Калькулятор подпорной стены – Расчетный блок и засыпка – Калькулятор дюймов

В этой статье обсуждаются различные силы, действующие на подпорную стену, и их влияние на поведение подпорной стены. В зависимости от характера конструкции силы, действующие на подпорные стены, различны.

Например, можно рассматривать активное давление и давление в состоянии покоя. На основе поведения конструкции оцениваются силы, которые необходимо учитывать при проектировании.

Давайте непосредственно обсудим силы, действующие на подпорные стены.

Тип действия сил на подпорную стенку

мы строим подпорную стенку для удержания воды, почвы, твердых отходов или любого другого материала в неустойчивой насыпи.

В зависимости от типа удерживаемого материала в соответствии с проектными требованиями существуют различные типы подпорных стен, такие как бетонные подпорные стены, габионные стены и т. д.

Однако способ приложения и характер нагрузок более сходен у большинства типов подпорных стен.

Боковое давление грунта

Существует три типа боковой нагрузки, приложенной к подпорной стене в зависимости от поведения стены.

Сила, прикладываемая грунтом к стене, когда стена может свободно прогибаться. Другими словами, для простоты понимания мы говорим, что грунт движется к стене.

Активное давление рассчитывается по следующему уравнению.

Pa = кa γ ч ; кa – коэффициент активного давления = (1-sinΦ) / 1+sinΦ), γ – плотность грунта и h – высота стены

Давление грунта создается, когда стена давит на грунт. Здесь мы говорим, что стена движется к земле для простоты понимания.

Пассивное давление грунта можно рассчитать по следующему уравнению.

Pp = кp γ ч ; кp – коэффициент пассивного давления = (1+sinΦ)/1-sinΦ), γ – плотность грунта и h – высота стены

  • Давление в покое или в состоянии покоя

Это особый случай, и давление варьируется между активным давлением и пассивным давлением.

Когда мы говорим в состоянии покоя, мы предполагаем, что структура не движется. Следовательно, давление, приложенное к стенке, больше, чем активное давление.

Состояние покоя рассматривается в особых ситуациях, а также поведение конструкции может создать состояние покоя.

Например, мы строим жесткую конструкцию в качестве подпорной стены, и если она не деформируется при приложении давления грунта (активное давление), давление будет увеличиваться, и оно может достичь состояния покоя.

Читайте также:
11 лучших бесплатных программ для архитектурного дизайна в 2022 году

Кроме того, при проектировании учитывалось состояние покоя, если конструкция требовала минимального прогиба. Например, если мы строим консольную подпорную стенку, которая нам нужна для ограничения верхнего прогиба, она должна быть рассчитана на состояние покоя.

Тогда у нас есть сравнительно жесткая структура, которая может ограничивать отклонение при приложении сил.

Давление, приложенное в состоянии покоя, можно рассчитать по следующим уравнениям.

P = к γ ч ; к – коэффициент давления покоя = (1-sinΦ), γ – плотность грунта и h – высота стены

Дополнительные нагрузки

Надбавка представляет собой нагрузку давления, приложенную к грунту, удерживаемому стеной.

Это может быть линейная нагрузка или равномерно распределенная нагрузка.

Правильная оценка дополнительной нагрузки очень важна при проектировании. Например, если рядом с подпорной стенкой есть конструкции, при проектировании должно учитываться правильное давление.

Водяное давление

Очень важно учитывать силы, действующие на подпорную стенку из-за порового давления.

Неправильная оценка давления воды может привести к сбоям, как описано в статье. провалы подпорной стены .

Давление воды вносит существенные изменения в запас прочности.

Поэтому большое внимание должно быть уделено учету давления воды при проектировании и, по возможности, организации адекватных дренажей.

Действие осевых сил на подпорную стенку

Если на подпорную стену опираются другие конструкции, мы должны учитывать их влияние на конструкцию.

Разрушения под действием осевой нагрузки не являются обычными типами отказов в подпорной стенке, поскольку это значительное сечение, воспринимающее вертикальные нагрузки.

Иногда в качестве столбчатого фундамента в некоторых сооружениях принимают подпорную стенку и ее фундамент. В такой ситуации должно быть выполнено правильное проектирование для конечного предельного состояния и стадии предела эксплуатационной пригодности.

Ветровые нагрузки

Обычно для подпорных стен ветровые нагрузки не столь критичны.

Однако наличие других конструкций на отдельно стоящей подпорной стене может повлиять на устойчивость.

Например, высокие граничные стены, построенные на стене, могут иметь некоторый эффект. Но, возможно, это не так критично.

Сейсмические нагрузки

Силы землетрясения, действующие на подпорную стену, оказывают значительное влияние на устойчивость подпорной стены.

Мы рассчитываем коэффициент давления грунта (активное давление, пассивное давление, давление в состоянии покоя), а затем оцениваем приложенную нагрузку.

Читайте также:
Идеальная рождественская елка для небольшого помещения — создавайте и болтайте

Руководство опубликовано как «Подпорные и напольные стены», ЭМ 1110-2-2502 , армейским корпусом США, можно обратиться за дополнительной информацией об уравнениях, которые будут использоваться для расчета коэффициентов давления грунта.

Статья опубликована как Коэффициент сейсмического давления также можно было бы обратиться за выдержкой из вышеуказанного руководства.

Ударные нагрузки, такие как случайные нагрузки, взрывные нагрузки и т. д.

Ударные нагрузки не так характерны для подпорных стен. Их можно было применять очень редко.

Кроме того, меньше вероятность приложения этих нагрузок к устойчивости, как если бы была большая вероятность приложения давления на открытую поверхность, что создает момент восстановления.

Однако подпорные стены могут повредиться из-за таких нагрузок.

Другие силы

Когда подпорные стены сооружаются на другой конструкции, считая ее основанием стены, на стену может воздействовать дополнительная нагрузка.

Например, если мы построили подпорную стенку на ростверке в качестве стены подвала, то при воздействии нагрузок на ростверк часть напряжения будет передаваться на стену из-за жесткости стены.

Внеплоскостное изгибающее действие ростверка передается как плоскостное напряжение на стену. Из-за высокой жесткости в плоскостном направлении в стене будет значительно увеличиваться напряжение.

Калькулятор подпорной стены – оценка блока и обратной засыпки

Рассчитайте, сколько блоков подпорной стены вам понадобится и сколько основания и гравия для обратной засыпки потребуется для возведения стены. При желании введите цену за блок, чтобы получить оценку стоимости.

Оценка материала стенового блока:

На этой странице:

  • Калькулятор подпорной стены
  • Как рассчитать материалы подпорной стены
  • Сколько блоков подпорной стены вам нужно
  • Советы по оценке подпорной стены
  • Подготовка основания подпорной стены
  • Как оценить гравий для обратной засыпки

Как рассчитать материалы подпорной стены

Вы можете использовать множество материалов для строительства подпорных стен, но люди часто используют для строительства стеновые блоки или бревна.

Чтобы рассчитать материалы подпорной стены с помощью приведенного выше калькулятора, введите длину и ширину стены и предпочтительные размеры блоков.

Найдите квалифицированных специалистов по подпорным стенам в вашем районе

Если вы используете другой стиль блоков для верхнего ряда, введите эти размеры отдельно, чтобы получить отдельную оценку для верхних блоков. Вы также можете добавить цену за блок, чтобы оценить стоимость подпорной стены.

Читайте также:
3 надежных способа стерилизации банок для джемов и варенья

Продолжайте читать, чтобы узнать формулы для самостоятельного расчета материалов подпорной стены.

Примечание: Оценка материала для стен из бетонных блоков немного отличается. Если вы строите стену из бетонных блоков, воспользуйтесь нашим калькулятором бетонных блоков.

Сколько блоков подпорной стены вам нужно

Чтобы оценить общее количество блоков подпорной стены, вам сначала нужно рассчитать количество рядов и столбцов, необходимых для стены.

Шаг первый: сделайте замеры стены

Начните с измерения ширины и высоты стены. Большинство экспертов предлагают закладывать первый ряд блоков ниже уровня земли примерно на 10% от высоты стены, чтобы поддерживать ее правильно.

Например, если желаемая высота стены составляет 6 футов, вы должны встроить ее ниже уровня земли на 7-8 дюймов. Обязательно учитывайте это при измерении высоты стены.

Шаг второй: вычисляем строки и столбцы

Разделите ширину стены в дюймах на ширину блока и округлите в большую сторону; это количество столбцов. Разделите высоту стены в дюймах на высоту блока и округлите в большую сторону; это количество строк.

Формулы для вычисления строк и столбцов

колонны стены = ширина стены / ширина блока

ряды стен = высота стены / высота блока

Шаг третий: расчет необходимых блоков подпорной стены

Чтобы найти общее количество блоков, необходимых для стены, умножьте количество столбцов на количество рядов; не забудьте вычесть строку, если используете заглавные блоки.

Формула для расчета блоков

общее количество блоков = строки × столбцы

Рассчитать заглушки

Если верхний ряд будет заглавным блоком, то необходимое количество заглавных блоков равно количеству столбцов, найденных выше.

Советы по оценке подпорной стены

При заказе расходных материалов рекомендуется запланировать дополнительные материалы для подпорных стен, включая блоки и заглушки для учета отходов или некачественного материала. Мы предлагаем заказать дополнительные 10% материалов, чтобы учесть это, но сложность проекта может потребовать больше или меньше.

Не забудьте учесть закладку первого ряда блоков ниже уровня земли при измерении желаемой высоты стены. Учет этого с самого начала гарантирует, что стена не окажется слишком короткой.

Если стена слишком высока, возможно, вам придется углубить ее в землю, чтобы достичь нужной высоты; это требует немного больше копания, но в остальном все в порядке. См. наше руководство по стоимости подпорной стены, чтобы узнать среднюю цену подпорной стены.

Читайте также:
Как установить забор своими руками. Страница 1

Подготовка основания подпорной стены

Большинство экспертов предлагают закладывать подпорную стенку ниже уровня земли на ровном основании из гравия или камня толщиной 6 дюймов. Они также предлагают сделать основание в два раза шире глубины блока, чтобы учесть осадку.

Калькулятор учитывает это в смете материалов, но вы также можете использовать наш калькулятор гравия, чтобы оценить 6 дюймов гравия для проекта.

Во время установки очень важно убедиться, что основание подпорной стены уплотнено и выровнено, чтобы первый ряд блока был ровным.

Как оценить гравий для обратной засыпки

Подпорная стена должна иметь 12 дюймов гравия сразу за всей стеной, чтобы обеспечить надлежащий дренаж. Калькулятор выше оценит это, или вы можете использовать наш калькулятор кубических ярдов, чтобы рассчитать это отдельно.

Не забывайте, что вы также можете подумать о добавлении слоя ландшафтной ткани между каменной засыпкой и землей за ней, чтобы грязь не заполнила поры гравия, что сделает его менее эффективным. Обязательно получите это при покупке материала.

Нагрузки и силы, действующие на подпорную стенку, и их расчет [PDF]

Уравнения Кулона и Ренкина — это две основные формулы, которые используются для расчета бокового давления грунта:

Кулоновский метод расчета бокового давления грунта

Это уравнение учитывает уклон засыпки, угол трения на поверхности стены, угол разрыва и угол внутреннего трения:

Где:
Ka: Коэффициент активного давления
: Угол внутреннего трения
: Угол откоса обратной засыпки
: Угол трения между грунтом и стеной (предполагается от 2/3 до 1/2)
: Угол наклона стены, измеренный от горизонтали (равный 90 градусам для вертикальной стены).

Кроме того, в случае ровного грунта обратной засыпки, учитывая нулевое трение на границе грунт-стенка, а грунт-боковая стенка вертикальна, уравнение кулона сводится к следующему:

Метод Ренкина для расчета бокового давления грунта

Это уравнение, выведенное Уильямом Ренкином, является развитием формулы Кулона. Метод Ренкина не учитывает трение между стеной и грунтом.

Это делает его консервативным способом проектирования подпорных стен. Уравнение бокового давления Ренкина на грунт одинаково как для нулевого трения о стенки, так и для ровного грунта обратной засыпки:

Читайте также:
Планкен - что это такое? Виды материала, характеристики, особенности монтажа

Где:
: угол наклона обратной засыпки
: Угол внутреннего трения грунта

Уравнение Ренкина перестраивается, когда засыпка ровная, как:

2. Дополнительные нагрузки, действующие на подпорную стену

Дополнительные нагрузки, действующие на подпорные стены, представляют собой дополнительные вертикальные нагрузки, которые применяются к грунту обратной засыпки над верхней частью стены. Это могут быть как постоянные нагрузки, например, наклонная засыпка выше уровня стены, так и временные нагрузки, которые могут возникнуть от автомагистрали или парковки, мощения или прилегающего основания.

Прибавку временной нагрузки учитывают при воздействии транспортных средств на поверхность грунта засыпки на расстоянии, равном или меньшем высоты стены от тыльной стороны стены. Активное давление от равномерного наддува поясняется на рисунке 2.

Где:
: плотность почвы
W: равномерная дополнительная нагрузка
H: высота стены

P1=Ka WH -> Уравнение 7

P2= 0.5 тыс.aH 2 -> Уравнение 8

Существуют различные виды дополнительных нагрузок, такие как:
  1. Дорожные сборы
  2. Доплата за уплотнение обратной засыпки
  3. Доплата за примыкающий фундамент

3. Осевые силы, действующие на подпорную стенку

Сопротивление опрокидыванию подпорной стенки обеспечивается осевыми нагрузками. Различные типы осевой нагрузки будут обсуждаться в следующих разделах:

a) Вертикальные нагрузки на шток

Эти нагрузки могут возникать в результате реакции балки, моста или ложа и прикладываться непосредственно к форштевню.

Для большинства критических условий нет необходимости рассматривать динамическую нагрузку отдельно от постоянной нагрузки, поскольку осевая временная нагрузка на шток увеличивается за счет моментов сопротивления и опорного давления грунта.

Точечные вертикальные нагрузки на стены считаются распределенными вниз с уклоном от двух вертикалей до одной горизонтали. Следовательно, сжимающие напряжения в основании стены будут довольно низкими; реакция балки на стены является примером точечной вертикальной нагрузки.

Кроме того, должны быть проверены опорные напряжения, возникающие непосредственно под реакцией фермы или балок, в дополнение к учету эксцентриситета по отношению к центральной линии стержня, поскольку он влияет на устойчивость и конструкцию стержня.

Наконец, стоит упомянуть, что неконсервативные результаты могут быть получены при воздействии динамических нагрузок с отрицательным эксцентриситетом в сторону обратной засыпки.

b) Вес почвы

Это вес грунта над носком и пяткой подпорной стены.

Читайте также:
Покраска вашего дома - Руководство по внутренней краске | Тиккурила
c) Структурный вес

Он включает в себя вес основания и штока, которые увеличивают опорное давление почвы и помогают обеспечить устойчивость против скольжения и опрокидывания.

d) Вертикальная составляющая активного давления

Это еще одна вертикальная нагрузка; результирующая линия действия давления грунта проходит под углом к ​​горизонтали при условии наклона грунта засыпки.

Угол равен углу откоса засыпки по формуле Ренкина и равен углу трения грунта о ствол по формуле Кулона. Это наклонное активное давление имеет две составляющие: горизонтальную и вертикальную.

Последний используется в качестве дополнительного сопротивления скольжению, снижает давление на почву и повышает устойчивость к опрокидыванию.

4. Силы ветра на выступающем штоке

Давление ветра создает опрокидывающую силу, когда подпорная стенка открыта и простирается выше уровня земли. Общая формула, используемая для расчета давления ветра, выглядит следующим образом:

F=0.0026 В 2 -> Уравнение 9

Где:
F: давление ветра
V: скорость ветра

В соответствии с ASCE 7 расчетное ветровое давление (F) рассчитывается по следующей упрощенной формуле:

F=qz GGf -> Уравнение 10

Где:
G: коэффициент порыва ветра (можно использовать 0.85)
Gf: Обычно принимается за 1.2
qz: представляет собой скоростное давление на средней высоте и может быть рассчитано по следующей формуле:

qz= 0.613 тыс.z Kzt Kd V 2 -> Уравнение 11

Где:
Kz: коэффициент направленности ветра, может быть определен в разделе 26.6 ASCE 7-10.
Kzt: Коэффициент воздействия скоростного давления, может быть определен в разделе 26.6 ASCE 7-10.
Kd: Топографический фактор см. в разделе 26.6 ASCE 7-10.
V: Базовая скорость ветра в м/с

5. Ударные нагрузки, действующие на подпорную стену

Дизайн подпорной стенки для автомобильного бампера может быть необходим, когда стена возвышается над уровнем земли, а парковочная площадка находится близко к ней. Если подпорная стенка рассчитана на ударные нагрузки, шток следует проверять в точках, расположенных на равном расстоянии друг от друга по длине штока сверху вниз, так как ударная нагрузка распространяется на большую длину штока. Кроме того, используйте наклон от двух вертикалей к одной горизонтали для распределения ударной нагрузки.

Силы, связанные с землетрясением, учтены в сейсмическом расчете подпорной стены.

Читайте также:
Как получить инвалидность после инсульта (обновлено на 2023 г. )

Часто задаваемые вопросы

Различные типы нагрузок и сил, действующих на подпорную стенку:
1. Боковое давление грунта
2. Дополнительные нагрузки
3. Осевые нагрузки
4. Ветер на выступающем штоке
5. Силы удара
6. Сейсмическое давление грунта
7. Сейсмические силы собственного веса стены

Различные типы дополнительных нагрузок, действующих на подпорную стену:
1. Дорожные сборы
2. Доплата за уплотнение обратной засыпки
3. Доплата за примыкающий фундамент

Уравнение для кулоновского метода бокового давления грунта имеет вид

Где:
Ka: Коэффициент активного давления
: Угол внутреннего трения
: Угол откоса обратной засыпки
: Угол трения между грунтом и стеной (предполагается от 2/3 до 1/2)
: Угол наклона стены, измеренный от горизонтали (равный 90 градусам для вертикальной стены).

Уравнение для метода Ренкина бокового давления грунта имеет следующий вид:

Где:
: угол наклона обратной засыпки
: Угол внутреннего трения грунта

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: