#1 2018-12-16 12:55:16

Admin

Administrator

[НиВ] Расчет бокового давления грунта

Еще один пока не законченный расчет...

Расчет бокового давления грунта на конструкцию

Методика расчета принята согласно п.п. ... СП 22.13330.2011.
Грунты прилегающие к подпорной конструкции условно однородные
с характеристиками указанными в исходных данных.
Грунтовые воды отсутствуют.

Ссылка:
http://webcad.pro/podpor/podpor.html

Dizel

Member

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Хорошая задумка.
Мне всегда при таком расчете нужно знать не суммарное значение давления грунта от веса грунта и нагрузки на поверхности, а значение этих давлений по отдельности. Может можно сделать так, чтобы эти цифры как-то фигурировали в формуле и на рисунке? (может чтобы сперва в формуле было видно значение всех слагаемых, а потом их сумма, а на картинке рисовались давления по отдельности, а потом сумма этих давлений)

Admin

Administrator

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Сейчас отвечу "на бегу" - были мысли делать как вы пишите, но меня несколько смутил случай с наличием сцепления. Здесь нагрузка от давления на грунте получается как бы не по прямоугольнику, а со скошенной верхушкой. Сравните результат получаемый при исходных данных по умолчанию, и с теми же данными, но без нагрузки. Мне показалось, что это будет порождать лишние вопросы поэтому сделал пока так. Но считайте, что это не догма, а информация к размышлению и диалогу.

Dizel

Member

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Не знаю, у нас сцепление никто не учитывает при определении бокового давления от грунта, так как нет никакой уверенности чем и как в окончательном итоге засыпят подпорную стенку (в нормах мне кажется приведен идеальный случай, что нарушенный грунт будет не сильно отличаться от ненарушенного). Надеюсь, что среди других проектировщиков тоже не найдется таких смельчаков и большинство будет в этой графе ставить 0, тогда и "лишних вопросов" наверное не будет возникать.

Admin

Administrator

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

По поводу учета сцепления в обратной засыпке, я с вами согласен, и в окончательном варианте в "данных по-умолчанию" поставлю 0 и добавлю соответствующую угрозу мелким шрифтом.

Однако, тут хотелось бы реализовать не ваши или мои пристрастия, а некий более или менее общий случай (по крайней мере в тех рамках которые намечены сейчас: без воды и разных грунтов), поэтому пытаюсь охватить все ситуации. И как всегда при таких попытках то там то сям упираешься в какие-то неожиданности.

Еще замечу, что данный расчет, помимо его практической ценности, следует рассматривать как прелюдию к расчету шпунта и подпорной стенки (меня jodmax уже давно к этому призывает) и таким образом хотелось бы отработать часть вопросов здесь - в более простой ситуации.

Поэтому давайте искать удобный подход который впишется во все варианты. Собственно и показанный выше случай не проблема, что бы его показать - может быть не как две картинки, а как показано на левом из трех изображений эпюр.

Dizel

Member

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Думаю, что разделение эпюр на две составляющие должен вписаться в общий подход. Так как этот подход принят в Пособии по "проектированию подпорных стен и стен подвалов" 1990г., которое те, кто проектирует подпорные стены, знают как облупленную.
Если можно, хотелось бы, чтобы расчет давления грунта был еще отдельной версией, так как мне, например, часто приходиться рассчитывать нагрузку от грунта и на приямки, каналы, тоннели.

Last edited by Dizel (2018-12-24 13:30:15)

Admin

Administrator

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Две составляющие - это действительно практично. Подумаю как это полегче сделать. Просто, пожертвовав двумя составляющими сделал сравнительно лаконичный подход уложившийся в восемь вариантов расчета (не считая типов давления, и дельта-бета-тета углов).

Вот кстати, показанный в сообщении №3 вариант нигде в литературе не встречал именно в таком виде - везде эпюра дополнительного давления от нагрузки строится до верха. Я не прав в картинке к сообщению №3 или в литературе просто этот вариант не разобран?

Разумеется определение давления грунта останется отдельным расчетом. Скорее всего будет вторая "продвинутая" версия где будут учтены вода, слои разных грунтов и нагрузки участками. Но расчет предположительно будет в табличной форме, потому что там слишком много вариантов и нюансов, что бы каждый прописать с формулами.

***

Предлагаю еще осудить как поступать с коэффициентом надежности по нагрузки и как это все вяжется с характеристиками грунта для первого и второго предельных состояний - надо ли на это обращать вниманbе в интерфейсе и в отчете?

Dizel

Member

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Вроде не может такого быть, что эпюра идет не до верха. Можно посмотреть об этом в СП 43.13330.2012, Приложение В, стр.86, в самом низу.
А вы кстати по каким нормам сделали расчет (в описании написано СП 20.13330.2011, но там же вроде нет определения бокового давления грунта)?

Admin

Administrator

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Конечно не СП20, а СП22 (п. 9.17 и далее). И вообще говоря, хотел бы опираться именно на него как наиболее фундаментальный в этой области норматив.

Кстати пример из СП43 (рис. В.1) как раз показывает, что сделано у меня правильно с тем отличием, что тот абзац на который вы ссылаетесь откровенно лукавит предлагая считать как положено по теории, а после расчета, по собственному произволу (а вернее авторов СП), берем точку "а" и переносим ее в положении "а1", что вообще говоря небесспорно. Т.е. здесь граждане банально перезаложились не взирая не теоретическое решение, однако этим самым создают прецедент.

Если смотреть на иллюстрацию, то имеем:
- желтым - дополнительное давление от нагрузки на поверхности (и оно во-первых не идет до верха, а во-вторых имеет скошенную верхушку);
- пурпурным - давление от собственного веса грунта;
- синим - "финт" с "натяжкой" точки.

Т.е. иными словами действительная теоретическая эпюра - это то, что показано на рисунке г).

Admin

Administrator

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Нормативная и справочная литература:

[1] СП 20.13330.2011, п.9.17-9.23 (НИИОСП)
[2] ВСН 136-78, прил. 11 (МинТрансСтрой)
[3] СП 43.13330.2012, прил.В (ЦНИИПромзданий)
[4] Руководство по проектированию подпорных стен и стен подвалов (ЦНИИПромзданий, НИИОСП) 84 г.
[5] Основания, фундаменты и подземные сооружения (Справочник проектировщика), глава 7 (Снарский, НИИОСП) 85 г.
[6] СП 101.13330.2012 прил.М (Гидропроект, Гипроречтранс)

В общем, просмотрел указанную литературу (кроме СП101) на предмет поиска примера где были бы учтены сцепление и нагрузка на поверхность. Такие примеры нашлись в "Руководстве" [4]:
- пример 7 (массивная стена подвала) - в примере давление сцепления превышает давление от нагрузки, этим пример интересен в первую очередь;
- пример 8 (тонкостенная стена подвала) - в примере давление сцепления меньше давления от нагрузки;

Если смотреть на то, как изображаются эпюры (в аспекте разделения эпюры на две части), то мне примеры из руководства не нравятся т.к. считаю более корректным изображение, когда ближе к стенке изображается давление от веса грунта, а поверх его давление от нагрузки (как в СП43 рис. В.1.г). Такое расположение ближе к реальности, поскольку давление от веса грунта имеется всегда, а давление от нагрузки появляется впоследствии и добавляется к нагрузке от веса грунта.

Здешний расчет с данными примера 7 (результат сходится): http://webcad.pro/tmp/podpor_564359398.pdf

Здешний расчет с данными примера 8 (в целом сходится, но в примере имеется ошибка на стр.93: ошибочно использовано k=1.35, а должно быть 1.42): http://webcad.pro/tmp/podpor_975027552.pdf

Финт с "натягиванием точки" в явном виде нигде кроме СП43 не используется (если только косвенно - путем неучета сцепления, в подобном случае влияние еще более значимо, поскольку прибавка давления возникает не только в верхней и средней частях эпюры, а по всей ее высоте). Однако, в связи с тем, что в СП43 такой прецедент имеется, можно его учесть как отдельную опцию, но возникает вопрос как в этом случае разделять эпюру на две части? Если обратиться к рисунку из предыдущего сообщения, вопрос будет звучать следующим образом. К какой из эпюр прибавлять синюю добавку: к желтой или пурпурной? Или как-то делить ее между ними?

В целом вывод таков, что текущий вариант в рамках принятых предпосылок и допущений корректен и при необходимости может быть дополнен возможностью учета особенностей указанных в СП43. Возможно, следует переработать формулы, таким образом, что бы явным образом показывать "давление сцепления" и изобразить его на эпюрах.

Admin

Administrator

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Отмечу еще один источник:

[7] Расчет подпорных стенок. 1964г. (Клейн)

В данном издании подробно освещены различные вопросы из области расчета подпорных стен и определения бокового давления. По части учета сцепления имеется параграф 23 "Учет сцепления в грунте" содержащий пример 11. Характер соответствующих эпюр - треугольные с наличием вертикального откоса без давления. Однако результаты из примера 11 не сходятся со здешним расчетом поскольку автор производит расчет по более точной и сложной методике, которая дает пониженные значения бокового давления по сравнению с методикой использованной в здешних расчетах (СП22).

.Юра

Member

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Здравствуйте!
Картинка почему-то отображается не корректно https://yadi.sk/d/XyyBp3QPNhs0Tg

Admin

Administrator

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Добрый день. Все нормально - это такая картинка)) Расчет в процессе изготовления.

Admin

Administrator

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Обнаружил, что в Справочнике проектировщика [5] имеется пример 6.3 аналогичный примеру 7 из Руководства [4].

Admin

Administrator

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Что касается коэффициентов надежности по нагрузке ситуация выглядит немного противоречиво.

С одной стороны п.9.19 СП22 предписывает:

9.19 При определении величин бокового давления грунта на ограждения котлованов и конструкции подземных частей сооружений для выполнения расчетов по первой группе предельных состояний следует использовать значения прочностных характеристик грунтов $\phi_I$, $c_I$ (либо $c_{uI}$), а для выполнения расчетов по второй группе предельных состояний - $\phi_{II}$, $c_{II}$ (либо $c_{uII}$). В обоих случаях коэффициент надежности по нагрузке для удельного веса грунта должен приниматься $\gamma_{f(g)}=1.0$.

С другой, в руководстве [4] повсеместно используется коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса грунта равный 1.1 и соответствующий коэффициент для нагрузки на поверхности равный 1.2.

В общем сделал возможность учета двумя коэффициентами подобно подходу использованному в руководстве [4]. При этом значение объемного веса и нагрузки умножаются на соответствующие коэффициенты сразу в исходных данных и в дальнейших выкладках используются уже "расчетные" значения. На первый взгляд все должно быть корректным, если ошибаюсь - поправьте.

Dizel

Member

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Сколько много информации здесь появилось за время праздников)
по поводу эпюр: базовая формула давления грунта - Ϭ=Ка*(ɣ*z+q)-2*c*√Ка. Предлагаю разбить её на три составляющие: Ϭ=Ка*ɣ*z + Ка*q - 2*c*√Ка. Рисовать также три эпюры Pɣ, Pq, -Pс и четвертую - суммарную. Нажав на кнопочку "сооружение промышленных предприятий" в исходных данных, к суммарной эпюре добавлялся бы финт с наращиванием эпюры. Только страшно представить как это сделать технически..
по поводу коэффициентов: думаю возможность введение коэффициентов больше 1 - это хорошо (мы обычно берем 1,15; СП43 по п.В.20 рекомендует брать его по СП20 и СП35). Вот только немного непривычно выглядит умножение на этот коэффициент в исходных данных. Мне кажется правильнее умножать на него в самих формулах (ведь это коэффициент надежности по нагрузке, а не по объемному весу грунта).
А формулу для определения вертикального откоса hс вы сами вывели?

Last edited by Dizel (2019-01-09 11:42:56)

Admin

Administrator

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

>Dizel
Извиняюсь за запоздалый ответ, напряженные послепраздничные дни.

Про разбивку на три эпюры и четвертую суммарную, вообще говоря, не согласен, поскольку идея разбивки эпюр была в том, что бы можно было использовать по отдельности давление от веса грунта и давление от нагрузки. А когда мы рисуем три эпюры (и четвертую сумму) у нас нет по отдельности этих двух компонентов. Поэтому я сам с собою рассуждал так: если за основу вычисления напряжений принять формулу с тремя компонентами (кстати, так сделано и в руководстве [4] и в справочнике [5]), то изображать это целесообразно одной суммарной эпюрой где было бы видно как произошло геометрическое суммирование (т.е. как на рисунке Г из СП43), а рядом две(!) эпюры от собств. веса и нагрузки.

Про возможность учета финта (СП43) как опции расчета уже писал и там же задавался вопросом как делить полученную эпюру на две части? Первое, что приходит в голову - это проводить линию параллельную новой суммарной огибающей - см. рис. Впрочем результат выглядит все равно оригинально.

Про коэффициенты: согласен, что лучше прописать все коэффициенты в формулы, но пока идет "брожение" делать этого не хочу, пусть побудет пока так. Моя реплика, про "корректность" имела ввиду корректный окончательный результат, а не ситуацию в целом. А как вы относитесь с процитированному п.9.19 из СП22? Вроде бы ясно сказано - упомянуты ограждения котлованов и подземные части сооружений - остаются подпорные стенки к которым это не относится.

Формула для определения величины вертикального откоса есть в литературе, но и вывести ее проще простого (хотя бы для самопроверки) - вместо сигмы в формуле из СП подставляется ноль, а на место z ставится h_c

В целом пока резюме таково, что предлагаемый подход (деление эпюры на части и формулы из трех компонентов) предполагает практически полную переделку того, что имеется сейчас. В целом соглашаясь, что такая переделка улучшит расчет, тем не менее пока браться за нее не хочу, ибо свободного времени не в избытке. Поэтому, думаю для начала закрыть все оставшиеся вопросы, что бы можно было расчетом пользоваться, а лоск наводить уже следующим этапом.

Стало быть, надо разобраться с вопросами: 1) о вертикальной составляющей при наличии трения или наклона стенки; 2) о направлении равнодействующей давления в случае давления покоя при наличии наклона поверхности (как к этому относиться).

Dizel

Member

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

по эпюрам: да, думаю ваш вариант с двумя эпюрами и суммарной будет лучше.

по коэффициентам: в терминах СП22 есть расшифровка понятий, что такое подземная часть сооружений. Мне кажется подпорные стены можно при желании притянуть под это понятие. Но раз в других источниках есть другие требования, то мне кажется лучше рассматривать наихудший вариант значений коэффициентов - по [3],[4].

по вопросам: пока не знаю что ответить, для меня эти вопросы не очень понятные если честно.

Admin

Administrator

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Ок, по эпюрам определились.

По коэффициентам: уговорили, сделаю коэффициенты 1.15 и 1.2.

По вопросам: может это и выглядит надуманно, но я таким образом пытаюсь сделать "как в СП", а там есть вертикальная составляющая, хотя для большинства случаев оно, пожалуй не нужно, но кое-где может пригодиться. Хотя едва ли этот расчет будут использовать для каких-то специализированных расчетов, полагаю даже для подпорных стен им пользоваться особого смысла нет, т.к. он не решает всех сопутствующих задач. То есть наверное вертикальную составляющую будет проще проигнорировать.

GOST

Нов.рег.

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Здравствуйте!
Прошу подсказать, как посчитать давление при неоднородном грунте, в два слоя, например?
А также давление грунта с лицевой стороны стенки, с равномерно распределённой нагрузкой на грунт?
Спасибо!

Admin

Administrator

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Добрый день!
В этой ветке в сообщении №10 есть список литературы, думаю наиболее близко к теме руководство [4].

p.s. Тут такой момент, что этот форум малопосещаемый, поэтому если вы хотите получить оперативные ответы, то лучше это делать там где публики побольше - например на форуме сайта dwg.ru

GOST

Нов.рег.

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Добрый день! Почему формула в отчете не совпадает с формулой 9.7 из СП 22.13330 множителем 1/[cos(фи+тетта)]?

Admin

Administrator

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Добрый день! Дайте ссылку на отчет, где не совпадает.