悬臂式挡水墙设计.docx
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悬臂式挡水墙设计
悬臂式挡水墙设计（XDSQ-3）
项目名称 构件编号 日 期
设 计 校 对 审 核
执行规范:
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）,本文简称《混凝土规范》
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）,本文简称《地基规范》
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）,本文简称《荷载规范》
《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》（CECS138-2002）,本文简称《水池结构规程》
《给水排水工程结构设计手册》（第二版），本文简称《给排水手册》
钢筋：
d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;P-HRBF335;Q-HRBF400;R-HRBF500
-----------------------------------------------------------------------
1设计资料
1.1计算简图
1.2已知条件
1.2.1几何信息
壁板高（m）
3.500
顶厚（m）
0.200
底厚（m）
0.500
壁板坡面
内侧坡面
底板内悬挑长（m）
3.000
外悬挑长（m）
3.000
厚（m）
0.500
地面标高（m）
0.000
池底标高（m）
-0.500
地下水标高（m）
-3.000
池内水深（m）
3.000
壁板顶支承
自由
1.2.2荷载及地基土信息
土天然容重（kN/m3）
18.000
土饱和容重（kN/m3）
20.000
土内摩擦角（度）
30.0
基底与土摩擦系数
0.30
承载力特征值输入
未修正
承载力特征值（kPa）
100.00
宽度修正系数
0.00
深度修正系数
1.00
附加荷载标准值-恒kN/m
0.00
-活kN/m
0.00
地面堆载标准值（kPa）
10.00
混凝土容重（kN/m3）
25.00
分项系数
自重荷载
1.20
其它恒载
1.27
地下水压
1.27
其它活载
1.27
准永久值系数
附加活载
0.40
地面活载
1.00
地下水压
1.00
温（湿）作用
---
1.2.3钢筋混凝土信息
砼强度等级
C30
主筋级别
HRB400
壁板配筋方法
压弯
考虑p-δ效应
ㄨ
竖向配筋方式
非对称
配筋调整系数
1.0
裂缝宽度限值（mm）
0.20
裂缝控制配筋
√
纵筋保护层厚
内/上
外/下
壁板（mm）
40
40
底板（mm）
40
40
钢筋取值范围
最小
最大
最优
直径范围（mm）
12
32
14
间距范围（mm）
70
300
1.3计算内容
（1）地基承载力验算
（2）抗滑移验算
（3）抗倾覆验算
（4）内力配筋计算
（5）裂缝计算
2计算过程及计算结果
2.1各工况荷载标准值计算
工况1：
池内有水，池外无土
工况2：
池内有水，池外有土
工况3：
池内无水，池外有土
工况1
工况2
工况3
壁板重（kN/m）
30.63
30.63
30.63
底板重（kN/m）
81.25
81.25
81.25
池内底板上水重（kN/m）
93.86
93.86
0.00
池内底板上水压（kPa）
30.00
30.00
0.00
池外底板上水重（kN/m）
0.00
0.00
0.00
池外底板底水压（kPa）
0.00
0.00
0.00
池外底板上土重（kN/m）
0.00
0.00
0.00
池外底板底土压（kPa）
0.00
3.00
3.00
池外底板上堆载（kN/m）
0.00
30.00
30.00
池外堆载侧压（kPa）
0.00
3.33
3.33
附加荷载-活（kN/m）
0.00
0.00
0.00
附加荷载-恒（kN/m）
0.00
0.00
0.00
2.2地基承载力验算
2.2.1地基承载力
根据《地基规范》5.2.4
式中：
fa——修正后的地基承载力特征值
fak——地基承载力特征值,按《地基规范》第5.2.3条的原则确定
ηb,ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数,按基底下土的类别查《地基规范》表5.2.4取值
γ——基础底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度
γm——基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度
b——基础底面宽度,当基宽小于3m按3m取值,大于6m按6m取值
d——基础埋置深度,一般自室外地面标高算起
基底以下土的重度γ（kN/m3）:
18.00
基底宽b（m）:
6.50
工况1
工况2
工况3
d（m）
0.00
0.25
0.25
γm（kN/m3）
0.00
18.00
18.00
fa（kPa）
100.00
100.00
100.00
2.2.2基底反力计算及承载力验算
根据《给排水手册》3.2.2计算
式中：
pk——相应于荷载效应标准组合时，底板平均应力
pkmax——相应于荷载效应标准组合时，底板边缘最大应力
pkmin——相应于荷载效应标准组合时，底板边缘最小应力
fa——修正后的地基承载力特征值
Fk——相应于荷载效应标准组合时，底板以上部分的壁重和水（土）重
Gk——底板自重
Mk——相应于荷载效应标准组合时，作用于基底面的力矩值
W——底板底面的抵抗矩
取1m长度计算
底板底面积（m2）:
6.50
底板底面抵抗矩（m3）:
7.04
工况1
工况2
工况3
Fk+Gk（kN）
205.73
235.73
141.88
Mk（kN.m）
-88.66
-89.21
1.43
pk（kPa）
31.65
36.27
21.83
pkmax（kPa）
44.24
48.93
22.03
pkmin（kPa）
19.06
23.60
21.62
fa（kPa）
100.00
100.00
100.00
结论
满足
满足
满足
2.3抗滑移验算
根据《给排水手册》3.2.2式3.2.2-5计算
式中：
μ——底板与地基土之间的摩擦系数，可参照《给排水手册》表1.1.4-1取值
Ek——相应于荷载效应标准组合时，侧向荷载（水或土）对壁板的水平推力
工况1
工况2
工况3
Fk+Gk（kN）
205.73
205.73
141.88
Ek（kN）
-45.00
-44.25
2.42
抗滑移安全系数
1.37
1.39
17.61
结论
满足
满足
满足
注：
1.侧向荷载向右为正，向左为负
2.4抗倾覆验算
根据《给排水手册》3.2.2式3.2.2-6计算
式中：
ME——水平推力对转动点的倾覆力矩
MN——垂直力对转动点的抗倾覆力矩
向左侧抗倾覆：
工况1
工况2
工况3
ME左（kN.m）
67.50
67.38
-0.12
MN左（kN.m）
-824.79
-824.79
-361.63
抗倾覆安全系数-左
12.22
12.24
---
结论
满足
满足
---
注：
1.弯矩逆时针为正，顺时针为负
向右侧抗倾覆：
工况1
工况2
工况3
ME右（kN.m）
67.50
66.96
-0.54
MN右（kN.m）
512.46
512.46
365.56
抗倾覆安全系数-右
---
---
674.88
结论
---
---
满足
注：
1.弯矩逆时针为正，顺时针为负
2.5内力、配筋及裂缝计算
2.5.1基底反力计算
参见地基承载力地基反力计算
式中：
e——偏心距
工况1
工况2
工况3
基本-F+G（kN）
253.45
291.55
172.35
M（kN.m）
-112.74
-113.43
1.67
e（m）
0.44
0.39
-0.01
p1（kPa）/L1（m）
22.98/0.00
28.75/0.00
26.75/0.00
p2（kPa）/L2（m）
55.00/6.50
60.96/6.50
26.28/6.50
准永久-F+G（kN）
205.73
235.73
141.88
M（kN.m）
-88.66
-89.21
1.43
e（m）
0.43
0.38
-0.01
p1（kPa）/L1（m）
19.06/0.00
23.60/0.00
22.03/0.00
p2（kPa）/L2（m）
44.24/6.50
48.93/6.50
21.62/6.50
注：
1.弯矩M逆时针为正，顺时针为负
2.偏心距e右偏为正，左偏为负
3.L1,L2距底板左端水平距离
2.5.2壁板计算
壁板外侧受拉为正,内侧受拉为负
（1）内力计算
按底端固定，上端自由单跨梁计算
工况1
工况2
工况3
基本-池底内水压（kPa）
38.10
38.10
0.00
池底外水压（kPa）
0.00
0.00
0.00
池底外土压（kPa）
0.00
0.00
0.00
堆载侧压（kPa）
0.00
4.23
4.23
M1（kN.m）/L1（m）
0.00/0.00
0.00/0.00
0.00/0.00
N1（kN）
0.00
0.00
0.00
M2（kN.m）/L2（m）
-4.13/1.75
-4.13/1.75
0.00/1.75
N2（kN）
14.44
14.44
14.44
M3（kN.m）/L3（m）
-57.15/3.50
-57.15/3.50
0.00/3.50
N3（kN）
36.75
36.75
36.75
准永久-池底内水压（kPa）
30.00
30.00
0.00
池底外水压（kPa）
0.00
0.00
0.00
池底外土压（kPa）
0.00
0.00
0.00
堆载侧压（kPa）
0.00
3.33
3.33
M1（kN.m）/L1（m）
0.00/0.00
0.00/0.00
0.00/0.00
N1（kN）
0.00
0.00
0.00
M2（kN.m）/L2（m）
-3.26/1.75
-3.26/1.75
0.00/1.75
N2（kN）
12.03
12.03
12.03
M3（kN.m）/L3（m）
-45.00/3.50
-45.00/3.50
0.00/3.50
N3（kN）
30.63
30.63
30.63
注：
1.内力结果为单位宽（1m）内力
2.L1,L2,l3表示计算截面距顶端距离
（2）配筋裂缝计算
按压弯构件计算
位置
M
N
计算As
配筋
实配As
裂缝
（kN.m/m）
（kN/m）
（mm2/m）
（mm2/m）
（mm）
内侧-（0.0）
-0.00
0.00
401
E12@280
404
0.000
（1.8）
-4.13
14.44
703
E12@160
707
0.017
（3.5）
-57.15
36.75
1004
E14@150
1026
0.173
外侧-（0.0）
0.00
0.00
400
E12@280
404
0.000
（1.8）
0.00
14.44
700
E12@160
707
0.000
（3.5）
0.00
36.75
1000
E16@200
1005
0.000
注：
1.计算配筋面积小于零为超筋,配筋为空时选筋失败
2.括号内数字表示计算截面距顶端距离
2.5.3底板计算
底板下侧受拉为正,上侧受拉为负
（1）池内底板内力计算
按悬臂板计算,地基反力参见2.5.1
工况1
工况2
工况3
基本-池内水重（kN/m）
39.73
39.73
0.00
M左（kN.m）/L1（m）
-20.95/3.50
5.73/3.50
51.08/3.50
M中（kN.m）/L2（m）
0.00/6.38
4.22/5.00
12.73/5.00
M右（kN.m）/L3（m）
-0.00/6.50
-0.00/6.50
-0.00/6.50
准永久-池内水重（kN/m）
31.29
31.29
0.00
M左（kN.m）/L1（m）
-15.38/3.50
5.63/3.50
41.34/3.50
M中（kN.m）/L2（m）
0.00/6.26
3.60/5.00
10.30/5.00
M右（kN.m）/L3（m）
0.00/6.50
0.00/6.50
0.00/6.50
注：
1.内力结果为单位宽（1m）内力
2.L1,L2,L3计算截面距底板左端水平距离
（2）池外底板内力计算
按壁板端固定，另一端自由单跨梁计算
工况1
工况2
工况3
基本-池外水重（kN/m）
0.00
0.00
0.00
池外土重（kN/m）
0.00
0.00
0.00
池外堆载（kN/m）
0.00
12.70
12.70
M左（kN.m）/L1（m）
0.00/0.00
0.00/0.00
0.00/0.00
M中（kN.m）/L2（m）
11.75/1.50
3.96/1.50
-1.11/1.50
M右（kN.m）/L3（m）
58.08/3.00
27.01/3.00
-4.59/3.00
准永久-池外水重（kN/m）
0.00
0.00
0.00
池外土重（kN/m）
0.00
0.00
0.00
池外堆载（kN/m）
0.00
10.00
10.00
M左（kN.m）/L1（m）
0.00/0.00
-0.00/0.00
0.00/0.00
M中（kN.m）/L2（m）
9.56/1.50
3.43/1.50
-0.56/1.50
M右（kN.m）/L3（m）
46.95/3.00
22.48/3.00
-2.40/3.00
注：
1.内力结果为单位宽（1m）内力
1.L1,L2,l3表示计算截面距底板左端水平距离
（3）配筋、裂缝计算
按纯弯构件计算
位置
M
计算As
配筋
实配As
裂缝
（kN.m/m）
（mm2/m）
（mm2/m）
（mm）
池外-上侧-左（0.0）
-0.00
1000
E16@200
1005
0.000
中（1.5）
-1.11
1000
E16@200
1005
0.003
右（3.0）
-4.59
1000
E16@200
1005
0.011
下侧-左（0.0）
0.00
1000
E16@200
1005
0.000
中（1.5）
11.75
1000
E16@200
1005
0.043
右（3.0）
58.08
1000
E14@150
1026
0.181
池内-上侧-左（3.5）
-20.95
1000
E16@200
1005
0.069
中（6.4）
-0.00
1000
E16@200
1005
0.000
右（6.5）
-0.00
1000
E16@200
1005
0.000
下侧-左（3.5）
51.08
1000
E16@200
1005
0.186
中（5.0）
12.73
1000
E16@200
1005
0.046
右（6.5）
0.00
1000
E16@200
1005
0.000
注：
1.计算配筋面积小于零为超筋,配筋为空时选筋失败
2.括号内数字表示计算截面距底板左端水平距离
2.5.4结果简图
-----------------------------------------------------------------------
【理正结构设计工具箱软件6.5】计算日期:
2016-08-2213:
20:
53
-----------------------------------------------------------------------
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