挡墙结构计算书完整版汇总.docx
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挡墙结构计算书完整版汇总
道路工程衡重式挡土墙结构计算
1、挡墙高6米
衡重式挡土墙验算[执行标准:
公路]
计算项目:
300,0.3,20,6m
计算时间:
2012-09-0421:
23:
22星期二
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身总高:
6.000(m)
上墙高:
2.400(m)
墙顶宽:
0.550(m)
台宽:
1.000(m)
面坡倾斜坡度:
1:
0.050
上墙背坡倾斜坡度:
1:
0.450
下墙背坡倾斜坡度:
1:
-0.250
采用1个扩展墙址台阶:
墙趾台阶b1:
0.200(m)
墙趾台阶h1:
0.400(m)
墙趾台阶面坡坡度为:
1:
0.000
墙底倾斜坡率:
0.100:
1
下墙土压力计算方法:
力多边形法
物理参数:
圬工砌体容重:
24.000(kN/m3)
圬工之间摩擦系数:
0.400
地基土摩擦系数:
0.300
墙身砌体容许压应力:
1000.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力:
140.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力:
90.000(kPa)
材料抗压极限强度:
3.000(MPa)
材料抗力分项系数:
2.310
系数醩:
0.0020
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:
20.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角:
17.500(度)
地基土容重:
25.000(kN/m3)
修正后地基承载力特征值:
300.000(kPa)
地基承载力特征值提高系数:
墙趾值提高系数:
1.000
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:
岩石地基
地基土内摩擦角:
35.000(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
110.0000.0001
第1个:
距离0.000(m),宽度10.000(m),高度0.750(m)2004路基规范挡土墙车辆荷载
地面横坡角度:
20.000(度)
填土对横坡面的摩擦角:
35.000(度)
墙顶标高:
0.000(m)
挡墙分段长度:
10.000(m)
===================================
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=1.200√
2.填土重力分项系数=1.200√
3.填土侧压力分项系数=1.400√
4.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.400×
=======================================[土压力计算]计算高度为6.216(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=27.496(度)
计算上墙土压力
按假想墙背计算得到:
第1破裂角:
30.198(度)
Ea=55.754(kN)Ex=13.569(kN)Ey=54.078(kN)作用点高度Zy=0.800(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=27.503(度)第1破裂=27.496(度)
Ea=33.807(kN)Ex=15.609(kN)Ey=29.988(kN)作用点高度Zy=0.800(m)
计算下墙土压力
无荷载时的破裂角=34.989(度)
按力多边形法计算得到:
破裂角:
34.989(度)
Ea=51.892(kN)Ex=51.797(kN)Ey=3.135(kN)作用点高度Zy=1.626(m)
墙身截面积=11.678(m2)重量=280.278(kN)
衡重台上填料重(包括超载)=43.932(kN)重心坐标(1.566,-1.237)(相对于墙面坡上角点)
(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=5.711(度)
Wn=322.601(kN)En=39.666(kN)Wt=32.260(kN)Et=63.776(kN)
滑移力=31.516(kN)抗滑力=108.680(kN)
滑移验算满足:
Kc=3.448>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=69.664(kN)>0.0
地基土层水平向:
滑移力=67.406(kN)抗滑力=108.943(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.616>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾,墙身重力的力臂Zw=1.365(m)
相对于墙趾,上墙Ey的力臂Zx=2.693(m)
相对于墙趾,上墙Ex的力臂Zy=4.400(m)
相对于墙趾,下墙Ey的力臂Zx3=2.563(m)
相对于墙趾,下墙Ex的力臂Zy3=1.411(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=141.743(kN-m)抗倾覆力矩=561.159(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.959>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=303.772(kN-m)>0.0
(三)地基应力及偏心距验算
基础类型为天然地基,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=362.267(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=419.416(kN-m)
基础底面宽度B=2.167(m)偏心距e=-0.074(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.158(m)
基底压应力:
趾部=132.776踵部=201.596(kPa)
最大应力与最小应力之比=132.776/201.596=0.659
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=-0.074<=0.200*2.167=0.433(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=132.776<=300.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=201.596<=390.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=167.186<=300.000(kPa)
(四)基础强度验算
基础为天然地基,不作强度验算
(五)上墙截面强度验算
上墙重力Ws=66.240(kN)
上墙墙背处的Ex=15.609(kN)
上墙墙背处的Ey=7.024(kN)
相对于上墙墙趾,上墙重力的力臂Zw=0.677(m)
相对于上墙墙趾,上墙Ex的力臂Zy=0.800(m)
相对于上墙墙趾,上墙Ey的力臂Zx=1.390(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
相对于上墙墙趾,合力作用力臂Zn=0.575(m)
截面宽度B=1.750(m)偏心距e1=0.300(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.300<=0.250*1.750=0.438(m)
截面上压应力:
面坡=84.972背坡=-1.242(kPa)
压应力验算满足:
计算值=84.972<=1000.000(kPa)
拉应力验算满足:
计算值=1.242<=140.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-7.827<=90.000(kPa)
斜截面剪应力检算:
验算斜截面与水平面的夹角=27.321(度)
斜剪应力验算满足:
计算值=13.028<=90.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数_0=1.050
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=89.322(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.739
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=1.750(m2)
材料抗压极限强度Ra=3000.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=1.000
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=93.788<=1678.943(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=93.788<=1678.943(kN)
(六)墙底截面强度验算
验算截面以上,墙身截面积=11.440(m2)重量=274.560(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.363(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于截面总竖向力=351.615(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=414.460(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.179(m)
截面宽度B=2.210(m)偏心距e1=-0.074(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.074<=0.250*2.210=0.553(m)
截面上压应力:
面坡=127.253背坡=190.951(kPa)
压应力验算满足:
计算值=190.951<=1000.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-33.140<=90.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数_0=1.050
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=428.563(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.987
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.210(m2)
材料抗压极限强度Ra=3000.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.974
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=449.991<=2832.299(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=449.991<=2758.219(kN)
(七)台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为5.600(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=27.496(度)
计算上墙土压力
按假想墙背计算得到:
第1破裂角:
30.198(度)
Ea=55.754(kN)Ex=13.569(kN)Ey=54.078(kN)作用点高度Zy=0.800(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=27.503(度)第1破裂角=27.496(度)
Ea=33.807(kN)Ex=15.609(kN)Ey=29.988(kN)作用点高度Zy=0.800(m)
计算下墙土压力
无荷载时的破裂角=34.732(度)
按力多边形法计算得到:
破裂角:
34.732(度)
Ea=40.216(kN)Ex=40.143(kN)Ey=2.430(kN)作用点高度Zy=1.387(m)
[强度验算]
验算截面以上,墙身截面积=10.536(m2)重量=252.864(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.383(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于截面总竖向力=329.214(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=342.794(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.041(m)
截面宽度B=2.110(m)偏心距e1=0.014(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.014<=0.250*2.110=0.528(m)
截面上压应力:
面坡=162.126背坡=149.925(kPa)
压应力验算满足:
计算值=162.126<=1000.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-35.987<=90.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数_0=1.050
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=401.540(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.999
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.110(m2)
材料抗压极限强度Ra=3000.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.976
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=421.617<=2738.864(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=421.617<=2673.317(kN)
=====================================================================
第2种情况:
组合2
=============================================
组合系数:
1.000
1.挡土墙结构重力分项系数=1.200√
2.填土重力分项系数=1.200√
3.填土侧压力分项系数=1.400√
4.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.400√
=============================================
[土压力计算]计算高度为6.216(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=27.496(度)
计算上墙土压力
按假想墙背计算得到:
第1破裂角:
30.198(度)
Ea=90.601(kN)Ex=22.050(kN)Ey=87.877(kN)作用点高度Zy=0.954(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=27.494(度)第1破裂角=27.496(度)
Ea=54.922(kN)Ex=25.365(kN)Ey=48.714(kN)作用点高度Zy=0.954(m)
计算下墙土压力
无荷载时的破裂角=33.523(度)
按力多边形法计算得到:
破裂角:
34.642(度)
Ea=60.537(kN)Ex=60.426(kN)Ey=3.657(kN)作用点高度Zy=1.668(m)
墙身截面积=11.678(m2)重量=280.278(kN)
衡重台上填料重(包括超载)=56.406(kN)重心坐标(1.433,-0.964)(相对于墙面坡上角点)
(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=5.711(度)
Wn=335.013(kN)En=60.648(kN)Wt=33.501(kN)Et=80.154(kN)
滑移力=46.653(kN)抗滑力=118.698(kN)
滑移验算满足:
Kc=2.544>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=60.965(kN)>0.0
地基土层水平向:
滑移力=85.791(kN)抗滑力=118.460(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.381>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾,墙身重力的力臂Zw=1.365(m)
相对于墙趾,上墙Ey的力臂Zx=2.614(m)
相对于墙趾,上墙Ex的力臂Zy=4.554(m)
相对于墙趾,下墙Ey的力臂Zx3=2.573(m)
相对于墙趾,下墙Ex的力臂Zy3=1.452(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=203.265(kN-m)抗倾覆力矩=627.120(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.085>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=299.161(kN-m)>0.0
(三)地基应力及偏心距验算
基础类型为天然地基,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=395.661(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=423.855(kN-m)
基础底面宽度B=2.167(m)偏心距e=0.012(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.071(m)
基底压应力:
趾部=188.750踵部=176.445(kPa)
最大应力与最小应力之比=188.750/176.445=1.070
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.012<=0.200*2.167=0.433(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=188.750<=300.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=176.445<=390.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=182.597<=300.000(kPa)
(四)基础强度验算
基础为天然地基,不作强度验算
(五)上墙截面强度验算
上墙重力Ws=66.240(kN)
上墙墙背处的Ex=25.365(kN)
上墙墙背处的Ey=11.414(kN)
相对于上墙墙趾,上墙重力的力臂Zw=0.677(m)
相对于上墙墙趾,上墙Ex的力臂Zy=0.954(m)
相对于上墙墙趾,上墙Ey的力臂Zx=1.321(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
相对于上墙墙趾,合力作用力臂Zn=0.460(m)
截面宽度B=1.750(m)偏心距e1=0.415(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.415<=0.250*1.750=0.438(m)
截面上压应力:
面坡=107.535背坡=-18.788(kPa)
压应力验算满足:
计算值=107.535<=1000.000(kPa)
拉应力验算满足:
计算值=18.788<=140.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-3.255<=90.000(kPa)
斜截面剪应力检算:
验算斜截面与水平面的夹角=31.294(度)
斜剪应力验算满足:
计算值=21.225<=90.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数_0=1.050
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=95.468(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.595
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=1.750(m2)
材料抗压极限强度Ra=3000.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=1.000
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=100.241<=1353.080(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=100.241<=1353.080(kN)
(六)墙底截面强度验算
验算截面以上,墙身截面积=11.440(m2)重量=274.560(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.363(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于截面总竖向力=383.337(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=421.002(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.098(m)
截面宽度B=2.210(m)偏心距e1=0.007(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.007<=0.250*2.210=0.553(m)
截面上压应力:
面坡=176.633背坡=170.279(kPa)
压应力验算满足:
计算值=176.633<=1000.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-30.563<=90.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数_0=1.050
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=470.479(kN)
轴心力偏心影响系数醟=1.000
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.210(m2)
材料抗压极限强度Ra=3000.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.974
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=494.003<=2869.809(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=494.003<=2796.018(kN)
(七)台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为5.600(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=27.496(度)
计算上墙土压力
按假想墙背计算得到:
第1破裂角:
30.198(度)
Ea=90.601(kN)Ex=22.050(kN)Ey=87.877(kN)作用点高度Zy=0.954(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=27.494(度)第1破裂角=27.496(度)
Ea=54.922(kN)Ex=25.365(kN)Ey=48.714(kN)作用点高度Zy=0.954(m)
计算下墙土压力
无荷载时的破裂角=32.874(度)
按力多边形法计算得到:
破裂角:
34.329(度)
Ea=47.409(kN)Ex=47.322(kN)Ey=2.864(kN)作用点高度Zy=1.420(m)
[强度验算]
验算截面以上,墙身截面积=10.536(m2)重量=252.864(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.383(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于截面总竖向力=360.848(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=347.755(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=0.964(m)
截面宽度B=2.110(m)偏心距e1