Zabor-33.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Рекомендации методы расчета устойчивости откосов

Расчет устойчивости естественных откосов

Сущность метода круглоцилиндрической поверхности скольжения. Расчёт устойчивости склона. Графический и аналитический метод горизонтальных сил. Сравнение и анализ расчетных методов. Определение давления на вертикальную стенку нижерасположенного блока.

РубрикаГеология, гидрология и геодезия
Видреферат
Языкрусский
Дата добавления28.01.2014
Размер файла292,5 K
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет архитектуры и градостроительства

к курсовой работе по теме:

«Расчет устойчивости естественных откосов»

Студент V курса, гр.714, М.С.1/05 В.А.Пономарева

Руководитель, С.С. Казнов

г Н.Новгород — 2012г

1. Метод круглоцилиндрической поверхности скольжения

1.1 Расчёт устойчивости склона

2. Метод горизонтальных сил

2.1 Расчёт устойчивости склона

2.1.1 Графический метод

2.1.2 Аналитический метод

3. Сравнение и анализ расчетных методов. Выводы.

Список используемых источников

Курсовая работа посвящена оценки устойчивости склонов. Под оценкой устойчивости склонов понимают определённые возможности появления и степени распространения активных (движущихся) оползней при инженерно — геологических условиях и действующих нагрузках, наблюдающихся на местности при выполнении изысканий на оползневых склонах.

Различают локальные и региональные методы и прогнозы устойчивости склона. Локальные методы являются основными при составлении инженерно — геологического обоснования застройки и других видов хозяйственного освоения склоновых территорий. Региональные методы предназначены для выявления и прогноза распространённости оползней для значительных по площади зон.

Оползневые склоны подразделяются на:

Устойчивые — на которых формирование оползней завершилось давно и при сохранении наблюдающийся ныне природной обстановке опасность развития оползневых подвижек отсутствует.

Условно устойчивые — формирование которых закончилось недавно и запас устойчивости ещё очень невелик.

Неустойчивые — формирование которых продолжается и сопровождается развитием оползней.

Основным количественным показателем, используемом при локальной оценки и прогнозировании склонов является коэффициент устойчивости — отношение сумм удерживающих и сдвигающих сил, действующих по поверхности предполагаемого смещения. В расчётах мы будем считать склон устойчивым при k>1,25.

В своей работе я рассчитывала склон двумя способами:

1 способ — Метод круглоцилиндрической поверхности скольжения;

2 способ — Метод горизонтальных сил.

1. Метод круглоцилиндрической поверхности скольжения

Этот метод получил широкое мировое признание благодаря своей простоте и практическим результатам. Сущность этого метода, который в краткой форме можно было бы назвать «методом моментов», заключается в следующем.

Предполагается, что обрушение откоса может произойти лишь в результате вращения оползающего массива вокруг центра О. Таким образом, поверхность скольжения будет представлена дугой некоторого круга с радиусом R, очерченного из центра О. Оползающий массив рассматривается при этом как некоторый твёрдый блок, всеми своими точками участвующий в одном общем движении.

Читайте так же:
Как определяет откосы крутизны

Оползающий массив находится под воздействием двух моментов: момента МВР, вращающего массив, и момента МУД, удерживающего массив. Коэффициент устойчивости откоса kзап будет определяться величиной соотношения этих моментов, то есть:

Инженерные методы расчета устойчивости откосов и склонов

Устойчивость откосов и склонов

Общие положения

Откосом называется искусственно созданная поверхность, ограничивающая природный грунтовый массив, выемку или насыпь. Откосы образуются при возведении различного рода насыпей (дорожное полотно, дамбы, земляные плотины и. т.д.), выемок (котлованы, траншеи, каналы, карьеры и .п.) или при перепрофилировании территорий.

Склоном называется откос, образованный природным путем и ограничивающий массив грунта естественного сложения.

При неблагоприятном сочетании разнообразных факторов массив грунтов, ограниченный откосом или склоном, может перейти в неравновесное состояние и потерять устойчивость.

Основными причинами потери устойчивости откосов и склонов являются:

-устройство недопустимо крутого откоса или подрезка склона, находящегося в состоянии, близком к предельному;

-увеличение внешней нагрузки (возведение сооружений, складирование материалов на откосе или вблизи его бровки);

-изменение внутренних сил (увеличение удельного веса грунта при возрастании его влажности или, напротив, влияние взвешивающего давления воды на грунты);

-неправильное назначение расчетных характеристик прочности грунта или снижение его сопротивления сдвигу за счет, например повышения влажности;

проявление гидродинамического давления, сейсмических сил, различного рода динамических воздействий (движение транспорта, забивка свай и. т.п.).

Инженерные методы расчета устойчивости откосов и склонов

В проектной практике применяются инженерные методы расчета устойчивости, содержащие различного рода упрощающие предположения. Наиболее распространенный из них – метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения, относящий к схеме плоской задачи.

Рис. 1. Схема к расчету устойчивости откосов методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения: а) – расчетная схема; б) – определение положения наиболее опасной поверхности скольжения; 1, 2, … — номера элементов.

Этот метод был впервые применен К. Петерсоном в 1916 г. для расчета устойчивости откосов (тогда и долгое время назывался методом шведского геотехнического общества).

Рассмотрим широко используемую модификацию этого метода. Предположим, что потеря устойчивости откоса или склона, представленного на рис. 1, а, может произойти в результате вращения отсека грунтового массива относительно некоторого центра . Поверхность скольжения в этом случае будет представлена дугой окружности с радиусом r и центром в точке . Смещающийся массив рассматривается как недеформируемый отсек, все точки которого участвуют в общем движении. Коэффициент устойчивости принимается в виде

, (1)

где и — моменты относительно центра вращения всех сил, соответственно удерживающих и смещающих отсек.

Читайте так же:
Пластиковые сэндвич откосы инструкция по установке

Для определения входящих в формулу (1) моментов отсек грунтового массива разбивается вертикальными линиями на отдельные элементы. Характер разбивки назначается с учетом неоднородности грунта отсека и профиля склона так, чтобы в пределах отрезка дуги скольжения основания каждого i-го элемента прочностные характеристики грунта j и с были постоянными. Вычисляются силы, действующие на каждый элемент: вес грунта в объеме элемента и равнодействующая нагрузки на его поверхность . При необходимости могут быть также учтены и другие воздействия (фильтрационные, сейсмические силы и т.д.). Равнодействующие сил считаются приложенными к основанию элемента и раскладываются на нормальную и касательную составляющие к дуге скольжения в точке их приложения. Тогда

; (2)

Соответственно момент сил, вращающих отсек вокруг 0, определился как

(3)

где п – число элементов в отсеке.

Принимается, что удерживающие силы в пределах основания каждого элемента обусловливаются сопротивлением сдвигу за счет внутреннего трения и сцепления грунта. Тогда с учетом выражения для закона кулона можно записать

, (4)

где — длина дуги основания i-го элемента, определяемая как . Здесь — ширина элемента)

Отсюда момент сил, удерживающих отсек, будет иметь вид

. (5)

Учитывая формулу (1), окончательно получим

(6)

При устойчивость отсека массива грунта относительно выбранного центра вращения 0 считается обеспеченной. Основная сложность при практических расчетах заключается в том, что положение центра вращения 0 и выбор радиуса r, соответствующие наиболее опасному случаю, неизвестны. Поэтому обычно проводится серия таких расчетов при различных положениях центров вращения и значениях r. Чаще всего наиболее опасная поверхность скольжения проходит через нижнюю точку откоса или склона. Однако если в основании залегают слабые грунты с относительно низкими значениями прочностных характеристик j и с, то это условие может не выполняться.

Один из приемов нахождения наиболее опасного положения поверхности скольжения заключается в следующем. Задавясь координатами центров вращения 01, 02, …, 0n на некоторой прямой, определяют коэффициенты устойчивости для соответствующих поверхностей скольжения и строят эпюру значений этих коэффициентов (рис.1,б). Через точку 0min, соответствующую минимальному коэффициенту устойчивости, проводят по нормали второй отрезок прямой и, располагая на нем новые центры вращения , , …, вновь оценивают минимальное значение коэффициента устойчивости. Тогда и определит положение наиболее опасной поверхности скольжения. При устойчивость откоса или склона будет обеспечена.

Проблема с коэффициентом «Предельная гибкость стенки из условия местной устойчивости» в SCAD

Достаточно распространенная проблема возникает при расчете балок во время подбора сечения, когда программный комплекс SCAD показывает то, что элемент не проходит по критерию «Предельная гибкость стенки из условия местной устойчивости», хотя, по идее он проходить должен.

Как известно, балочный элемент должен работать на изгиб. Но в реальных конструкциях балки могут возникать сжимающие продольные усилия. Учитывая существенный момент в пролете, эти усилия могут какого-либо принципиального влияния на сечение не оказывать при текущем напряженном состоянии. Однако, при шарнирном опирании балок, момент в узле становится равным нулю. Это соответствует то, что в этом месте сечение работает как центрально сжатое, поэтому в программе SCAD стержень начинает проверяться именно на этот тип воздействия.

Читайте так же:
Откосы балкона пластика своими руками

Особенность расчета центрально и внецентренно сжатых элементов заключается в том, что ребра жесткости никакого влияния на местную устойчивость стенки не оказывают. В этом легко убедиться, посмотрев формулы СП 16.13330.2017. Это явление связано с тем, что те формулы настроены так что, местная устойчивость увязана с общей устойчивостью центрально и внецентренно сжатых элементов. Соответственно по этой причине возникает ряд проблем.

В качестве примера, можно рассмотреть расчетную схему опорной рамы для башен связи на пригрузах. В ней есть 4 опорных зоны, состоящих из продольных двутавров и поперечных швеллеров. По верхней грани двутавров лежат несущие балки, воспринимающие усилия от башни (рис. 1).

  • Рис. 1. Расчетная схема опорной рамы

Может возникнуть ситуация, что балка в принципе проходит, но где-то на ее конце возникает ситуация, при которой часть балки, а именно отдельная ее часть в виде стержня имеет коэффициент использования по пункту «Предельная гибкость стенки из условия местной устойчивости» больше единицы. Это наталкивает на выводы о том, что текущая балка требованиям норм не удовлетворяет (рис. 2).

  • Рис. 2. «Непроходящие» элементы

В новой версии SCAD 21.1.9.5 была реализована новая возможность учитывания пунктов 7.3.5 и 9.4.6 СП 16.13330.2017 (рис. 3), чтобы исключить проблему с коэффициентом «Предельная гибкость стенки из условия местной устойчивости». Эти пункты предоставляют возможность выключения части стенки из работы для того, чтобы осуществлять проверку на устойчивость за счет расчетной уменьшенной площади сечения Аd (редуцированное сечение).

  • Рис. 3. п. 7.3.5 и 9.4.6 из СП 16.13330.2017

Чтобы новой функцией воспользоваться, необходимо в окне настроек групп конструктивных элементов для проверки сечений отключить галочку напротив строки «Работа сечения с неустойчивой стенкой не допускается» рис .4.

  • Рис. 4. Переключение «Работа сечения с неустойчивой стенкой не допускается«

После принятия новых параметров и проведения вновь расчета, в окне просмотра результатов можем наблюдать, что проблема решилась, обозначив проблемные участки уже не красным, а зеленым цветом. Дополнительно в списке «Сталь. Факторы» появляется новый критерий, учитывающий закритическую работу элемента. Иными словами, устойчивость стенки не проверяется, а проверяется на устойчивость с учетом редуцированного сечения (рис. 5).

  • Рис. 5. Окно подбора сечений с новыми настройками
Читайте так же:
Гибкий наличник для откосов

Согласно СП 16.13330.2017 при соблюдении условий п. 8.5.1 в некоторых подобных случаях при расчете балок не требуется проверка местной устойчивости. Так же не требуется такая проверка в прокатных профилях, так как их сечение разработано так, что быстрее иссякнет запас прочности, нежели произойдет потеря устойчивости. Разумеется, это оправдано для балок, работающих на изгиб.

Расчет на сейсмостойкость — как проводится, особенности и методы

Что такое расчет на сейсмику и в каких случаях он применяется? Какие методы сегодня используют и в чем их плюсы и минусы? Что является основанием для решения о выдаче сертификата сейсмостойкости? Об этом и многом другом рассказывают эксперты компании “ЛенТехСертификация”.

Цель сейсмического расчета

Главной целью расчета оборудования на сейсмостойкость является подтверждение того, что объект действительно соответствует требованиям нормативно-технической документации при заданном уровне интенсивности землетрясения (используется шкала MSK-64).

Причины и особенности проведения

В основном расчет необходимо проводить по следующим причинам:

  • Продукция уже используется на объекте и ее невозможно демонтировать.
  • У объекта слишком большие габариты и/или сложная конструкция, поэтому его невозможно поместить на виброплатформу.
  • Речь идет о тепломеханической продукции, а для нее расчет сейсмики предусмотрен нормативными требованиями.
  • Требования к данному объекту допускают заменить испытания расчетом.
  • Необходима оценка объекта, аналогичного тому, что уже проходил проверку, но содержащему изменения, влияющие на динамические характеристики.
  • Оценивается уже проверенный объект на соответствие новым требованиям
  • Оценивается объект, не имеющий резонансных частот в диапазоне от 1 до 30 Гц.

При этом саму процедуру получения сертификата сейсмостойкости можно разделить на несколько основных этапов:

  1. Для начала строится подробная математическая модель, отражающая все особенности сертифицируемого объекта.
  2. Следующим этапом идет расчет вибрационных полей во всех важных узловых точках при заданных параметрах землетрясения. В результате становится возможным определить максимальные перегрузки комплектующих.
  3. Завершающим этапом идет анализ расчетных и допустимых значений перегрузок. По результатам расчетов оформляется заключение о сейсмостойкости исследуемого оборудования и если выясняется, что оборудование не может обеспечить заявленного уровня, предлагаются рекомендации по изменению его конструкции. Именно на основании расчета и заключения выдается сертификат.

Получить бесплатную консультацию

Методы расчета на сеймостойкость

Статический метод

Методика была разработана японским ученым Омори еще в 1900 году. Этой теорией не учитывается деформации сооружения, его колебания сводятся лишь к переносному движению всех точек сооружения вместе с основанием. В соответствии с этим методом сооружение и его основание рассматриваются как абсолютно жесткие. В соответствии с принципом Даламбера можно считать, что к каждой массе mi сооружения приложена инерционная нагрузка (сейсмическая сила) si:

где А — максимальное ускорение основания, выражаемое в долях силы тяжести g.

Читайте так же:
Чем сделать откосы арки

Сейсмические силы прикладывают как статические в центре тяжести каждой массы mi и на их действие производят расчет конструкции. Значение статической теории для развития теории сейсмостойкости состояло в том, что в ее рамках впервые удалось получить количественную, хотя и приближенную, оценку сейсмических сил, т.е. свести проектирование сейсмостойких сооружений к обычной инженерной задаче.

Важно понимать! Статическая теория справедлива лишь для весьма жестких сооружений, деформации которых, по сравнению со смещением основания, довольно малы.

Существенный недостаток метода в том, что при нем невозможен учет в рамках динамических свойств конструкции. Это довольно серьезный минус, т.к. может привести к существенным ошибкам в расчетах сооружений, которые идут не в запас прочности.

Спектральный (линейно спектральный) метод

Линейно спектральный метод расчета конструкций на сейсмические воздействия является в настоящее время основным, как в России, так и за рубежом. Он является, в своем роде, компромиссом между статическим и динамическим методами.

Как и статический спектральный метод расчета предполагает определение сейсмических инерционных нагрузок (сил) si, приложенных в центре тяжести массы mi, а затем конструкция рассчитывается на действие сил si, приложенных к конструкции статически. Динамические свойства конструкции учитываются при определении нагрузок si. Для этого движение системы раскладывается по формам колебаний, т. е. представляется как сумма некоторых движений (форм колебаний).

Здесь yi(t) — смещение массы тi, зависящее от времени t;

xij — коэффициент разложения движения по формам колебаний; (i-я компонента j-о собственного вектора системы);

оj(t) — функция, определяющая изменение во времени перемещения по j-й форме колебаний;

yij(t) — смещение массы mi по j-й форме колебаний;

п — число степеней свободы системы.

Если рассмотреть движение всей системы по одной форме колебаний, то все точки будут смещаться синхронно и форма колебаний не меняется во времени.

Прямой динамический метод расчета сейсмостойкости

Метод численного интегрирования уравнений движения, применяемый для анализа вынужденных колебаний конструкций при сейсмическом воздействии, заданном акселерограммами землетрясений.

Необходимые исходные данные для проведения расчета на сейсмостойкость

Для расчета вам необходимо будет предоставить следующие данные:

  • Полный комплект чертежей корпусов;
  • ТУ, руководство по эксплуатации, технический паспорт;
  • Массогабаритные характеристики устанавливаемого оборудования;
  • Интенсивность ПЗ и МРЗ;
  • Уровень установки.

Получить бесплатную консультацию

Мы приглашаем обращаться за расчетом и получением сертификата сейсмостойкости к нам, в компанию “ЛенТехСертификация”. Звоните или заполняйте форму обратной связи — мы примем документы на оценку и сориентируем вас по цене, срокам и особенностям прохождения процедуры расчета на сейсмостойкость.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector