой стенкой, м; -коэффициент бокового давления грунта (распора);
(2) i - угол внутреннего трения i – того слоя грунта, град. Вычисления абсцисс эпюры активного давления грунта на шпунтовую стенку удобно свести в таблицу.
Таблица 1
Если i – тый грунта обладает сцеплением, то в пределах всего слоя этого грунта активное давление уменьшают на величину еа сц. (3) где сi- сцепление i – того слоя грунта, кПа. Эпюра активного давления грунта представлена на рис. 1справа от оси стенки. 3. Строят эпюру пассивного давления грунта. Интенсивность давления грунта в характерных точках (рис.1) вычисляют по формуле: (4) где q’ о – распределенная нагрузка на поверхности грунта засыпки(крепление дна ж/б плитами, каменная наброска и т.д.), кПа. Согласно исходных данных задания q’ о=0; -коэффициент пассивного давления грунта (отпора); (5) кi – коэффициент, учитывающий трение грунта о шпунтовую стенку и зависящий от ее материала и угла внутреннего трения грунта i. Если i – тый грунта обладает сцеплением, то в пределах всего слоя этого грунта пассивное давление увеличивают на величину еп сц. (6) Эпюра пассивного давления грунта представлена на рис. 1 слева от оси стенки. 4. Результирующую (суммарную) эпюру давления грунта на стенку (рис.1,б) получают сложением эпюр «еа» «еп» Суммарную эпюру разбивают по высоте на ряд полос от 0,5 до 1,0 м (рис.1), так чтобы на всех отметках, где эпюра давления имеет изломы, были бы границы полосок. 5. Рассматривают независимые полоски, их действие заменяют сосредоточенными силами Еj, приложенными в центре тяжести каждой j-ой полоски (рис. 1). Силы Еj численно равны площадям соответствующих полосок. 6. Строят силовой многоугольник (рис.1,г). Полюс силового многоугольника «О» удобнее разместить на вертикали, проходящей около середины этого отрезка, а полюсное расстояние принять равным примерно его половине. Начало и конец каждой силы соединяют с полюсом «О». 7. Веревочный многоугольник строят параллельным переносом лучей с силового многоугольника на поле горизонтальных линий действия сил. При этом первый луч (отмеченный значком «S») продлевают до пересечения с горизонтальной линией, проходящей на отметке крепления анкеров к шпунтовой стенке (в точке «А» на рис.1д). Замыкающую веревочного многоугольника проводят через точку «А» таким образом, чтобы у1=1,1у2. 8. Точка «В» пересечения замыкающей с веревочным многоугольником (рис. 1) определяет необходимую глубину забивки стенки to. Полную глубину забивки шпунтовых свай t можно принять равной t=(1,15…1,20) to. 9. Числовое значение максимального изгибающего момента на один погонный метр шпунтового ряда определяют по формуле: Ммах= =280*2,3=653 кН*м/м (7) где полюсное расстояние на силовом многоугольнике, выраженное в масштабе сил, кН/м; 10. Параллельным переносом замыкающей с веревочного многоугольника на силовой (рис. 1г) получают величину усилия в анкерной тяге на один погонный метр набережной , кН/м (отрезок от начала силового многоугольника до точки пересечения его с замыкающей - в масштабе сил) = 376 кН/м. 1.2 Подбор шпунтовых свай и определение диаметра анкерной тяги Расчетные значения изгибающих моментов, по которым следует подбирать шпунтовые сваи из сортамента, получают по формуле: =653*0,67=437,6кН/м (8) где к1-поправочный коэффициент, учитывающий приближенность теоретического расчета и экспериментальных данных. к1=0,77-0,37h/H =0,77-0,37*3,1/11,5=0,67 (9) где h – высота над анкерной консоли, м; Н – свободная высота причальной стенки, м; Шпунтовые сваи по сортаменту, согласно моменту сопротивления одного погонного метра стенки, вычисляемого по правилам сопротивления материалов при изгибе: Мсопр= /[ ]р=437,6/160*103=0,002735м3 Технические характеристики стальных шпунтовых свай
Расчетные значения усилий в анкерных тягах определяют по формуле: Ra(q0)=Ra*k2*d (10) Где к2- коэффициент, учитывающий податливость анкерных закреплений, неравномерности натяжения анкерных тяг, способ возведения стенки и т.п. к2= 1,2+0,25h/H=1,2+0,25*3,1/11,5=1,267 (11) Ra расч=1,68*1,267*376=800,34м3 d=4*b=1,68м. Аналогично выполняют расчёт одноанкерного больверка без нагрузки.(рис.2) 1.3. Проверка общей устойчивости подпорной тяги. Проверка общей устойчивости сооружения выполнена по методу круглоцилиндрической поверхности скольжения. Расчетная схема к проверке общей устойчивости указана на рис.3. Расчет: 1. Приводим сдвигающийся грунтовый массив к однородному с плотностью грунта . Для этого интенсивность нагрузки над расчетным уровнем воды приводим к высоте hприв эквивалентного слоя грунта с плотностью . (12) 2. Определяем координаты центра и радиус кривой скольжения по приближенному методу Феллениуса. Абсолютные координаты Х0 и У0 равны Х0 =х*Н=5,0м ,У0=у*Н =6,0м (13) Где х и у – относительные координаты центра «О» . , , х=0,41, у=0,53 3. Определяют наихудшее для устойчивости положение временой равномерно распределенной нагрузки q0. Для этого из «О» проводят R под углом к вертикали до пересечения с поверхностью скольжения. Из полученной точки N (рис.3) восстанавливают вертикаль, до которой от линии кордона нагрузку q0 в расчете не учитывают. 4. Ограничиваем эпюру приведенных нагрузок в тыловой части. Для этого расчетный уровень воды на водоеме продолжают вправо до пересечения и получают точку М(рис.3) проводим вертикаль и получаем точку «К». Приведенная высота на этой вертикали равна: 5. Всю сдвигающуюся призму грунта разбиваем на полоски равной ширины b=0,1*16,2=1,62м 6. Определяем коэффициент запаса общей устойчивости сооружения «К» (14) где L- длина дуги, по которой действует сцепление, м. L=0,0175* *R =0,00175*97 *16,2=27,5м (15) Где - центральный угол, опирающийся на дугу L, град. Вычисление первого слагаемого числителя и знаменателя уравнения (14) приведены в таблице 1. 1.4. Определение допустимой эксплуатационной нагрузки. Определение координат х1,х2 , . Координаты х1,х2 , определены исходными данными в долях от ширины активной зоны «В». х1=0,15В=4,69м, х2=0,25В=7,45м, , Ширина активной зоны «В» вычисляется по формуле , (16) где hi- мощности I-тых слоев грунта от отметки поверхности грунта засыпки до отметки, на которой изгибающий момент шпунтовой стенке достигает наибольшего значения. «В» определяют и графически рис.4. Далее определяют числовые значения координат полос загружения х1,х2 , и показывают на рис.4 положение фактической q*( ) и искомой q(х1,х2) нагрузок Таблица 1 Результаты вычислений
1.5. Определение допускаемой нагрузки [q(х1,х2)] (17) (18) где и - соответственно, приращения максимального изгибающего момента в шпунтовой стенке и в анкерной тяге от нагрузки q (x1 , х2). и - то же , от проектной нагрузки q0. = Мmах(q0) - М =437,6- 257,28=180,36кН*м/м (19) = (q0)- =476,4- 288,87=187,52кН/м (20) где Мmах(q0) - максимальный изгибающий момент в шпунтовой стенке при наличии нагрузки q0,кН*м/м. - усилие в анкерной тяге при наличии проектной нагрузки q0, кН/м. М и - соответственно, то же, но при отсутствии полезных нагрузок, кН*м/м, кН/м. Числовые значения М и определяют графоаналитическим расчетом, только эпюру активного давления грунта на шпунтовую стенку строят при q0=0(рис.5). Приращения усилий в элементах больверка и от нагрузки q(х1,х2): = - М = 334,46-257,28=77,2кН*м/м (21) = - =369,96-288,87=81,09кН/м (22) где и -максимальный изгибающий момент и усилие в анкерной тяге при наличии нагрузки q(х1,х2)=80кПа, кН*м/м, кН/м. и определяют графоаналитическим расчетом. Получив приращения усилий в элементах больверка по формулам (21) и (22) строят графики линейной зависимости и от q(х1,х2), по которым устанавливают допускаемое значение [q(х1,х2)] для подпорной стенки, т.к. рис.6 [q(х1,х2)]=184 кПа 1.6. Учет влияния полосовой нагрузки на шпунтовую стенку и определение эквивалентной равномерно распределенной нагрузки Строят эпюру давления на шпунтовую стенку как сумму эпюр давлений грунта и полосовой нагрузки(рис.7). Определяют приращение изгибающего момента и в шпунтовой стенке и в анкерной тяге от полезных нагрузок. =Мmax[q*( )] - М =283-257,28= 25,7 кН*м/м =Rmax[q*( )]- =293,94-288.87=5,07 кН/м По графикам зависимостей и определяют расчетное значение (рис.9).Полученные отрицательные значения моментов, указывают на то, что шпунтовая стенка выдержит данную нагрузку. 1.7. Определение допустимой эксплуатационной нагрузки q(х1,х2): Допустимую эксплуатационную нагрузку q(х1,х2), которую можно уложить на полосе с координатами х1 и х2 при наличии на нем известных полезных нагрузок определяют по формуле:
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (652)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |