悬臂式挡土墙计算Word下载.docx

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C20

钢筋强度等级：

二级，保护层厚度as=0.300m

地基允许承载力[σo]=100.00kPa

6．荷载计算参数：

冰层厚度Tb＝0.30m，静冰压力系数＝0.870

计算浪压力时采用的位置类型：

丘陵、平原地区

风区长度D＝0.000m，墙前河（库）底坡度i＝1:

0.00

重现期为50年的年最大风速vo＝0.000m/s

多年平均的最大风速vo'

＝0.000m/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

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

√

×

施工情况

特殊

2．荷载组合下水位及附加荷载信息：

墙前水位

墙后水位

附加荷载

附载编号

墙前水深

3.800

1.000

0.000

3．计算公式：

郎肯土压力计算公式如下：

E＝0.5×

γ×

H2×

Ka

Ex＝E×

cos（β）

Ey＝E×

sin（β）

Ka＝cosβ×

[cosβ-（cos2β-cos2φ）1/2]/[cosβ+（cos2β-cos2φ）1/2]（《规范》式

式中：

E为作用于墙背的土压力，作用点为距墙底1/3高处，

方向与水平面成β夹角

Ka为主动土压力系数

当墙后填土为黏性土，粘聚力C=10.30kN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：

1．总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算：

程序算得水上的主动土压力系数Ka＝0.172

程序算得水下的主动土压力系数K'

a＝0.472

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

水平土压力

24.99

1.39

-34.82

垂直土压力

0.00

2.02

墙上土重

11.16

3.25

36.32

134.95

2.98

402.64

墙身自重

122.85

1.68

206.47

墙前土压力

-3.20

0.27

0.85

墙前土重

3.50

0.43

1.50

墙后水压力

5.00

0.33

-1.67

墙后水重

墙前水压力

-5.00

1.67

墙前水重

5.50

0.45

2.50

扬压力

-100.32

-168.90

冻胀压力

36.65

1.55

-56.69

∑

58.44

188.80

688.28

-262.08

所有垂直荷载之和∑G＝188.80kN

所有水平荷载之和∑H＝58.44kN

所有对墙前趾的稳定力矩之和∑MV＝688.28kN·

m

所有对墙前趾的倾覆力矩之和∑MH＝-262.08kN·

所有对墙前趾的力矩之和∑M＝426.20kN·

所有对墙底板形心的力矩之和∑Mo＝31.61kN·

2．抗滑稳定验算：

抗滑稳定安全系数计算公式为：

Kc＝（f'

∑G＋c'

A）/∑H（规范式

从《规范》中表，抗滑稳定安全系数[Kc]＝1.05

Kc＝（0.60×

188.80＋1.40×

4.18）/58.443＝2.04

Kc＝2.04≥[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，抗倾覆稳定安全系数[Ko]＝1.50

抗倾覆稳定安全系数计算公式为：

Ko＝∑MV/∑MH

Ko＝688.276/262.078＝2.63

Ko＝2.63≥[Ko]＝1.50，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

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＝4.18m2，底板截面抵抗矩W＝2.91m3

Pmax＝188.80/4.18＋31.61/2.91＝56.02kPa

Pmin＝188.80/4.18－31.61/2.91＝34.31kPa

Pmax＝56.02≤1.2[σo]＝120.00，满足要求。

（Pmin＋Pmax）/2＝45.17≤[σo]＝100.00，满足要求

η＝Pmax/Pmin＝56.02/34.31＝1.63<

2.0，满足要求。

5．前趾根部内力：

作用在前趾根部截面的弯矩M＝4.93kN·

m，剪力Q＝39.83kN

6．后踵根部内力：

作用在后踵根部截面的弯矩M＝89.64kN·

m，剪力Q＝55.28kN

7．距挡土墙底部高度Hs=0.60m水平截面内力：

总水平力、总竖向力及各力对截面形心的力矩计算：

13.72

1.21

-16.60

0.35

0.16

0.56

0.09

21.55

0.36

7.77

71.40

-0.15

-10.50

-0.20

0.07

0.01

0.80

0.13

-0.11

-0.80

0.11

0.95

-34.70

50.17

-53.84

93.27

8．距挡土墙底部高度Hs=1.73m水平截面应力内力：

1.85

0.84

-1.55

0.31

9.71

3.16

41.18

-0.10

-4.18

28.66

-0.04

1.02

30.51

50.89

9．距挡土墙底部高度Hs=2.87m水平截面内力：

0.73

0.46

-0.33

2.43

0.29

0.70

17.38

-0.05

-0.92

8.69

-0.79

6.88

9.42

6.32

19.81

五、第2种荷载组合：

程序算得主动土压力系数Ka＝0.172

24.43

1.42

-34.59

156.04

3.02

471.29

-6.05

1.61

6.62

2.84

55.03

285.50

682.21

-91.28

所有垂直荷载之和∑G＝285.50kN

所有水平荷载之和∑H＝55.03kN

所有对墙前趾的稳定力矩之和∑MV＝682.21kN·

所有对墙前趾的倾覆力矩之和∑MH＝-91.28kN·

所有对墙前趾的力矩之和∑M＝590.93kN·

所有对墙底板形心的力矩之和∑Mo＝-5.77kN·

从《规范》中表，抗滑稳定安全系数[Kc]＝1.00

285.50＋1.40×

4.18）/55.031＝3.22

Kc＝3.22≥[Kc]＝1.00，故抗滑稳定安全系数满足要求

从《规范》中表，抗倾覆稳定安全系数[Ko]＝1.30

Ko＝682.208/91.277＝7.47

Ko＝7.47≥[Ko]＝1.30，故抗倾覆稳定安全系数满足要求

Pmax＝285.50/4.18＋5.77/2.91＝70.28kPa

Pmin＝285.50/4.18－5.77/2.91＝66.32kPa

Pmax＝70.28≤1.2[σo]＝120.00，满足要求。

（Pmin＋Pmax）/2＝68.30≤[σo]＝100.00，满足要求

η＝Pmax/Pmin＝70.28/66.32＝1.06<

2.5，满足要求。

作用在前趾根部截面的弯矩M＝26.20kN·

m，剪力Q＝51.94kN

作用在后踵根部截面的弯矩M＝22.17kN·

m，剪力Q＝22.15kN

13.64

1.22

-16.58

21.85

7.94

-0.38

0.03

49.91

-53.82

93.25

六、抗滑稳定验算的各组合最不利结果

抗滑安全系数最不利的荷载组合为：

七、抗倾覆稳定验算的各组合最不利结果

抗倾覆安全系数最不利的荷载组合为：

Ko＝2.63≥[Ko]＝1.50，故抗倾覆稳定安全系数满足要求

八、地基承载力验算的各组合最不利结果

地基承载力验算最不利的荷载组合为：

Pmax＝70.28kPa，Pmin＝66.32

九、立墙承载力验算及配筋计算：

1．计算依据：

立墙按偏心受压构件进行承载力和配筋计算：

首先按素混凝土偏心受压构件进行承载力验算，验算公式如下：

K×

N≤φ×

γm×

ft×

b×

h/（6×

eo/h-1）《砼规》式

fc×

eo/h+1）《砼规》式

如果承载力验算不满足，则进行配筋计算，公式如下：

KN≤fc×

χ+fy'

As'

-σs×

As《砼规》式

KNe≤fc×

χ×

（ho-χ/2）+fy'

（ho-as'

）《砼规》式

当满足下述条件时，可不配置抗剪钢筋：

K×

V≤0.7×

βh×

ho《砼规》式

βh＝　（800/ho）1/4《砼规》式

上式中当ho<

800时，取ho=800，当ho>

2000时，取ho=2000

2．A-A截面（距墙底高度h=0.600m）计算结果：

a、截面内力：

A-A截面承载力验算最不利的工况为：

截面之上所有垂直荷载之和N＝-53.84kN

截面之上所有水平荷载之和FH＝50.17kN

所有对截面中心的力矩之和M＝93.27kN·

b、按素混凝土偏心受压构件验算截面承载力：

计算截面高度h＝1180mm，宽度b＝1000mm，计算长度lo=3400mm

承受弯矩M＝N·

mm，轴力N＝53838N

b=1000mm时，从《砼规》表＝1.000

N＝1.25×

53838＝67298N≤φ×

h

＝1.000×

9.60×

1000×

1180＝N

按照素混凝土轴心受压构件验算承载力满足要求。

eo＝M/N＝/53838＝1732.3mm

b=1180mm时，从《砼规》表＝1.000

从《砼规》附录C中表C1查得截面抵抗矩的塑性系数γm＝1.48

N＝1.90×

53838＝102293N≤φ×

eo/h-1）

1.48×

1.10×

1180/（6×

1732.3/1180-1）＝245864N

按素混凝土偏心受压构件验算受拉区承载力满足要求。

eo/h+1）

1732.3/1180+1）＝1154917N

按素混凝土偏心受压构件验算受压区承载力满足要求，无须进行配筋计算！

c、抗剪验算结果：

截面高度h=1180mm；

有效高度ho=880mm；

截面宽度b=1000mm；

截面剪力设计值V=50173N

βh=（800/ho）1/4=（800/880）1/4=0.976

V=1.15×

50173=57699N≤0.7×

ho

=0.7×

0.976×

880=661645N

故受剪验算满足要求！

3．B-B截面（距墙底高度h=1.733m）计算结果：

B-B截面承载力验算最不利的工况为：

截面之上所有垂直荷载之和N＝-1.55kN

截面之上所有水平荷载之和FH＝30.51kN

所有对截面中心的力矩之和M＝50.89kN·

计算截面高度h＝953mm，宽度b＝1000mm，计算长度lo=2267mm

mm，轴力N＝1551N

b=953mm时，从《砼规》表＝1.000

1551＝1938N≤φ×

953＝9152000N

eo＝M/N＝/1551＝32815.8mm

从《砼规》附录C中表C1查得截面抵抗矩的塑性系数γm＝1.57

1551＝2946N≤φ×

1.57×

953/（6×

32815.8/953-1）＝8025N

32815.8/953+1）＝44099N

截面高度h=953mm；

有效高度ho=653mm；

截面剪力设计值V=30512N

βh=[800/max（ho，800）]1/4=（800/800）1/4=1.000

30512=35089N≤0.7×

1.000×

653=503067N

4．C-C截面（距墙底高度h=2.867m）计算结果：

C-C截面承载力验算最不利的工况为：

截面之上所有垂直荷载之和N＝6.32kN

截面之上所有水平荷载之和FH＝9.42kN

所有对截面中心的力矩之和M＝19.81kN·

计算截面高度h＝727mm，宽度b＝1000mm，计算长度lo=1133mm

mm，轴力N＝6318N

b=727mm时，从《砼规》表＝1.000

6318＝7897N≤φ×

727＝6976000N

eo＝M/N＝/6318＝3134.8mm

从《砼规》附录C中表C1查得截面抵抗矩的塑性系数γm＝1.71

6318＝12004N≤φ×

1.71×

727/（6×

3134.8/727-1）＝54769N

3134.8/727