Методичні вказівки icon

Методичні вказівки




Скачати 271.87 Kb.
НазваМетодичні вказівки
Дата08.06.2012
Розмір271.87 Kb.
ТипДокументи


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ

МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА


МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

І ВИХІДНІ ДАНІ ДО КУРСОВОЇ РОБОТИ



«РОЗРАХУНоК несучої здатності основи СПОРуди, що розташована на сХИЛі»

з курсу «Механіка ґрунтів, підвалини та фундаменти»

(для студентів заочної форми навчання та екстернату за спеціальностями 8.092101 „Промислове та цивільне будівництво”, 8.092103 „Міське будівництво та господарство”, 7.092103 „Технічне обслуговування, ремонт і реконструкція будівель”)


^

ХНАМГ




Харків 2004


Методичні вказівки і вихідні дані до курсової роботи “Розрахунок несучої здатності основи споруди, що розташована на схилі” з курсу «Механіка ґрунтів, підвалини та фундаменти» (для студентів заочної форми навчання та екстернату за спеціальностями 8.092101 „Промислове та цивільне будівництво”, 8.092103 „Міське будівництво та господарство”, 7.092103 „Технічне обслуговування, ремонт і реконструкція будівель”) / Укл. Таранов В.Г., Рудь О.Г., Рудь І.О. - Харків: ХНАМГ, 2004 – 24 с.


Укладачі: д-р техн. наук, проф. В.Г.Таранов,

канд. техн. наук, проф. О.Г.Рудь,

канд. техн. наук, доц. І.О.Рудь.


Рецензент: канд. техн. наук, доц. Т.В.Мішурова


Рекомендовано кафедрою

«Механіка ґрунтів, фундаментів та інженерної геології» ХНАМГ,

протокол № 5 від 27.01.2004 р.




Зміст







Стор.

1.

Загальні вказівки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

1.1.

Варіанти ґрунтових умов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

1.2.

Вихідні дані для розрахунку . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

2.

Розрахунок стійкості схилу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

2.1.

Загальні положення . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

2.2.

Основи методу круглоциліндричних поверхонь ковзання . . .

8

2.3.

Етапи розрахунку і деякі практичні рекомендації . . . . . . . . . . .

9

3.

Приклад розрахунку стійкості укосу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14




Список літератури . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24


^ 1. ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ І ВИХІДНІ ДАНІ


У цій курсовій роботі вирішується задача, в якій перевіряється стійкість укосу (схилу) методом круглоциліндричних поверхонь ковзання, що зводиться до визначення коефіцієнта стійкості .

Усі необхідні для виконання роботи відомості й вихідні дані наведені в табл. 1.1. і 1.2. та на відповідних рисунках-схемах.


^

Таблиця 1.1 – Варіанти ґрунтових умов


Варіант

і відмітка

WL

Вид ґрунту


Потуж-ність

шару, м


Питома

вага,

, кН/м3

Кут внутрішнього тертя

, град.

Питоме зчеплення

, кПа

1

WL – 2м

Пісок

2

19,3

30

0,1

Суглинок

10

18,5

18

26

2

WL – 4 м

Суглинок

4

19,0

20

17,5

Пісок

8

16,9

32

0,2

3

WL – 5м


Пісок

2

18,1

28

0,03

Супісок

3

19,1

25

19

Суглинок

7

17,0

20

33

4

WL – 6 м

Глина

3

18,0

22

35

Пісок

3

20,0

26

0,04

Супісок

10

19,6

18

7

5

WL – 2 м

Пісок

2

17,2

32

0,8

Суглинок

9

18,3

18

28

Глина

4

19,1

20

33

6

WL – 7 м

Суглинок

4

18,8

19

29

Пісок

10

19,7

30

0,7

Глина

3

18,1

15

34


Примітка: характеристики ґрунтів нижче WL приймати з урахуванням зважувальної дії води; у варіантах 5 і 6 глина є водоупором.

Таблиця 1.2 – Вихідні дані для розрахунку



п/п

Висота схилу

Н, м
Уклін

i

Ширина будівлі

В, м

Вертикальне навантаження від будівлі

Fv , кН

Відстань до бровки схилу

а, м

Глибина закладання фундаменту d, м

Варіанти ґрунтових

умов

1.

6

1:1,4

5

600

1

1,2

1

2.

6

1:1,5

5

700

2

1,3




3.

6

1:1,6

5

800

3

1,4




4.

6

1:1,7

5

900

4

1,5




5.

6

1:1,8

5

1000

4

1,6




6.

7

1:1,8

6

1100

3

2

2

7.

7

1:1,7

6

1200

3

2




8.

7

1:1,6

6

1300

3

2




9.

7

1:1,5

6

1400

3

2




10.

7

1:1,4

6

1500

3

2




11.

8

1:1,4

9

1600

4

1,5

3

12.

8

1:1,5

9

1700

4

1,5




13.

8

1:1,6

9

1800

4

1,5




14.

8

1:1,7

9

1900

4

1,5




15.

8

1:1,8

9

2000

4

1,5




16.

9

1:1,8

12

2100

5

2

4

17.

9

1:1,7

12

2200

5

2




18.

9

1:1,6

12

2300

5

2




19.

9

1:1,5

12

2400

5

2




20.

9

1:1,4

12

2500

5

2




21.

10

1:1,4

15

2600

6

1,5

5

22.

10

1:1,5

15

2700

6

1,7




23.

10

1:1,6

15

2800

6

1,9




24.

10

1:1,7

15

2900

6

2,0




25.

10

1:1,8

15

3000

6

2,0




26.

11

1:2

18

3100

7

2,0

6

27.

11

1:1,8

18

3200

7

1,8




28.

11

1:1,7

18

3300

7

1,8




29.

11

1:1,6

18

3400

7

2,0




30.

11

1:1,5

18

3500

7

1,8






^

2. РОЗРАХУНОК СТІЙКОСТІ СХИЛУ,

ЩО НАВАНТАЖЕНИЙ БУДИНКОМ

2.1. Загальні положення


Оцінка можливості втрати стійкості природних схилів чи ґрунтових укосів у багатьох випадках є визначальною при проектуванні споруд. Виконувані при цьому розрахунки в нормативних документах називаються розрахунками за першим граничним станом чи за несучою здатністю за стійкістю.

У загальному випадку втрата стійкості схилу (укосу) виявляється у вигляді зсуву ґрунтового масиву і відбувається внаслідок порушення структури ґрунту, появи місць розриву його суцільності й формування, у кінцевому рахунку, зони обвалення, що обмежена деякою поверхнею ковзання. Положення в просторі зазначеної поверхні визначається напружено-деформованим станом (НДС) ґрунтового масиву і відповідає тому моменту, коли дотичне напруження, що діє по елементарній площадці ковзання, дорівнює величині опору ґрунту зрушення на цій площадці. Отже, на всій поверхні обвалення ґрунт (так само як і ґрунтовий масив у цілому) знаходиться в стані граничної рівноваги, тобто для всієї поверхні справедлива залежність Кулона. За межами призми обвалення ґрунт вважається недеформованим.

Існує чимало способів розрахунку стійкості укосу (схилу), в більшості з яких геометрія поверхні ковзання вважається заданою. Для умови плоскої задачі найбільш часто застосовуються довільного обрису (що звичайно замінюється ламаною лінією) плоскі чи круглоциліндричні лінії ковзання.

2.2. Основи методу круглоциліндричних

поверхонь ковзання

Широко розповсюджений інженерний метод розрахунку, застосування якого найбільше доцільне у випадках, коли в ґрунтовому масиві немає явно вираженої поверхні ковзання. Метод використовує допущення про можливість зсуву укосу (схилу) по круглоциліндричній поверхні ковзання щодо деякого центра обертання. Місце розташування останнього первісно невідомо, тому визначається підбором, виходячи з умови одержання мінімального значення коефіцієнта запасу стійкості . Стійкість забезпечується, якщо виконується вимога

, (2.1)

де – нормативний коефіцієнт стійкості, що залежить від вимог проекту.

Розрахунковий коефіцієнт запасу стійкості визначається за виразом

, (2.2)

де і – моменти щодо центра обертання відповідно всіх утримуючих сил і сил, що зрушують.

У загальному випадку до утримуючих сил відносяться сили тертя, що діють по поверхні ковзання і перешкоджають зсуву призми обвалення, а також сили зчеплення в ґрунті. До сил, що зрушують , відносяться сили, що діють по поверхні ковзання, але в напрямку можливого зсуву ґрунтового масиву і, крім того, всі сили, що діють у тому ж напрямку: від поверхневого завантаження постійного чи тимчасового, ймовірної горизонтальної сили і т.д.


2.3. Етапи розрахунку і деякі практичні рекомендації

  1. Відповідно до завдання на міліметрівці (зручніше) чи на папері формату А4 (А3) вичертити укіс (схил). Масштаб, що рекомендується, 1:200.

  2. Розташувати на поверхні схилу будинок (з урахуванням B, а, d).

  3. Провести з деякого довільно обраного центра О1 циркулем лінію, що проходить через дві точки: точка А – підошва схилу і точка К – віддалений (від брівки) край фундаменту (пропонується центр обертання О1 розташовувати на перпендикулярі до прямої лінії АС, проведеному з її середини). Дуга АС (див. рис. 1) трактується як лінія ковзання, а весь ґрунтовий масив АDС разом з будинком – як відсік (призма) обвалення. Масив, що зміщується, вважається недеформованим і всі його точки беруть участь у загальному русі. Розрахунок ведуть на 1 м довжини укосу (із площини креслення).

  4. Визначити графічно радіус R1 і відстань а0 від центра О1 до центральної осі будинку (див. рис. 1).



Р





ис. 1 – До розрахунку стійкості схилу


  1. Призму обвалення розбити вертикальними лініями на окремі елементи, ширина яких bi приймається рівною 2-4 м. Далі кожен елемент, у свою чергу, розглядається таким, що складається з декількох найпростіших геометричних фігур – трикутника, прямокутника і трапеції (ділянка фігури, сформована і–м відрізком лінії ковзання, апроксимується прямою лінією). Характер розбивки визначається з урахуванням неоднорідності ґрунтів і профілю схилу так, щоб у межах дуги ковзання кожного і–го елемента кут внутрішнього тертя і питоме зчеплення ґрунту с були постійні.

  2. Вага ґрунту в об’ємі елемента визначається як сума добутків площі тієї чи іншої найпростішої фігури на питому вагу відповідного їй ґрунту і прикладається в центрі ваги елемента, що знаходиться на його осі симетрії (незначним зсувом ц.т., внесеним трикутними складовими, можна зневажити).

  3. Навантаження від ваги ґрунту кожного елемента переноситься в рівень його основи (див. рис. 1), де розкладається на нормальну (по радіусі обертання) і дотичну до поверхні ковзання сили.

  4. Виміряються (транспортиром) кути .

  5. Також графічно або аналітично визначається довжина дуги ковзання кожного і – го елемента:

. (2.3)

  1. Момент сил відносно точки О1 , що прагнуть змістити відсік обвалення АDС по напрямку своєї дії, дорівнюватиме

. (2.4)

Цьому зсуву протидіють сили тертя і зчеплення, прикладені до ґрунтового масиву по поверхні ковзання АС довжиною . Розрахунковий момент цих сил щодо того ж центра обертання О1 можна визначети з виразу

. (2.5)

  1. Для зручності обчислень усі розрахунки ведуть в табличній формі (див. табл. 2.1).

  2. Коефіцієнт запасу стійкості визначають за формулою (2.1), що записується у вигляді

, (2.6)


Таблиця 2.1 – Зведена таблиця розрахунків


№ елементу

Вага елемента

, Кн

Кут , градуси





Кут , градуси

Утримуюча сила

Зрушуюча сила



Питоме зчеплення сi, кПа

Довжина дуги li, м






























Примітка: при підрахунку зрушуючих сил складові Ti, що направлені в сторону, протилежну зсуву, приймаються з оберненим знаком



  1. Зіставляються величини розрахункового і необхідного нормативного коефіцієнтів запасу стійкості (прийняти ), і на цьому тут розрахунок закінчується. На практиці ж необхідно намітити нові центри обертання О2Оn , знайти коефіцієнти і визначити, в кінцевому рахунку, . Оскільки виконання зазначених розрахунків ручним засобом є дуже трудомістким, розроблені спеціальні комп'ютерні програми, за допомогою яких шляхом перебору варіантів встановлюється найменше значення коефіцієнта запасу стійкості. Якщо < , то потрібно вжити заходів по підвищенню стійкості укосу (проектування більш положистого його обрису, заглиблення фундаменту і збільшення його ширини, проектування пальового фундаменту і т.п.), після чого виконати розрахунки з урахуванням нових умов.


^ Приклад розрахунку стійкості забудованого схилу


Визначити стійкість схилу, в межах якого на відстані a=8,0 м від брівки розташований будинок шириною b=16 м із загальною вагою .

У верхній частині схилу розташований шар суглинку потужністю 4 м, що підстилається глиною. Висота схилу H=10,5 м, уклін i=1:1,9.

Фізико-механічні характеристики ґрунтів:

суглинок

глина .


Розв’язання

В обраному масштабі (1:200) креслимо укіс, використовуючи прийняті вихідні дані.

Керуючись рекомендаціями п.2.3 цих методичних вказівок, визначаємо положення центра а також значення лінійних величин R1 = 33,0 м; a0 = 19,6 м.

Розбиваємо схил вертикальними лініями на 12 відсіків. Кожен відсік розділяємо на найпростіші (елементарні), геометричні фігури – прямокутники і трикутники (рис. 2).

Визначаємо центри ваги відсіків з урахуванням прийнятого масштабу за формулою

,

де – відстань від центра ваги кожного відсіку до його лівого краю;

– відповідно площа і центр ваги елементарної фігури у відсіку.

м;

м;

м;

м;


м;


м;


м;


м;


м;


м;

м;

м;


Визначаємо вагу кожного елемента довжиною 1 м:


кн;


кн;


кн;


кН;


кН;

кН;


кН;

кН;


кН;


кН;


кН;


кН.


Вагу кожного елемента у вигляді сили по лінії її дії переносимо на поверхню ковзання і точку перетину з’єднуємо радіусом з центром . Визначаємо кут між линіями дії сили і радіусом для кожного елемента, вимірюючи катети трикутників, що утворилися (рис. 2).



Рис.2 – Схема до прикладу розрахунку стійкості схилу


Визначаємо кут i між напрямом сили Pgi і нормальною складової Ni:

;

(–)

;

(–)

;

(–)

;

(–)

;

;

;

;

;

;

;

.


Визначаємо тангенціальні сили


кН;


кН;


кН;


кН;


кН;


кН;


кН;


кН;


кН;


кН;


кН;


кН.

Визначаємо нормальні складові:

кН;


кН;


кН;


кН;


кН;


кН;


кН;


кН;


кН;


кН;


кН;


кН.


Визначаємо довжину дуг елементів.

Для визначення довжини дуги може бути використана формула (2.3):





l1 = 4,8 м; l5 = 4,01 м; l9 = 4,47 м;

l2 = 4,35 м; l6 = 4,08 м; l10 = 4,81 м;

l3 = 4,09 м; l7 = 4,18 м; l11 = 4,38 м;

l4 = 4,03 м; l8 = 4,34 м; l12 = 1,4 м.


Розрахункові дані наводимо в таблиці



відсіку



град

,

кН



кН



град

Утрим. сила

кН

Зсувна сила

кН




1

-33,7

137,6

114,48

19

39,38

-76,35



1,208

2

-23,2

357,8

328,78

19

113,1

-140,95

3

-12,1

653,6

639,8

19

220,09

-130,01

4

-7,1

818,24

811,97

19

279,32

-101,14

5

3,0

953,6

950,99

19

327,14

49,91

6

11,3

1016,32

966,62

19

332,52

199,14

7

16,7

988,8

947,09

19

325,8

284,14

8

22,9

673,3

620,23

19

213,36

262,0

9

26,6

563,2

503,59

19

173,23

252,18

10

33,7

508,16

422,77

19

145,43

281,95

11

36,9

147,2

117,78

19

40,52

88,38

12

45

22,56

15,95

19

5,49

15,95


















2217,38 кН



1187,48 кН


Коефіцієнт стійкості схилу визначаємо за формулою



29(4,8+4,35+4,09+4,03+4,01+4,08+4,18+4,34+4,47+4,81+2,38) +

+ 35(2+1,4) = 1442,27 кН



Укіс стійкий, оскільки


За результатами розрахунку виконати схему стійкості схилу, беручи до уваги рис. 1.

Список літератури

  1. Основания, фундаменты и подземные сооружения /Справочник проектировщика/. Под общ. ред. Е.А.Сорочана и Б.Г.Трофименкова. - М.: Стройиздат, 1985. - 480 с.

  2. Основания и фундаменты. Справочник. / Под ред. Г.И.Швецова. - М.: Высш. шк., 1991. - 383 с.

  3. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений: Учб. пособие / Под ред. Б.М.Далматова. - М.: Изд-во АСВ, 1999.-340 с.

  4. Рудь А.Г., Рудь И.А. Определение коэффициента устойчивости земляных откосов и склонов с помощью ЭВМ. // Коммунальное хозяйство городов: науч.-техн. сб. Вып. 42. – К.: Техніка, 2002. –С. 89-92

Навчальне видання

Методичні вказівки і вихідні дані до курсової роботи «Розрахунок несучої здатності основи споруди, що розташована на схилі» з курсу «Механіка ґрунтів, підвалини та фундаменти» (для студентів заочної форми навчання та екстернату за спеціальностями 8.092101 „Промислове та цивільне будівництво”, 8.092103 „Міське будівництво та господарство”, 7.092103 „Технічне обслуговування, ремонт і реконструкція будівель”)


Укладачі: Валентин Георгійович Таранов,

Олександр Григорович Рудь,

Ігор Олександрович Рудь


Відповідальний за випуск: Ю.Т.Лупан


Редактор: М.З.Аляб'єв


План 2004, поз. 395



Підп. до друку 26.02.2004 Формат 60х84 1/16. Папір офісний

Друк на ризографі. Умовн.-друк. арк. 1,5

Тираж 120 прим. Замовл. № _________Ціна договірна


61002, Харків, вул. Революції, 12, ХНАМГ.




Сектор оперативної поліграфії ІОЦ ХНАМГ

61002, Харків, вул. Революції, 12, ХНАМГ.


Схожі:

Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до проведення семінарських та практичних занять з курсу «Методика викладання у вищій школі» для студентів спеціальності 050201 «Менеджмент організацій» окп «Магістр»
Методичні вказівки до виконання дипломної роботи спеціаліста: підготовка, написання, захист. Методичні вказівки / Упор. Ґудзь П....
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ²Міжнародний маркетинг² для студентів напряму...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Менеджмент в енергетиці» для студентів спеціальності...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ²Менеджмент персоналу² для студентів спеціальності...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до їх вивчення, контрольні питання для самоперевірки, що наведені після кожної теми дисципліни, методичні вказівки до виконання контрольної роботи
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни "Економіка енергетики" для студентів напряму...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до їх вивчення, контрольні питання для самоперевірки, що наведені після кожної теми дисципліни, методичні вказівки до виконання контрольної роботи
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни "Економіка та фінанси підприємства" для студентів...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до вивчення тем, перелік розділів, що виносяться на самостійне опрацювання студентів, варіанти індивідуальних завдань, перелік літератури. Методичні вказівки укладені з урахуванням вимог державного освітнього стандарту
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни “Страховий менеджмент” для студентів спеціальності...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення тем, передбачених програмою дисципліни «Mенеджмент», завдання до контрольної роботи та методичні вказівки до її виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Mенеджмент» для студентів напрямів 050502 –...
Методичні вказівки icon2765 Методичні вказівки
Методичні вказівки до практичних та самостійних занять з курсу «Методи синтезу та оптимізації» для студентів
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки
С. С. Душкін, Т. О. Шевченко методичні вказівки для проведення практичних занять, лабораторних робіт
Методичні вказівки iconФінанси І кредит методичні вказівки
Методичні вказівки по проведенню практичних занять з дисципліни «Банківські операції»
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи