悬臂式挡土墙计算书

中国建筑科学研究院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:0.000m2.土压力计算参数土压力计算方法:库伦土压力主动土压力增大系数:E = 1.03.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 = 1.604.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 = 0.000m6.墙身材料参数混凝土重度:c = 25.00 KN/m3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:HRB4007.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10.002.002.000.00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/m3)粘聚力c(kPa)内摩擦角()1中砂7.000-5.90018.002.0035.009.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/mFx(kN/m)Fy(kN/m)Zx(m)Zy(m)墙体自重Gc23.130.0023.130.6250.682墙后土重Gr6.190.006.190.8850.967墙前土重Gf5.400.005.400.2500.700注1Fx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平行于基底的滑移力为抗滑移稳定性系数,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:倾覆力矩抗倾覆力矩抗倾覆稳定性系数满足验算要求.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(kNm)Zn(m)242.26524.750.586注2Zn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20.039e e33.81pk fa40.22pmax 1.2fa27.400.000, fa = 260.00kPa.注3e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;抗剪箍筋最小配箍率.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Gc5.005.000.2500.200覆土自重Gs5.405.400.2500.700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PBnPBnx(kN)PBny(kN)ZBnxZBnyM1 = 2.989kNm40.00-25.420.2440.000Mq = 2.214kNm50.00-18.830.2440.000V = 11.378kN40.00-25.420.2440.000注4M1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;下部抗弯纵筋计算面积: , 取As1 = 800.00mm2选配钢筋: 14180;实配面积: 855.21mm2;上部抗弯纵筋计算面积: , 取As2 = 800.00mm2选配钢筋: 14180;实配面积: 855.21mm2;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Gc5.005.001.0000.200覆土自重Gs7.657.650.9170.967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 = -0.015kNmM2 = -0.021kNm54PBnPBn14.9820.230.000.00-14.98-20.230.9930.9930.0000.000EyEy2.522.520.000.002.522.521.1861.1860.6170.617V = 0.250kN4PBn20.230.00-20.230.9930.000Ey2.520.002.521.1860.617注5M1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: , 取As1 = 800.00mm2选配钢筋: 14180;实配面积: 855.21mm2;下部抗弯纵筋计算面积: , 取As2 = 800.00mm2选配钢筋: 14180;实配面积: 855.21mm2;抗剪配筋计算配筋率: 无需配置抗剪钢筋;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FxZxZy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 = 0.014kNm4PS0.000.000.000.6251.817Mq = 0.010kNm5PS0.000.000.000.6251.817V = 0.055kN4PS0.000.000.000.6251.817注6PS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: , 取As1 = 500.00mm2选配钢筋: 12200;实配面积: 565.49mm2;墙面抗弯纵筋计算面积: , 取As2 = 500.00mm2选配钢筋: 12200;实配面积: 565.49mm2;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 = 0.590kNm4PS0.000.000.000.6251.533Mq = 0.437kNm5PS0.000.000.000.6251.533V = 1.416kN4PS0.000.000.000.6251.533(3)配筋计算截面计算高度:h = 250mm;墙背抗弯纵筋计算面积: , 取As1 = 500.00mm2选配钢筋: 12200;实配面积: 565.49mm2;墙面抗弯纵筋计算面积: , 取As2 = 500.00mm2选配钢筋: 12200;实配面积: 565.49mm2;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 = 2.741kNm4PS0.000.000.000.6251.250Mq = 2.030kNm5PS0.000.000.000.6251.250V = 4.605kN4PS0.000.000.000.6251.250(3)配筋计算截面计算高度:h = 250mm;墙背抗弯纵筋计算面积: , 取As1 = 500.00mm2选配钢筋: 12200;实配面积: 565.49mm2;墙面抗弯纵筋计算面积: , 取As2 = 500.00mm2选配钢筋: 12200;实配面积: 565.49mm2;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(mm2/m)主筋直径(mm)主筋间距(mm)实配面积(mm2/m)裂缝宽度(mm)墙立壁墙背纵向钢筋35.48412200565.490.006墙背水平钢筋10200392.70墙面纵向钢筋0.00012