扶壁式钢筋混凝土挡土墙设计.docx

1、扶壁式钢筋混凝土挡土墙设计扶壁式挡土墙验算执行标准：公路计算项目： 扶壁挡土墙100803计算时间： 2010-08-03 10:36:05 星期二-原始条件: 墙身尺寸: 墙身总高: 3.200(m) 墙宽: 0.400(m) 墙趾悬挑长DL: 0.600(m) 墙踵悬挑长DL1: 1.800(m) 底板高DH: 0.400(m) 墙趾端部高DH0: 0.300(m) 扶肋间距: 1.200(m) 扶肋厚: 0.400(m) 扶壁两端墙面板悬挑长度: 0.328(m) 钢筋合力点到外皮距离: 50(mm) 墙趾埋深: 0.700(m) 物理参数: 混凝土墙体容重: 25.000(kN/m3)

2、 混凝土强度等级: C30 纵筋级别: HRB335 抗剪腹筋等级: HPB235 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: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 18.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 160.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.

3、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 0 2 5.000 0.000 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 0.000 0.000 30.000 270.000 地面横坡角度: 20.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙分段长度: 10.000(m)钢筋混凝土配筋计算依据:混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）=第 1 种情况: 组合1= 组合系数: 1.000

4、1. 挡土墙结构重力 分项系数 = 1.000 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 3.200(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 30.270(度) 按假想墙背计算得到: 第1破裂角： 27.530(度) Ea=57.603 Ex=24.928 Ey=51.930(kN) 作用点高度 Zy=1.067(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=27.502(度) 第1

5、破裂角=27.490(度) Ea=54.091 Ex=24.974 Ey=47.980(kN) 作用点高度 Zy=1.067(m) 墙身截面积 = 2.210(m2) 重量 = 55.250 kN 整个墙踵上的土重 = 43.489(kN) 重心坐标(0.934,-1.794)(相对于墙面坡上角点) 墙趾板上的土重 = 3.780(kN) 相对于趾点力臂=0.286(m)(一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.500 滑移力= 24.974(kN) 抗滑力= 90.250(kN) 滑移验算满足: Kc = 3.614 1.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值 = 70.

6、008(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 = 1.112 (m) 相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂 Zw1 = 1.534 (m) 相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂 Zw2 = 0.286 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 2.245 (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 1.067 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 26.639(kN-m) 抗倾覆力矩= 254.945(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 9.570 1.500 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 234.881(kN-m) 0.0(三)

7、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 = 180.500(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=228.306(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.800 (m) 偏心距 e = 0.135(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.265(m) 基底压应力: 趾部=83.133 踵部=45.795(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 83.133 / 45.795 = 1.815 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.135 = 0.167*2.800 = 0.467(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=83.133 =

8、 192.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=45.795 = 208.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=64.464 = 160.000(kPa)(四) 墙趾板强度计算标准值: 作用于基础底的总竖向力 = 180.500(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=228.306(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.800 (m) 偏心距 e = 0.135(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 1.265(m) 基础底压应力: 趾点=83.133 踵点=45.795(kPa)设计值: 作用于基础底的总竖向力 = 199.692(kN) 作用于墙趾下点的

9、总弯矩=260.730(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.800 (m) 偏心距 e = 0.094(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 1.306(m) 基础底压应力: 趾点=85.736 踵点=56.901(kPa) 趾板根部 截面高度: H = 0.400(m) 截面剪力: Q = 40.558(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 截面弯矩: M = 12.374(kN-m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.03% Us_min=0.21% 抗弯受拉筋: As = 858(mm2) 截面弯矩: M(标准值) = 11.796(kN-m) 最大裂缝宽度：fma

10、x = 0.022(mm)。(五) 墙踵板强度计算标准值: 作用于基础底的总竖向力 = 180.500(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=228.306(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.800 (m) 偏心距 e = 0.135(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 1.265(m) 基础底压应力: 趾点=83.133 踵点=45.795(kPa)设计值: 作用于基础底的总竖向力 = 199.692(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=260.730(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.800 (m) 偏心距 e = 0.094(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn =

11、1.306(m) 基础底压应力: 趾点=85.736 踵点=56.901(kPa) 截面高度: H = 0.400(m) 踵板边缘的法向应力 = 61.061(kPa) 踵板边缘的法向应力标准值 = 50.415(kPa) 踵板与肋结合处剪力: Q = 24.425(kN/m) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 跨中弯矩: M = 1.954(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.00% Us_min=0.21% 抗弯受拉筋: As = 858(mm2) 跨中弯矩: M(标准值) = 1.613(kN-m/m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.003(mm)。 支座弯矩: M

12、= 3.257(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.01% Us_min=0.21% 抗弯受拉筋: As = 858(mm2) 支座弯矩: M(标准值) = 2.689(kN-m/m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.005(mm)。(六) 墙面板强度计算 截面厚度: H = 0.400(m) 替代土压力图形中，面板的设计法向应力 = 9.561(kPa) 替代土压力图形中，面板的设计法向应力(标准值) = 6.829(kPa) 水平向强度验算 净跨长为0.800(m) 支座处剪力: Q = 3.824(kN/m) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 跨中弯矩: M = 0.3

13、06(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.00% Us_min=0.21% 抗弯受拉筋: As = 858(mm2) 跨中弯矩: M(标准值) = 0.219(kN-m/m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.000(mm)。 支座弯矩: M = 0.510(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.00% Us_min=0.21% 抗弯受拉筋: As = 858(mm2) 支座弯矩: M(标准值) = 0.364(kN-m/m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.001(mm)。 竖向强度验算 最大正弯矩: M = 0.321(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率

14、Us=0.00% Us_min=0.21% 抗弯受拉筋: As = 858(mm2) 最大正弯矩: M(标准值) = 0.229(kN-m/m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.000(mm)。 最大负弯矩: M = 1.285(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.00% Us_min=0.21% 抗弯受拉筋: As = 858(mm2) 最大负弯矩: M(标准值) = 0.918(kN-m/m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.002(mm)。(七) 肋板截面强度验算 距离墙顶 0.700(m)处 截面宽度 B = 0.400(m) 截面高度 H = 0.850(m) 翼缘宽

15、度 BT = 0.600(m) 翼缘高度 HT = 0.400(m) 截面剪力 Q = 2.008(kN) 截面弯矩 M = 0.468(kN-m) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯受拉筋: As = 729(mm2) 转换为斜钢筋: As/cos= 867(mm2) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.00% Us_min=0.21% 截面弯矩 M(标准值) = 0.335(kN-m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.000(mm)。 距离墙顶 1.400(m)处 截面宽度 B = 0.400(m) 截面高度 H = 1.300(m) 翼缘宽度 BT = 0.800(m) 翼缘高度

16、HT = 0.400(m) 截面剪力 Q = 8.031(kN) 截面弯矩 M = 3.748(kN-m) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯受拉筋: As = 1115(mm2) 转换为斜钢筋: As/cos= 1326(mm2) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.00% Us_min=0.21% 截面弯矩 M(标准值) = 2.677(kN-m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.001(mm)。 距离墙顶 2.100(m)处 截面宽度 B = 0.400(m) 截面高度 H = 1.750(m) 翼缘宽度 BT = 1.000(m) 翼缘高度 HT = 0.400(m) 截面剪力

17、Q = 18.069(kN) 截面弯矩 M = 12.649(kN-m) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯受拉筋: As = 1501(mm2) 转换为斜钢筋: As/cos= 1785(mm2) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.00% Us_min=0.21% 截面弯矩 M(标准值) = 9.035(kN-m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.002(mm)。 距离墙顶 2.800(m)处 截面宽度 B = 0.400(m) 截面高度 H = 2.200(m) 翼缘宽度 BT = 1.200(m) 翼缘高度 HT = 0.400(m) 截面剪力 Q = 32.123(kN) 截面

18、弯矩 M = 29.982(kN-m) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯受拉筋: As = 1888(mm2) 转换为斜钢筋: As/cos= 2244(mm2) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.01% 1.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值 = 70.401(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 = 1.112 (m) 相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂 Zw1 = 1.534 (m) 相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂 Zw2 = 0.286 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 2.245 (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂

19、 Zy = 1.067 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 26.639(kN-m) 抗倾覆力矩= 254.945(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 9.570 1.500 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 202.457(kN-m) 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 = 180.500(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=228.306(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.800 (m) 偏心距 e = 0.135(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.265(m) 基底压

20、应力: 趾部=83.133 踵部=45.795(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 83.133 / 45.795 = 1.815 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.135 = 0.167*2.800 = 0.467(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=83.133 = 192.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=45.795 = 208.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=64.464 = 160.000(kPa)(四) 墙趾板强度计算标准值: 作用于基础底的总竖向力 = 180.500(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=228.306(kN-

21、m) 基础底面宽度 B = 2.800 (m) 偏心距 e = 0.135(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 1.265(m) 基础底压应力: 趾点=83.133 踵点=45.795(kPa)设计值: 作用于基础底的总竖向力 = 180.500(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=228.306(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.800 (m) 偏心距 e = 0.135(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 1.265(m) 基础底压应力: 趾点=83.133 踵点=45.795(kPa) 趾板根部 截面高度: H = 0.400(m) 截面剪力: Q = 38.

22、450(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 截面弯矩: M = 11.796(kN-m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.03% Us_min=0.21% 抗弯受拉筋: As = 858(mm2) 截面弯矩: M(标准值) = 11.796(kN-m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.022(mm)。(五) 墙踵板强度计算标准值: 作用于基础底的总竖向力 = 180.500(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=228.306(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.800 (m) 偏心距 e = 0.135(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 1.265(m) 基础底压应力

23、: 趾点=83.133 踵点=45.795(kPa)设计值: 作用于基础底的总竖向力 = 180.500(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=228.306(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.800 (m) 偏心距 e = 0.135(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 1.265(m) 基础底压应力: 趾点=83.133 踵点=45.795(kPa) 截面高度: H = 0.400(m) 踵板边缘的法向应力 = 50.415(kPa) 踵板边缘的法向应力标准值 = 50.415(kPa) 踵板与肋结合处剪力: Q = 20.166(kN/m) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋

24、 跨中弯矩: M = 1.613(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.00% Us_min=0.21% 抗弯受拉筋: As = 858(mm2) 跨中弯矩: M(标准值) = 1.613(kN-m/m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.003(mm)。 支座弯矩: M = 2.689(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.01% Us_min=0.21% 抗弯受拉筋: As = 858(mm2) 支座弯矩: M(标准值) = 2.689(kN-m/m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.005(mm)。(六) 墙面板强度计算 截面厚度: H = 0.400(m) 替

25、代土压力图形中，面板的设计法向应力 = 6.829(kPa) 替代土压力图形中，面板的设计法向应力(标准值) = 6.829(kPa) 水平向强度验算 净跨长为0.800(m) 支座处剪力: Q = 2.732(kN/m) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 跨中弯矩: M = 0.219(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.00% Us_min=0.21% 抗弯受拉筋: As = 858(mm2) 跨中弯矩: M(标准值) = 0.219(kN-m/m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.000(mm)。 支座弯矩: M = 0.364(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋

26、率Us=0.00% Us_min=0.21% 抗弯受拉筋: As = 858(mm2) 支座弯矩: M(标准值) = 0.364(kN-m/m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.001(mm)。 竖向强度验算 最大正弯矩: M = 0.229(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.00% Us_min=0.21% 抗弯受拉筋: As = 858(mm2) 最大正弯矩: M(标准值) = 0.229(kN-m/m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.000(mm)。 最大负弯矩: M = 0.918(kN-m/m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.00% Us_min=0.21% 抗弯受拉筋: As = 858(mm2) 最大负弯矩: M(标准值) = 0.918(kN-m/m) 最大裂缝宽度：fmax = 0.002(mm)。(七) 肋板截面强度验算 距离墙顶 0.700(m)处 截面宽度 B = 0.400(m) 截面高度 H = 0.850(m) 翼缘宽度 BT = 0.600(m) 翼缘高度 HT = 0.400(m) 截面剪力 Q = 1.434(kN) 截面弯矩 M = 0.335(kN-m) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯受拉筋: As = 729(mm2)