悬臂式挡土墙计算书.pdf

实用文案 文案大全 悬臂式挡土墙计算书 项目名称 _ 设计_校对 _审核 _ 计算时间 2017 年 11 月 3 日（星期五） 18:21 图 1 墙体计算模型和地基图 一、设计数据和设计依据 1.基本参数 挡土墙类型 : 一般地区挡土墙 墙顶标高 : 1.100m 墙前填土面标高: 0.000m 2.土压力计算参数 实用文案 文案大全 土压力计算方法: 库伦土压力 主动土压力增大系数: E = 1.0 3.安全系数 抗滑移稳定安全系数: KC = 1.30 抗倾覆稳定安全系数: K0 = 1.60 4.裂缝控制 控制裂缝宽度: 否 5.墙身截面尺寸 墙身高 : H = 2.100m 墙顶宽 : b = 0.250m 墙面倾斜坡度: 1:m1 = 1:0.0000 墙背倾斜坡度: 1:m2 = 1:0.0000 墙趾板长度 : B1 = 0.500m 墙踵板长度 : B3 = 0.500m 墙趾板端部高: h1 = 0.400m 墙趾板根部高: h2 = 0.400m 墙踵板端部高: h3 = 0.400m 墙踵板根部高: h4 = 0.400m 墙底倾斜斜度: m3 = 0.000 加腋类型 : 两侧加腋 墙面腋宽 : y1 = 0.000m 墙面腋高 : y2 = 0.000m 墙背腋宽 : y3 = 0.000m 墙背腋高 : y4 = 0.000m 6.墙身材料参数 混凝土重度 : c = 25.00 KN/m 3 混凝土强度等级: C30 墙背与土体间摩擦角: = 17.50° 土对挡土墙基底的摩擦系数: = 0.600 钢筋合力点至截面近边距离: as = 35 mm 纵向钢筋级别: HRB400 纵向钢筋类别: 带肋钢筋 箍筋级别 : HRB400 7.墙后填土表面参数 表 1 墙后填土表面参数 坡线编号 与水平面夹角 ( ° ) 坡线水平投影长 (m) 坡线长 (m) 换算土柱数 1 0.00 2.00 2.00 0.00 表 2 换算土柱参数 土柱编号 距坡线端部距离 (m) 土柱高度 (m) 土柱水平投影长 (m) 8.墙后填土性能参数 表 3 墙后填土性能参数 层号土层名称 层厚 (m) 层底标高 (m) 重度 (kN/m 3) 粘聚力 c (kPa) 内摩擦角 ( ° ) 1 中砂7.000 -5.900 18.00 2.00 35.00 9.地基土参数 地基土修正容许承载力: fa = 260.00kPa 基底压力及偏心距验算: 按基底斜面长计算 10.附加外力参数 是否计算附加外力: 否 实用文案 文案大全 11.基础参数 基础类型 : 天然地基 12.设计参考资料 混凝土结构设计规范(GB 500102010） 建筑地基基础设计规范（GB50007-2011 ） 水工挡土墙设计规范（TB10025-2006 J127-2006 ） 支挡结构设计手册（第二版）, 尉希成等 . 北京 :中国建筑工业出版社，2004. 特种结构设计, 莫骄 . 北京 : 中国计划出版社. 公路支挡结构, 凌天清等 . 北京 : 人民交通出版社, 2006. 二、整体稳定性计算 1.土压力计算 计算高度 : Hc = 2.100m. 土压力计算方法: 库伦土压力 , 计算墙背为墙踵底部和墙顶墙背侧顶点连线的假想墙背. 墙背俯斜 , 需判断是否存在第二破裂面, 计算后发现第二破裂面不存在.第一破裂面 土压力 : 假想墙背与竖直面的夹角0 = 13.392°, 第一破裂角1 = 29.133° 土压力大小Ea = 10.09kN; 水平向分力Eax = 6.70kN, 距墙趾顶点的竖直距离Zay = 0.702m; 竖直向分力Eay = 7.55kN, 距墙趾顶点的水平距离Zax = 1.083m. 2.滑移稳定性验算 (1) 作用在挡土墙上的各力系 表 4 作用在挡土墙上的各力系 名称和符号 大小 kN/m Fx (kN/m) Fy (kN/m) Zx (m) Zy (m) 墙体自重 Gc 23.13 0.00 23.13 0.625 0.682 墙后土重 Gr 6.19 0.00 6.19 0.885 0.967 墙前土重 Gf 5.40 0.00 5.40 0.250 0.700 注 1 Fx 水平方向分力 , 水平向左取正 (余下全文相同 ) Fy 竖直方向分力 , 竖直向下取正 (余下全文相同 ) Zx 作用点距墙趾点的水平距离(余下全文相同 ) Zy 作用点距墙趾点的竖直距离(余下全文相同 ) (2) 抗滑移稳定性系数 基底摩擦系数为f = 0.600,底板坡度m3 = 0.000. 按挡土墙荷载组合系数表取最不利组合计算,最不利组合号为1: 平行于基底的抗滑移力为 RT = 25.359kN 平行于基底的滑移力为 ST = 6.703kN 抗滑移稳定性系数 Kc = R T ST = 25.359 6.703 = 3.784 1.300 = Kc, 满足验算要求. 3.倾覆稳定性验算 验算墙体绕墙趾旋转的倾覆稳定性, 最不利组合号为1: 倾覆力矩 My = 4.708kN·m 抗倾覆力矩 M0 = 29.455kN·m 抗倾覆稳定性系数 实用文案 文案大全 K0 = M 0 My = 29.455 4.708 = 6.256 1.600 = K0 满足验算要求. 三、基底应力和偏心距验算 基底应力和偏心距验算方法: 按基底斜面长计算. 表 5 荷载标准组合下作用于基底的力 组合号 总法向力 F (kN) 总弯矩 M (kN· m) Zn (m) 2 42.265 24.75 0.586 注 2 Zn 基础底面合力作用点距离墙趾点的距离 表 6 基底应力及偏心距计算结果 组合 e (m) 验算结果 Pk (kPa) 验算结果 Pmax (kPa) 验算结果 Pmin (kPa) 零应力面 积比 2 0.039 e e 33.81 pk fa40.22 pmax 1.2 fa27.40 0.000 e = B 4 = 1.250 4 = 0.31m, fa = 260.00kPa. 注 3 e 基底偏心距 ; e 基底容许偏心距 ; Pk 基底平均应力 ; fa 修正后的地基承载力特征值; Pmax 基底最大应力 ; Pmin 基底最小应力 ; B 基底面的计算长度 . 四、截面配筋和裂缝计算 受弯构件最小配筋率 min = max 0.45 ft fy , 0.20% = 0.200%; 抗剪箍筋最小配箍率 sv,min = 0.24 ft fyv = 0.095%. 1.趾板根部1-1 截面计算 (1) 截面内力 表 7 截面 1-1 竖向外力 名称和符号 大小 (kN) Fy (kN) Zx (m) Zy (m) 趾板自重 Gc 5.00 5.00 0.250 0.200 覆土自重 Gs 5.40 5.40 0.250 0.700 表 8 截面 1-1 各内力项和组合号对应的基底反力 内力项组合号 PBn PBnx(kN) PBny(kN) ZBnxZBny M1 = 2.989kN·m 4 0.00 -25.42 0.244 0.000 Mq = 2.214kN·m 5 0.00 -18.83 0.244 0.000 V = 11.378kN 4 0.00 -25.42 0.244 0.000 注 4 M1 最大正弯矩设计值 (使板底受拉为正弯矩 ); M2 最大负弯矩设计值 ; Mq 弯矩准永久组合值 ; V 最大剪力设计值 ; PBn 基底反力 , 根据墙上部荷载效应取相应组合值计算. (2) 配筋计算 截面计算高度:h = 400mm; 实用文案 文案大全 下部抗弯纵筋计算面积: As1cos1 = 22.76mm 2 800.00mm2 = minbh, 取 As1 = 800.00mm 2 选配钢筋 实配面积 : 855.21mm 2 ; 上部抗弯纵筋计算面积: As2cos2 = 0.00mm 2 800.00mm2 = minbh, 取 As2 = 800.00mm 2 选配钢筋 实配面积 : 855.21mm 2 ; 抗剪配筋计算配筋率: 无需配置抗剪钢筋; 裂缝宽度 : max = 0.003mm. 2.踵板根部1'-1'截面计算 (1) 土压力计算 计算高度 : Hc = 1.700m. 土压力计算方法: 库伦土压力 , 计算墙背为墙踵顶部和墙顶墙背侧顶点连线的假想墙背. 墙背俯斜 , 需判断是否存在第二破裂面, 计算后发现第二破裂面不存在.第一破裂面 土压力 : 假想墙背与竖直面的夹角0 = 16.390°, 第一破裂角1 = 28.564° 土压力大小Ea = 6.90kN; 水平向分力Eax = 4.31kN, 距墙趾顶点的竖直距离Zay = 0.965m; 竖直向分力Eay = 5.39kN, 距墙趾顶点的水平距离Zax = 1.084m. (2) 截面内力 表 9 截面 1'-1'竖向外力 名称和符号 大小 (kN) Fy (kN) Zx (m) Zy (m) 踵板自重 Gc 5.00 5.00 1.000 0.200 覆土自重 Gs 7.65 7.65 0.917 0.967 表 10 截面 1'-1'各内力项和组合号对应的土压力和基底反力 内力项组合 外力 项 大小 (kN) Fx(kN) Fy(kN) Zx(m) Zy(m) Mq = - 0.015kN · mM2 = - 0.021kN · m 54 PBnP Bn 14.9820.2 3 0.000.00 -14.98- 20.23 0.9930.99 3 0.0000.00 0 EyEy2.522.52 0.000.00 2.522.52 1.1861.18 6 0.6170.61 7 V = 0.250kN 4 PBn20.23 0.00 -20.23 0.993 0.000 Ey2.52 0.00 2.52 1.186 0.617 注 5 M1 最大正弯矩设计值 (使板顶部受拉为正弯矩 ); PBn 基底反力 , 根据墙上部荷载效应取相应组合值计算; Ey 土压力值 , 近似认为土压力沿计算高度线性分布, 按组合效应取值 . (3) 配筋计算 截面计算高度:h = 400mm; 上部抗弯纵筋计算面积: As1cos1 = 0.00mm 2 800.00mm2 = minbh, 取 As1 = 800.00mm 2 选配钢筋 实配面积 : 855.21mm 2 ; 下部抗弯纵筋计算面积: As2cos2 = 0.16mm 2 800.00mm2 = minbh, 取 As2 = 800.00mm 2 选配钢筋 实配面积 : 855.21mm 2 ; 抗剪配筋计算配筋率: 无需配置抗剪钢筋; 实用文案 文案大全 裂缝宽度 : max = 0.000mm. 3.立板水平截面1“-1“截面计算 (1) 立板土压力计算 计算高度 : Hc = 0.567m. 土压力计算方法: 库伦土压力 , 计算墙背为立板计算截面以上的真实墙背. 墙背俯斜 , 需判断是否存在第二破裂面, 计算后发现第二破裂面不存在.第一破裂面 土压力 : 假想墙背与竖直面的夹角0 = 0.000°, 第一破裂角1 = 27.806° 土压力大小Ea = 0.04kN; 水平向分力Eax = 0.04kN, 距墙趾顶点的竖直距离Zay = 1.783m; 竖直向分力Eay = 0.01kN, 距墙趾顶点的水平距离Zax = 0.750m. (2) 截面内力 表 11 截面 1“-1“水平向外力 名称和符号大小Fx ZxZy 表 12 截面 1“-1“各内力项和组合号对应的水平地震作用 内力项组合 外力 项 大小 (kN) Fx(kN) Fy(kN) Zx(m) Zy(m) M1 = 0.014kN·m 4 PS0.00 0.00 0.00 0.625 1.817 Mq = 0.010kN·m 5 PS0.00 0.00 0.00 0.625 1.817 V = 0.055kN 4 PS0.00 0.00 0.00 0.625 1.817 注 6 PS 考虑地震作用下的墙身的水平地震作用. (3) 配筋计算 截面计算高度:h = 250mm; 墙背抗弯纵筋计算面积: As1cos1 = 0.18mm 2 500.00mm2 = minbh, 取 As1 = 500.00mm 2 选配钢筋 实配面积 : 565.49mm 2 ; 墙面抗弯纵筋计算面积: As2cos2 = 0.00mm 2 500.00mm2 = minbh, 取 As2 = 500.00mm 2 选配钢筋 实配面积 : 565.49mm 2 ; 抗剪配筋计算配筋率: 无需配置抗剪钢筋; 裂缝宽度 : max = 0.000mm. 4.立板水平截面2“-2“截面计算 (1) 立板土压力计算 计算高度 : Hc = 1.133m. 土压力计算方法: 库伦土压力 , 计算墙背为立板计算截面以上的真实墙背. 墙背俯斜 , 需判断是否存在第二破裂面, 计算后发现第二破裂面不存在.第一破裂面 土压力 : 墙背与竖直面的夹角0 = 0.000°, 第一破裂角1 = 28.568° 土压力大小Ea = 1.10kN; 水平向分力Eax = 1.05kN, 距墙趾顶点的竖直距离Zay = 1.383m; 竖直向分力Eay = 0.33kN, 距墙趾顶点的水平距离Zax = 0.750m. (2) 截面内力 表 13 截面 2“-2“水平向外力 名称和符号大小FxZxZy 表 14 截面 2“-2“各内力项和组合号对应的水平地震作用 内力项组合 外力 项 大小 (kN) Fx(kN) Fy(kN) Zx(m) Zy(m) M1 = 0.590kN·m 4 PS0.00 0.00 0.00 0.625 1.533 实用文案 文案大全 Mq = 0.437kN·m 5 PS0.00 0.00 0.00 0.625 1.533 V = 1.416kN 4 PS0.00 0.00 0.00 0.625 1.533 (3) 配筋计算 截面计算高度:h = 250mm; 墙背抗弯纵筋计算面积: As1cos1 = 7.63mm 2 500.00mm2 = minbh, 取 As1 = 500.00mm 2 选配钢筋 实配面积 : 565.49mm 2 ; 墙面抗弯纵筋计算面积: As2cos2 = 0.00mm 2 500.00mm2 = minbh, 取 As2 = 500.00mm 2 选配钢筋 实配面积 : 565.49mm 2 ; 抗剪配筋计算配筋率: 无需配置抗剪钢筋; 裂缝宽度 : max = 0.001mm. 5.立板水平截面3“-3“截面计算 (1) 立板土压力计算 计算高度 : Hc = 1.700m. 土压力计算方法: 库伦土压力 , 计算墙背为立板计算截面以上的真实墙背. 墙背俯斜 , 需判断是否存在第二破裂面, 计算后发现第二破裂面不存在.第一破裂面 土压力 : 墙背与竖直面的夹角0 = 0.000°, 第一破裂角1 = 28.969° 土压力大小Ea = 3.58kN; 水平向分力Eax = 3.41kN, 距墙趾顶点的竖直距离Zay = 0.995m; 竖直向分力Eay = 1.08kN, 距墙趾顶点的水平距离Zax = 0.750m. (2) 截面内力 表 15 截面 3“-3“水平向外力 名称和符号大小FxZxZy 表 16 截面 3“-3“各内力项和组合号对应的水平地震作用 内力项组合 外力 项 大小 (kN) Fx(kN) Fy(kN) Zx(m) Zy(m) M1 = 2.741kN·m 4 PS0.00 0.00 0.00 0.625 1.250 Mq = 2.030kN·m 5 PS0.00 0.00 0.00 0.625 1.250 V = 4.605kN 4 PS0.00 0.00 0.00 0.625 1.250 (3) 配筋计算 截面计算高度:h = 250mm; 墙背抗弯纵筋计算面积: As1cos1 = 35.48mm 2 500.00mm2 = minbh, 取 As1 = 500.00mm 2 选配钢筋12200; 实配面积 : 565.49mm 2 ; 墙面抗弯纵筋计算面积: As2cos2 = 0.00mm 2 500.00mm2 = minbh, 取 As2 = 500.00mm 2 选配钢筋 实配面积 : 565.49mm 2 ; 抗剪配筋计算配筋率: 无需配置抗剪钢筋; 裂缝宽度 : max = 0.006mm. 6.悬臂式挡土墙配筋方案 表 17 悬臂式挡土墙配筋方案 位置类型 计算面积 (mm 2/m) 主筋直径 (mm) 主筋间距 (mm) 实配面积 (mm 2/m) 裂缝宽度 (mm) 实用文案 文案大全 墙立壁 墙背纵向钢筋35.484 200 565.49 0.006 墙背水平钢筋200 392.70 墙面纵向钢筋0.000 200 565.49 0.000 墙面水平钢筋200 392.70 墙趾板 底面纵向钢筋22.764 180 855.21 0.003 底面水平钢筋250 615.75 顶面纵向钢筋0.000 180 855.21 0.000 顶面水平钢筋250 615.75 墙踵板 顶面纵向钢筋0.000 180 855.21 0.000 顶面水平钢筋250 615.75 底面纵向钢筋0.157 180 855.21 0.000 底面水平钢筋250 615.75 五、墙体配筋图 悬臂式挡土墙配筋图如图 2 . 图 2 悬臂式挡土墙配筋图