精品衡重式挡土墙计算书.docx
《精品衡重式挡土墙计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精品衡重式挡土墙计算书.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
精品衡重式挡土墙计算书
衡重式挡土墙计算书
项目名称_____________日期_____________
设计者_____________校对者_____________
一、示意图：
二、基本资料:
1．依据规范及参考书目:
《水工挡土墙设计规范》（SL379－2007），以下简称《规范》
《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077－1997）
《水工挡土墙设计》（中国水利水电出版社）
2．断面尺寸参数：
墙顶宽度B1=0.60m,前趾宽度B2=0。
40m，衡重台宽度B3=2。
90m
墙身高度H=4.70m，上墙高度H1=3.60m,墙趾高H2=0.70m
上墙背坡比=1：
0.300，下墙背坡比=1：
0。
750,墙面坡比=1:
0.250
挡土墙底板前趾高程＝0.00m,底板底部坡比＝0.000：
1
墙前填土顶面高程▽前地＝4。
00m，墙前淤沙顶面高程▽沙＝3。
00m
3．设计参数:
挡土墙的建筑物级别为4级.
抗震类型：
非抗震区挡土墙。
水上回填土内摩擦角φ＝32.00度，水下回填土内摩擦角φ’＝32.00度
墙背与填土摩擦角δ＝17.50度
回填土凝聚力C＝15.00kN/m2
采用等代内摩擦角法计算粘性填土土压力。
地基土质为：
松软
墙底与地基间摩擦系数f＝0.30
4．回填土坡面参数：
回填土表面折线段数为：
0段
折线起点距墙顶高差＝0。
00m
填土面与水平面夹角β＝0.00度
原地面线水平角θ＝30。
00度，原地面与填土摩擦角δr＝18.00度
5．材料参数：
回填土湿容重γs＝18.00kN/m3，回填土浮容重γf＝10。
00kN/m3
墙身材料容重γq＝24。
00kN/m3
墙身材料容许压应力［Ra]＝500.00kPa，墙身材料容许剪应力[Rj]＝110.00kPa
墙身材料容许拉应力[Rl]＝150。
00kPa，地基允许承载力［σo]＝350。
00kPa
6．荷载计算参数：
冰层厚度Tb＝0。
00m，静冰压力系数＝0.000
计算浪压力时采用的位置类型：
内陆峡谷水库
风区长度D＝0。
000m，墙前河（库）底坡度i＝1：
100.00
重现期为50年的年最大风速vo＝24.000m/s
多年平均的最大风速vo'＝30。
000m/s
冻胀墙体变形系数mo＝0。
700，冻胀量Δhd＝30。
00mm
地震动态分布系数为梯形分布，最大值αm＝2.00
7．附加荷载：
编号
类型
荷载值（kN）
距墙顶右侧水平距（m）
线载长（m）
1
集中
3.00
0.00
2。
00
三、计算参数:
1．荷载组合:
组合名称
类型
扬压
淤沙
浪压
冰压
冻胀
地震
正常挡水位
基本
√
√
√
×
×
×
设计洪水位
基本
√
√
√
×
×
×
施工情况
特殊
×
×
×
×
×
×
校核洪水位
特殊
√
√
√
×
×
×
2．荷载组合下水位及附加荷载信息:
组合名称
墙前水位
墙后水位
附加荷载
附载编号
墙前水深
正常挡水位
5。
400
1。
500
√
4。
300
设计洪水位
5.000
2.000
√
4。
800
施工情况
0。
000
0。
000
√
0.000
校核洪水位
8。
000
2。
400
√
5。
600
3．计算公式：
程序采用库伦主动土压力公式计算土压力，计算公式如下：
E＝0.5×γ×H2×Ka
Ex＝E×cos（ε＋δ）
Ey＝E×sin（ε＋δ）
Ka＝cos2（φ－ε）/cos2ε/cos（ε＋δ）
/｛1+［sin（φ＋δ）sin（φ－β）/cos（ε＋δ）/cos（ε－β）]0.5}2（《规范》式A.0。
1—2）
式中：
E为作用于墙背的主动土压力，作用点为距墙底1/3高处，
方向与水平面成（ε＋δ）夹角
Ka为主动土压力系数
ε为墙背与铅直面的夹角，ε＝36.87度
当墙后填土为黏性土，粘聚力C=15。
00kN时：
采用等值内摩擦角法计算主动土压力.
等值内摩擦角φD计算公式如下：
tan（45°—φD/2）＝｛[γH2tan2（45°—φ/2）-4HCtan（45°—φ/2）+4C2/γ]/γ/H2}1/2
四、第1种荷载组合：
正常挡水位
1．总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算:
程序算得上墙主动土压力系数Ka＝0。
008
程序算得下墙水上的主动土压力系数Ka＝0。
000
程序算得下墙水下的主动土压力系数K'a＝0。
000
单位:
水平力、竖向力为kN；力臂为m;弯矩为kN·m。
力
水平力
竖向力
力臂
正力矩
负力矩
上墙水平土压力
0。
97
6。
60
—6.42
上墙垂直土压力
0。
00
5.73
墙上土重
222.91
5.32
1186.09
竖直外荷载Fy1
6.00
4。
08
24.45
下墙水平土压力
0。
00
0.00
下墙垂直土压力
0。
00
0.00
墙身自重
677。
87
3。
03
2055.27
墙前土压力
-80.00
1。
33
106.67
墙前土重
26.81
0.44
11.83
墙后水压力
11。
25
0.50
—5.63
墙后水重
—8.44
3。
38
—28.52
墙前水压力
—11。
25
0.50
5.63
墙前水重
4。
00
0.25
1.01
扬压力
-103。
67
1。
22
—126。
42
∑
—79。
03
825。
49
3390.94
-166。
99
所有垂直荷载之和∑G＝825.49kN
所有水平荷载之和∑H＝—79.03kN
所有对墙前趾的稳定力矩之和∑MV＝3390.94kN·m
所有对墙前趾的倾覆力矩之和∑MH＝—166。
99kN·m
所有对墙前趾的力矩之和∑M＝3223。
95kN·m
所有对墙底板形心的力矩之和∑Mo＝1983.65kN·m
2．抗滑稳定验算：
抗滑稳定安全系数计算公式为：
Kc＝f×∑G/∑H（规范式6。
3.5-1）
从《规范》中表3。
2.7查得，抗滑稳定安全系数［Kc］＝1。
20
Kc＝0。
300×825.489/79。
027＝3。
13
Kc＝3.13≥［Kc]＝1。
20,故抗滑稳定安全系数满足要求
3．抗倾覆稳定验算:
从《规范》中表3。
2.12、3。
2。
13条查得，抗倾覆稳定安全系数[Ko]＝1.40
抗倾覆稳定安全系数计算公式为:
Ko＝∑MV/∑MH
Ko＝3390。
937/166。
988＝20.31
Ko＝20。
31≥[Ko］＝1.40，故抗倾覆稳定安全系数满足要求
4．地基承载力验算：
地基承载力按《规范》中第6。
3。
1、6.3。
2条进行校核.
按照规范式6。
3.3，基底应力计算公式为：
Pmax＝∑G/A＋∑M/W
Pmin＝∑G/A－∑M/W
挡土墙底板面积A＝3.00m2，底板截面抵抗矩W＝1.51m3
Pmax＝825。
49/3.00＋1983.65/1。
51＝1592.74kPa
Pmin＝825.49/3。
00－1983.65/1。
51＝-1043。
33kPa
Pmax＝1592.74>1.2［σo］＝420。
00
故地基承载力不满足要求！
（Pmin＋Pmax）/2＝274。
70≤[σo］＝350.00，满足要求
5．前趾根部截面应力验算：
前趾根部截面高度h=0。
70m。
作用在根部截面的弯矩M＝110。
74kN·m，剪力Q＝548.76kN
截面的弯曲应力σw＝M/W＝110.74/0。
08＝1355。
96kPa
截面的剪应力σj＝Q/h＝548。
76/0。
70＝783.94kPa
a、截面拉应力验算：
σw＝1355。
96〉[σl]=150。
00kPa。
故截面拉应力验算不满足要求！
b、截面剪应力验算：
σj＝783。
94>［σj]=110.00kPa。
故截面剪应力验算不满足要求！
6．距挡土墙底部高度Hs=0。
70m水平截面应力验算：
总水平力、总竖向力及各力对截面形心的力矩计算：
单位：
水平力、竖向力为kN;力臂为m；弯矩为kN·m.
力
水平力
竖向力
力臂
正力矩
负力矩
上墙水平土压力
0。
97
5。
90
-5.74
上墙垂直土压力
0.00
3。
76
墙上土重
222。
91
3。
36
748.06
竖直外荷载Fy1
6.00
2.11
12。
66
下墙水平土压力
0。
00
—0。
70
下墙垂直土压力
0.00
—1.97
墙身自重
622。
98
1。
19
741。
24
墙前土压力
—54。
45
1.10
59。
89
墙前土重
13.61
-1。
29
—17。
56
墙后水压力
3。
20
0。
27
-0.85
墙后水重
—2.40
1.77
—4。
24
墙前水压力
—3.20
0。
27
0.85
墙前水重
0。
80
—1。
50
—1。
20
∑
-53。
48
863.90
1562.71
-29。
59
截面以上所有垂直荷载之和∑G＝863.90kN
截面以上所有水平荷载之和∑H＝-53.48kN
对截面面坡侧点的力矩之和∑M＝1533。
12kN·m
按照规范式C.1。
2-2，截面应力计算公式为：
σmax＝∑G/Ao＋∑M/W
σmin＝∑G/Ao－∑M/W
截面剪应力τ＝H/Ao（规范式C。
1。
2-3）
计算截面积Ao＝3.13m2,计算截面抵抗矩W＝1。
63m3
σmax＝1214。
95kPa，σmin＝—662。
93kPa，σj＝-17。
09kPa
a、截面拉应力验算：
|σmin|＝662.93〉[σl］=150。
00kPa。
故截面拉应力验算不满足要求！
b、截面压应力验算：
σmax＝1214.95>[σy]=500。
00kPa.
故截面压应力验算不满足要求!
c、截面剪应力验算:
σj＝17.09≤［σj]=110。
00kPa，满足要求。
7．距挡土墙底部高度Hs=5。
40m水平截面应力验算：
力
水平力
竖向力
力臂
正力矩
负力矩
上墙水平土压力
0.97
1.20
-1.17
上墙垂直土压力
0.29
0.93
0.27
墙上土重
34。
99
0。
93
32.54
竖直外荷载Fy1
3。
24
1。
21
3。
92
墙身自重
137。
38
-0。
04
-4.90
∑
0.97
175。
90
36。
73
-6。
07
截面以上所有垂直荷载之和∑G＝175。
90kN
截面以上所有水平荷载之和∑H＝0。
97kN
对截面面坡侧点的力矩之和∑M＝30。
67kN·m
按照规范式C。
1.2—2，截面应力计算公式为：
σmax＝∑G/Ao＋∑M/W
σmin＝∑G/Ao－∑M/W
截面剪应力τ＝H/Ao（规范式C.1。
2—3）
计算截面积Ao＝2。
58m2，计算截面抵抗矩W＝1。
11m3
σmax＝95.82kPa，σmin＝40.53kPa，σj＝0.38kPa
a、截面拉应力验算：
σmin＝40。
53>0，没有出现拉应力，满足要求。
b、截面压应力验算：
σmax＝95.82≤[σy]=500。
00kPa,满足要求。
c、截面剪应力验算:
σj＝0。
38≤[σj］=110。
00kPa,满足要求。
五、第2种荷载组合:
设计洪水位
1．总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算：
程序算得上墙主动土压力系数Ka＝0。
008
程序算得下墙水上的主动土压力系数Ka＝0.000
程序算得下墙水下的主动土压力系数K'a＝0。
000
单位：
水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kN·m。
力
水平力
竖向力
力臂
正力矩
负力矩
上墙水平土压力
0。
97
6。
60
-6.42
上墙垂直土压力
0.00
5.73
墙上土重
222。
91
5.32
1186.09
竖直外荷载Fy1
6.00
4。
08
24.45
下墙水平土压力
0。
00
0。
00
下墙垂直土压力
0。
00
0.00
墙身自重
677。
87
3。
03
2055。
27
墙前土压力
-80.00
1.33
106.67
墙前土重
26.81
0。
44
11.83
墙后水压力
20。
00
0.67
-13.33
墙后水重
-15。
00
3.51
—52.57
墙前水压力
-20.00
0。
67
13.33
墙前水重
7.31
0.29
2。
11
扬压力
-105.17
1.29
—135。
45
∑
-79。
03
820。
74
3399。
75
—207。
78
所有垂直荷载之和∑G＝820.74kN
所有水平荷载之和∑H＝-79.03kN
所有对墙前趾的稳定力矩之和∑MV＝3399。
75kN·m
所有对墙前趾的倾覆力矩之和∑MH＝—207.78kN·m
所有对墙前趾的力矩之和∑M＝3191.96kN·m
所有对墙底板形心的力矩之和∑Mo＝1958.81kN·m
2．抗滑稳定验算：
抗滑稳定安全系数计算公式为：
Kc＝f×∑G/∑H（规范式6.3。
5-1）
从《规范》中表3。
2。
7查得，抗滑稳定安全系数[Kc]＝1。
20
Kc＝0。
300×820.736/79.027＝3。
12
Kc＝3.12≥[Kc］＝1。
20,故抗滑稳定安全系数满足要求
3．抗倾覆稳定验算：
从《规范》中表3。
2。
12、3。
2。
13条查得，抗倾覆稳定安全系数[Ko]＝1.40
抗倾覆稳定安全系数计算公式为：
Ko＝∑MV/∑MH
Ko＝3399.746/207.782＝16。
36
Ko＝16.36≥［Ko］＝1。
40，故抗倾覆稳定安全系数满足要求
4．地基承载力验算：
地基承载力按《规范》中第6。
3。
1、6。
3。
2条进行校核。
按照规范式6。
3。
3，基底应力计算公式为：
Pmax＝∑G/A＋∑M/W
Pmin＝∑G/A－∑M/W
挡土墙底板面积A＝3。
00m2，底板截面抵抗矩W＝1。
51m3
Pmax＝820。
74/3。
00＋1958。
81/1.51＝1574.65kPa
Pmin＝820。
74/3。
00－1958.81/1.51＝-1028.41kPa
Pmax＝1574。
65〉1。
2[σo］＝420。
00
故地基承载力不满足要求！
（Pmin＋Pmax）/2＝273.12≤［σo]＝350。
00，满足要求
5．前趾根部截面应力验算：
前趾根部截面高度h=0.70m。
作用在根部截面的弯矩M＝109。
70kN·m，剪力Q＝542。
64kN
截面的弯曲应力σw＝M/W＝109.70/0.08＝1343.24kPa
截面的剪应力σj＝Q/h＝542。
64/0。
70＝775。
20kPa
a、截面拉应力验算：
σw＝1343。
24>［σl]=150。
00kPa。
故截面拉应力验算不满足要求！
b、截面剪应力验算：
σj＝775.20>[σj］=110。
00kPa。
故截面剪应力验算不满足要求！
6．距挡土墙底部高度Hs=0。
70m水平截面应力验算:
总水平力、总竖向力及各力对截面形心的力矩计算：
单位：
水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kN·m。
力
水平力
竖向力
力臂
正力矩
负力矩
上墙水平土压力
0.97
5。
90
—5.74
上墙垂直土压力
0。
00
3。
76
墙上土重
222.91
3。
36
748。
06
竖直外荷载Fy1
6.00
2.11
12.66
下墙水平土压力
0。
00
—0.70
下墙垂直土压力
0.00
—1。
97
墙身自重
622。
98
1.19
741.24
墙前土压力
-54.45
1.10
59.89
墙前土重
13.61
—1.29
—17.56
墙后水压力
8。
45
0。
43
-3。
66
墙后水重
—6。
34
1.89
-11。
98
墙前水压力
-8。
45
0。
43
3.66
墙前水重
2。
11
-1。
46
-3。
08
∑
—53。
48
861。
28
1565。
52
-42。
02
截面以上所有垂直荷载之和∑G＝861.28kN
截面以上所有水平荷载之和∑H＝-53。
48kN
对截面面坡侧点的力矩之和∑M＝1523。
50kN·m
按照规范式C.1.2—2，截面应力计算公式为：
σmax＝∑G/Ao＋∑M/W
σmin＝∑G/Ao－∑M/W
截面剪应力τ＝H/Ao（规范式C。
1。
2—3）
计算截面积Ao＝3.13m2,计算截面抵抗矩W＝1.63m3
σmax＝1208.22kPa，σmin＝—657。
88kPa，σj＝-17。
09kPa
a、截面拉应力验算：
｜σmin｜＝657.88>［σl］=150。
00kPa。
故截面拉应力验算不满足要求!
b、截面压应力验算:
σmax＝1208。
22>［σy］=500。
00kPa。
故截面压应力验算不满足要求！
c、截面剪应力验算:
σj＝17。
09≤［σj］=110.00kPa，满足要求。
7．距挡土墙底部高度Hs=5.40m水平截面应力验算：
力
水平力
竖向力
力臂
正力矩
负力矩
上墙水平土压力
0.97
1.20
-1。
17
上墙垂直土压力
0。
29
0.93
0。
27
墙上土重
34.99
0。
93
32.54
竖直外荷载Fy1
3。
24
1。
21
3.92
墙身自重
137。
38
—0。
04
—4.90
∑
0。
97
175。
90
36.73
—6。
07
截面以上所有垂直荷载之和∑G＝175.90kN
截面以上所有水平荷载之和∑H＝0。
97kN
对截面面坡侧点的力矩之和∑M＝30。
67kN·m
按照规范式C.1.2—2,截面应力计算公式为：
σmax＝∑G/Ao＋∑M/W
σmin＝∑G/Ao－∑M/W
截面剪应力τ＝H/Ao（规范式C。
1.2—3）
计算截面积Ao＝2。
58m2,计算截面抵抗矩W＝1.11m3
σmax＝95。
82kPa，σmin＝40.53kPa,σj＝0。
38kPa
a、截面拉应力验算：
σmin＝40。
53〉0,没有出现拉应力，满足要求。
b、截面压应力验算：
σmax＝95.82≤[σy］=500。
00kPa,满足要求。
c、截面剪应力验算：
σj＝0.38≤[σj］=110.00kPa，满足要求。
六、第3种荷载组合：
施工情况
1．总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算：
程序算得上墙主动土压力系数Ka＝0。
008
程序算得下墙水上的主动土压力系数Ka＝0。
000
程序算得下墙水下的主动土压力系数K’a＝0.000
单位：
水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kN·m。
力
水平力
竖向力
力臂
正力矩
负力矩
上墙水平土压力
0.97
6.60
—6.42
上墙垂直土压力
0。
00
5.73
墙上土重
222.91
5。
32
1186。
09
竖直外荷载Fy1
6。
00
4。
08
24.45
下墙水平土压力
0。
00
0.00
下墙垂直土压力
0。
00
0.00
墙身自重
677.87
3.03
2055。
27
墙前土压力
-144.00
1。
33
192。
00
墙前土重
48。
26
0。
44
21.29
∑
—143.03
955。
05
3479.09
—6.42
所有垂直荷载之和∑G＝955.05kN
所有水平荷载之和∑H＝-143.03kN
所有对墙前趾的稳定力矩之和∑MV＝3479。
09kN·m
所有对墙前趾的倾覆力矩之和∑MH＝—6。
42kN·m
所有对墙前趾的力矩之和∑M＝3472。
67kN·m
所有对墙底板形心的力矩之和∑Mo＝2037.71kN·m
2．抗滑稳定验算：
抗滑稳定安全系数计算公式为：
Kc＝f×∑G/∑H（规范式6。
3。
5—1）
从《规范》中表3。
2。
7查得，抗滑稳定安全系数[Kc]＝1.05
Kc＝0。
300×955.049/143。
027＝2。
00
Kc＝2.00≥[Kc］＝1。
05，故抗滑稳定安全系数满足要求
3．抗倾覆稳定验算：
从《规范》中表3。
2。
12、3.2.13条查得,抗倾覆稳定安全系数[Ko］＝1.30
抗倾覆稳定安全系数计算公式为：
Ko＝∑MV/∑MH
Ko＝3479.095/6。
423＝541。
62
Ko＝541.62≥［Ko]＝1。
30，故抗倾覆稳定安全系数满足要求
4．地基承载力验算：
地基承载力按《规范》中第6.3。
1、6。
3.2条进行校核.
按照规范式6。
3.3，基底应力计算公式为：
Pmax＝∑G/A＋∑M/W
Pmin＝∑G/A－∑M/W
挡土墙底板面积A＝3。
00m2，底板截面抵抗矩W＝1.51m3
Pmax＝955。
05/3
升级会员 