Дизайн подпорной стены
Процесс проектирования бетонной подпорной стены состоит из трех основных этапов.:
- Предварительный размер: Установите базовый размер для каждого из компонентов, используя некоторые рекомендуемые пропорции..
- Проверка стабильности: Убедитесь, что геометрия стены будет стабильной в условиях нагрузки, которой она будет подвергаться.. В основном боковое давление грунта и дополнительные нагрузки.
- дизайн: Для свойств материала и рассчитанных внутренних воздействий (сдвиг и изгиб) убедитесь, что стена соответствует требованиям к сопротивлению в соответствии с нормами проектирования.
В этой статье, мы сосредоточимся на описании каждого из шагов для успешного проектирования подпорной стены с примерами.
Предварительный размер
Первым шагом перед проверкой подпорной стены на устойчивость является определение предварительных размеров различных компонентов системы подпорной стены., это очень важный этап в проектировании подпорной стены, так как неназначение правильных пропорциональных размеров с самого начала для каждого компонента может привести к необходимости повторения большого количества итераций, чтобы подпорная стена соответствовала требованиям устойчивости или имела негабаритная система, которая соответствует всем требованиям, но использует намного больше материала, чем теоретический минимум. Рекомендации по определению размеров подпорной стены в соответствии с ACI следующие::
- Общая высота (\(час)): Это первый параметр, который зависит только от потребностей проекта. (измеряется от нижней части основания до вершины стержня).
- Базовая ширина (\(б_{неподвижная точка в пространстве, которая не движется}\)): Между 0.4 и 0.7 общей высоты
- Ширина носка (\(б_{палец}\)): Между 1/4 и 1/3 ширины основания
- Базовая толщина (\(т_{неподвижная точка в пространстве, которая не движется}\)): Между 0.07 и 0.1 общей высоты и более \(0.3 м (12 в.)\)
- Толщина дна штока (\(т_{готовить на пару, \; бтм}\)): Между 0.07 и 0.12 общей высоты
- Толщина верха штока (\(т_{готовить на пару, \; верхняя}\)): Минимум \(0.2 м (8 в.)\), \(0.25 м (10 в.)\) предпочтительный
Проверка стабильности
Устойчивость подпорной стенки обеспечивается при выполнении определенных требований.. Каждое из этих требований и рекомендуемый коэффициент безопасности в соответствии с ACI следующие::
- Опрокидывание провал: Подпорная стенка может опрокинуться относительно нижнего левого угла своего основания.. Этот эффект возникает из-за момента, создаваемого приложенными нагрузками к штоку. (горизонтальные составляющие давления грунта и эффект надбавки) и ему противодействуют все вертикальные нагрузки (собственный вес и вертикальные составляющие давления). В предыдущей статье, мы полностью поработали на примере расчет опрокидывающего момента. Традиционно рекомендуемый запас прочности:
\(ФС_{переворачивание} \эквалайзер 2.0\)
Если коэффициент безопасности против опрокидывания слишком низкий, необходимо изменить геометрию стены, увеличив ее размеры, чтобы вертикальная нагрузка была выше.
- Скользящий отказ: Подпорная стенка может скользить по своему основанию. Это вызвано теми же горизонтальными нагрузками, которые стремятся опрокинуть стену., и выдерживают силы трения, возникающие между нижней поверхностью основания и грунтом основания. В предыдущей статье, мы полностью поработали на примере расчет скользящего коэффициента запаса прочности. Традиционно рекомендуемый запас прочности:
\(ФС_{скольжение} \эквалайзер 1.5\)
В случае, если коэффициент безопасности против скольжения слишком низкий, одна из возможностей - удлинить базу, но в случае наличия ограничений для этого, добавление срезающего ключа может помочь.
- Отказ подшипника: Максимально допустимое давление грунта основания может быть превышено давлением стены на грунт.. Традиционно рекомендуемый запас прочности:
\(ФС_{несущий} \эквалайзер 3.0\)
В таком случае, если коэффициент безопасности слишком низкий, вариант - удлинить базу, чтобы давление распределялось лучше.
Другая статья подробно описывает эти требования к стабильности а проверку устойчивости любой подпорной стены можно выполнить с помощью SkyCiv. Программное обеспечение для расчета подпорной стены.
Проверка дизайна
Основной принцип проектирования подпорной стены заключается в том, что изгиб железобетонных стержней и оснований, а также расчетная прочность на сдвиг должны быть, по крайней мере, равны факторизованному моменту и сдвигу, определенным в результате анализа..
- В стенной стержень выполнен в виде консоли, закрепляется у основания. Нагрузки, учитываемые при расчете этого элемента, включают осевую нагрузку от его веса и силы трения засыпки, которые действуют на стенной стержень.. Дополнительно, изгиб из-за внецентренных вертикальных нагрузок, доплата за грузы, и боковое давление грунта также необходимо учитывать. Игнорирование осевых нагрузок, действующих на стержень стены, может быть консервативным, поскольку небольшие нагрузки в этом направлении имеют тенденцию увеличивать моментную прочность стены в соответствии с уравнением взаимодействия.
- В основание стены обычно простирается с обеих сторон ствола, если нет физических ограничений, таких как линия собственности или существующая структура. Выступ основания под сохраненным грунтом известен как пятка и предназначен для поддержки всего веса грунта над ним., добавочные нагрузки и если засыпка наклонная, вертикальная составляющая давления грунта также поддерживается фундаментом. В случае, если основание выходит за пределы оставшегося грунта, эта часть известна как палец ноги. Критическими сечениями для расчета прочности на изгиб носка и пятки являются передняя и задняя грани стержня стены., и для расчета прочности на сдвиг, критические секции удалены d с передней и задней стороны ствола.
Ссылки
Калькулятор подпорной стены
SkyCiv предлагает бесплатный калькулятор бетонных подпорных стен, который проверит опрокидывающий момент и проведет анализ устойчивости ваших подпорных стен..
Программное обеспечение для удерживающих стен
Программное обеспечение SkyCiv Retaining Wall помогает инженерам проектировать консольные и гравитационные подпорные стены и подходит для расчета блочных или бетонных стен.. Платная версия также отображает полные расчеты, чтобы вы могли видеть шаг за шагом, как рассчитать устойчивость подпорной стенки к опрокидыванию, скольжение, и подшипник!
Разработчик продукта
BEng (гражданского)
