Расчет сооружений прямоугольной формы в плане

Стены в грунте в виде ряда секущихся свай или из сборных элементов не имеют сплошной горизонтальной арматуры и изгибной прочности в горизонтальных сечениях. Такие стены независимо от их горизонтальной протяженности рассчитываются только в вертикальных сечениях. Наряду с этим другие технологии строительства позволяют уложить в стены подземных сооружений горизонтальную арматуру и придать им изгибную прочность в горизонтальной плоскости. Такая конструкция стен может быть обеспечена при строительстве сооружения в открытом котловане или способом опускного колодца. С определенными сложностями возможно также устройство монолитных стен в грунте с перехлестом горизонтальной арматуры между соседними захватками.

Способ расчета стен, имеющих горизонтальную изгибную прочность, зависит от соотношения размеров сооружения или его расчетного отсека:

а) если сооружение глубокое h/а > 2 (где h — глубина, а — больший размер в плане), используется следующий способ расчета (рис. 7, а). Стена разбивается на пояса-рамы высотой ?у =1. Рама считается нагруженной равномерным давлением р, равным активному давлению грунта и воды на глубине нижнего обреза рамы (рис. 7,6); если сооружениевозводится способом отпускного колодца, то давление р умножается на коэффициент перегруза k_п = 1,25, учитывающего возможный перекос колодца в процессе опускания.

Нормальные усилия в стенах a и b:

Рис. 7. Схема к расчету прямоугольного в плане сооружения: а — вертикальный разрез; б — нагрузка на горизонтальную расчетную раму; в — нормальные силы и изгибающие моменты в элементах рамы.

Эпюры изгибающих моментов в раме приведены на рис. 7, в. При этом:

М = р (а² — аb — b²) / 12,

М_а = ра² / 8 — М,

М_b = рb²/8-М.

Расчет сечения железобетонного элемента по заданной нормальной силе и изгибающему моменту производится по СНиП 2.03.01 — 84. Толщина и армирование стен оказываются переменными по глубине.

Если сооружение имеет внутренние вертикальные перегородки — диафрагмы, то рассматриваемая горизонтальная рама будет многопролетной, расчет усилий в ней может быть выполнен по (Справочник, 1971;1972).

Изложенный метод игнорирует вертикальную жесткость стен;

б) если соотношение размеров сооружения или участка стены между внутренними горизонтальными и вертикальными диафрагмами h/а < 2, то стена или ее участок рассматриваются как плита, защемленная или опертая по своим сторонам и нагруженная распределённым активным давлением грунта (с учетом коэффициента неравномерности нагрузок к_п для опускных колодцев).

Расчетные изгибающие моменты в прямоугольной плите, защемленной или шарнирно опертой по контуру, со стороны размерами, а и b в плоскости х, у (сторона, а вдоль оси у) под равномерно распределенной нагрузкой определяются по формулам:

М_х = вра²· 10^-3,

М_у = гра²· 10^-3.

Значение коэффициентов и г приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Коэффициенты для расчета прямоугольных плит.