Έλεγχοι σχεδίασης τοίχων αντιστήριξης σύμφωνα με το ACI 318-19

Κατά τη διαδικασία σχεδίασης τοίχου αντιστήριξης από σκυρόδεμα, το πρώτο βήμα είναι να ορίσουμε το προκαταρκτικές διαστάσεις και ελέγξτε το σταθερότητα αυτής της προκαταρκτικής γεωμετρίας κατά ανατροπή, ολίσθηση, Στην περίπτωση που η βάση εκτείνεται επίσης μακριά από το συγκρατημένο έδαφος. Η ολοκλήρωση αυτών των ελέγχων ευστάθειας περιλαμβάνει τον υπολογισμό όλων των δυνάμεων που ασκούνται στη δομή συγκράτησης. Αυτά τα φορτία, όταν συνυπολογίζεται, είναι τα στοιχεία που απαιτούνται για τη διενέργεια ελέγχων σχεδιασμού στον τοίχο αντιστήριξης από σκυρόδεμα και τη διασφάλιση των διαστάσεων και του παρεχόμενου οπλισμού, θα είναι σε θέση να αντέξει τα τελικά φορτία κατάστασης. Χρησιμοποιώντας το λογισμικό σχεδίασης τοίχων αντιστήριξης, είναι δυνατό να πραγματοποιηθούν οι έλεγχοι ευστάθειας που απαιτούνται κατά τη διαδικασία σχεδιασμού τοίχου αντιστήριξης από σκυρόδεμα.

Δοκιμάστε τον Υπολογιστή τοίχου αντιστήριξής μας

Συνοψίζοντας, Οι έλεγχοι σχεδιασμού στα διάφορα εξαρτήματα ενός τοίχου αντιστήριξης από σκυρόδεμα περιλαμβάνουν:

• η δύναμη τριβής που θα αποτρέψει την ολίσθηση του τοίχου είναι το συνολικό κατακόρυφο φορτίο πολλαπλασιαζόμενο με τον συντελεστή τριβής εδάφους-σκυροδέματος που ορίζεται για το εδαφικό υλικό υποδομής και η δύναμη ολίσθησης είναι το αποτέλεσμα της πλευρικής πίεσης του εδάφους που διατηρείται και της πίεσης που σχετίζεται με την παρουσία επιβάρυνσης
  • Κρίσιμο τμήμα: Βρίσκεται στη βάση του στελέχους, στην πρόσοψη της βάσης του τοίχου αντιστήριξης. Έλεγχος διατμητικής αντοχής, ACI 318 επιτρέπει τη χρήση του τμήματος σε απόσταση ρε από τη βάση ως την κρίσιμη.
  • Δρούσες δυνάμεις: Διατηρήθηκε η ενεργός πίεση του εδάφους και η πρόσθετη πίεση που προέρχεται από επιπρόσθετα φορτία.
  • Επιπτώσεις προς έλεγχο: Κάμψη και διάτμηση στο στέλεχος του τοίχου αντιστήριξης του κρίσιμου τμήματος.
• Φτέρνα
  • Κρίσιμο τμήμα: Βρίσκεται στη διεπαφή μεταξύ του στελέχους και της βάσης του τοίχου. Έλεγχος διατμητικής αντοχής, ACI 318 επιτρέπει τη χρήση του τμήματος σε απόσταση ρε από τη διεπαφή ως κρίσιμη.
  • Δρούσες δυνάμεις: Διατηρημένο βάρος εδάφους, αυτο-βάρος φτέρνας, και προσαύξηση κάθετης δράσης. Θα μπορούσε να συμπεριληφθεί η πίεση του εδάφους κάτω από τη βάση, αλλά συνήθως παραμελείται επειδή είναι συντηρητικός.
  • Επιπτώσεις προς έλεγχο: Διάτμηση και κάμψη στη φτέρνα του τοίχου αντιστήριξης του κρίσιμου τμήματος.
• Δάχτυλο του ποδιού
  • Κρίσιμο τμήμα: Βρίσκεται στην όψη του στελέχους. Έλεγχος διατμητικής αντοχής, ACI 318 επιτρέπει τη χρήση του τμήματος σε απόσταση ρε από το πρόσωπο του στελέχους ως το κρίσιμο.
  • Δρούσες δυνάμεις: Πίεση κάτω από το δάχτυλο του ποδιού. Το παθητικό αυτο-βάρος του εδάφους που δρα πάνω από το δάχτυλο του ποδιού συνήθως παραμελείται, καθώς μπορεί να διαβρωθεί ή να αφαιρεθεί.
  • Επιπτώσεις προς έλεγχο: Διάτμηση και κάμψη στο δάκτυλο του τοίχου αντιστήριξης του κρίσιμου τμήματος.
• Κλειδί διάτμησης (εάν περιλαμβάνονται)
  • Κρίσιμο τμήμα: Βρίσκεται στη διεπαφή μεταξύ του κλειδιού διάτμησης και της βάσης τοίχου.
  • Δρούσες δυνάμεις: Παθητική πίεση εδάφους.
  • Επιπτώσεις προς έλεγχο: Διατμήστε το κλειδί του τοίχου αντιστήριξης του κρίσιμου τμήματος.

Συντελεστές Φορτίου σύμφωνα με το ACI-318

Κατά την εκτέλεση σχεδιαστικού ελέγχου σε τοίχο αντιστήριξης από σκυρόδεμα σύμφωνα με τις απαιτήσεις του ACI-318, όλες οι εξωτερικές δυνάμεις που επιδρούν στην κατασκευή και δημιουργούν μια εσωτερική δύναμη στο κρίσιμο τμήμα, συνυπολογίζονται ανάλογα με τη φύση τους, ως εξής:

• Για πλευρικές πιέσεις γείωσης, λόγω του βάρους του εδάφους και των πρόσθετων φορτίων, ο παράγοντας για τον υπολογισμό των τελικών φορτίων κατάστασης είναι \(1.6\)
• Για το αυτο-βάρος της δομής, ο παράγοντας για τον υπολογισμό των τελικών φορτίων κατάστασης είναι \(1.2\)

Αυτοί οι παράγοντες αντικατοπτρίζουν την πιθανότητα υπέρβασης του υπολογιζόμενου “ακριβής” αξία, για την περίπτωση του αυτο-βάρους της δομής, η πιθανότητα υπέρβασης είναι αρκετά μικρή, και επομένως ο παράγοντας είναι κοντά στο 1.0, ωστόσο, εξωτερικές δυνάμεις όπως το βάρος και η πλευρική πίεση του συγκρατούμενου εδάφους και οι προσαυξήσεις είναι πιο πιθανό να λάβουν υψηλότερη τιμή, και γι' αυτό ο συντελεστής φορτίου είναι πιο κοντά στο 2 παρά να 1.

Συντελεστές μείωσης αντίστασης σύμφωνα με το ACI-318

Εκτός από την αύξηση των δυνάμεων που ασκούνται στη δομή, Η αντίστασή του μειώνεται επίσης με την εφαρμογή κάποιων παραγόντων, ακολουθώντας το LRFD (Σχεδιασμός συντελεστή φόρτωσης και αντίστασης) πλησιάζω. Κάθε τιμή αντίστασης μειώνεται ως εξής:

• Για αντοχή στην κάμψη, υποθέτοντας ότι το μέλος ελέγχεται η τάση, ο συντελεστής μείωσης είναι \(0.9\)
• Για αντοχή στη διάτμηση, ο συντελεστής μείωσης είναι \(0.75\)

Απαιτήσεις σχεδιασμού σύμφωνα με το ACI-318

Συγκρίνοντας τις τελικές εσωτερικές δυνάμεις της κατάστασης με τη μειωμένη αντίσταση του μέλους σε αυτήν την εσωτερική δύναμη, είναι δυνατό να προσδιοριστεί εάν το παρεχόμενο τμήμα σκυροδέματος και ο ενσωματωμένος οπλισμός είναι αρκετά ισχυροί ή όχι. Αυτό μπορεί να εκφραστεί στις ακόλουθες δύο εξισώσεις:

• Για αντίσταση ονομαστικής ροπής \(M_n\) και η τελική στιγμή της κατάστασης \(M_u\)

\(\phi \; M_n \geq M_u\)

• Για ονομαστική αντίσταση διάτμησης \(V_n\) and ultimate state shear force\(V_u\)

\(\phi \; V_n \geq V_u\)

Πρόσθετες απαιτήσεις σύμφωνα με το ACI-318

Εκτός από την εκπλήρωση των προαναφερθέντων απαιτήσεων, Το ACI-318 παρουσιάζει ορισμένες πρόσθετες απαιτήσεις για την επιτυχή ολοκλήρωση ενός Σχεδιασμού Τοίχων αντιστήριξης από σκυρόδεμα:

• Ο οπλισμός που υπολογίζεται για κάμψη σε οποιοδήποτε στοιχείο της κατασκευής ελέγχεται έναντι της ελάχιστης απαιτούμενης καμπτικής ενίσχυσης δοκού. Σύμφωνα με το ACI-318, ο τύπος δοκού χρησιμοποιείται αντί του τύπου πλάκας μονής κατεύθυνσης λόγω της έλλειψης πλεονασμού:

\(ΕΝΑ_{μικρό, \; ελάχ} = frac{3 \τ.μ.{f'_c}}{f_y} b_w d\)

• Μόλις υπολογιστεί η απαιτούμενη επιφάνεια χάλυβα για κάμψη, το τμήμα ελέγχεται για να διασφαλιστεί ότι ελέγχεται η τάση, με άλλα λόγια να βεβαιωθείτε ότι ο χάλυβας οπλισμού υποχωρεί πριν ραγίσει το σκυρόδεμα:

\(\varepsilon_t = \frac{\varepsilon_c}{ντο}(δ-γ) > 0.005\)

Οπου \(c = frac{ένα}{\βήτα_1}\), \(α = 1.31 A_s\), \(\varepsilon_c = 0.003\) (υποθέτοντας ρωγμές σκυροδέματος σε αυτό το επίπεδο παραμόρφωσης), και \(d\) είναι η απόσταση από το άκρο συμπίεσης έως το κέντρο του οπλισμού σε τάση.

• Κάποια ελάχιστη επιφάνεια εγκάρσιου οπλισμού υπολογίζεται για κάθε στοιχείο του τοίχου αντιστήριξης από σκυρόδεμα Cantilever, χρησιμοποιώντας τις αναλογίες που δίνονται στον Πίνακα 11.6.1 του ACI-318
• Τα μήκη ανάπτυξης και συναρμογής υπολογίζονται επίσης για κάθε στοιχείο του τοίχου αντιστήριξης από σκυρόδεμα Cantilever, χρησιμοποιώντας τα κριτήρια που αναφέρονται 25.4.2 του ACI-318

Υπολογιστής τοίχου αντιστήριξης SkyCiv

Η SkyCiv προσφέρει μια δωρεάν Αριθμομηχανή Τοίχων αντιστήριξης που θα ελέγχει την ολίσθηση σε τοίχο αντιστήριξης και θα πραγματοποιεί ανάλυση σταθερότητας στους τοίχους αντιστήριξής σας. Η SkyCiv προσφέρει μια δωρεάν Αριθμομηχανή Τοίχων αντιστήριξης που θα ελέγχει την ολίσθηση σε τοίχο αντιστήριξης και θα πραγματοποιεί ανάλυση σταθερότητας στους τοίχους αντιστήριξής σας, Η SkyCiv προσφέρει μια δωρεάν Αριθμομηχανή Τοίχων αντιστήριξης που θα ελέγχει την ολίσθηση σε τοίχο αντιστήριξης και θα πραγματοποιεί ανάλυση σταθερότητας στους τοίχους αντιστήριξής σας, Στην περίπτωση που η βάση εκτείνεται επίσης μακριά από το συγκρατημένο έδαφος, Η SkyCiv προσφέρει μια δωρεάν Αριθμομηχανή Τοίχων αντιστήριξης που θα ελέγχει την ολίσθηση σε τοίχο αντιστήριξης και θα πραγματοποιεί ανάλυση σταθερότητας στους τοίχους αντιστήριξής σας! Με τον πληρωμένο λογαριασμό, είναι επίσης δυνατό να πραγματοποιηθούν έλεγχοι σχεδιασμού σύμφωνα με το ACI στον τοίχο αντιστήριξης.

Υπολογιστής τοίχου αντιστήριξης

Όσκαρ Σάντσεθ
Προγραμματιστής προϊόντος
BEng (Εμφύλιος)
LinkedIn