Давление грунта на стену подвала расчет


50. Моделирование бокового давления грунта на стены подвала в ПК ЛИРА 10.6

Внешние стены подвалов рассчитывают на нагрузки, которые передаются наземными конструкциями, а также на давление грунта с временной расчетной равномерно распределенной нагрузкой на поверхности земли.

Усилия в стенах подвалов, опертых на перекрытие, от бокового давления грунта, вызванного его собственным весом и временной нагрузкой, определяются как для балочных плит на двух опорах с защемлением на уровне сопряжения с фундаментом, шарнирной опорой в уровне опирания перекрытия и с учетом возможного перераспределения усилий от поворота (крена) фундамента и смещения стен при загружении территории, прилегающей к подвалу, временной нагрузкой с одной его стороны.


Рис. 1. Общий вид стены подвала

Согласно пункту 8.9 [1], расчетная схема стен подвалов выглядит следующим образом:


Рис. 2. Расчетная схема стены подвала

Рассмотрим модель стен подвала в ПК ЛИРА 10.6. Высота стен подвала – 3,5 метра, толщина – 0,3 метра. Высота засыпки – 3 м. Материал стен – бетон B15. Арматура – А400. Снизу стена подвала жестко защемлена, сверху закреплена от перемещений в горизонтальной плоскости.


Рис. 3. Модель стен подвала в ПК ЛИРА 10.6

На стены задана вертикальная нагрузка от вышерасположенных конструкций, нагрузка от собственного веса. Вертикальная нагрузка на поверхность земли преобразована в боковое давление на стену подвала. Чтобы задать нагрузку от бокового давления грунта с нагрузкой на поверхность земли, в библиотеке нагрузок выбираем «Трапециевидную нагрузку на группу» (рис. 4).


Рис. 4. Панель активного режима «Назначить нагрузки»

Указываем тип элементов – пластины. Выбираем систему координат и направление изменения нагрузки. Указываем величину нагрузки, выбираем необходимые элементы стен подвала и нажимаем кнопку «Назначить» (рис. 5).


Рис. 5. Диалоговое окно «Трапециевидная нагрузка на группу»


Рис. 6. Нагрузка от бокового давления грунта

После проведения расчета можно посмотреть результаты по перемещениям (рис. 7), усилиям (рис. 8) и армированию (рис. 9).


Рис. 7. Перемещение узлов расчетной схемы по оси Х


Рис. 8. Изгибающий момент Mx

В нашей задаче в качестве продольной арматуры на один погонный метр стены требуется установить арматуру восьмого диаметра с шагом 500 (рис. 9).


Рис. 9 – Продольное армирование железобетонных стен подвала

Таким образом в ПК ЛИРА 10.6 реализована возможность расчета стен подвалов.

Список использованных источников и литературы

Руководство по проектированию подпорных стен и стен подвалов для промышленного и гражданского строительства / ЦНИИПромзданий Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1984. – 117 c.

Боковое Давление Грунта На Стену Подвала » Расчет + Детальная Инструкция + Фото + Видео

Инструкция по бетонированию стен подвала

Весьма серьезной проблемой для строителей является боковое давление грунта на стены подвала и преодоление этого давления. Так уж вышло, что проигнорировать её никак нельзя, ибо если стена подвала, а по сути, фундамент дома не выдержит веса и давления, которое на него оказывается, то это может иметь печальные последствия.

Из чего делают фундамент дома и стены подвалов

Чем больший дом – тем печальнее последствия. Но за всё время своего развития люди научились качественно противодействовать подобному влиянию физики, и для этого используют самые различные материалы. Не помешает пройтись по основным способам создания качественного фундамента своими руками (см. Фундамент под подвал: какой лучше сделать).

Итак:

  • Для начала нужно определиться, какими материалами противостоит человек законам физики? Как он научился возводить устойчивые дома, независимо от размера . Первоначально необходимо определить боковое давление грунта на стены подвала, оно зависит от глубины подвала.
  • Для примерной ориентировки можно брать расчет 12 сантиметров бетона марки 400 на глубину в 1 метр с расчётом, что дом будет эксплуатироваться 50 лет и будет возведён из дерева.

Что может быть использовано в качестве материалов для стены подвала? Это зависит от того, какой формат будет иметь само помещение. В качестве эффективного сырья себя зарекомендовали бетон, кирпич, камни и железобетонные пластины.

Технические характеристики материалов

Какой материал использовать

Каждый из этих материалов имеет свои особенности применения, и свою сферу:

Бетон. Бетонирование стен погреба является одним из самых популярных вариантов и чаще всего применяется на практике.
Кирпич. Кирпич человечество научилось использовать давно, ещё до нашей эры. Недостатком этого материала является то, что сам по себе использовать кирпич проблематично, нужен скрепляющий раствор.Совет. Как правило, подобным раствором выступает бетон, который намазывается в промежутках между кирпичами.
Камни. Камни человек начал использовать ещё задолго до кирпича, с их помощью можно создавать даже узоры внутри помещения. Имеют тот же недостаток, что и кирпич – необходим бетон для надёжного скрепления (можно обойтись и без него, но это на свой риск) и дополнительно – довольно высокая цена материала, которая колеблется от типа используемого камня.
Железобетонные пластины. Железобетонные пластины. Такой материал для тех, кто ценит надёжность и прочность, а также строит погреб или фундамент на всю свою оставшуюся жизнь. За счёт железных (зачастую в виде арматурных вставок или сетки) элементов обеспечивается ещё более прочное сцепление, нежели просто при использовании бетона.Совет. Но при работе с пластинами нужно придерживаться техники безопасности и помнить, что инструкция к практически всему пишется кровью.

Особенности закладок стенок фундаментов домов и стенок погребов

Самым первым будет рассмотрено бетонирование стен погреба и фундамента

Так как такие помещения строятся на долгое время, требуется качественная работа, после которой не придется ничего переделывать и исправлять.

Это обусловлено и элементарной экономией времени, и неудобством при повторном переделывании объекта:

  • Поэтому для таких целей подходит бетон марок 400 и 450. Отдельно следует оговорить случай, когда делается временный погреб, который понадобится буквально на пару лет, в таком случае можно прибегнуть к маркам 100-200.
  • Для того, чтобы бетон качественно уложился и в него не попали посторонние предметы, следует позаботиться о формах, куда будет заливаться и утрамбовываться бетон.

Совет. Наилучшими в таком случае являются собственноручно изготовленные формы. Впоследствии деревяшки можно оставить как элемент декора.

  • Готовый бетон постепенно высыпается в форму. Во время высыпания необходимо постоянно утрамбовывать бетон, чтобы в нём не оставались пузырьки воздуха, которые в будущем могут оказать негативное влияние на стенку и её возможность выдерживать давление грунта.

Утрамбовка нужна хорошая, ввиду значительной высоты стенок и возможность некачественной усадки достаточно велика. Также нельзя допустить, чтобы через 10 дней она начала уже разваливаться.

Создание кирпичной стенки имеет свои особенности

Для качественной укладки необходимо обеспечить если не свободное пространство около кирпичной кладки, то хотя бы идеально перпендикулярную стену грунта

Процесс укладки кирпичей имеет нюансы, так как есть две основные кладки:

  • Существует поверхностная кладка, которая заключается в том, что бетон кладут и размазывают только по верхушке ряда кирпичей, для экономии бетона. Такая техника используется в хозяйственных строениях, которым иметь значительную прочность не обязательно.
  • Особенность другой кладки заключается в том, что бетон кладут не только на кирпич, но и между кирпичами в одном ряду. Такой способ кладки является более затратным, более трудоёмким, но по своему качеству и продолжительности службы выгодно выделяется на фоне первого типа.
  • Во время кладки кирпича необходимо постоянно проводить усадку материала, слегка постукивая по его поверхности. Это позволит избежать скопления воздуха между кирпичами и плотнее подгонит их друг к другу.

Создание стены из камня точь-в-точь повторяет процесс кладки кирпича, за исключением нескольких особенностей:

  • Для большей прочности желательно подогнать камни один к одному, чтобы увеличить качество сцепления.
  • Камни не имеют определённой формы и могут иметь любой вид. Поэтому для такой стены нужно больше бетона, по сравнению с кирпичной стеной.

Железобетонные пластины

При работе с ними необходимо придерживаться точности исполнения и проводить качественные расчёты, так как пластины имеют значительный вес, и в случае несчастного случая последствия могут быть печальными.

Итак:

  • Наилучший вариант, когда сами пластины больше, чем высота погреба. В таком случае они просто закапываются в землю, а все щели замазываются бетоном.
  • В случае, если пластины относительно небольшие (50*15*15), то их можно использовать и как в инструкции с кирпичной стеной, но максимально придерживаясь техники безопасности.

Хотя такой вариант по своей функциональности и долговечности больше подходит не для отдельно стоящего подвала, а для подвала внутри дома, так как из-за значительной крепости сможет выдержать вес и нагрузку не только грунта, но и дома. Для более подробной информации рекомендуем посмотреть видео в этой статье.


ПРИБЛИЖЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ БОКОВОЙ НАГРУЗКИ НА ФУНДАМЕНТНЫЕ СТЕНЫ ОТ ГРУНТА - Мои статьи - Каталог статей

http://pgs.ag

2013г    

     Боковое давление от грунта (т.н. активное давление)на глубине h на подпорные стены и фундаменты зданий в общем случае определяются по формуле:

σh= γгр h tg²(45 – φ/2)       (1)

где

γгр - средняя плотность грунта;

h - глубина грунта от уровня планировки;

φ - угол внутреннего трения грунта.

     Нередко, в условиях реального проектирования, заранее неизвестно значение φ (либо, например, как в случае обратной засыпки значение φ грунта не может быть определено с достаточной точностью). В этом случае возможно вычисление бокового давления с использованием приближенной теории основанной на понятии эквивалентной плотности жидкости (ЭПЖ) [1], т.е. гидростатического давления жидкости с некой плотность, которое эквивалентно активному давление грунта, вычисленному по формуле (1). Эта теория используется в североамериканских строительных нормах. Эквивалентную плотность, другими словами, можно назвать гидростатической плотностью грунта (ГПГ).

     В этом случае боковое давление определяется по формуле:

σh= Kа γгр h     (2)

или

σh= (ГПГ) h          (3)

для маловлажных грунтов значение Kа в зависимости от типа грунта можно определить по таблице:

Тип грунта

Коэффициент активного давления Ка

Удельный вес грунта, кг/м³ (средн. значения)

ГПГ, кг/м³

Песок или гравий

0,26

1840

480

Супесь

0,35

1880

660

Суглинок

0,45

1950

880

Глина

0,6

2050

1230

Следует учесть, что для обводненных грунтов ГПГ может достигать 1280-1440 кг/м³.

Ка нельзя путать с коэффициентом бокового давления грунта.

Литература

1. Миронов М.Е. Жилой дом по-американски. Расчет и конструирование - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. 2011.

Задача №4. Определение давления грунта на подпорную стенку — МегаЛекции

3.4.1. Определение давления на подпорную стенку
от идеально сыпучего грунта

 

Общее выражение для определения давления сыпучих грунтов имеет следующий вид:

, (3.4.1)

где - расстояние точки от поверхности засыпки.

Максимальное активное давление грунта на вертикальную гладкую стенку при z=H:

. (3.4.2)

Эпюра распределения давления по граням стенки будет треугольной. Равнодействующая активного давления на подпорную стенку равна площади эпюры давления:

. (3.4.3)

Максимальное пассивное давление грунта на заднюю грань вертикальной стены при z= :

. (3.4.4)

Равнодействующая пассивного давления:

. (3.4.5)

Пример расчета

Дано:

Высота стенки H=6 м.

Высота заглубления стенки h/=1,5 м.

Угол внутреннего трения грунта φ=160.

Удельный вес грунта γ=22 кН/м3

Решение.

Активное давление грунта на подпорную стенку:

Равнодействующая активного давления:

225 кН/м.

Пассивное давление грунта на подпорную стенку:

Равнодействующая пассивного давления:

43,58 кН/м.

По полученным данным строим расчетную схему и эпюру напряжений (рис.3.4.1).

При построении расчетной схемы и эпюр активного и пассивного давлений грунта на подпорную стенку следует принимать масштаб расстояний 1:50, масштаб давлений 0,025 МПа в 1 см.

Рис.3.4.1. Расчетная схема подпорной стены

 

Определение давления на подпорную стенку от идеально сыпучего грунта с учетом пригруза на поверхности грунта

 

Действие сплошнго равномерно распределенного пригруза в этом случае заменяется эквивалентной высотой слоя грунта, равной:

. (3.4.6)

Активное давление на уровне верха подпорной стенки:

. (3.4.7)

Активное давление на подошве подпорной стенки:

. (3.4.8)

Равнодействующая активного давления:

. (3.4.9)

Пример расчета

Высота стенки H=6 м.

Высота заглубления стенки h/=1,5 м.

Угол внутреннего трения грунта φ=160.

Удельный вес грунта γ=22 кН/м3.

Интенсивность пригрузки

Решение.

Эквивалентная высота слоя грунта:

2,27м.

Активное давление на уровне верха подпорной стенки:



28,36кПа.

Активное давление на подошве подпорной стенки:

103,33 кПа.

Равнодействующая активного давления:

395,07 кН/м.

По полученным данным строим расчетную схему и эпюру напряжений (рис.3.4.2).

При построении расчетной схемы и эпюр активного и пассивного давлений грунта на подпорную стенку следует принимать масштаб расстояний 1:50, масштаб давлений 0,025 МПа в 1 см.

Рис.3.4.2. Расчетная схема подпорной стены с пригрузом

 

Определение давления на подпорную стенку от связного грунта

 

Действие сил сцепления заменяется всесторонним давлением связности:

. (3.4.10)

Далее приводим давление связности по вертикали к эквивалентному слою грунта:

. (3.4.11)

Активное давление на подошве подпорной стенки:

(3.4.12)

Подставляя значения и преобразовывая, получаем:

 

. (3.4.13)

На некоторой глубине суммарное давление будет равно нулю, из условия находим высоту hс:

. (3.4.14)

Равнодействующая активного давления:

. (3.4.15)

Равнодействующая пассивного давления в связных грунта будет равна:

. (3.4.16)

Пример расчета

Высота стенки H=6 м.

Высота заглубления стенки h/=1,5 м.

Угол внутреннего трения грунта φ=210.

Удельное сцепление грунта с=18 кПа.

Удельный вес грунта γ=22 кН/м3.

Решение:

Действие сил сцепления заменяем всесторонним давлением связности:

46,88 кПа.

Далее приводим вертикальное давление связности к эквивалентному слою грунта:

2,13м.

Активное давление на подошве подпорной стенки:

38,0 кПа.

2,37 м.

Равнодействующая активного давления:

68,97 кН/м.

Равнодействующая пассивного давления:

131,59 кН/м.

По полученным данным строим расчетную схему и эпюру напряжений (рис.3.4.3). При построении расчетной схемы и эпюр активного и пассивного давлений грунта на подпорную стенку следует принимать масштаб расстояний 1:50, масштаб давлений 0,025 МПа в 1 см.

 

Рис.3.4.3. Расчетная схема подпорной стены

 


Рекомендуемые страницы:


Воспользуйтесь поиском по сайту:


Смотрите также