悬臂式挡水墙设计解析

1、悬臂式挡水墙设计项目名称(XDSQ-3)构件编口号日期设计校对审核执行规范：混凝土结构设计规范建筑地基基础设计规范(GB 50010-2010),(GB 50007-2002),本文简称混凝土规范本文简称地基规范建筑结构荷载规范(GB 50009-2001), 本文简称荷载规范给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程(CECS 138-2002),本文简称水池结构规程给水排水工程结构设计手册(第二版)，本文简称给排水手册钢筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; P - HRBF335; Q - HRBF400;

2、R - HRBF5001设计资料1.1计算简图t-切氏寸训胭1.2已知条件1.2.1几何信息壁板高(m)3.500顶厚(m)0.200底厚(m)0.500壁板坡面内侧坡面底板内悬挑长(m)3.000外悬挑长(m)3.000厚(m)0.5001.2.3钢筋混凝土信息砼强度等级C30主筋级别HRB400壁板配筋方法压弯考虑p- 3效应X竖向配筋方式非对称配筋调整系数1.0裂缝宽度限值(mm)0.20裂缝控制配筋v-纵筋保护层厚内/上夕卜/下壁板(mm)4040底板(mm)4040钢筋取值范围最小最大最优直径范围(mm)123214间距范围(mm)703001.3计算内容(1)地基承载力验算抗滑移验

3、算抗倾覆验算内力配筋计算裂缝计算2计算过程及计算结果2.1各工况荷载标准值计算工况1:池内有水，池外无土工况2:池内有水，池外有土工况3:池内无水，池外有土工况1工况2工况3壁板重(kN/m)30.6330.6330.63底板重(kN/m)81.2581.2581.25池内底板上水重(kN/m)93.8693.860.00池内底板上水压(kPa)30.0030.000.00池外底板上水重(kN/m)0.000.000.00池外底板底水压(kPa)0.000.000.00池外底板上土重(kN/m)0.000.000.00池外底板底土压(kPa)0.003.003.00池外底板上堆载(kN/m)0

4、.0030.0030.00池外堆载侧压(kPa)0.003.333.33附加何载-活(kN/m)0.000.000.00附加荷载-恒(kN/m)0.000.000.002.2地基承载力验算2.2.1 地基承载力根据地基规范524f a f ak 耳 b 3 dm d 0.5式中：f a修正后的地基承载力特征值地基承载力特征值，按地基规范第5.2.3条的原则确定n b, n d基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查地基规范表5.2.4取值基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度基础底面宽度，当基宽小于3m按3m取值,大于6m按6

5、n取值d基础埋置深度，一般自室外地面标咼算起、3基底以下土的重度丫(kN/m ) : 18.00基底宽b(m): 6.50工况1工况2工况3d(m)0.000.250.25丫 m(kN/m3)0.0018.0018.00f a(kPa)100.00100.00100.002.2.2基底反力计算及承载力验算根据给排水手册3.2.2计算p k f aP kmax 12 f aP kmin 0MkP kmaxp kmin式中:kmaxkminFGMW相应于荷载效应标准组合时，底板平均应力-相应于荷载效应标准组合时，底板边缘最大应力-相应于荷载效应标准组合时，底板边缘最小应力 修正后的地基承载力特征值

6、相应于荷载效应标准组合时，底板以上部分的壁重和水 底板自重相应于荷载效应标准组合时，作用于基底面的力矩值 底板底面的抵抗矩取1m长度计算底板底面积（m2）: 6.50底板底面抵抗矩（m3） : 7.04工况1工况2工况3Fk+G(kN)205.73235.73141.88Mk(kN.m)-88.66-89.211.43Pk(kPa)31.6536.2721.83pkmaX(kPa)44.2448.9322.03pkmin( kPa)19.0623.6021.62f a(kPa)100.00100.00100.00结论满足满足满足2.3抗滑移验算根据给排水手册3.2.2式322-5计算Fk G

7、k 卩1.3Ek式中：卩一一 底板与地基土之间的摩擦系数，可参照给排水手册表1.1.4-1取值相应于荷载效应标准组合时，侧向荷载（水或土）对壁板的水平推力工况1工况2工况3Fk+G(kN)205.73205.73141.88Ek(kN)-45.00-44.252.42抗滑移安全系数1.371.3917.61结论满足满足满足注：1.侧向荷载向右为正，向左为负2.4抗倾覆验算根据给排水手册322式322-6 计算M N1.5M E式中：M E 水平推力对转动点的倾覆力矩M N垂直力对转动点的抗倾覆力矩向左侧抗倾覆:工况1工况2工况3ME左(kN.m)67.5067.38-0.12MN左 (kN.m

8、)-824.79-824.79-361.63抗倾覆安全系数-左12.2212.24-结论满足满足-注：1.弯矩逆时针为正，顺时针为负向右侧抗倾覆:工况1工况2工况3ME右 (kN.m)67.5066.96-0.54MN右 (kN.m)512.46512.46365.56抗倾覆安全系数-右-674.88结论-满足注：1.弯矩逆时针为正，顺时针为负2.5内力、配筋及裂缝计算2.5.1基底反力计算参见地基承载力地基反力计算Me F G式中：e 偏心距工况1工况2工况3基 本-F+G(kN)253.45291.55172.35M(kN.m)-112.74-113.431.67e(m)0.440.39-

9、0.01pi(kPa) / L i(m)22.98 / 0.0028.75 / 0.0026.75 / 0.00p2(kPa) / L 2(m)55.00 / 6.5060.96 / 6.5026.28 / 6.50准永久-F+G(kN)205.73235.73141.88M(kN.m)-88.66-89.211.43e(m)0.430.38-0.01pi(kPa) / L i(m)19.06 / 0.0023.60 / 0.0022.03 / 0.00p2(kPa) / L 2(m)44.24 / 6.5048.93 / 6.5021.62 / 6.50注：1.弯矩M逆时针为正，顺时针为负2

10、. 偏心距e右偏为正，左偏为负3. L1, L 2距底板左端水平距离2.5.2壁板计算壁板外侧受拉为正，内侧受拉为负(1) 内力计算按底端固定，上端自由单跨梁计算工况1工况2工况3基 本-池底内水压(kPa)38.1038.100.00池底外水压(kPa)0.000.000.00池底外土压(kPa)0.000.000.00堆载侧压(kPa)0.004.234.23M 1(kN.m)/L 1(m)0.00/0.000.00/0.000.00/0.00N1(kN)0.000.000.00M2(kN.m)/L 2(m)-4.13/1.75-4.13/1.750.00/1.75N2(kN)14.441

11、4.4414.44M3(kN.m)/L 3(m)-57.15/3.50-57.15/3.500.00/3.50N3(kN)36.7536.7536.75准永久-池底内水压(kPa)30.0030.000.00池底外水压(kPa)0.000.000.00池底外土压(kPa)0.000.000.00堆载侧压(kPa)0.003.333.33M1(kN.m)/L 1(m)0.00/0.000.00/0.000.00/0.00N1(kN)0.000.000.00M2(kN.m)/L 2(m)-3.26/1.75-3.26/1.750.00/1.75N2(kN)12.0312.0312.03M3(kN.

12、m)/L 3(m)-45.00/3.50-45.00/3.500.00/3.50N3(kN)30.6330.6330.63注：1.内力结果为单位宽(1m)内力2. L1, L 2, l 3表示计算截面距顶端距离(2) 配筋裂缝计算 按压弯构件计算位置M(kN.m/m)N(kN/m)计算As (mnm/m)配筋实配As (mni/m)裂缝(mm)内侧-(0.0)-0.000.00401E122804040.000(1.8)-4.1314.44703E121607070.017(3.5)-57.1536.751004E1415010260.173外侧-(0.0)0.000.00400E122804

13、040.000(1.8)0.0014.44700E121607070.000(3.5)0.0036.751000E1620010050.000注：1.计算配筋面积小于零为超筋，配筋为空时选筋失败2.括号内数字表示计算截面距顶端距离2.5.3底板计算底板下侧受拉为正，上侧受拉为负(1) 池内底板内力计算按悬臂板计算，地基反力参见2.5.1工况1工况2工况3基本-池内水重(kN/m)39.7339.730.00M左(kN.m)/L 1(m)-20.95/3.505.73/3.5051.08/3.50M中(kN.m)/L 2(m)0.00/6.384.22/5.0012.73/5.00M右(kN.m

14、)/L 3(m)-0.00/6.50-0.00/6.50-0.00/6.50准永久-池内水重(kN/m)31.2931.290.00M左(kN.m)/L 1(m)-15.38/3.505.63/3.5041.34/3.50M中(kN.m)/L 2(m)0.00/6.263.60/5.0010.30/5.00M右(kN.m)/L 3(m)0.00/6.500.00/6.500.00/6.50注：1.内力结果为单位宽(1m)内力2. L1, L 2, L 3计算截面距底板左端水平距离(2)池外底板内力计算按壁板端固定，另一端自由单跨梁计算工况1工况2工况3基本-池外水重(kN/m)0.000.00

15、0.00池外十重(kN/m)0.000.000.00池外堆载(kN/m)0.0012.7012.70M左(kN.m)/L 1(m)0.00/0.000.00/0.000.00/0.00M中(kN.m)/L 2(m)11.75/1.503.96/1.50-1.11/1.50M右(kN.m)/L 3(m)58.08/3.0027.01/3.00-4.59/3.00准永久-池外水重(kN/m)0.000.000.00池外十重(kN/m)0.000.000.00池外堆载(kN/m)0.0010.0010.00M左(kN.m)/L 1(m)0.00/0.00-0.00/0.000.00/0.00M中(k

16、N.m)/L 2(m)9.56/1.503.43/1.50-0.56/1.50M右(kN.m)/L 3(m)46.95/3.0022.48/3.00-2.40/3.00注：1.内力结果为单位宽(1m)内力1. L 1, L 2, l 3表示计算截面距底板左端水平距离(3) 配筋、裂缝计算按纯弯构件计算位置M(kN.m/m)计算As (mnT/m)配筋实配As (mmi/m)裂缝(mm)池外-上侧-左(0.0)-0.001000E1620010050.000中(1.5)-1.111000E1620010050.003右(3.0)-4.591000E1620010050.011下侧-左(0.0)0.001000E1620010050.000中(1.5)11.751000E1620010050.043右(3.0)58.081000E1415010260.181池内-上侧-左(3.5)-20.951000E1620