Расчет уголковой подпорной стены

     Дано. Уголковая подпорная стена консольного типа с высотой подпора грунта у = 4,5 м, глубина заложения подошвы фундамента d = 2 м. Равномерно распределенная нагрузка на призме обрушения интенсивностью q = 30 кПа. Геометрические размеры стены приведены на рис. 1. Грунт оснований и засыпки - пески мелкие.

     Требуется проверить габаритные размеры принятой конструкции, определить нагибающие моменты  и поперечные силы в элементах стены и законструировать ее. Расчетные характеристики грунта основания:

      = 18,9 кН/м3;

       ;

     =0;

      = 17 кН/м3;

       ;

     =0;

     Расчетные характеристики грунта засыпки:

      = 17 кН/м3;

       ;

     =0;

      = 16 кН/м3;

       ;

     =0;

     Определяем  интенсивность давления грунта на стену.

     Условный  угол плоскости обрушения  
 
 

     При    

     Интенсивность горизонтального активного давления грунта от собственного веса на глубине  определяем по формуле: 
 
 

     Интенсивность горизонтального давления грунта от равномерно распределенной нагрузки вычисляем  по формуле  
 
 

     Расчет  устойчивости положения  стены против сдвига

     Сдвигающую  силу определяем при  
 
 

     где – сдвигающая сила от собственного веса грунта

       – сдвигающая  сила от нагрузки  расположенной на  поверхности призмы  разрушения 
 
 
 
 
 
 

     Расчет  устойчивости производим для трех значений угла β .

     1 случай   (β = 0°).

     Определяем сумму проекций всех сил на вертикальную плоскость: 
 

     Вычисляем пассивное сопротивление грунта при ; ,  
 
 

     Определяем удерживающую силу  
 
 

     Проверяем устойчивость стены из условия 
 
 
 

     Условие удовлетворено.

     2 случай (). 
 
 
 
 

     Пассивное сопротивление грунта определяем при 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Условие удовлетворено.

     3 случай (). 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Условие во всех трех случаях удовлетворено, устойчивость стены против сдвига обеспечена.  

     Расчет  прочности грунтового грунтового основания

     Так как 
 
 

     то  следует проверить прочность  грунтового основания. Определяем асстояние от равнодействующей сдвигающей силы до низа подошвы стены: 
 
 

     Определяем сумму моментов всех вертикальных и горизонтальных сил относительно оси, проходящей через центр тяжести: 
 
 

     Эксцентриситет  приложения равнодействующей 

     приведенная ширина подошвы  

       При = 29° и = 23°; ; 6,57.

     Определяем вертикальную составляющую силы предельного сопротивления основания: 

     Так как 
 

то устойчивость стены обеспечена. 

     Расчет  основания по деформациям 

     Определяем расчетное сопротивление грунта основания  
 
 

     Интенсивность нормативного давления грунта на стену 
 
 

     Коэффициент горизонтального давления грунта λ=0,35. Вычисляем необходимые параметры при  
 
 
 
 
 
 
 
 

     Определяем асстояние от равнодействующей сдвигающей силы до низа подошвы стены: 
 
 

     Определяем сумму моментов всех вертикальных и горизонтальных сил относительно оси, проходящей через центр тяжести: 
 
 

     Определяем сумму проекций всех сил на вертикальную плоскость: 
 
 

     Эксцентриситет  приложения равнодействующей 
 

     Определяем краевое давление на грунт, при  
 
 

     Определение изгибающих моментов и поперечных сил.

     Расчетные усилия в вертикальном элементе определяем по следующим формулам.

     Сечение 1-1 (при у = 3 м): 
 
 
 
 

     Сечение 1-1 (при у = 6,5 м): 
 
 
 

     Расчетные усилия в фундаментной плите: 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Сечение 2-2 (при х₂ = 0,6 м): 
 
 
 

     где  
 
 
 
 

     Сечение 3-3 (х₃ = 3,3 м).  
 
 

     По полученным усилиям  производим расчет рабочей арматуры (рис. 2).

     

     Рисунок 2. Армирование уголковой подпорной  стены

     Армирование уголковой подпорной  стены.

     Плоские сварные сетки из арматуры класса А400. Используют площадь поперечного  сечения продольной арматуры в сечении 1-1 , у = 3 м:

       Для сечения 2-2 
 
 

     По  сортаменту подбираем арматуру 6Ø 10 А400 = 4,71 см² (сетка С-1). 
 
 

     Принимаем арматуру 5Ø 10 А400 = 3,93 см² .

     В сечении 3-3 
 
 

     Принимаем арматуру 7Ø 25 А400 = 34,36 см² .

     Все расчеты производятся на 1 м ширины подпорной стены. Поперечную арматуру назначаем из условия свариваемости стержней. Для сеток С-1 и С-2 Ø 5 В500 с шагом 8 = 200 мм, для сетки С-3 Ø 8 А400 с шагом 8 = 200мм.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       

     Рисунок 1. а) Конструкция стены; б) Схема загружения; в) Изгибающие моменты; г) Поперечные силы.