边坡工程课程设计.docx
《边坡工程课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《边坡工程课程设计.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
边坡工程课程设计
.任务分配，查阅相关资料
根据《建筑边坡工程技术规范（50330-2013）》中条，边坡工程稳定性验算
时，其稳定性系数应不小于表1稳定性安全系数要求，否则应对边坡进行处理。
土层信息
土层信
息
厚度
天然重
度丫
饱和重
度
天然快
剪粘聚
力c
天然快
剪内摩
擦角①
饱和快剪粘聚力
饱和快剪内摩擦角
第一层
第二层
第三层
第四层
第五层
2.分析边坡未支护前的稳定状态
运用瑞典圆弧法进行边坡稳定性分析简称瑞典法，是极限平衡方法中简单而又实际的方法。
对于天然土层边坡滑裂面位置图:
44.09
嘉;
瑞典条分法计算公式：
K©雹soS伽）
式中:
li――第i条块滑动面的弧长;
ci
第i条块滑动面上岩土体的粘聚力;
i——第i条块滑动面上岩土体的内摩擦角;
Wi
第i条块单位宽度岩土体自重;
i――表示该土条中点与法线的竖直距离。
土条水平等间距平分，b=,
土条
加权平均
粘聚力c
加权平
均重度丫
加权平均内摩擦角
土条高
度h
L
第6块
60
第5块
45
第4块
33
第3块
23
第2块
13
第1块
4
将上表数据带入公式
（GhWcositan）
K
Wisini
可得K1=<
根据《建筑边坡工程技术规范（50330-2013）》中条，边坡工程稳定性验算时,其稳定性系数应不小于表1稳定性安全系数要求，否则应对边坡进行处理。
所以应对边坡进行处理。
3.拟采用支护方案
锚杆加井格梁支护方案应用广泛技术上比较成熟，因此采用井格梁加预应力锚杆支护方案，对边坡进行加固处理。
4.土压力或下滑力计算
运用不平衡推力传递系数法进行边坡稳定性分析
不平衡推力传递系数法是我国铁路与工民建等部门在进行边坡稳定验算中
经常使用的方法，计算不繁杂，具有方便适用的优点。
在滑体中取第i块土条,如图2,假定第i-1块土条传来的推力Pi1方向平行于第i-1块土条的底滑
面，而第i块土条传递给第i+1块土条的推力Pi平行于第i块土条的底滑面。
即是说，假定每一分界上推力的方向平行于上一土条的底滑面。
1tgi
PWsini—阿cositgiCiLi）P1cos（「J青sin（「J
FsFs
Pi――第i
块滑体剩余下滑力;
Pi1――第
i-1块滑体剩余下滑力;
W――第i
块滑体的自重;
N――第i
块滑床反力;
i――第i
块滑体滑面的倾角;
Ci、i第i块滑体滑面的抗剪强度指标;
Fs
边坡稳定安全系数；取
Li――第i块滑体的滑面长度;
i1――传递系数。
将数据带入公式：
Wi
iSi
cos（i1
i）taniSin（“J/Ks
可得:
W6=;
W5=;
W4=;
W3=;
W2=;
W1=;
W5=;W4=;
W3=;W2=;
将上面算出的
Wi和Wi带入下面的公式
PWsinj
/ChWCOSitan、
（）Pi1i
ks
P6=;P5=;
P4=;P3=;
P2=;P仁
五.锚杆设计
锚杆设计数据:
锚杆竖向间距取
2m竖向布置14根锚杆，沿坡面间距2/sin60=;
锚杆横向间距取,
横向布置60根锚杆，两边各留1m边距;
锚杆倾角取15°
，直径取32mm竖向第一根锚杆打在坡顶下2m处，共计840
根锚杆。
Pcos0=nTcos15°
（1）锚杆水平拉力标准值:
Htk2005.904cos4一2.309330.025KN/m
14
锚杆轴向拉力标准值:
Nak330.025341.667KN
coscos15
（2）锚索钢筋截面面积要求
取1X7股钢绞线，公称直径d=,fpy=1320N/mm;公称截面面积As1=285mrTi,.
锚杆钢筋截面面积满足下条件:
1320
A込22班667103569.445mm2
fy
As
n恳1998取n=2
（3）锚杆锚固体与岩土层间长度应满足下式要求
DJ4*3**321455.426mm取D=150mm
frbk=150kpa
La
汕26上逍12.567m
Dfrbk0.15150
（4）锚杆杆体与锚固砂浆间的锚固长度应满足下式的要求:
LKNak
2.6341.667
2.219m取La=ndfb20.02162.95
六.结构设计
格构梁内力计算
1.静力平衡法
计算时先按直线分布假定求出基底净反力，然后将集中荷载直接作用在梁上。
由
于梁上所有的作用力都已确定，即可按静力平衡条件计算出任意截面上的弯矩和剪力。
⑴沿坡面方向（竖直方向）
L=
取4根锚杆，梁的宽度S=2/sin60°=，总长度
柱距及荷载分布图
165.01165.01165.01
165.01
KN
TBycfp
2.31
2.31
2.31
2.31
2.31
Qb左
Qc左
Fb=Fc=Fd=Fe=（Nakcos15）2165.012KN
净反力（线荷载）pk十詈冷57172KN/m
剪力计算:
PkL157.1722.309132.010KN
165.012132.01033.002KN
57.0122.30933.00299.008KN
（左右中心对称）
剪力图如下:
132.01
99.00
66.00
33.00
KN
A.
33.00
66.00
99.00
132.01KN
弯矩计算:
Mb157.172
2
2.3092152.406KNm
Mbc中157.1723.46352165.0121.1545150.535KNm
Me157.1724.6182165.0122.309228.610KNm
2
1
MCD中
57.1725.77252165.0123.4635165.0121.1545190.511KNm
2
弯矩图如下:
0.004
CD
_T\■
\150.535/
152.406\J
228.610
\150.535.
'/152.406
190.511
（2）水平方向
取4根锚杆，梁的宽度S=总长度L=,边距为1m
Fb=Fc=Fd=Fe=（NakCOS15）2165.012KN
AB=EF=1m;BC=CD=DE=
165.01165.01165.01165.01KN/m
ATbtcIdtef
1
2.31
2.31
2.31
4
距及荷载分布图
F1650124
净反力（线荷载）Pk——一65073.938KN/m
L2.309312
剪力计算:
Qb右
165.01273.93891.074KN
Qc左
Qc右
165.012
79.64985.363KN
73.9382.30991.07479.649KN
剪力图如下:
73.93879.649
85.36391.074
KN
91.07485.36376.64973.938
弯矩计算:
MB173.938
2
1236.969KNm
Mbc中173.9383.3092165.0121.154518.901KNM
Me173.9383.3092165.0122.30923.778KNM
2
Mcd中173.9384.46352165.0123.4635165.0121.154525.498KNm
2
A
B<
C
D
EF
2.31
2.31
2.31
2.31
2.31
2.31
2.31
m
1
I
弯矩图如下:
18.90125.49818.901
AB1c
\D「、EF
2.倒梁法
（1）沿坡面方向
\I
V
36.969
V1V/
23.77823.778f
36.969
柱距及荷载分布图
165.012
165.012
165.012KN
求静反力q=KN/m
1
ql2
2
ql2
12
61.2352.3092163.290KN.m
2
—61.2552.309227.215KN.m
12
Ia12』1山刃LI
r.:
n,-ST.iLi
工M.CCT斗
CSH2■询aSSM士7理幵-Ks^oeSg群K1J3$
：
-u-M15tg"MT■[“：
MMi
]-OlI也W
01逐1圈•CLgj皿
I
1
M-£iB
ea,Hia
-»
*t21T.；*!
淬t2ir
■9-
-30.eih]
4-
■-».T]^M
'■■
小二阚1
-►
4.IH1TIC
—»
L_ZBg42S<
i.rasir^B
—
-i.^L3
-a_IBEcZB
■R—
J.rrzBT?
-2.e£33
»-
■他职
・mi覧T
-♦
勺.L2J3&*
-r
1•治弼
-»
ClM昭眉4
】，嗣冉沖
■
-t“KUT
4
J'WHH
■•-
'-1.00511
-+
*MME
i-WES
-■■
a5M555]
-»
Ln.船IBM：
-
-t.V-LM
呻lilial
■
'-0.S»M«
-t.：
331T
4-
-Ol32?
ZTH,f-fl.卫2ZT5
■+
*o_izzzrn-
aISZ37a2
f
c.xfiiiBra
*
LI-。
馮ul%
□.璋1Lff*3
R-
-Q.li^lI*
-Cl?
4fieS9
<■
faUD3«
-e.aujs
-匚
mI鬧紳3
a-咏』I
i
jt3畀H配-3ijndD
-St3DRijB
-LMT矶
亂asm
eMU
订丛2»
支座弯矩可从上表中读出:
Ma
163.290
Mb
8.597
Mc
34.398
Md
34.398
8.597
163.290
求跨中弯矩:
AB中
1,2
8qlAB
Mb
611.2552.3092
163.2908.597
BC中
1,2
評BC
Mc
CD中
1I2
8qlCD
Md
可得弯矩图:
45.122
45.122
8.597
8.597
\B
El
':
.-■■■■
1
、、
L1/
1
I19.325
34.398
34.39819.325
1;lil
1
1
J
1
11
[
1
1
1
163.290
163.290
求剪力:
Qa左
Ma0163.290
1a
2.309
70.718
Qa右
MAMB
1AB
1q1AB
163.2908.597
2.309
161.2552.309111.541
2
QB左
MAMB
1AB
夕1
29.897
Qb右
MbMe
1BC
1
2q1
59.545
Qc左
MbMe
1BC
2q1
81.893
Qc右
MeMD
1CD
70.719
剪力图:
111.541
70.718
81.893
70.719
F
A
29.897
e
/
/■
59.545
D
E
B■
59
.54570.
719
81.
29
893
.897
7（
0.718KN
11.541
（2）水平方向
荷载分布及柱距
净反力:
Va
Vc
Yd
2.31
165.0126
2.309
2.31
2.31
2.31
2.31
73.095KN/m
2qlA
73.095
12
36.548KN
丄qiAB
12
73.095
2.3092
32.475KN
12
计算得如下表格:
dJL4TD
f-on
支座处弯矩:
Ma
36.548
ii-ittTS_*利
违.0065
iMbtll圮
•匚窗L_■门二勺白叫
0.［翊SS2
=0.辭伽卅y
Mb
Md
32.690
Me
跨中弯矩计算:
1丄世
;-atMBC'电0£2&^云0*叭
-OLCwtaz
0l«H诽
31.403
31.403
atis»7i|Q.C*AT||S!
JCM药卜&■勺3血32『艸仙10#】勺
'-ClQQ^^T-CHWafrlEcCwLZTT?
fl.C-■X0X】m/Cu^3T,in
a上曲.■汕flBEuL
Mc
32.690
36.548
乩孕T：
TlL*血
TgTE
-UML吨21k和1叫
D,
-52,
]；-ra-u.-hw
Z.DOB^
<<.L4a»U
匸肠阳
氐讥SOlJbr彌料3
tOMECT
01
1[:
1
101
Sl_iT4
i■-l.irrz
1
1
-KlMII
1
-QuOAF
-gLOogpy
MBC
121
評Be2Mb
Me16.667
MCD
121
評eD2Me
Md16.023
14.594
16.6671602316.66714.594
1I-I'I
A1
B1
1e1
D,
E1
F
/
■
1
1
J
36.548
31.40332.69032.69031.40336.548
求剪力:
Qa左
皿0
1a
36.548
Qa右
MaMb
1AB
86.616
Qb左
MaMb
1AB
82.160
QC左
Qc右
MbMe
1Be
MbMe
1Be
MeMd
IcD
iql
1
2ql
83.831
84.945
84.388
剪力图:
82.1
6084.94584.38883.83186.616
36.548f
A
36.548
/
84.38884.94582.160
/
86.61683.831
（1）竖向方向计算:
计算参数:
使用HRB400钢筋,
面尺寸400X400mm
0.40.432.3
103；
基础梁抗弯刚度
EI31072.13103
6.19104kpam4.
机床系数k30
103KN/m3，柱距L=,
基础外伸长度a=，内柱受集中力，外柱
受集中力。
地基梁的弹性特征值
1kb
J301030.41
440.246m
\46.19104
I0.246
2.3090.610
内柱下的截面弯矩
P165012
Mi刁o.24■o.16）旨（O.24o.610o.16）49.785kNm
内柱下基底反力
5R48Mi5165.012qi〒
l2
2.309
0
2.3092
取qi0
4内柱跨中基底反力
qi
2165.012
2.309
142.929kpa
l2
M048（qir4qmqi'）
5内柱跨中弯矩
2.309（04142.9290）63.502kNm
48
MmM0Mi63.502
49.78513.717kNm
6边柱下的弯矩分布的两种情况计算
Me
2
4Pcqmha
4aI12
4165.012142.9292.309泄76.203kNm
42.3092.309
PC
—（0.13l1.06a4
取绝对值较小者，及Me=*m
Me
0.50）剧（0.1306101.060-2642.3090.50）35.229kNm
7边柱下基底反力
'6Me,
4peqml
qe
al
4*165.012635.229/2.309I42.9292.30951.642kpa
2.3092
8基础端部基底反力
35.22951譽5.998kpa
q3Meqe3
qaa222.3092
取qa0
9边跨的跨中弯矩
Mj
1
2（MeMi）
1
2（
35.22949.785）42.507kNm
Mo
l2
48（qir4qm
qii）
2.309（04142.92951.642）69.238kNm
48
Mml
MoMi
26.731kNm
10反力图如下
对称
A
B
C
1'
1
51.642
\
//
1//
1
1
•]/
142.!
929
142.929
142.929
弯矩图如下:
对称
26.731
!
13.71313.713
A/I\BTC35.229T
49.78549.785
（2）水平方向计算：
计算参数:
使用HRB400钢筋，
73
EI31072.13103
梁截面尺寸400X400mnf;基础梁抗弯刚度
6.19104kpam4，机床系数k30*103KN/m3，柱距L=,
基础外伸长度a=1m内柱受集中力，外柱受集中力。
地基梁的弹性特征值
I3
kbJ301030.41
4——440.264m
V4EcI\46.1910
I0.610
内柱下的截面弯矩
Mi旦（0.24l0.16）49.785kNm
4
内柱下基底反力
q匹48怛90.487kpa0
ll12
4内柱跨中基底反力
2P
qm亍qi142.929kpa
5内柱跨中弯矩
l
M0一（qir4qmqii）63.502kNm
48
MmM0Mi13.713kNm
6
Me
Me
边柱下的弯矩分布的两种情况计算
26.155kNm
-P^（0.13l1.06a0.50）22.342kNm
4
取绝对值较小者，及
Me=i柱下基底反力
4Pe6^qmlqe-^r-
4165.012622342/11429292.309
2.3091
140.267kpa
⑧基础端部基底反力
322.342
12
警3.105kpa
Mj
Mi）
⑨边跨的跨中弯矩
M。
4qm
qQ79.082kNm
MmlM0Mi95.360kNm
⑩反力图如下
对称
140.267142.929
142.929
对称
弯矩图如下:
65.360
22.342
13.713
BIC
13.713
49.78549.785
七.钢筋混凝土设计
（1）格构梁截面配筋
格构梁配筋采用对称配筋，混凝土采用C30,fc=
纵筋采用：
HRB4O0fy=360MPa；箍筋采用：
HRB335fy=300Mpa,钢筋保护层厚
度35mm
（1）竖直方向
横向梁弯矩、剪力计算取
My163.290KNm
Vx111.541KN
b0.518
H=h-35=365mm
163.290106召0.214
14.3400365"
1J12s1
J120.2140.244
b0.518,满足
A1fcbh。
1.0
Asr
14.3400365O.2441416mm2
360
根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010规定的材料力学性能指标,格构正截面选用6根直径18mmi勺HRB40（钢筋，As=1527mm2配置箍筋:
剪力V=乍为格构梁最大剪力进行配筋。
最小截面条件:
0.25cfcbh00.2514.3400365521.9KN111.541KN
配筋率:
SV
V0.7ftbh0111.5411030.71.434003650
fyvbho
300400365
最小配筋率:
sv,min0.24~~O.24
fy
SVsv,min0.11
拟采用双肢箍,
直径为
10mn钢冈筋，Asv157mm2
箍筋间距:
S-Asv-
bsv
157
357mm
4000.11%
根据构造要求,
箍筋最大间距不得大于200mm因此实际配箍筋为10@200。
梁腹侧采用构造配筋配置2根直径16mmi勺HRB400钢筋，每侧中部各一根。
（2）水平方向
横向梁弯矩、剪力计算取
My36.548KNm
Vx86.616KN
b0.518
H=h-35=365mm
M36.548106
TfCbhT10
14.3400365^0.048
1J12s1
J120.0480.049
b0.518,满足
A1fcbh01.0
Asr
14.3400365O.。
49285mm2
360
根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010规定的材料力学性能指标,格构正截面选用2根直径1
升级会员 