Tabela nr 1. Obliczenie parć i odporów gruntu | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Rodzaj gruntu | Rzędna | γ(n) | hi | σzγ * | Φ(n) | cu(n) | Ka | σzγ·Ka | 2·cu·√Ka | ea | Kp | |
m | kN/m3 | [ o] | [kPa] | [-] | [kPa] | [-] | [m] | [kPa] | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
0,00 | 20,5 | 0,0 | 20,0 | 35,0 | 0,49 | 0 | 49,00 | 0,00 |
|
|||
Π | 0,80 | 20,5 | 0,80 | 16,40 | 20,0 | 35,0 | 0,49 | 8,04 | 49,00 | 0,00 | 0 | |
1,60 | 20,5 | 0,80 | 32,80 | 20,0 | 35,0 | 0,49 | 16,07 | 49,00 | 0,00 | 0 | ||
2,40 | 20,5 | 0,80 | 49,20 | 20,0 | 35,0 | 0,49 | 24,11 | 49,00 | 0,00 | 0 | ||
3,20 | 20,5 | 0,80 | 65,60 | 20,0 | 35,0 | 0,49 | 32,14 | 49,00 | 0,00 | 0 | ||
€ | 3,20 | 16,0 | 0,00 | 65,60 | 29,5 | 0,0 | 0,34 | 22,3 | 0,00 | 22,30 | 0 | |
Pd | 4,10 | 16,0 | 0,90 | 80,00 | 29,5 | 0,0 | 0,34 | 27,2 | 0,00 | 27,20 | 0 | |
5,00 | 16,0 | 0,90 | 94,40 | 29,5 | 0,0 | 0,34 | 32,1 | 0,00 | 32,10 | 0 | ||
5,80 | 16,0 | 0,80 | 107,20 | 29,5 | 0,0 | 0,34 | 36,45 | 0,00 | 36,45 | 0 | ||
5,80 | 9,5 | 0,00 | 140,55 | 29,5 | 0,0 | 0,34 | 47,79 | 0,00 | 47,79 | 0 | ||
Pd "w" | 6,50 | 9,5 | 0,70 | 147,20 | 29,5 | 0,0 | 0,34 | 50,05 | 0,00 | 50,05 | 0 | |
7,00 | 9,5 | 0,50 | 151,95 | 29,5 | 0,0 | 0,34 | 51,66 | 0,00 | 51,66 | 0 | ||
7,00 | 10,5 | 0,00 | 151,95 | 38,5 | 0,0 | 0,233 | 35,4 | 0,00 | 35,40 | 0 | ||
Ż "w" | 8,00 | 10,5 | 1,00 | 162,45 | 38,5 | 0,0 | 0,233 | 37,85 | 0,00 | 37,85 | 4,298 | |
8,40 | 10,5 | 0,40 | 166,65 | 38,5 | 0,0 | 0,233 | 38,83 | 0,00 | 38,83 | 4,298 | ||
8,40 | 21,0 | 0,00 | 166,65 | 13,0 | 22,0 | 0,633 | 105,49 | 35,01 | 70,48 | 1,58 | ||
Gp | 9,20 | 21,0 | 0,80 | 183,45 | 13,0 | 22,0 | 0,633 | 116,12 | 35,01 | 81,11 | 1,58 | |
€ | 10,00 | 21,0 | 0,80 | 200,25 | 13,0 | 22,0 | 0,633 | 126,76 | 35,01 | 91,75 | 1,58 | |
10,80 | 21,0 | 0,80 | 217,05 | 13,0 | 22,0 | 0,633 | 137,39 | 35,01 | 102,38 | 1,58 | ||
10,80 | 21,0 | 0,00 | 217,05 | 22,5 | 43,0 | 0,446 | 96,8 | 57,43 | 39,37 | 2,24 | ||
11,60 | 21,0 | 0,80 | 233,85 | 22,5 | 43,0 | 0,446 | 104,3 | 57,43 | 46,87 | 2,24 | ||
Gz | 12,40 | 21,0 | 0,80 | 250,65 | 22,5 | 43,0 | 0,446 | 111,79 | 57,43 | 54,36 | 2,24 | |
13,00 | 21,0 | 0,60 | 263,25 | 22,5 | 43,0 | 0,446 | 117,41 | 57,43 | 59,98 | 2,24 |
* - w naprężeniach pierwotnych uwzględniono obciążenie naziomu korony skarpy | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
obciążenie naziomu q = 0 kN/m² | ![]() |
![]() |
||||
dno wykopu 0.00 = 8 m pod p.t. | ||||||
Tabela nr 2a. Obliczenie dodatkowych parć od fundamentów znajdujących się na koronie skarpy | |||
---|---|---|---|
Numer paska | Z śr i | ni=Zśri/h | |
σp 3a | |||
i | m | - | kN/m2 |
1 | 2 | 3 | 4 |
1 | 0,4 | 0,050 | 0 |
2 | 1,2 | 0,150 | 0 |
3 | 2 | 0,250 | 0,01 |
4 | 2,8 | 0,350 | 0,01 |
x | x | x | x |
5 | 3,65 | 0,456 | 0,02 |
6 | 4,55 | 0,569 | 0,02 |
7 | 5,4 | 0,675 | 0,03 |
x | x | x | x |
8 | 6,15 | 0,769 | 0,03 |
9 | 6,75 | 0,844 | 0,03 |
x | x | x | x |
10 | 7,5 | 0,938 | 0,03 |
11 | 8,2 | 1,025 | 0,03 |
x | x | x | x |
12 | 8,8 | 1,100 | 0,03 |
13 | 9,6 | 1,200 | 0,03 |
14 | 10,4 | 1,300 | 0,03 |
x | x | x | x |
15 | 11,2 | 1,400 | 0,03 |
16 | 12 | 1,500 | 0,02 |
17 | 12,7 | 1,588 | 0,02 |
x3 = | 10,75 | m m3 = x3/h = | 1,34 | - | dla m > 0,4: | dla m < 0,4: | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
x4 = | 14,75 | m m4 = x4/h = | 1,84 |
|
![]() |
|||||||||
h = | 8 |
|
||||||||||||
Tabela nr 3. Wypadkowe wszystkich sił działających na konstrukcję oporową (parcia |
---|
i odporu gruntu e(z) = ea (z) - ep (z) oraz parcia od fundamentów Σσp ) |
Numer paska |
i |
1 |
1 |
2 |
3 |
4 |
x |
5 |
6 |
7 |
x |
8 |
9 |
x |
10 |
11 |
x |
12 |
13 |
14 |
x |
15 |
16 |
17 |
Narysowany wykres linii ugięcia znacznie odbiega od linii pionowej biegnącej w miejscach kotwień, w związku z tym należy wprowadzić korektę do linii „II”.
W przypadku ścianki utwierdzonej w gruncie:
W miejscu górnej podpory występuje odchyłka s =4,987 m, korektę w pochyleniu zamykającej II’’ można dokonać korzystając z Δm, obliczonej ze wzorów:
$$m = 3\ \times s\ \times \frac{H}{r^{2}}\ \left\lbrack m \right\rbrack,$$
s – odchyłka [m]
H1 – wartość odczytana z wysokości wieloboku sił wtórnych [m2]
r2 – kwadrat odległości pomiędzy podporami [m2]
$$m = 3\ \times 4,987\ \times \frac{4,2}{11^{2}} = 0,52\text{\ m}$$
Na podstawie zamieszczonych wyników obliczeń sporządzono wykresy naprężeń, wielobok sił oraz wykresu sznurowe, odczytano z nich:
głębokość punktu, gdzie wypadkowe parcie jest równe zeru:
u = 1,00 m
mmax
w przypadku swobodnego podparcia = 1,14 m
oraz utwierdzenia w gruncie = 0,73 m
RA – siła w zakotwieniu
w przypadku swobodnego podparcia = 185,65 (wartość obliczeniowa: RA =250,63)
oraz utwierdzenia w gruncie = 144,99 (wartość obliczeniowa: RAII = 195,74)
x – odległość od dna wykopu do miejsca styczności
w przypadku swobodnego podparcia = 3,20 m
oraz utwierdzenia w gruncie = 4,99 m
Obliczono Mmax oraz t, czyli głębokość wbicia ścianki szczelnej
Mmax = mmax × H
t = u + 1, 2x
przypadek ścianki wolno podpartej w gruncie:
Mmax=1, 14m × 220 kN = 250, 8 kNm ∖ nt = 1, 00 + 1, 2 × 2, 61 = 4, 84 m
przypadek ścianki utwierdzonej w gruncie:
Mmax=0, 73m × 220 kN = 160, 6 kNm ∖ nt = 1, 00 + 1, 2 × 4, 99 = 6, 98 m
Wymagana długość brusa:
HB = Hs + t
przypadek ścianki wolno podpartej w gruncie:
HB = 8, 0 + 4, 84 = 12, 84 m
przypadek ścianki utwierdzonej w gruncie:
HB = 8, 0 + 7, 0 m = 15, 0 m
Przyjęta obliczeniowa wytrzymałość stali:
Stal St3S
fyd = 210 MPa
Potrzebny wskaźnik wytrzymałości:
$$W_{x} = \frac{M_{\text{maxd}}}{f_{\text{yd}}}$$
przypadek ścianki wolno podpartej w gruncie:
$$W_{x} = \frac{250,8\ \times 1,2}{210000} = 0,001433\ m^{3} = 1433\ cm^{3}$$
przypadek ścianki utwierdzonej w gruncie:
$$W_{x} = \frac{160,6 \times 1,2}{210000} = 0,000917\ m^{3} = 917\ cm^{3}\ $$
Dobór właściwego profilu: (ThyssenKrupp), profile LARSSEN
przypadek ścianki wolno podpartej w gruncie:
- przyjęto: LARSSEN 716: Wx=1600 cm3, B =750 mm (szerokość profilu)
przypadek ścianki utwierdzonej w gruncie:
- przyjęto: LARSSEN 603: Wx=1200 cm3, B = 600 mm
dane zaczerpnięte z: http://www.thyssenkrupp-energostal.pl/_upload_pliki/index.php?id_plik=277
Rozstaw kotew:
przypadek ścianki wolno podpartej w gruncie:
RAd = 189,65 kN, projektuję kotwy co a = 3,0 (co 4 grodzice), potrzebny przekrój As
$$A_{s} = \frac{R_{\text{Ad}} \times a}{f_{\text{yd}}}$$
a – rozstaw, parzysta krotność szerokości brusa.
fyd – obliczeniowa wytrzymałość stali z której projektowana jest kotwa, 18G2A = 310 MPa
$$A_{s} = \frac{189,65\ \times 3,0}{310000} = 0,0018353\ m^{2} = 18,35\text{\ c}m^{2}$$
przyjęto pręty stalowe Φ50mm;
przypadek ścianki utwierdzonej w gruncie:
$$A_{s} = \frac{144,99\ \times 2,4}{310000} = 0,001122\ m^{2} = 11,22\text{\ c}m^{2}$$
przyjęto pręty stalowe Φ40mm;
Przekrój poprzeczny ściągu:
przypadek ścianki wolno podpartej w gruncie:
RAd = 189,65 kN, projektuję kotwy co a = 3,0 (co 4 grodzice), nachylenie ściągu α = 15 ⁰, potrzebny przekrój As
$$A_{s} = \frac{R_{\text{Ad}} \times a}{\cos{\alpha\ \times}f_{\text{yd}}}$$
fyd – obliczeniowa wytrzymałość stali z której projektowana jest kotwa, 18G2A = 310 MPa
$$A_{s} = \frac{189,65\ \times 3,0}{0,9656 \times 310000} = 0,001900\ m^{2} = 19,00\text{\ c}m^{2}$$
minimalna średnica przekroju:
$$\Phi = 2\sqrt{(A_{S}/}\pi) = 4,92\text{\ cm\ \ \ }$$
przyjęto przekrój o średnicy Φ60 mm;
przypadek ścianki utwierdzonej w gruncie:
$$A_{s} = \frac{144,99\ \times 2,4}{0,9656 \times 310000} = 0,001162\ m^{2} = 11,62cm^{2}$$
minimalna średnica przekroju:
$$\Phi = 2\sqrt{(A_{S}/}\pi) = 3,85\text{\ cm\ \ \ }$$
przyjęto przekrój o średnicy Φ50 mm;