实例悬臂式挡土墙计算书.docx

1、实例悬臂式挡土墙计算书悬臂式挡土墙验算执行标准：公路计算项目： 悬臂式挡土墙计算时间： 2015-09-22 09:26:45 星期二-原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 5.500(m) 墙顶宽: 0.500(m) 面坡倾斜坡度: 1: 0.000 背坡倾斜坡度: 1: 0.000 墙趾悬挑长DL: 1.200(m) 墙趾跟部高DH: 0.800(m) 墙趾端部高DH0: 0.800(m) 墙踵悬挑长DL1: 1.500(m) 墙踵跟部高DH1: 0.800(m) 墙踵端部高DH2: 0.800(m) 加腋类型:背坡加腋 背坡腋宽YB2: 1.000(m) 背坡腋高YH2: 2.000(m)

2、设防滑凸榫 防滑凸榫尺寸BT1: 1:1.000(m) 防滑凸榫尺寸BT: 0.800(m) 防滑凸榫尺寸HT: 0.500(m) 防滑凸榫被动土压力修正系数: 1.000 防滑凸榫容许弯曲拉应力: 0.500(MPa) 防滑凸榫容许剪应力: 0.990(MPa) 钢筋合力点到外皮距离: 52(mm) 墙趾埋深: 1.900(m) 物理参数: 混凝土墙体容重: 25.000(kN/m3) 混凝土强度等级: C30 纵筋级别: HRB400 抗剪腹筋等级: HRB400 裂缝计算钢筋直径: 20(mm) 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: 0.00

3、0(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 14.000(度) 地基土容重: 19.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 220.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.000 墙踵值提高系数: 1.000 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 20.000(度) 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数: 2 折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 3.000 0.000 2 第1个: 距离0.000(m),宽度3.000(m)

4、,高度0.158(m) 2004路基规范挡土墙人群荷载 第2个: 距离0.000(m),宽度3.000(m),高度0.822(m) 2004路基规范挡土墙车辆荷载 2 10.000 3.333 0 作用于墙上的附加外荷载数: 1 (作用点坐标相对于墙左上角点) 荷载号 X Y P 作用角 (m) (m) (kN) (度) 1 -1.250 -1.000 5.000 270.000 坡面起始距墙顶距离: 0.300(m) 地面横坡角度: 45.000(度) 墙顶标高: 216.724(m) 挡墙分段长度: 6.500(m)钢筋混凝土配筋计算依据:混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）=

5、第 1 种情况: 组合1= 组合系数: 1.200 1. 挡土墙结构重力 分项系数=0.900 2. 填土重力 分项系数=1.000 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 5. 附加力 分项系数=1.000 = 土压力计算 计算高度为 5.500(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角=29.781(度) 按假想墙背计算得到: 第1破裂角： 33.444(度) Ea=148.145(kN) Ex=75.314(kN) Ey=127.572(kN) 作用点高度 Zy=1.644(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

6、裂面存在： 第2破裂角=24.439(度) 第1破裂角=33.444(度) Ea=148.123(kN) Ex=75.314(kN) Ey=127.547(kN) 作用点高度 Zy=1.644(m) 墙身截面积=7.110(m2) 重量=177.750 kN 整个墙踵上的土重=76.025(kN) 重心坐标(1.310,-2.923)(相对于墙面坡上角点) 墙踵悬挑板上的土重=26.998(kN) 重心坐标(1.879,-3.866)(相对于墙面坡上角点) 墙趾板上的土重=25.080(kN)(相对于趾点力臂=0.600(m)(一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数=0.500 采用防滑凸榫增强抗

7、滑动稳定性,计算过程如下: 基础底面宽度 B=4.200(m) 墙身重力的力臂 Zw=1.836(m) Ey的力臂 Zx=3.453(m) Ex的力臂 Zy=1.644(m) 作用于基础底的总竖向力=413.952(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=853.197(kNm) 基础底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn=2.061(m) 基础底压应力: 墙趾=104.037(kPa) 凸榫前沿=101.429(kPa) 墙踵=93.083(kPa) 凸榫前沿被动土压力=209.535(kPa) 凸榫抗弯强度验算: 凸榫抗弯强度验算满足: 弯曲拉应力=245.548500.000(kPa) 凸榫抗剪强

8、度验算: 凸榫抗剪强度验算满足: 剪应力=130.9591.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值=97.162(kN)0.0(二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw=1.836(m) 相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂 Zw1=2.486(m) 相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂 Zw2=0.600(m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx=3.453(m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy=1.644(m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩=124.045(kNm) 抗倾覆力矩=977.243(kNm) 倾覆验算满足: K0=7.8781.500 倾覆稳定方程验算

9、： 倾覆稳定方程满足: 方程值=872.485(kNm)0.0(三) 地基应力及偏心距验算 基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 作用于基础底的总竖向力=413.952(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=853.197(kNm) 基础底面宽度 B=4.200 (m) 偏心距 e=0.039(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn=2.061(m) 基底压应力: 趾部=104.037(kPa) 踵部=93.083(kPa) 最大应力与最小应力之比=104.037/93.083=1.118 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.0390.1674.200 =0.700(m) 墙趾处地

10、基承载力验算满足: 压应力=104.037220.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=93.083220.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=98.560220.000(kPa)(四) 墙趾板强度计算标准值: 作用于基础底的总竖向力=413.952(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=853.197(kNm) 基础底面宽度 B=4.200(m) 偏心距 e=0.039(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn=2.061(m) 基础底压应力: 趾点=104.037(kPa) 踵点=93.083(kPa)设计值: 作用于基础底的总竖向力=447.196(kN)

11、作用于墙趾下点的总弯矩=947.206(kNm) 基础底面宽度 B=4.200(m) 偏心距 e=-0.018(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn=2.118(m) 基础底压应力: 趾点=103.722(kPa) 踵点=109.229(kPa) 趾板根部 截面高度: H=0.800(m) 截面剪力: Q=99.200(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 截面弯矩: M=59.282(kNm) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.03% Us min=0.20% 抗弯受拉筋: As=1600(mm2) 截面弯矩: M(标准值)=44.707(kNm) 最大裂缝宽度为: 0.02

12、2(mm)。(五) 墙踵板强度计算标准值: 作用于基础底的总竖向力=413.952(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=853.197(kNm) 基础底面宽度 B=4.200 (m) 偏心距 e=0.039(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn=2.061(m) 基础底压应力: 趾点=104.037(kPa) 踵点=93.083(kPa)设计值: 作用于基础底的总竖向力=447.196(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=947.206(kNm) 基础底面宽度 B=4.200(m) 偏心距 e=-0.018(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn=2.118(m) 基础底压应力: 趾点=

13、103.722(kPa) 踵点=109.229(kPa) 踵板根部 截面高度: H=0.800(m) 截面剪力: Q=56.046(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 截面弯矩: M=54.988(kNm) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.03%Us min=0.20% 抗弯受拉筋: As=1600(mm2) 截面弯矩: M(标准值)=23.191(kNm) 最大裂缝宽度为: 0.011(mm)。 加腋根部 截面高度: H=0.800(m) 截面剪力: Q=41.790(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 截面弯矩: M=107.607(kNm) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率

14、Us=0.05%Us min=0.20% 抗弯受拉筋: As=1600(mm2) 截面弯矩: M(标准值)=44.671(kNm) 最大裂缝宽度为: 0.022(mm)。(六) 立墙截面强度验算 距离墙顶 1.175(m)处 截面宽度 B=0.500(m) 截面剪力 Q=3.386(kN) 截面弯矩 M=10.438(kNm) 截面弯矩 M(标准值)=8.060(kNm) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.01%Us min=0.20% 抗弯受拉筋: As=1000(mm2) 最大裂缝宽度为: 0.010(mm)。 距离墙顶 2.350(m)处 截面宽度

15、B=0.500(m) 截面剪力 Q=18.585(kN) 截面弯矩 M=22.150(kNm) 截面弯矩 M(标准值)=14.699(kNm) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.03%Us min=0.20% 抗弯受拉筋: As=1000(mm2) 最大裂缝宽度为: 0.019(mm)。 距离墙顶 3.525(m)处 截面宽度 B=0.500(m) 截面剪力 Q=46.597(kN) 截面弯矩 M=59.002(kNm) 截面弯矩 M(标准值)=35.590(kNm) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.07%Us mi

16、n=0.20% 抗弯受拉筋: As=1000(mm2) 最大裂缝宽度为: 0.046(mm)。 距离墙顶 4.700(m)处 截面宽度 B=0.500(m) 截面剪力 Q=91.776(kN) 截面弯矩 M=138.530(kNm) 截面弯矩 M(标准值)=80.675(kNm) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.18%Us min=0.20% 抗弯受拉筋: As=1000(mm2) 当As =3142(mm2)时，最大裂缝宽度：fmax=0.170(mm)flimit = 0.200(mm)；满足允许裂缝宽度的要求。=第 2 种情况: 组合2= 组合系数

17、: 1.200 1. 挡土墙结构重力 分项系数=0.900 2. 填土重力 分项系数=1.000 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 5. 附加力 分项系数=1.000 = 土压力计算 计算高度为5.500(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角=29.781(度) 按假想墙背计算得到: 第1破裂角： 28.989(度) Ea=175.798(kN) Ex=89.372(kN) Ey=151.385(kN) 作用点高度 Zy=2.006(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=24.439(

18、度) 第1破裂角=28.989(度) Ea=175.769(kN) Ex=89.370(kN) Ey=151.353(kN) 作用点高度 Zy=2.006(m) 墙身截面积=7.110(m2) 重量=177.750(kN) 整个墙踵上的土重=76.025(kN) 重心坐标(1.310,-2.923)(相对于墙面坡上角点) 整个墙踵上墙背与第二破裂面之间换算土柱重=2.549(kN) 重心坐标(0.568,0.000)(相对于墙面坡上角点) 墙踵悬挑板上的土重=26.998(kN) 重心坐标(1.879,-3.866)(相对于墙面坡上角点) 墙趾板上的土重=25.080(kN)(相对于趾点力臂=

19、0.600(m)(一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数=0.500 采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下: 基础底面宽度 B=4.200(m) 墙身重力的力臂 Zw=1.836(m) Ey的力臂 Zx=3.288(m) Ex的力臂 Zy=2.006(m) 作用于基础底的总竖向力=437.758(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=855.010(kNm) 基础底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn=1.953(m) 基础底压应力: 墙趾=126.093(kPa) 凸榫前沿=115.681(kPa) 墙踵=82.364(kPa) 凸榫前沿被动土压力=246.561(kPa) 凸榫抗弯强度验算: 凸

20、榫抗弯强度验算满足: 弯曲拉应力=288.939500.000(kPa) 凸榫抗剪强度验算: 凸榫抗剪强度验算满足: 剪应力=154.1011.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值=86.145(kN)0.0(二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw=1.836(m) 相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂 Zw1=2.486(m) 相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂 Zw2=0.600(m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx=3.288(m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy=2.006(m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩=179.522(kNm) 抗倾覆力矩=1

21、034.531(kNm) 倾覆验算满足: K0=5.7631.500 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值=875.022(kNm)0.0(三) 地基应力及偏心距验算 基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 作用于基础底的总竖向力=437.758(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=855.010(kNm) 基础底面宽度 B=4.200(m) 偏心距 e=0.147(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn=1.953(m) 基底压应力: 趾部=126.093(kPa) 踵部=82.364(kPa) 最大应力与最小应力之比=126.093/82.364=1.531 作用于基底的合

22、力偏心距验算满足: e=0.1470.1674.200=0.700(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=126.093220.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=82.364220.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=104.228220.000(kPa)(四) 墙趾板强度计算标准值: 作用于基础底的总竖向力=437.758(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=855.010(kNm) 基础底面宽度 B=4.200(m) 偏心距 e=0.147(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn=1.953(m) 基础底压应力: 趾点=126.093(kPa) 踵

23、点=82.364(kPa)设计值: 作用于基础底的总竖向力=480.524(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=949.744(kNm) 基础底面宽度 B=4.200(m) 偏心距 e=0.124(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn=1.976(m) 基础底压应力: 趾点=134.600(kPa) 踵点=94.221(kPa) 趾板根部 截面高度: H=0.800(m) 截面剪力: Q=135.977(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 截面弯矩: M=83.330(kNm) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.04%Us min=0.20% 抗弯受拉筋: As=1600(mm2

24、) 截面弯矩: M(标准值)=58.340(kNm) 最大裂缝宽度为: 0.028(mm)。(五) 墙踵板强度计算标准值: 作用于基础底的总竖向力=437.758(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=855.010(kNm) 基础底面宽度 B=4.200(m) 偏心距 e=0.147(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn=1.953(m) 基础底压应力: 趾点=126.093(kPa) 踵点=82.364(kPa)设计值: 作用于基础底的总竖向力=480.524(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=949.744(kNm) 基础底面宽度 B=4.200(m) 偏心距 e=0.124(m) 基础

25、底面合力作用点距离趾点的距离 Zn=1.976(m) 基础底压应力: 趾点=134.600(kPa) 踵点=94.221(kPa) 踵板根部 截面高度: H=0.800(m) 截面剪力: Q=79.051(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 截面弯矩: M=67.649(kNm) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.03%Us min=0.20% 抗弯受拉筋: As=1600(mm2) 截面弯矩: M(标准值)=30.368(kNm) 最大裂缝宽度为: 0.015(mm)。 加腋根部 截面高度: H=0.800(m) 截面剪力: Q=88.040(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪

26、腹筋 截面弯矩: M=156.156(kNm) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.07%Us min=0.20% 抗弯受拉筋: As=1600(mm2) 截面弯矩: M(标准值)=72.193(kNm) 最大裂缝宽度为: 0.035(mm)。(六) 立墙截面强度验算 距离墙顶 1.175(m)处 截面宽度 B=0.500(m) 截面剪力 Q=11.203(kN) 截面弯矩 M=13.847(kNm) 截面弯矩 M(标准值)=9.993(kNm) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.02%Us min=0.20% 抗弯受拉筋: As=1000(mm2) 最大

27、裂缝宽度为: 0.013(mm)。 距离墙顶 2.350(m)处 截面宽度 B=0.500(m) 截面剪力 Q=37.124(kN) 截面弯矩 M=41.018(kNm) 截面弯矩 M(标准值)=25.396(kNm) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.05%Us min=0.20% 抗弯受拉筋: As=1000(mm2) 最大裂缝宽度为: 0.033(mm)。 距离墙顶 3.525(m)处 截面宽度 B=0.500(m) 截面剪力 Q=73.409(kN) 截面弯矩 M =105.703(kNm) 截面弯矩 M(标准值)=62.065(kNm) 截面抗剪

28、验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.13%Us min=0.20% 抗弯受拉筋: As=1000(mm2) 最大裂缝宽度为: 0.112(mm)。 距离墙顶 4.700(m)处 截面宽度 B=0.500(m) 截面剪力 Q=117.532(kN) 截面弯矩 M =216.157(kNm) 截面弯矩 M(标准值)=24.681(kNm) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯受拉筋: As=1395(mm2) 当As =3142(mm2)时，最大裂缝宽度：fmax=0.170(mm)flimit = 0.200(mm)；满足允许裂缝宽度的要求。=第 3 种情况: 组合3= 组合系数: 1.200