挡土墙计算书3全解.docx
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挡土墙计算书3全解.docx
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挡土墙计算书3全解
重力式挡土墙验算[执行标准:
通用]
计算项目:
重力式挡土墙1
计算时间:
2013-10-2209:
43:
49星期二
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身高:
2.709(m)
墙顶宽:
0.450(m)
面坡倾斜坡度:
1:
0.000
背坡倾斜坡度:
1:
0.388
采用1个扩展墙址台阶:
墙趾台阶b1:
0.800(m)
墙趾台阶h1:
0.500(m)
墙趾台阶面坡坡度为:
1:
0.000
墙踵台阶b3:
1.200(m)
墙踵台阶h3:
0.500(m)
墙底倾斜坡率:
0.111:
1
物理参数:
圬工砌体容重:
23.000(kN/m3)
圬工之间摩擦系数:
0.300
地基土摩擦系数:
0.300
墙身砌体容许压应力:
2100.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力:
150.000(kPa)
墙身砌体容许拉应力:
170.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力:
80.000(kPa)
挡土墙类型:
一般挡土墙
墙后填土内摩擦角:
30.000(度)
墙后填土粘聚力:
0.000(kPa)
墙后填土容重:
17.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角:
15.000(度)
地基土容重:
18.000(kN/m3)
修正后地基土容许承载力:
75.000(kPa)
地基土容许承载力提高系数:
墙趾值提高系数:
1.200
墙踵值提高系数:
1.300
平均值提高系数:
1.000
墙底摩擦系数:
0.300
地基土类型:
土质地基
地基土内摩擦角:
30.000(度)
土压力计算方法:
库仑
坡线土柱:
坡面线段数:
1
折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数
13.0000.0000
坡面起始距离:
0.000(m)
地面横坡角度:
45.000(度)
墙顶标高:
0.000(m)
=====================================================================
第1种情况:
一般情况
[土压力计算]计算高度为2.976(m)处的库仑主动土压力
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
25.389(度)
Ea=36.897Ex=29.772Ey=21.795(kN)作用点高度Zy=0.992(m)
因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面不存在
墙身截面积=4.201(m2)重量=96.629kN
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.300
采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基底倾斜角度=6.334(度)
Wn=96.039(kN)En=24.946(kN)Wt=10.660(kN)Et=27.186(kN)
滑移力=16.525(kN)抗滑力=36.296(kN)
滑移验算满足:
Kc=2.196>1.300
地基土摩擦系数=0.300
地基土层水平向:
滑移力=29.772(kN)抗滑力=38.805(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.303>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=1.558(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=2.020(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=0.725(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=21.586(kN-m)抗倾覆力矩=194.559(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=9.013>1.500
(三)地基应力及偏心距验算
基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力
取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距
作用于基础底的总竖向力=120.985(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=172.973(kN-m)
基础底面宽度B=3.327(m)偏心距e=0.234(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.430(m)
基底压应力:
趾部=51.702踵部=21.018(kPa)
最大应力与最小应力之比=51.702/21.018=2.460
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.234<=0.250*3.327=0.832(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=51.702<=90.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=21.018<=97.500(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=36.360<=75.000(kPa)
(四)基础强度验算
基础为天然地基,不作强度验算
(五)墙底截面强度验算
验算截面以上,墙身截面积=3.594(m2)重量=82.668kN
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.449(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.020(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=0.725(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=104.463(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=142.193(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.361(m)
截面宽度B=3.307(m)偏心距e1=0.292(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.292<=0.300*3.307=0.992(m)
截面上压应力:
面坡=48.342背坡=14.833(kPa)
压应力验算满足:
计算值=48.342<=2100.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-0.474<=150.000(kPa)
(六)台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为2.209(m)处的库仑主动土压力
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
25.389(度)
Ea=20.330Ex=16.404Ey=12.009(kN)作用点高度Zy=0.736(m)
因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面不存在
墙身截面积=2.492(m2)重量=57.321kN
[强度验算]
验算截面以上,墙身截面积=1.941(m2)重量=44.636kN
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=0.474(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=1.021(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=0.736(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=56.645(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=21.349(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=0.377(m)
截面宽度B=1.307(m)偏心距e1=0.277(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.277<=0.300*1.307=0.392(m)
截面上压应力:
面坡=98.370背坡=-11.697(kPa)
压应力验算满足:
计算值=98.370<=2100.000(kPa)
拉应力验算满足:
计算值=11.697<=170.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-0.451<=150.000(kPa)
=================================================
各组合最不利结果
=================================================
(一)滑移验算
安全系数最不利为:
组合1(一般情况)
抗滑力=36.296(kN),滑移力=16.525(kN)。
滑移验算满足:
Kc=2.196>1.300
安全系数最不利为:
组合1(一般情况)
抗滑力=36.296(kN),滑移力=16.525(kN)。
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.303>1.300
(二)倾覆验算
安全系数最不利为:
组合1(一般情况)
抗倾覆力矩=194.559(kN-M),倾覆力矩=21.586(kN-m)。
倾覆验算满足:
K0=9.013>1.500
(三)地基验算
作用于基底的合力偏心距验算最不利为:
组合1(一般情况)
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.234<=0.250*3.327=0.832(m)
墙趾处地基承载力验算最不利为:
组合1(一般情况)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=51.702<=90.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算最不利为:
组合1(一般情况)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=21.018<=97.500(kPa)
地基平均承载力验算最不利为:
组合1(一般情况)
地基平均承载力验算满足:
压应力=36.360<=75.000(kPa)
(四)基础验算
不做强度计算。
(五)墙底截面强度验算
[容许应力法]:
截面上偏心距验算最不利为:
组合1(一般情况)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.292<=0.300*3.307=0.992(m)
压应力验算最不利为:
组合1(一般情况)
压应力验算满足:
计算值=48.342<=2100.000(kPa)
拉应力验算最不利为:
组合1(一般情况)
拉应力验算满足:
计算值=0.000<=170.000(kPa)
剪应力验算最不利为:
组合1(一般情况)
剪应力验算满足:
计算值=-0.474<=150.000(kPa)
(六)台顶截面强度验算
[容许应力法]:
截面上偏心距验算最不利为:
组合1(一般情况)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.277<=0.300*1.307=0.392(m)
压应力验算最不利为:
组合1(一般情况)
压应力验算满足:
计算值=98.370<=2100.000(kPa)
拉应力验算最不利为:
组合1(一般情况)
拉应力验算满足:
计算值=11.697<=170.000(kPa)
剪应力验算最不利为:
组合1(一般情况)
剪应力验算满足:
计算值=-0.451<=150.000(kPa)
扶壁式挡土墙验算[执行标准:
公路]
计算项目:
扶壁式挡土墙1
计算时间:
2013-11-1309:
40:
28星期三
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身总高:
4.220(m)
墙宽:
0.450(m)
墙趾悬挑长DL:
1.500(m)
墙踵悬挑长DL1:
2.500(m)
底板高DH:
0.500(m)
墙趾端部高DH0:
0.400(m)
扶肋间距:
5.000(m)
扶肋厚:
0.400(m)
扶壁两端墙面板悬挑长度:
1.886(m)
设防滑凸榫:
防滑凸榫尺寸BT1:
1.100(m)
防滑凸榫尺寸BT:
0.500(m)
防滑凸榫尺寸HT:
0.400(m)
防滑凸榫被动土压力修正系数:
1.000
防滑凸榫容许弯曲拉应力:
0.500(MPa)
防滑凸榫容许剪应力:
0.990(MPa)
钢筋合力点到外皮距离:
50(mm)
墙趾埋深:
0.500(m)
物理参数:
混凝土墙体容重:
25.000(kN/m3)
混凝土强度等级:
C30
纵筋级别:
HRB335
抗剪腹筋等级:
HPB235
裂缝计算钢筋直径:
20(mm)
挡土墙类型:
一般挡土墙
墙后填土内摩擦角:
35.000(度)
墙后填土粘聚力:
0.000(kPa)
墙后填土容重:
19.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角:
17.500(度)
地基土容重:
18.000(kN/m3)
修正后地基土容许承载力:
75.000(kPa)
地基土容许承载力提高系数:
墙趾值提高系数:
1.200
墙踵值提高系数:
1.300
平均值提高系数:
1.000
墙底摩擦系数:
0.300
地基土类型:
土质地基
地基土内摩擦角:
30.000(度)
土压力计算方法:
库仑
坡线土柱:
坡面线段数:
1
折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数
15.0000.0000
地面横坡角度:
20.000(度)
墙顶标高:
0.000(m)
挡墙分段长度:
10.000(m)
钢筋混凝土配筋计算依据:
《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)
=====================================================================
第1种情况:
组合1
=============================================
组合系数:
1.000
1.挡土墙结构重力分项系数=1.000√
2.填土重力分项系数=1.000√
3.填土侧压力分项系数=1.000√
4.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√
=============================================
[土压力计算]计算高度为4.220(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=30.270(度)
按假想墙背计算得到:
第1破裂角:
27.610(度)
Ea=110.551Ex=45.593Ey=100.712(kN)作用点高度Zy=1.407(m)
因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面存在:
第2破裂角=27.499(度)第1破裂角=27.500(度)
Ea=99.285Ex=45.846Ey=88.067(kN)作用点高度Zy=1.407(m)
墙身截面积=4.024(m2)重量=100.600kN
整个墙踵上的土重=89.870(kN)重心坐标(1.209,-2.332)(相对于墙面坡上角点)
墙趾板上的土重=1.350(kN)相对于趾点力臂=0.500(m))
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.300
采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基础底面宽度B=4.450(m)
墙身重力的力臂Zw=2.006(m)
Ey的力臂Zx=3.718(m)
Ex的力臂Zy=1.407(m)
作用于基础底的总竖向力=279.886(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=708.788(kN-m)
基础底面合力作用点距离墙趾点的距离Zn=2.532(m)
基础底压应力:
墙趾=36.826凸榫前沿=49.714墙踵=88.966(kPa)
凸榫前沿被动土压力=129.811(kPa)
凸榫抗弯强度验算:
凸榫抗弯强度验算满足:
弯曲拉应力=249.236<=500.000(kPa)
凸榫抗剪强度验算:
凸榫抗剪强度验算满足:
剪应力=103.848<=990.000(kPa)
凸榫设计宽度为:
0.353(m)
滑移力=45.846(kN)抗滑力=121.611(kN)
滑移验算满足:
Kc=2.653>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=46.387(kN)>0.0
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=2.006(m)
相对于墙趾点,墙踵上土重的力臂Zw1=2.709(m)
相对于墙趾点,墙趾上土重的力臂Zw2=0.500(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=3.718(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=1.407(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=64.490(kN-m)抗倾覆力矩=773.279(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=11.991>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=619.615(kN-m)>0.0
(三)地基应力及偏心距验算
基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力
作用于基础底的总竖向力=279.886(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=708.788(kN-m)
基础底面宽度B=4.450(m)偏心距e=-0.307(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=2.532(m)
基底压应力:
趾部=36.826踵部=88.966(kPa)
最大应力与最小应力之比=88.966/36.826=2.416
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=-0.307<=0.167*4.450=0.742(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=36.826<=90.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=88.966<=97.500(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=62.896<=75.000(kPa)
(四)墙趾板强度计算
标准值:
作用于基础底的总竖向力=279.886(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=708.788(kN-m)
基础底面宽度B=4.450(m)偏心距e=-0.307(m)
基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.532(m)
基础底压应力:
趾点=36.826踵点=88.966(kPa)
设计值:
作用于基础底的总竖向力=279.886(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=708.788(kN-m)
基础底面宽度B=4.450(m)偏心距e=-0.307(m)
基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.532(m)
基础底压应力:
趾点=36.826踵点=88.966(kPa)
[趾板根部]
截面高度:
H'=0.500(m)
截面剪力:
Q=50.195(kN)
截面抗剪验算满足,不需要配抗剪腹筋
截面弯矩:
M=34.482(kN-m)
抗弯拉筋构造配筋:
配筋率Us=0.05% 抗弯受拉筋: As=1072(mm2) 截面弯矩: M(标准值)=34.482(kN-m) 最大裂缝宽度: 鋐max=0.041(mm)。 (五)墙踵板强度计算 标准值: 作用于基础底的总竖向力=279.886(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=708.788(kN-m) 基础底面宽度B=4.450(m)偏心距e=-0.307(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.532(m) 基础底压应力: 趾点=36.826踵点=88.966(kPa) 设计值: 作用于基础底的总竖向力=279.886(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=708.788(kN-m) 基础底面宽度B=4.450(m)偏心距e=-0.307(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.532(m) 基础底压应力: 趾点=36.826踵点=88.966(kPa) 截面高度: H'=0.500(m) 踵板边缘的法向应力=43.177(kPa) 踵板边缘的法向应力标准值=43.177(kPa) 踵板与肋结合处剪力: Q=99.306(kN/m) 截面抗剪验算满足,不需要配抗剪腹筋 跨中弯矩: M=45.681(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.07% 抗弯受拉筋: As=1072(mm2) 跨中弯矩: M(标准值)=45.681(kN-m/m) 最大裂缝宽度: 鋐max=0.054(mm)。 支座弯矩: M=76.135(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.11% 抗弯受拉筋: As=1072(mm2) 支座弯矩: M(标准值)=76.135(kN-m/m) 最大裂缝宽度: 鋐max=0.171(mm)。 (六)墙面板强度计算 截面厚度: H'=0.450(m) 替代土压力图形中,面板的设计法向应力=9.577(kPa) 替代土压力图形中,面板的设计法向应力(标准值)=9.577(kPa) [水平向强度验算] 净跨长为4.600(m) 支座处剪力: Q=22.027(kN/m) 截面抗剪验算满足,不需要配抗剪腹筋 跨中弯矩: M=10.132(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.02% 抗弯受拉筋: As=965(mm2) 跨中弯矩: M(标准值)=10.132(kN-m/m) 最大裂缝宽度: 鋐max=0.015(mm)。 支座弯矩: M=16.887(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.03% 抗弯受拉筋: As=965(mm2) 支座弯矩: M(标准值)=16.887(kN-m/m) 最大裂缝宽度: 鋐max=0.025(mm)。 [竖向强度验算] 最大正弯矩: M=2.458(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.00% 抗弯受拉筋: As=965(mm2) 最大正弯矩: M(标准值)=2.458(kN-m/m) 最大裂缝宽度: 鋐max=0.004(mm)。 最大负弯矩: M=9.833(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.02% 抗弯受拉筋: As=965(mm2) 最大负弯矩: M(标准值)=9.833(kN-m/m) 最大裂缝宽度: 鋐max=0.015(mm)。 (七)肋板截面强度验算 [距离墙顶0.930(m)处] 截面宽度B
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