Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich

Rok akademicki 2013/2014

Semestr V

SPRAWOZDANIE

Projektowanie ścianek szczelnych

Robert Łukasik

170763

1. Cel ćwiczenia

Ćwiczenie polega na zaprojektowaniu ścianki szczelnej metodą klasyczną oraz przy pomocy programu SheetPileEdu.

1. Dane projektowe

Głębokość wykopu [m]:	3
Obciążenie naziomu [kPa]:	7

Warstwa	d [m]	γ [kN/m3]	φ[°]	c [kPa]	Ka		Kp
MSa	1	18	31	0	0,32		3,12
FSa	3	17	32	0	0,31		3,25
siCl	dko	22	18	20	0,53		1,89

1. Obliczenia

1. Metoda klasyczna

Obliczenia zostały wykonane w programie Excel i znajdują się w załączniku 1

W wyniku obliczeń okazało się, że w dane założenia spełnia ścianka typu AZ12 ze stali S240GP i wysokości 5m.

1. Program SheetPileEdu

   1. Ścianka o wskaźniku wytrzymałości podobnym do ścianki wyliczonej metodą klasyczną

Wskaźnik plastyczności ścianki z metody klasycznej wynosi 1200 cm³

Zdjęcia z programu:

Dane:

Uproszczone wykresy:

Wykres przemieszczeń:

Ekstrema:

Raport z programu:

Długość ścianki = 10 m

Sprawdzenie nośności przekroju grodzicy:

σ_max = Meksr/Wx = 109,29 kNm / 1200,00 cm3 = 91,07 MPa

σ_max = 91,07MPa < σ_pl = 500,00 MPa

Wykorzystanie nośności przekroju: 18,21 %

Wykorzystanie nośności przekroju ze współczynnikiem bezpieczeństwa FS = 2.0: 36,43 %

Warunek nośności spełniony.

Wniosek:

Wysokość ścianki o podobnych parametrach wynosi 10 m, jednak ścianka nie spełnia warunku o maksymalnym przemieszczeniu 2 cm oraz wykorzystuje tylko 20% nośności przekroju.

1. Ścianka dobrana tak, aby spełniała warunek dopuszczalnego przemieszczenia 2 cm

Jedyną ścianką z dostępnych w programie, która spełniła warunek jest najmocniejsza ścianka o wskaźniku plastyczności 6450 cm³

Zdjęcia z programu:

Dane:

Uproszczone wykresy:

Wykres przemieszczeń:

Ekstrema:

Raport z programu:

Długość ścianki = 11,5 m

Sprawdzenie nośności przekroju grodzicy:

σ_max = Meksr/Wx = 109,97 kNm / 6450,00 cm3 = 17,05 MPa

σ_max = 17,05MPa < σ_pl = 500,00 MPa

Wykorzystanie nośności przekroju: 3,41 %

Wykorzystanie nośności przekroju ze współczynnikiem bezpieczeństwa FS = 2.0: 6,82 %

Warunek nośności spełniony.

Wniosek:

Wybrana najmocniejsza ścianka musiałaby mieć 11,5 m długości, spełniłaby warunek dopuszczalnego przemieszczenia lecz wykorzystywałaby tylko niecałe 4% nośności przekroju.

1. Ścianka zakotwiona 1 kotwą

Dane:

Uproszczone wykresy:

Wykres przemieszczeń:

Ekstrema:

Raport z programu:

Długość ścianki = 5,5 m

Sprawdzenie nośności przekroju grodzicy:

σ_max = Meksr/Wx = 14,83 kNm / 1200,00 cm3 = 12,36 MPa

σ_max = 12,36MPa < σ_pl = 500,00 MPa

Wykorzystanie nośności przekroju: 2,47 %

Wykorzystanie nośności przekroju ze współczynnikiem bezpieczeństwa FS = 2.0: 4,94 %

Warunek nośności spełniony .

Wyniki dla kotew:

Kotwa (Głębokość 1,00):

Siła: -1380,33 kN Przemieszczenie: 15,00 cm

Podstawowa długość żerdzi (1,00): 7,7 m

Wniosek:

Ścianka o wskaźniku plastyczności 1200 cm³ zakotwiona 1 kotwą na głębokości 1m musi mieć 5,5 m długości i spełnia wszystkie warunki nośności oraz dopuszczalne przemieszczenia.

1. Wnioski końcowe

Obliczone ścianki metodą klasyczną oraz za pomocą programu komputerowego różnią się od siebie. Ścianka AZ 12 obliczona metodą klasyczną ma 5m długości kiedy ścianka o podobnych parametrach Larssen 603 obliczona programem SheetPileEdu musi mieć 10m nie spełniając przy tym warunku maksymalnego przemieszczenia. Po obliczeniu programem ścianki o lepszych parametrach Larssen 430 wymagana długość ścianki wzrosła do 11,5m spełniając przy tym warunek maksymalnego przemieszczenia.

Bardziej ekonomicznym sposobem jest użycie ścianki Larssen 603 zakotwioną na głębokości 1m kotwą długości 7,7m. W takim wypadku wymagana długość ścianki to 5,5m przy czym wszystkie wymagane warunki zostają spełnione.

Program znacznie przyspiesza prace przy doborze ścianki, podaje nam dodatkowe informacje o wykresach przemieszczeń i jest dobrą alternatywą do klasycznej metody obliczeniowej.