Железобетонные подпорные стены, выбор расстояния между контрфорсами
Существенная особенность широкого использования контрфорсных подпорных стен в гидротехническом строительстве. Построение вопроса об экономии расхода бетона при возведении этих сооружений. Проведение исследования выбора расстояния между контрфорсами.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.05.2018 |
| Размер файла | 26,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства»
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ, ВЫБОР РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ КОНТРФОРСАМИ
Т.К. Ксенофонтова
г. Москва, Россия
Контрфорсные подпорные стены применяют преимущественно при высоте более 8 м. Критерием выбора оптимального расстояния между контрфорсами является минимальный расход бетона на подпорную стену. Были рассмотрены подпорные стены высотой Н = 6, 8, 10, 12 м. Грунтовое основание под подошвой фундаментной плиты - суглинок. Моделью грунтового основания была принята модель с двумя коэффициентами постели. Коэффициенты постели определялись по расчету в ПК «Лира 9.6». Материалом обратной засыпки за тыловой гранью подпорной стены был принят песок средней крупности. Расчет подпорных стен производился на активное давление грунта со стороны тыловой грани стены. Кроме того, учитывался собственный вес стены и вертикальное давление грунта на фундаментную плиту. Для расчета принимался участок подпорной стены размером около 10 м, границы которого проходили посередине расстояния между контрфорсами. Толщина вертикальной, фундаментной плиты и контрфорсов, а также расстояние между ними предварительно принимались по рекомендациям.* В ходе расчетов для подпорных стен одной и той же высоты расстояния между контрфорсами изменялись.
Расчет проводился методом конечных элементов (МКЭ). Подпорные стены моделировались 4-узловыми конечными элементами оболочечного типа. Перед выполнением расчета подпорные стены проверялись на устойчивость на сдвиг и на опрокидывание. Расчетом было получено, что при принятых размерах устойчивость их была обеспечена. Ввиду этого, были приняты граничные условия, по которым в узлах пересечения вертикальной стены с фундаментной были наложены связи по оси Х (вдоль стены) и по оси Y (в поперечном направлении к оси стены), а также связь по углу поворота относительно оси Z. контрфорсный подпорный стена бетон
Расчет проводился по нелинейной модели грунта с учётом возможного отрыва фундаментной плиты от основания.
Расчет стен различной высоты проводился при расстоянии между контрфорсами, которое изменялось от 2 до 4,5 м. В таблице 1 приведены данные по расстояниям между контрфорсами, для которых выполнялись расчеты.
Расчетом на ПК «Лира 9.6» определялись внутренние усилия в подпорных стенах - моменты, продольные и поперечные усилия, действующие в элементах подпорной стены.
Таблица 1 Расстояние между контрфорсами, м
|
Высота подпорной стены, м |
2 |
2.5 |
3 |
3.5 |
4 |
4.5 |
|
|
Н = 6 |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
|
|
Н = 8 |
+ |
- |
- |
+ |
+ |
- |
|
|
Н = 10 |
+ |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
|
|
Н = 12 |
+ |
- |
- |
- |
+ |
+ |
На основе полученных внутренних усилий толщина вертикальной, фундаментной плит и контрфорсов проверялась из условия трещиностойкости M ? Mcrc, где Mcrc - момент трещиностойкости, который определялся по зависимости
Mcrc= Rbt,serW ± Nex,
где W - момент сопротивления сечения; N - продольная сила; ex - расстояние от точки приложения продольной силы N до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется.
Для расчета принимались сечения, у которых высота h была равна толщине плиты элементов стены, а расчетная ширина сечения принималась равной 1 п.м.
W = I /yt; уt = h / 2; ex= W / A,
где I, А - момент инерции и площадь расчетного сечения.
Знак «плюс» принимают при сжимающей продольной силе N, «минус» - при растягивающей силе.
Затем, подбиралась минимальная толщина элементов стены, при которой трещины в них не образуются. Для этого задавался ряд толщин и по (1) определялись моменты трещиностойкости. Далее, путем интерполяции полиномом Лагранжа по программе «ЭСПРИ» определялась минимальная толщина. При этом учитывались конструктивные требования к толщине по условию возможности бетонирования. Расчет проводился для бетона классов В20, В25 и В30. При полученных значениях минимальных толщин элементов подпорной стены повторно проводился расчет на ПК «Лира 9.6» и затем минимальная толщина элементов вновь уточнялась. Расчет проводился до тех пор, пока величины минимальных толщин переставали меняться. На основе полученных данных определялся объем бетона на расчетный участок контрфорсной стены. Так расчет проводился для каждого расстояния между контрфорсами.
В таблице 2 приведен расход бетона для указанных выше условий.
Таблица 2 Расход бетона на контрфорсную подпорную стену, м3
|
Высота подпорной сте-ны, м |
Расстояние между контрфорсами, м |
||||||
|
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
||
|
Класс бетона B25 |
|||||||
|
6 |
41 |
36 |
38 |
40 |
46 |
- |
|
|
8 |
85 |
- |
81 |
80 |
85 |
- |
|
|
10 |
132 |
- |
- |
120 |
117 |
125 |
|
|
12 |
195 |
- |
- |
- |
183 |
233 |
|
|
Класс бетона B20 |
|||||||
|
6 |
|||||||
|
8 |
85 |
- |
82 |
79 |
83 |
- |
|
|
10 |
133 |
- |
- |
121 |
113 |
133 |
|
|
12 |
220 |
- |
- |
- |
187 |
249 |
|
|
Класс бетона B30 |
|||||||
|
6 |
|||||||
|
8 |
94 |
- |
89 |
85 |
87 |
- |
|
|
10 |
136 |
- |
- |
124 |
114 |
125 |
|
|
12 |
236 |
- |
- |
- |
198 |
251 |
Затем, для каждой, указанной выше высоты подпорной стены строились графики расхода бетона при различных расстояниях между контрфорсами. Минимальный расход бетона соответствует оптимальному расстоянию между контрфорсами.
На рисунке приведен график по определению оптимального расстояния между контрфорсами на примере подпорной стены высотой 6 м.
Аналогичные расчеты проводились при других
Оптимальное расстояние между контрфорсами для подпорной стены высотой Н = 6 м видах грунтового основания - супесях, глинах, песках средней крупности.
Как показали результаты расчетов, оптимальное расстояние между контрфорсами определяется соотношением L = (0,3….0,45)H. Это соотношение сохраняется при различных классах бетона.
В таблице 3 приведены толщины элементов контрфорсных стен, соответствующие оптимальному расстоянию между контрфорсами. В таблице tv - толщина вертикальной стены; tф - толщина фундаментной стены; tk - толщина контрфорсов.
Таблица 3 Толщина элементов подпорных стен, см
|
H = 6 м |
H = 8 м |
H = 10 м |
H = 12 м |
|||
|
B20 |
tv |
20 |
41 |
42 |
67 |
|
|
tф |
25 |
52 |
60 |
80 |
||
|
tk |
17 |
34 |
37 |
45 |
||
|
B25 |
tv |
20 |
42 |
43 |
68 |
|
|
tф |
25 |
56 |
61 |
83 |
||
|
tk |
18 |
36 |
41 |
49 |
||
|
B30 |
tv |
20 |
44 |
45 |
70 |
|
|
tф |
25 |
58 |
61 |
86 |
||
|
tk |
20 |
38 |
43 |
53 |
Выводы
1. Наименьший расход бетона на контрфорсные подпорные стены соответствует расстоянию между ними L=(0,3….0,45)H.
2. Для контрфорсных стен были получены величины необходимой толщины элементов при оптимальных расстояниях между контрфорсами при различных классах бетона.
Аннотация
Широкое использование подпорных стен, в том числе контрфорсных, в гидротехническом строительстве ставит перед проектировщиками вопрос о экономии расхода бетона при возведении этих сооружений. Большую роль в этом вопросе играет выбор расстояния между контрфорсами.
Wide use of retaining walls, including, in hydraulic engineering construction brings designers a attention to the question on economy of the charge of concrete at erection of these constructions. The greater role in this question is played with a choice of distance between buttresses.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Раскрытие понятия "подпорные стенки", их главные функции и классификация. Применение бетонных подпорных стен. Фундамент у бетонных и железобетонных стен. Расчет устойчивости положения стены против сдвига. Общая технология возведения подпорных стенок.
эссе [222,4 K], добавлен 21.12.2013Основные типы габионных конструкций. Блок коробчатого габиона. Конструкции цилиндрической формы из металлической сетки, заполняемые природным камнем. Подпорные стенки из грунта, армированного геотекстилем. Технологии строительства подпорных стен.
реферат [6,0 M], добавлен 12.11.2013Основные технические задачи строительства. Функциональное назначение стен. Виды и использование подпорных стен. Основные виды гравитационных подпорных стен. Использование удерживающих кронштейнов. Новые технологии возведения стенок малой высоты.
контрольная работа [999,2 K], добавлен 21.03.2011Расчёт фундамента мелкого заложения на естественном основании и свайного фундамента. Определение активного давления грунта на тыловую грань подпорной стены. Расчетная схема Кулона для стены и построение треугольника сил. Произвольная призма обрушения.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 08.12.2013Концепция развития бетона и железобетона, значение этих материалов для прогресса в области строительства. Особенности технологий расчета и проектирования железобетонных конструкций. Направления и источники экономии бетона и железобетона в строительстве.
реферат [30,2 K], добавлен 05.03.2012Панели стеновые внутренние бетонные и железобетонные для жилых и общественных зданий. Выбор и характеристики исходных материалов. Панели внутренних стен из конструкционно легкого бетона. Технологический процесс производства панелей внутренних стен.
курсовая работа [936,9 K], добавлен 09.04.2012Общие положения о земляных работах в строительстве. Виды земляных сооружений. Подготовительные, вспомогательные работы при возведении земляных сооружений. Способы разработки грунтов, транспортировка и уплотнение грунта. Выполнение работ в зимнее время.
реферат [12,5 M], добавлен 02.05.2011Изучение порядка определения требуемой прочности и расчет состава тяжелого бетона. Построение графика зависимости коэффициента прочности бетона и расхода цемента. Исследование структуры бетонной смеси и её подвижности, температурных трансформаций бетона.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 28.07.2013Ремонт и реконструкция гидротехнических сооружений, виды и состав ремонтов. Способы подводной сварки и резки металла. Способы погружения стальных свай и шпунта. Технология возведения причалов. Техника безопасности в гидротехническом строительстве.
шпаргалка [54,8 K], добавлен 20.02.2010Технология 3D-печати зданий и сооружений. Применение экструдирования в строительстве: печать несъемной опалубки, армирование конструкции, укладка товарного бетона. Материал, применяемый в 3D строительстве. Преимущества и перспективы развития технологии.
презентация [7,5 M], добавлен 06.12.2016Характеристика бетона - материала конструкции стен. Материалы, используемые для выполнения облицовки стен по бетонной поверхности. Технология устройства ремонта стен, применяемые инструменты. Дефекты облицовки керамическими плитками, способы устранения.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 29.03.2015Характеристика стен из легкобетонных камней: из трехпустотных камней с незамкнутыми пустотами, из камней с засыпкой, из сплошных камней. Кирпичные стены с легкобетонными вкладышами и легкобетонными заполнениями. Стены из естественного камня и камышита.
реферат [1,6 M], добавлен 11.07.2009Применение железобетона в строительстве. Теории расчета железобетонных конструкций. Физико-механические свойства бетона, арматурных сталей. Примеры определения прочности простых элементов с использованием допустимых значений нормативов согласно СНиП.
учебное пособие [4,1 M], добавлен 03.09.2013Классификация зданий по назначению и по классам капитальности сооружений. Современные железобетонные конструкции. Пространственные тонкостенные системы. Сборно-монолитные железобетонные конструкции. Определение нагрузки на железобетонную колонну.
контрольная работа [24,0 K], добавлен 23.06.2013Обзор сырьевых материалов и проектирование подбора состава тяжелого бетона. Расчет химической добавки тяжелого бетона, характеристика вещества. Разработка состава легкого бетона. Область применения в строительстве ячеистых теплоизоляционных бетонов.
реферат [110,6 K], добавлен 18.02.2012Железобетон как комбинированный материал, состоящий из бетона и арматуры. Принцип работы железобетона. Особенности расчета железобетонных конструкций. Сжатые и растянутые железобетонные элементы, их трещиностойкость и перемещение. Кривизна оси при изгибе.
реферат [1,6 M], добавлен 17.02.2014Понятие и назначение перекрытий в строительстве, их классификация и разновидности, особенности применения и функциональные характеристики. Общие требования к безопасности железобетонных и бетонных конструкций, значения прочности и огнестойкости бетона.
контрольная работа [28,0 K], добавлен 10.03.2010Применение способа "стена в грунте" при возведении заглубленных сооружений подземных частей промышленных, энергетических и гражданских зданий; классификация, типовые конструкции. Техника и технология устройства стены в грунте вокруг Чернобыльской АЭС.
реферат [3,5 M], добавлен 17.01.2012Определение объемов монолитного железобетона и материальных ресурсов. Опалубочные работы. План фундаментного стакана. Выбор метода выдерживания бетона. Доставка, подача и укладка бетона. Грузовысотная характеристика крана, его сменная производительность.
курсовая работа [748,6 K], добавлен 20.10.2013Определение водоцементного отношения, водопотребности бетонной смеси, расхода цемента и заполнителей. Построение математических моделей зависимостей свойств бетонной смеси и бетона от состава. Анализ влияния изменчивости состава бетона на его свойства.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 10.04.2015
