Расчётно- графическая работа по дисциплине «Инженерная защита»

Ім'я файлу: ШЕВЧЕНКО Защита.docx
Розширення: docx
Розмір: 34кб.
Дата: 17.06.2021
скачати
Пов'язані файли:
РГР по энергосбережению.doc

Расчётно- графическая работа

по дисциплине «Инженерная защита»

Содержание

1. Исходные данные: 3

1.1 Определение длины заделки консольной шпунтовой стенки 3

2 Расчет консольной стенки методом упругой линии 4

3. Определение глубины заделки и моментов в консольном ограждении 5

4. Гидрогеологический расчет несовершенной горизонтальной кольцевой дренажной системы 5

5. Гидравлический расчёт несовершенного горизонтального кольцевого дренажа 7

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 10

1. Исходные данные:

- плотность грунта – 19,7 кН/м3 ;

- угол внутреннего трения грунта - 19 ;

- удельное сцепление грунта – 12,0 кН/м2 ;

- коэффициент фильтрации грунта – 5,5 м/сут;

- глубина котлована – 7,5 м;

- размер строительной площадки- 60 м х 90 м;

- интенсивность инфильтрации – 3×10^-3 м/сут;

- отметка территории строительства – 135,0м;

- отметка условного водоупора – 104,0м;

- отметка прогнозируемого уровня грунтовых вод – 128,5м
1.1 Определение длины заделки консольной шпунтовой стенки

Зададимся глубиной заделки ограждения ниже дна котлована: t = 18,75 м. Тогда начальная длина шпунтовой стенки L₀ = 26,95 м

Определим величину активного давления грунта и опрокидывающего момента. Ограждением будет являться вертикальная стенка, а поверхность грунта горизонтальна.

Ордината эпюры активного давления грунта на ограждающую конструкцию определяется по формуле:

δ_а = (g+y×z)×λ_a - 2×c×

=(0+19,7×26,25)×0.509-2×12×

= 246,1 кН/м²

где: γ – объемный вес грунта;

z – предварительно заданная глубина 26,25 м;

c – удельное сцепление грунта (12 кН/м2 );

λ_a – коэффициент активного давления, величина которого при горизонтальной поверхности засыпки и вертикальной стенке определяется по формуле:

λ_a ݃= tg² (45-

) = tg² (45 -

) = 0,509

где: φ– угол внутреннего трения грунта.

Ордината эпюры пассивного давления грунта на ограждающую конструкцию определяется по формуле:

δ_p = (g+y×z)×λ_p - 2×c×

= (0+19,7×18,75)×1.96+2×12×

=759,46 кН/м²

где: λ_p – коэффициент пассивного давления. При горизонтальной поверхности засыпки и вертикальной стенке определяется по формуле:

λ_p ݃= tg² (45+

) = tg² (45 +

) = 1,965

Сила активного давления равна:

E_a=

× δ_а×(H_k+ t) =

× 246,1×(7,5+18,75) = 3230,062 Кн

Сила пассивного давления вычисляется по аналогичному принципу:

E_р=

× δ_р×(H_k+ t) =

× 759,46×18,75 =7119,94Кн

Момент опрокидывающей силы и плечо ее приложения:

M_a = E_a ×r_a= 3230,062×8,75 = 28263,04 кН×м

r_a=

× (H_k + t) =

×(7,5+18,75) = 8,75 м

Момент удерживающей силы и плечо ее приложения:

M_p = E_p ×r_p= 7119,94×6,25 = 44499,625кН×м

r_p =

×(18,75) = 6,25 м

Найдем отношение удерживающего момента к опрокидывающему:

М_р/М_а= 44499,63/ 28263,04 = 1,57>1.1

Таким образом, условие (1.5) выполнено, следовательно, шпунт подобран правильно.
2 Расчет консольной стенки методом упругой линии

В данной задаче определим необходимую длину заделки консольной шпунтовой стенки, а также усилия, действующие в ограждении.

Используя предыдущие результаты расчета, необходимо построить суммарную эпюру напряжений .

Для упрощения расчета будем прикладывать силы «Р_i» не в центре тяжести трапеции, а посередине каждой полоски , после чего строим силовой многоугольник.

Для этого в масштабе рисуем силу «P₁», далее от нее вправо откладываем силу « P₂» и т.д. Направление силы в силовом многоугольнике соответствует направлению , поэтому начиная с «P₇» силы будут откладываться влево.

Назначаем полюс, точку «О» и от него к концам отрезков сил строим лучи от «О – 0» до «О – 10». Строим верёвочный многоугольник.
3. Определение глубины заделки и моментов в консольном ограждении

В случае консольной стенки замыкающая веревочного многоугольника должна быть продолжением первого отрезка веревочного многоугольника (в нашем случае замыкающая, как и первый отрезок, направлена вертикально). Проводим замыкающую веревочного многоугольника и определяем глубину погружения шпунта:

t_o=9,8м

t=t_o×1.1=9,8×1.1=10,78м

L_o = 7,5+10,78+0.7 = 18,98м
4. Гидрогеологический расчет несовершенной горизонтальной кольцевой дренажной системы

Для защиты от подтопления грунтовыми водами подвальных помещений здания по контуру строительной площадки устраивается несовершенный горизонтальный кольцевой дренаж.

Поскольку размеры предполагаемого сооружения в плане 35х65м приведенный радиус 0 r проектируемой кольцевой дренажной системы по формуле составит:

r₀ =

= 45,21 м

где А - площадь, ограниченная контуром дренажной системы, м²

Реальная площадь зоны влияния дренажной системы заменяется расчетной площадью с условным радиусом влияния (депрессии) системы R .

В инженерных расчетах величину радиуса депрессии определяют в зависимости от условий водного питания контура дренажной системы и параметров области фильтрации.

Радиус депрессии, в условиях преобладания атмосферного водного питания, может быть определен по формуле:

R = r₀+h

= 45,21+2×

= 105,76 м

где: r - приведенный радиус контура системы, м;

h - расстояние от уровня воды в дренаже до статического УГВ, м;

k - коэффициент фильтрации грунта, м/сут.;

 - интенсивность инфильтрации, м/сут.

Расход дренажных вод, как для контурного горизонтального дренажа несовершенного типа, был вычислен по формуле . При этом значение функций 1 и F по графикам , а также значение функции  2 составят:

Q = π×k×h

где: k - коэффициент фильтрации грунта, м/сут.;

h - расстояние от уровня воды в дренаже до статического УГВ, м;

R - радиус депрессии (расстояние от центра дренажной системы до точки пересечения статического и проектного УГВ), м;

r₀ - приведенный радиус контура дренажной системы, м;

T - расстояние от водоупора до дренажа, м;  - расчетная функция,   1  2 , 1 и  2 определяются по графикам ;

g r - расчетный радиус дрены, определяемый по зависимости:

φ₁ =

= 2 = φ₁= 5,2;

φ₂=

= 4,7 = φ₂=5;

Расчетный радиус дрены r_g , определяемый по зависимости , с учетом ширины траншеи b 0,5м, составит:

r_g= 0.5×0,5 = 0.25 м

Таким образом, расход дренажных вод составит:

Q_p = 3.14×5,5×2

=284,7 м³/сут

Положение депрессионной кривой вне контура дренажной системы рассчитывалось по формуле . Задаваясь значениями х, определяем ординату кривой депрессии x h за пределами контура системы.

h_x =

,м

h_x₆=2×

=2 м

h_x₅=2×

=1,87 м

h_x₄=2×

=1,73 м

h_x₃=2×

=1,55 м

h_x₂=2×

=1,31 м

h_x₁=2×

=1 м

R-r₀ =105,76-45,21=60,55

Положение депрессионной кривой в центре контура дренажной системы, рассчитанное по зависимости составляет:

h_ц = h×

,м

h_ц = 2.5×

= 0.172 м

По полученным значениям построена кривая депрессии несовершенного горизонтального кольцевого дренажа

Минимальное расстояние L_min, на которое необходимо отойти от стен (фундаментов) здания вычислено по зависимости . При этом были использованы следующие данные:

L_min = l_ф+

,м

- уширение фундамента здания l_ф 0.1 м;

- ширина дренажной траншеи b0,5 м;

- расстояние от подошвы фундамента до оси дрены h1 м;

- угол внутреннего трения грунта 19 .

L_min = 0.1+

= 3,25м
5. Гидравлический расчёт несовершенного горизонтального кольцевого дренажа

Расчётный расход дренажной системы составляет Qр=284,46 м ³ /сут.

Кольцевая дренажная система расположена в песчаных грунтах.

Принимаем степень наполнения дрены h  0,6d и по графику на рис. 3.7 находим   0,63.

Задаемся скоростью движения воды в дренах V  0,3 м/с, как для песчаных грунтов, и по зависимости определяем внутренний диаметр дрен:

d =

где: Q_р - расчетный расход (приток к дренажной системе), м³/сут.;

 - коэффициент, зависящий от степени наполнения дрены h / d , определяется по графику рис. 3.7;

V - скорость движения воды в трубах, м/с.

d =

= 0.151 м

Принимаем пластиковые трубы внутренним диаметром 167 мм по ДСТУ Б.В.2.5-32:2007

Величина гидравлического радиуса R вычислена по формуле :

R = 0.25×a×d

В этой формуле коэффициент  , определенный по рис. 3.7, для степени наполнения дрены h / d  0,5 равен  1,1 .

R = 0.25×1,1×0.167 = 0,05 м

Коэффициент сопротивления С, определяется по формуле Маннинга

C=

Коэффициент шероховатости n=0,012, как для пластиковых труб. Таким образом, коэффициент сопротивления С составит

C =

= 50.58 м^0.5/с

Тогда средний уклон дрен на каждом участке дренажной системы, определенный по зависимости составит:

i_ср =

где: V - скорость движения воды в трубах, м/с;

R - гидравлический радиус дрены, м;

C - коэффициент сопротивления, м^0,5/с.

i_ср =

= 0.0002

Принимаем уклон дренажных труб 0,002.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ДБН В.1.1-46:2017 «Інженерний захист територій, будівель і споруд від зсувів та обвалів».

2. Проектирование и устройство подземных сооружений в открытых котлованах: Учебное пособие, под редакцией Р.А. Мангушева. – М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2013, 229 с.

3. ДБН В.1.1-25-2009 «Інженерний захист територій та споруд від підтоплення та затоплення».

4. Клиорина Г.И. Дренаж территории застройки: Учебное пособие для студентов строительных специальностей и проектировщиков. – Изд-во СПб ГАСУ, 2006.-207 с.

5. Прогнозы подтопления и расчет дренажных систем на застраиваемых и застроенных территориях: Справочное пособие к СНиП. – М.: Стройиздат,1991. – 272 с.

6. Дегтярев Б. М. Дренаж в промышленном и гражданском строительстве. – М.: Стройиздат, 1990. – 238 с.

7. Абрамов С. К. «Кольцевые дренажи в промышленном и городском строительстве» - М.: Изд. ВНИИ ВОДГЕО, 1971, 185 с

скачати