Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Инженерно-строительный факультет

Кафедра строительных конструкций и материалов

Отделение строительства объектов туризма и спорта

Расчётно-графическая работа №1

Дисциплина: «Инженерные сооружения водного туризма»

«Статический расчет подпорной стенки, проверка общей устойчивости, выбор шпунтовых свай и определение диаметра анкерных тяг»

Выполнил студент гр. 5018/2 Антонов А.М.

«____»___________ 2011г.

Принял: Пирожок П.П.

«_____»______________ 2011 г.

Санкт-Петербург

2011

Оглавление стр.

1.Исходные данные и расчётная схема 3

2.Статический расчёт больверка 4

2.1. Назначаем ориентировочную глубину забивки шпунтовых свай: 4

2.2.Построение эпюры активного давления на шпунтовую стенку 4

2.3.Построение эпюры пассивного давления грунта 6

2.4.Построение результирующей эпюры давления грунта на стенку 7

2.5. Определение усилия в анкерной тяге 8

2.5.1 Построение силового многоугольника 8

2.5.2 Построение веревочного многоугольника 8

2.5.3 Определение значения максимального изгибающего момента 8

3.Подбор шпунтовых свай и определение диаметра анкерной тяги 9

4.Проверка общей устойчивости подпорной стенки 11

Следовательно, конструкция устойчива. 15

ПРИЛОЖЕНИЕ 17

1. Исходные данные и расчётная схема

Рис.1 Расчетная схема подпорной стенки.

Таблица 1

Исходные данные

№ вар.	Характеристики грунтов								Н, м			h, м			Координаты полос загружения в долях от «В»						q*, кПа
	Засыпка				Основание
	ρ1, т/м³	φ1, град	φ 2, град	φ 3, град		с3, кПа							x1			x2	x1*	x2*
26	1,71	31	29	18		23	13,1			3,4			0,33			0,43	0,7	0,9	180

Схема стального одноанкерного больверка и расчётной нагрузки приведена на рис. 1 Приложения (числовое значение расчётной нагрузки q₀ в реальных условиях определяют назначением и конкретными условиями эксплуатации подпорной стенки. В рамках учебного задания: q₀=40 кПа)

2. Статический расчёт больверка

Расчет выполняется графоаналитическим методом.

2.1. Назначаем ориентировочную глубину забивки шпунтовых свай:

t=(0,7….0,8)Н=(9,17….10,48) м

Принимаем t= 9,9 м

2. Построение эпюры активного давления на шпунтовую стенку

Интенсивность давления грунта в характерных точках (поверхность и границы грунтов, низ шпунтовой стенки) вычисляем по формуле:

e_a=[q_o+Σ(ρ_i∙g∙h_i)]∙λ_oi (1)

где q_o=40 кПа – расчетная равномерная нагрузка на поверхность грунта засыпки;

ρ_i – плотность i-ого слоя грунта за шпунтовой стенкой, т/м³;

g=9,81 м/с – ускорение свободного падения;

h_i – мощность i-ого слоя грунта за шпунтовой стенкой, м;

λ_oi – коэффициент бокового давления грунта (распора);

λ_oi =tg²(45°-φ_i/2) (2)

φ_i – угол внутреннего трения i-ого слоя грунта, град

Коэффициенты бокового давления грунтов:

λ_o1 =tg²(45°-31°/2)=0,320

λ_o1 =tg²(45°-29°/2)=0,347

λ_o1 =tg²(45°-18°/2)=0,528

Вычисления абсцисс эпюры активного давления грунта на шпунтовую стенку сводим в табличную форму.

Таблица 2. Вычисление абсцисс эпюры активного давления грунта

№ п/п	Отметка характерной точки, м	qo кПа	ρi т/м3	h м	ρi∙g∙hiкПа	Σ(ρi∙g∙hi)кПа	qo+Σ(ρi∙g∙hi)кПа	φi, град	λoi	eai кПа
1	0	40	1,71	0	0	0	40	31	0,320	12,80
2	4,4	40	1,71	4,4	73,81	73,81	113,81	31	0,320	36,42
3	4,4	40	1,00	0	0			29	0,347	39,49
4	13,1	40	1,00	8,7	85,35	159,16	199,16	29	0,347	69,11
5	13,1	40	1,00	0	0			18	0,528	105,16
6	23	40	1,00	9,9	97,12	256,28	296,28	18	0,528	156,44

Третий слой обладает сцеплением с=23 кПа, в пределах этого слоя грунта активное давление уменьшается на величину е_{а сц}:

е_{а сц}=2∙c∙tg(45°-φ₃/2) (3)

е_{а сц}=2∙23∙tg(45°-18°/2)=33,42 кПа

Таким образом, значения активного давления e_ai для 5 и 6 строки:

5) e_ai - е_{а сц} =105,16 – 33,42 =71,74 кПа

6) e_ai - е_{а сц} =156,44 – 33,42 =123,02 кПа

Эпюра активного давления грунта представлена на Рис. 2 Приложения справа от оси стенки.