1.Dane wyjściowe.
1.1. Parametry geotechniczne gruntów (na podstawie (Tab.1, Rys3,4,5 PN-81/B-03020) )
- glina nieskonsolidowana (
)
- piaski średnie(wilgotne) (
)(
-przyjęto)
- piasek drobny , mokry (
) (
- przyjęto)
- glina (
)
|
|
|
|
|
|
20,60 |
14 |
25 |
21 |
|
18,15 |
29 |
- |
14 |
|
18,64 |
30 |
- |
24 |
|
20,11 |
20 |
37 |
21 |
- stopień zagęszczenia gruntu niespoistego
- wilgotność naturalna gruntu
- stopień zagęszczenia gruntu spoistego
- kąt tarcia wewnętrznego gruntu
- spójność gruntu
- przyspieszenie ziemskie (przyjęto wartość
)
Przekrój geotechniczny .
Warianty statyczne dla których zostaną przeprowadzone obliczenia :
A. Ścianka szczelna podparta z przegubowym podparciem w gruncie
B. Ścianka szczelna podparta z utwierdzenie w gruncie
W naszym przypadku woda gruntowa ma zwierciadło swobodne.
2. Jednostkowe parcia czynne i bierne
a) czynne
(czynne)
b)bierne
(bierne)
-głębokość poniżej naziomu (odległość od stropu danej warstw)
-ciężar objętościowy gruntu (uwaga dla gruntu poniżej zwierciadła wody
)
...........................
( (4.26) Z.WIŁUN)
..............................
-spójność gruntu (uwaga zgodnie z (PN-68/B-03010) przyjmuje się połowę
)
-kąt tarcia wewnętrznego gruntu
a)czynne
|
|
|
|
qn= |
15,00 |
γwody= |
9,81 |
|
|
|
|
|
|
nr. |
rodz.gr. |
cu |
rzędna |
hi |
γ |
|
Ka |
z |
qz |
A |
B |
ea(z) |
nr. |
1 |
G |
25 |
0,00 |
- |
20,6 |
14,0 |
0,610 |
0 |
15,00 |
9,156 |
19,532 |
-10,376 |
1 |
2 |
G |
25 |
2,80 |
0,00 |
20,6 |
14,0 |
0,610 |
2,8 |
15,00 |
44,364 |
19,532 |
24,832 |
2 |
3 |
Pśr |
0 |
2,80 |
2,85 |
18,15 |
29,0 |
0,347 |
0 |
73,71 |
25,575 |
0 |
25,575 |
3 |
4 |
Pśr |
0 |
3,70 |
0,00 |
18,15 |
29,0 |
0,347 |
0,9 |
73,71 |
31,243 |
0 |
31,243 |
4 |
5 |
Pśr |
0 |
3,70 |
0,90 |
11,19 |
29,0 |
0,347 |
0 |
90,05 |
31,243 |
0 |
31,243 |
5 |
6 |
Pśr |
0 |
6,00 |
0,00 |
11,19 |
29,0 |
0,347 |
2,3 |
90,05 |
40,173 |
0 |
40,173 |
6 |
7 |
Pd |
0 |
6,00 |
2,30 |
10,19 |
30 |
0,333 |
0 |
113,48 |
37,827 |
0 |
37,827 |
7 |
8 |
Pd |
0 |
7,5 |
0,00 |
10,19 |
30 |
0,333 |
1,5 |
113,48 |
42,922 |
0 |
42,922 |
8 |
9 |
G |
37 |
7,5 |
1,50 |
20,11 |
20 |
0,490 |
0 |
168,35 |
82,538 |
25,908 |
56,630 |
9 |
10 |
G |
37 |
9 |
0,00 |
20,11 |
20 |
0,490 |
1,5 |
168,35 |
97,328 |
25,908 |
71,420 |
10 |
b)bierne
nr. |
rodz.gr. |
cu |
rzędna |
hi |
γ |
|
Kp |
z |
qz |
A |
B |
ep(z) |
nr. |
11 |
Pśr |
0 |
4,70 |
- |
18,15 |
29,0 |
2,882 |
0 |
0,00 |
0,000 |
0 |
0,000 |
11 |
12 |
Pśr |
0 |
5,00 |
0,00 |
18,15 |
29,0 |
2,882 |
0,30 |
0,00 |
15,693 |
0 |
15,693 |
12 |
13 |
Pśr |
0 |
5,00 |
0,30 |
11,19 |
29,0 |
2,882 |
0,00 |
3,36 |
9,675 |
0 |
9,675 |
13 |
14 |
Pśr |
0 |
6 |
0,00 |
11,19 |
29 |
2,882 |
1,00 |
3,36 |
41,925 |
0 |
41,925 |
14 |
15 |
Pd |
0 |
6 |
1,00 |
10,19 |
30 |
3,000 |
0,00 |
13,55 |
40,641 |
0 |
40,641 |
15 |
16 |
Pd |
0 |
7,5 |
0,00 |
10,19 |
30 |
3,000 |
1,50 |
13,55 |
86,496 |
0 |
86,496 |
16 |
17 |
G |
37 |
7,5 |
1,50 |
20,11 |
20 |
2,040 |
0,00 |
54,36 |
110,867 |
52,841 |
163,708 |
17 |
18 |
G |
37 |
9 |
0,00 |
20,11 |
20 |
2,040 |
1,50 |
54,36 |
172,392 |
52,841 |
225,233 |
18 |
c) wypadkowa parcia i odporu
( z od odpowiednim uwzględnieniem parć hydrostatycznych wody)
nr. |
|
rodz.gr. |
rzędna |
ea(z) |
ep(z) |
parcie wody |
ea(z)-ep(z) |
|
|
1 |
G |
0,00 |
0,000 |
0 |
0 |
0 |
0,000 |
|
2 |
G |
2,80 |
24,832 |
0 |
0 |
0 |
24,832 |
|
3 |
Pśr |
2,80 |
25,575 |
0 |
0 |
0 |
25,575 |
|
4 |
Pśr |
3,70 |
31,243 |
0 |
0 |
0 |
31,243 |
|
5 |
Pśr |
3,70 |
31,243 |
0 |
0,000 |
0 |
31,243 |
11 |
11' |
Pśr |
4,70 |
35,126 |
0,000 |
9,810 |
0 |
44,936 |
12 |
12' |
Pśr |
5,00 |
36,290 |
15,693 |
12,753 |
0 |
33,350 |
13 |
13' |
Pśr |
5,00 |
36,290 |
15,693 |
12,753 |
0,000 |
33,350 |
14 |
6 |
Pśr |
6,00 |
40,173 |
47,943 |
22,563 |
9,810 |
4,983 |
15 |
7 |
Pd |
6,00 |
37,827 |
46,905 |
22,563 |
9,810 |
3,675 |
16 |
8 |
Pd |
7,50 |
42,922 |
92,760 |
37,278 |
24,525 |
-37,085 |
17 |
9 |
G |
7,50 |
56,630 |
167,967 |
0 |
0 |
-111,337 |
18 |
10 |
G |
9,00 |
71,420 |
229,492 |
0 |
0 |
-158,072 |
3. Wyznaczenie sił zastępczych
Rów. |
nr.p. |
z1 |
e1 |
z2 |
e2 |
c |
a |
A |
1,2,3,4 |
0,825 |
0,000 |
2,800 |
24,832 |
-10,373 |
12,57 |
B |
5,6 |
2,800 |
25,575 |
3,700 |
31,243 |
7,941 |
6,298 |
C |
7,8 |
3,700 |
31,243 |
4,700 |
44,936 |
-19,421 |
13,69 |
D |
9 |
4,700 |
44,936 |
5,000 |
33,350 |
226,450 |
-38,6 |
E |
10,11 |
5,000 |
33,350 |
6,000 |
4,983 |
175,185 |
-28,4 |
F |
12,13,14,15 |
6,000 |
3,675 |
7,000 |
-37,085 |
248,235 |
-40,8 |
G |
16,17,18 |
7,000 |
-111,337 |
9,000 |
-128,072 |
-52,765 |
-8,37 |
Wartości sił
(zastępujące obciążenie rozłożone od parcie gruntu)
Nr. |
z |
hi |
eśr |
|
|
|
0,000 |
0,000 |
0 |
|
|
0 |
0,413 |
0,825 |
0,000 |
0,000 |
|
1 |
1,063 |
0,475 |
2,986 |
1,418 |
|
2 |
1,550 |
0,500 |
9,115 |
4,558 |
|
3 |
2,050 |
0,500 |
15,402 |
7,701 |
|
4 |
2,550 |
0,500 |
21,688 |
10,844 |
|
5 |
3,025 |
0,450 |
26,992 |
12,147 |
|
6 |
3,475 |
0,450 |
29,827 |
13,422 |
|
7 |
3,950 |
0,500 |
34,666 |
17,333 |
|
8 |
4,450 |
0,500 |
41,513 |
20,756 |
|
9 |
4,850 |
0,300 |
39,143 |
11,743 |
|
10 |
5,250 |
0,500 |
26,258 |
13,129 |
|
11 |
5,750 |
0,500 |
12,075 |
6,037 |
|
12 |
6,068 |
0,135 |
0,681 |
0,092 |
|
13 |
6,318 |
0,365 |
-9,519 |
-3,474 |
|
14 |
6,750 |
0,500 |
-27,165 |
-13,583 |
|
15 |
7,250 |
0,500 |
-47,565 |
-23,783 |
|
16 |
7,750 |
0,500 |
-117,633 |
-58,816 |
|
17 |
8,250 |
0,500 |
-121,818 |
-60,909 |
|
18 |
8,750 |
0,500 |
-126,003 |
-63,001 |
|
|
[m] |
[m] |
[kPa] |
[1/kN] |
4. Momenty zginające w ściance
PRZEGUBOWO PODPARTA W GRUNCIE
4.1. Wykres Momenty zginające w ściance przegubowo podparta w gruncie
4.2. Wnioski z wykresu i parametry brusów
-max moment zginający działający na ściankę (7.9. SKRYPT'97)
(
,
- odczytano z rysunku „graficzno analitycznej metody
obliczania ścianek )
-potrzebny wskaźnik wytrzymałości ścianki na 1mb
(
-naprężenie dopuszczalne dla stali St3S )
przyjęto profile II o
szerokość
a
-długość brusów
zależy od koniecznej głębokości wbicia ścianki
(7.10. SKRYPT'97)
ale....
.........................................................................................
nie musimy zastanawiać się nad przebiciem hydraulicznym, co zmuszałoby nas do głębszego wbicia ścianki! Ponieważ poziom wody ..znajduje się poniżej poziomu wykopu i nie musimy odpompowywać wody, a zjawisko zachodzi tylko wtedy!
........................................................................................
Należy jednak pamiętać o długościach handlowych. Ostatecznie przyjęto
B.SZTYWNO PODPARTA W GRUNCIE
Momenty zginające w ściance sztywno podpartej w gruncie
Uwaga :maksymalne momenty dodatnie i ujemne nie mogą się różnić od siebie w przedziale 5-10%
( na tej podstawie prowadzimy zamykającą wielobok sznurowy-czerwona przerywana linia )
z |
mi |
hi |
Fi |
[m] |
[mm] |
[m] |
[kN] |
1,500 |
0,0 |
0,000 |
0,00 |
1,650 |
179,0 |
0,300 |
26,85 |
2,050 |
462,0 |
0,500 |
160,25 |
2,550 |
707,0 |
0,500 |
292,25 |
3,025 |
875,0 |
0,450 |
355,95 |
3,475 |
978,0 |
0,450 |
416,93 |
3,950 |
1013,0 |
0,500 |
497,75 |
4,450 |
952,0 |
0,500 |
491,25 |
4,850 |
844,0 |
0,300 |
269,40 |
5,250 |
563,0 |
0,500 |
351,75 |
5,750 |
203,0 |
0,500 |
191,50 |
6,068 |
90,0 |
0,135 |
19,78 |
6,318 |
-235,0 |
0,365 |
-26,46 |
6,750 |
-597,0 |
0,500 |
-208,00 |
7,250 |
-854,0 |
0,500 |
-362,75 |
7,750 |
-480,0 |
0,500 |
-333,50 |
8,250 |
-480,0 |
0,500 |
-240,00 |
8,677 |
0 |
0,353 |
-84,72 |
Rys. przedstawia wykres momentów dla ścianki sztywno zamocowanej w gruncie oraz korektę ze względu na spełnienie warunku brzegowego ( w miejscu zakotwienia przemieszczenie
ma być zerowe!
) wartość korekty jest równa
.
Tabela obok przedstawia wartości sił fikcyjnych potrzebnych do wyznaczenia wykresu przemieszczeń ścianki (dla określenia poprawki na warunek brzegowy
w miejscu kotwy).Tabele sporządzono na podstawie wykresu momentów a siły fikcyjne policzono ze wzoru :
-max moment zginający działający na ściankę (7.9. SKRYPT'97)
(
,
- odczytano z rysunku „graficzno analitycznej metody
obliczania ścianek )
-potrzebny wskaźnik wytrzymałości ścianki na 1mb
(
-naprężenie dopuszczalne dla stali St3S )
przyjęto profile Ia n. o
szerokość
-długość brusów
zależy od koniecznej głębokości wbicia ścianki
(7.10. SKRYPT'97)
Ostatecznie przyjęto
5.Obliczenie kotwy i płyt kotwiących
A. ŚCIANKA PRZEGUBOWO PODPARTA W GRUNCIE
5.1. Płyta kotwiąca
a)naprężenia działające na płytę kotwiącą
-czynne
-bierne
PARCIE CZYNNE |
qn= |
15,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
nr. |
rodz.gr. |
cu |
rzędna |
hi |
γ |
|
Ka |
z |
qz |
A |
B |
ea(z) |
nr. |
1 |
G |
25 |
0,00 |
- |
20,6 |
14,0 |
0,610 |
0 |
15,00 |
9,156 |
19,532 |
-10,376 |
1 |
2 |
G |
25 |
2,80 |
0,00 |
20,6 |
14,0 |
0,610 |
2,8 |
15,00 |
44,364 |
19,532 |
24,832 |
2 |
PARCIE BIERNE |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ep(z) |
|
1 |
G |
25 |
0,00 |
- |
20,6 |
14,0 |
1,638 |
0 |
0,00 |
0,000 |
31,999 |
31,999 |
1 |
2 |
G |
25 |
2,80 |
0,00 |
20,6 |
14,0 |
1,638 |
2,8 |
0,00 |
94,494 |
31,999 |
126,493 |
2 |
b) wymiary płyty AxB
warunek spełniony!
5.2. Potrzebny przekrój kotwy i jej rozstaw
Wartość reakcji w kotwie wynosi
o rozstawie
( co 4 brusy); potrzebny przekrój
ze stali 18G2 o
przyjęto pręty stalowe o przekroju
co 1.6
.
...............................................................................
uwaga !należy pamiętać o tym aby ściąg był odpowiednio nachylony pod kątem ! i jego kierunek pokrywał się z kierunkiem wypadkowej naprężeń działających na płytę. Takie nachylenie pręta wpływa również na pole przekroju! Zwiększając je co widać ze wzoru:
-kąt nachylenia ściągu
...............................................................................
5.3. Umiejscowienie płyty kotwiącej
Płyta powinna się znaleźć poza płaszczyzną odłamu dla parć biernych gruntu czyli w odległości minimum 8,9m. (rys. str. poprzednia)
B. ŚCIANKA SZTYWNO PODPARTA W GRUNCIE
5.1. Płyta kotwiąca
(wyk. Naprężeń wypadkowych działających na płytę jak poprzednio!)
warunek spełniony!
5.2. Potrzebny przekrój kotwy i jej rozstaw
Wartość reakcji w kotwie wynosi
o rozstawie
( co 4 brusy); potrzebny przekrój
ze stali 18G2 o
przyjęto pręty stalowe o przekroju
co 1.6
.
5.3. Umiejscowienie płyty kotwiącej
Płyta powinna się znaleźć poza płaszczyzną odłamu dla parć biernych gruntu czyli w odległości minimum 6,8m. (rys. str. poprzednia)
9