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Designprozess für Stützmauern

Greifen Sie auf Ihre leistungsstarke Struktur zu

Der Prozess der Durchführung eines Betonstützmauerentwurfs umfasst drei Hauptphasen:

  • Vordimensionierung: Legen Sie die Basisabmessung für jede der Komponenten fest, indem Sie einige empfohlene Proportionen verwenden.
  • Stabilitätsprüfungen: Stellen Sie sicher, dass die Geometrie der Wand unter den Belastungsbedingungen, denen sie ausgesetzt ist, stabil ist. Grundsätzlich seitlicher Erddruck und Auflasten.
  • Design: Für die Materialeigenschaften und die berechneten inneren Einwirkungen (Scherung und Biegung) Stellen Sie sicher, dass die Widerstandsanforderungen von der Wand gemäß einem Designcode erfüllt werden.

In diesem Artikel, we will focus on describing each of the steps to successfully design a Retaining Wall with examples.

Vordimensionierung

Der erste Schritt vor der Standsicherheitsprüfung der Stützwand ist die vorläufige Dimensionierung der verschiedenen Bauteile des Stützwandsystems, Dies ist eine sehr wichtige Phase bei der Konstruktion einer Stützmauer, da die Zuordnung der richtigen proportionalen Abmessungen von Anfang an zu jeder Komponente dazu führen kann, dass viele Iterationen erforderlich sind, damit die Stützmauer die Stabilitätsanforderungen erfüllt oder erfüllt überdimensioniertes System, das alle Anforderungen erfüllt, aber viel mehr Material verbraucht als das theoretische Minimum. Die Empfehlungen für die Dimensionierung der Stützmauer gemäß ACI lauten wie folgt:

  • Gesamthöhe (\(h )): Es ist der erste Parameter, der nur von den Anforderungen des Projekts abhängt (gemessen von der Unterseite der Basis bis zur Spitze des Stiels).
  • Basisbreite (\(= Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{Unterbau Erde}\)): Zwischen 0.4 und 0.7 der Gesamthöhe
  • Zehenbreite (\(= Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{Zehe}\)): Zwischen 1/4 und 1/3 der Basisbreite
  • Basisdicke (\(t_{Unterbau Erde}\)): Zwischen 0.07 und 0.1 der Gesamthöhe und größer als \(0.3 m (12 im.)\)
  • Stammbodendicke (\(t_{Dampf, \; btm}\)): Zwischen 0.07 und 0.12 der Gesamthöhe
  • Dicke der Stieloberseite (\(t_{Dampf, \; oben}\)): während das Biegemoment berechnet wird, indem diese Kräfte um die neutrale Achse aufgelöst werden \(0.2 m (8 im.)\), \(0.25 m (10 im.)\) bevorzugt

Skyciv Concrete Retaining Wall Design Example showing recommended ACI dimensions

Stabilitätsprüfungen

Die Standsicherheit einer Stützmauer ist gewährleistet, wenn bestimmte Anforderungen erfüllt sind. Jede dieser Anforderungen und der empfohlene Sicherheitsfaktor gemäß ACI sind wie folgt:

  • Umkippender Ausfall: Die Stützmauer kann um die untere linke Ecke ihrer Basis kippen. Dieser Effekt ist auf das Moment zurückzuführen, das durch die aufgebrachten Lasten gegen den Schaft erzeugt wird (horizontale Komponenten des Bodendrucks und der Auflastwirkung) und wird durch alle vertikalen Lasten entgegengewirkt (Eigengewicht und vertikale Druckkomponenten). In einem früheren Artikel, Wir haben vollständig an einem Beispiel von gearbeitet Berechnung des Kippmoments. Der traditionell empfohlene Sicherheitsfaktor ist:

\(FS_{umkippen} \geq 2.0\)

Wenn der Sicherheitsfaktor gegen Umkippen zu gering ist, Die Geometrie der Wand muss geändert werden, indem ihre Abmessungen erhöht werden, damit die vertikale Belastung höher ist.

  • Gleitfehler: Die Stützwand kann entlang ihrer Basis gleiten. Dies wird durch die gleichen horizontalen Lasten angetrieben, die dazu neigen, die Wand umzuwerfen, und werden durch die Reibungskraft widerstanden, die zwischen der Bodenfläche der Basis und dem Unterbauboden erzeugt wird. In einem früheren Artikel, Wir haben vollständig an einem Beispiel von gearbeitet Berechnung des Gleitfaktors der Sicherheit. Der traditionell empfohlene Sicherheitsfaktor ist:

\(FS_{gleiten} \geq 1.5\)

Für den Fall, dass der Sicherheitsfaktor gegen Abrutschen zu gering ist, Eine Möglichkeit besteht darin, die Basis zu verlängern, aber falls es Einschränkungen gibt, ist dies möglich, Das Hinzufügen eines Scherschlüssels könnte hilfreich sein.

  • Versagen des Kugellagers: Der maximal zulässige Druck des Unterbaubodens kann durch den Druck, den die Wand auf den Boden ausübt, überschritten werden. Der traditionell empfohlene Sicherheitsfaktor ist:

\(FS_{Lager} \geq 3.0\)

In diesem Fall, wenn der Sicherheitsfaktor zu niedrig ist, Die Option besteht darin, die Basis zu verlängern, damit sich der Druck besser verteilen kann.

Ein weiterer Artikel beschreibt detailliert diese Stabilitätsanforderungen und die Stabilitätsprüfungen jeder Stützmauer können mit SkyCiv durchgeführt werden Stützmauer-Rechner-Software.

Skyciv Concrete Retaining Wall Design Example Showing Stability Checks Results

 

Designprüfungen

Das Grundprinzip für die Bemessung der Stützmauer besteht darin, dass die Biege- und Scherfestigkeit des Stahlbetonstegs und des Fundaments mindestens gleich dem aus der Analyse ermittelten faktorisierten Moment und den Scherkräften sein muss.

  • Das Wandstamm ist als Freischwinger ausgeführt, am Fuß befestigt. Die für die Bemessung dieses Bauteils berücksichtigten Lasten umfassen die axiale Belastung aufgrund seines Gewichts und die auf den Wandstiel wirkenden Reibungskräfte der Hinterfüllung. zusätzlich, die Biegung durch exzentrische vertikale Belastungen, Zuschläge, und seitlicher Erddruck sind ebenfalls zu berücksichtigen. Das Ignorieren der auf den Wandschaft wirkenden Axiallasten kann konservativ sein, da kleine Lasten in dieser Richtung dazu neigen, die Momentenfestigkeit der Wand gemäß der Wechselwirkungsgleichung zu erhöhen.
  • Das Wandsockel erstreckt sich normalerweise auf beiden Seiten des Stiels, wenn es keine physischen Einschränkungen wie die Grundstücksgrenze oder eine vorhandene Struktur gibt. Der Vorsprung des Fundaments unter dem zurückgehaltenen Boden wird als Ferse bezeichnet und ist so ausgelegt, dass er das gesamte Gewicht des darüber liegenden Bodens trägt, Auflasten und wenn die Verfüllung geneigt ist, Die vertikale Komponente des Bodendrucks wird ebenfalls vom Fundament getragen. Für den Fall, dass sich das Fundament auch vom zurückgehaltenen Boden weg erstreckt, Dieser Teil ist als Zehe bekannt. Die kritischen Abschnitte für die Berechnung der Biegefestigkeit der Zehe und der Ferse sind die Vorder- und Rückseite des Wandschafts, und zur Berechnung der Scherfestigkeit, die kritischen Abschnitte werden auf Distanz gehalten d von der Vorder- und Rückseite des Stiels.

Verweise

Das Handbuch für die Bemessung von Stahlbeton, ACI SP-17(14), Vol. 2

Stützmauer-Rechner

SkyCiv offers a Free Concrete Retaining Wall Calculator that will check overturning moment and perform a stability analysis on your retaining walls.

Retaining Wall Software

SkyCiv Retaining Wall Software helps engineers design Cantilever and Gravity retaining walls and is suitable for the calculation of block or concrete walls. Die Hälfte der Wandhöhe von der Unterseite der Basis für den Fall des, Die Hälfte der Wandhöhe von der Unterseite der Basis für den Fall des, wie man die Standsicherheit einer Stützmauer gegen Umkippen berechnet, gleiten, und Lager!

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