Подпорные стены. Назначение и основные конструктивные решения.

Подпорные стены. Назначение и основные конструктивные решения.

Подп. стены предназначены для восприятия давление грунта в местах резкого перепада отметок его поверхности. Они также обеспечивают устойчивость откосов насыпей и выемок, удерживая грунт от обрушения.
Все подпорные стены в основном бывают: каменные, ж/б и бетонные.

Конструкции ж/б подпорных стен

1.Уголковые 2.С контрфорсами 3.Анкерные

 

 

1.Уголковые

1) Из цельных блоков длиной 2-3м

2) Из лобовой стенки и фундаментной плиты

Лобовая стенка l =3 м

Фунд.плита l =1,5 м или l =3 м

Уголковые применяются при высоте подпора грунта не более 4,5м.

а)одноэлементная б)двухэлементная

h=1,2; 1,8; 2,4; 3,0; 3,6 м

b=2,2; 2,5; 3,1; 3,7 м

2. Контрфорсовые и анкерные

Применяются при высоте подпора грунта более 4,5м

Они состоят из плит,которые вставлены в базы контрфорсов или рам.

Контрфорсы обычно устанавливаются с шагом 2-3м на сборную фунд. плиту. Все стыки сборных эл-тов осущ. путём сварки закладных деталей или выпуска арматуры.

В анкерные рамы устанавливают с шагом 4-5м. Каждая рама опирается на отдельную фунд. плиту.

С другой стороны рамы закрепляется к анкерной балки, основное назначение которой – препятствовать опрокидыванию и смещению опорной стены.

в)контрфорсная г)анкерная

 

Другие виды стен

а) с обратным уклоном подошвы

б) с анкерным зубом ниже подошвы опорной плиты

Подпорные стены. Конструирование элементов подпорных стен

Подпорные стенки армируются сетками, в которых рабочая арматура соединяется между собой при помощи монтажной арматуры.

По мере удаления от зон с максимальным М часть рабочей арматуры обрывается.

Плиты подпорных стен (с контрфорсами и анкерами) рассчитываются на горизонтальное давление грунта как работающие по балочной схеме с пролётом, равным шагу контрфорсов или рам.

Контрфорсы рассчитываются как консольные элементы, жестко сопряженные с фундаментной плитой.

Все стыковые соединения рассчитываются на усилия, которые через них передаются.

Анкерная балка рассчитывается и проектируются из условия недопущения опрокидывания подпорной стены.

 

Схема армирования уголковой подпорной стены

Основные нагрузки и воздействия на конструкции бункеров

В ж/б бункерах 4 схемы их разрушения:

1. От нормального давления сыпучего изнутри (разруш.стенок бункера от изгибающ.момента действующего из плоскости элемента)

рисунок

 

 

2. От разрыва стенок и воронок в горизонтальном направлении

 

рисунок

 

 

3. Отрыв воронки

 

рисунок

 

4.Разрушение стенок от изгибающего момента действующего в плоскости

 

рисунок

 

Каждая из этих схем в отдельности не встречается

Схема 1

Расчет на местный изгиб под действием нормальной нагрузки выполняется следующим образом:

Все стенки бункера рассматривают в отдельности как плиты защемленные по трем сторонам. При этом значение изгибающих моментов определяют по справочникам.

Кроме М стенки испытывают растяжение: вертикальные в горизонтальном направлении, наклонные в обоих направлениях.

Трещ. растягивающего усилия определяется из условия равенства всех внутренних и внешних сил.

N_a= * P_nd*b'*sin α

N_b= * P_nd*a'*sinα

При подборе арматуры стенку рассчитывают как прямоугольный внецентренно растянутый элемент, изогнутый момент М и раст.усилN_b(N_a)

Наиболее экономичное решение с точки зрения расхода арматуры получается при расчете по методу предельного равновесия. Т.к. по этому методу рассчитывается значение раскрытия трещин, то по исп. только в том случае, когда сыпучие не оказывают агрессивного воздействия на арматуру.

Схема 2

Проверка сечений на растяжение осущ. в предполож. того, что все растягивающие усилия воспринимаются только арматурой.

Схема 3

Проверка воронки на отрыв производится в верхнем ее основании на действие максимальной растягивающей силы, напряжение вдоль ската воронки.

N – принята на единицу длины

– весвсегосыпучего в бункере

– собственный вес воронки

- угол уклона стенок воронки

Все растягивающие усилия воспринимаются только скатной арматурой.

Схема 4

Прочность стенки на изгиб в целом проверяют расчетом ее по нормальным сечениям на действие изгибающего момента и по наклонному сечению на действие поперечной силы. При этом учитывают всю горизонтальную арматуру, которая попадает в растягивающуюся зону. Коэф.усл.работы принимают равным 0,8. А по расчету по наклонным сечениям также учитывают вертикальную арматуру.

Монолитные силосы

Возв. в скользящей опалубке бетон не ниже В15

Толщина стен в цилиндре диаметром 6м – от 160 до 180 мм

Диаметром 12м – 240мм

Горизонтальная арматура класса А-II

 

Рисунок

 

Стык внахлестку

≥60d+200мм

С шагом от 100 до 200 мм

При диаметре >12м диаметр горизонтального армирования ≤16мм

Вертикальная арматура класса А-I и А-II

Стык внахлестку

 

 

Рисунок

В емкостях d≥12м

Диаметр верт.стержней≥12мм

d≤12мd≤10мм

в одном сечении должно быть не более 25% стыков

Внутренние емкости силосных корпусов, а также отдельно стоящие силосы диаметром могут иметь одиночное армирование. В других случаях необходимо двойное.

При одиночном армировании шаг стержней 400-500 мм

При двойном 300-350мм

Через определённое расстояние вертикальное армирование устанавливают в виде каркасов-лестниц, на горизонтальные стержни которые устанавливают рабочую кольцевую арматуру

При двойном армировании сетки между собой соединяют специальными шпилькамиd≥3ммм

Всю арматуру силосов объединяют в сетки. Стержни стыкуют проволокой

В горизонтальном сечении общая площадь поперечного сечения вертикального армирования должна быть не менее 0,4% от площади поперечного сечения бетона

Силосы d≥12м проектируются преднапряженными. Исп.классы напр. арматуры: А-IV – A-VI, K-7,B-II,Bp-II

 

Напряженная арматура устанавливается либо в специальные оставленные при бетонировании каналы, либо с наружной стороны и для защиты от вредных внешних воздействий ее окращивают.

Прямоугольные:

Внутренние стенки должны иметь двойное армирование, наружные могут иметь одиночное

Т.к. в местах сопряжения стенок между собой в 2 раза превышает пролетные изгибающие моменты, то горизонтальную рабочую арматуру заводят за ось стенок поперечного направления 1/3 -1/4 пролета

Днища силосов проектируют аналогично бункеров.

Подпорные стены. Назначение и основные конструктивные решения.

Подп. стены предназначены для восприятия давление грунта в местах резкого перепада отметок его поверхности. Они также обеспечивают устойчивость откосов насыпей и выемок, удерживая грунт от обрушения.
Все подпорные стены в основном бывают: каменные, ж/б и бетонные.

Конструкции ж/б подпорных стен

1.Уголковые 2.С контрфорсами 3.Анкерные

 

 

1.Уголковые

1) Из цельных блоков длиной 2-3м

2) Из лобовой стенки и фундаментной плиты

Лобовая стенка l =3 м

Фунд.плита l =1,5 м или l =3 м

Уголковые применяются при высоте подпора грунта не более 4,5м.

а)одноэлементная б)двухэлементная

h=1,2; 1,8; 2,4; 3,0; 3,6 м

b=2,2; 2,5; 3,1; 3,7 м

2. Контрфорсовые и анкерные

Применяются при высоте подпора грунта более 4,5м

Они состоят из плит,которые вставлены в базы контрфорсов или рам.

Контрфорсы обычно устанавливаются с шагом 2-3м на сборную фунд. плиту. Все стыки сборных эл-тов осущ. путём сварки закладных деталей или выпуска арматуры.

В анкерные рамы устанавливают с шагом 4-5м. Каждая рама опирается на отдельную фунд. плиту.

С другой стороны рамы закрепляется к анкерной балки, основное назначение которой – препятствовать опрокидыванию и смещению опорной стены.

в)контрфорсная г)анкерная

 

Другие виды стен

а) с обратным уклоном подошвы

б) с анкерным зубом ниже подошвы опорной плиты