衡重式挡土墙计算书(共15页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上衡重式挡土墙计算书项目名称_日 期_设 计 者_校 对 者_一、示意图：二、基本资料：1依据规范及参考书目：水工挡土墙设计规范(SL3792007)，以下简称规范水工建筑物荷载设计规范(DL 50771997)水工挡土墙设计(中国水利水电出版社)2断面尺寸参数：墙顶宽度B1 = 0.60m，前趾宽度B2 = 0.40m，衡重台宽度B3 = 2.90m墙身高度H = 4.70m，上墙高度H1 = 3.60m，墙趾高H2 = 0.70m上墙背坡比 = 1 : 0.300，下墙背坡比 = 1 : 0.750，墙面坡比 = 1 : 0.250挡土墙底板前趾高程 0.00 m，

2、底板底部坡比 0.000 : 1墙前填土顶面高程前地 4.00 m，墙前淤沙顶面高程沙 3.00 m3设计参数：挡土墙的建筑物级别为4级。抗震类型：非抗震区挡土墙。水上回填土内摩擦角 32.00度，水下回填土内摩擦角' 32.00度墙背与填土摩擦角 17.50度回填土凝聚力C 15.00kN/m2采用等代内摩擦角法计算粘性填土土压力。地基土质为：松软墙底与地基间摩擦系数f 0.304回填土坡面参数：回填土表面折线段数为：0段折线起点距墙顶高差 0.00 m填土面与水平面夹角 0.00度原地面线水平角 30.00度，原地面与填土摩擦角r 18.00度5材料参数：回填土湿容重s 18.00

3、kN/m3，回填土浮容重f 10.00kN/m3墙身材料容重q 24.00kN/m3墙身材料容许压应力Ra 500.00 kPa，墙身材料容许剪应力Rj 110.00 kPa墙身材料容许拉应力Rl 150.00 kPa，地基允许承载力o 350.00 kPa6荷载计算参数：冰层厚度Tb 0.00 m，静冰压力系数 0.000计算浪压力时采用的位置类型：内陆峡谷水库风区长度D 0.000 m，墙前河（库）底坡度i 1 : 100.00重现期为50年的年最大风速vo 24.000 m/s多年平均的最大风速vo' 30.000 m/s冻胀墙体变形系数mo 0.700，冻胀量hd 30.00

4、mm地震动态分布系数为梯形分布，最大值m 2.007附加荷载：编号类型荷载值（kN）距墙顶右侧水平距（m）线载长（m）1集中3.000.002.00三、计算参数：1荷载组合：组合名称类型扬压淤沙浪压冰压冻胀地震正常挡水位基本×××设计洪水位基本×××施工情况特殊××××××校核洪水位特殊×××2荷载组合下水位及附加荷载信息：组合名称墙前水位墙后水位附加荷载附载编号墙前水深正常挡水位5.4001.5004.300设计洪水位5.0002.0004.8

5、00施工情况0.0000.0000.000校核洪水位8.0002.4005.6003计算公式：程序采用库伦主动土压力公式计算土压力，计算公式如下：E 0.5××H2×KaEx E×cos()Ey E×sin()Ka cos2()/cos2/cos()/1+sin()sin()/cos()/cos()0.52 （规范式A.0.1-2）式中：E为作用于墙背的主动土压力，作用点为距墙底1/3高处，方向与水平面成()夹角Ka为主动土压力系数为墙背与铅直面的夹角，36.87度当墙后填土为黏性土，粘聚力C=15.00kN时：采用等值内摩擦角法计算主动土压力

6、。等值内摩擦角D计算公式如下：tan(45°-D/2)H2tan2(45°-/2)-4HCtan(45°-/2)+4C2/H21/2四、第1种荷载组合：正常挡水位1总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算：程序算得上墙主动土压力系数Ka 0.008程序算得下墙水上的主动土压力系数Ka 0.000程序算得下墙水下的主动土压力系数K'a 0.000单位：水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kN·m。力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.976.60-6.42上墙垂直土压力0.005.73墙上土重222.915.321186.09竖直外荷载F

7、y16.004.0824.45下墙水平土压力0.000.00下墙垂直土压力0.000.00墙身自重677.873.032055.27墙前土压力-80.001.33106.67墙前土重26.810.4411.83墙后水压力11.250.50-5.63墙后水重-8.443.38-28.52墙前水压力-11.250.505.63墙前水重4.000.251.01扬压力-103.671.22-126.42-79.03825.493390.94-166.99所有垂直荷载之和G825.49kN所有水平荷载之和H-79.03kN所有对墙前趾的稳定力矩之和MV3390.94kN·m所有对墙前趾的倾覆力

8、矩之和MH-166.99kN·m所有对墙前趾的力矩之和M3223.95kN·m所有对墙底板形心的力矩之和Mo1983.65kN·m2抗滑稳定验算：抗滑稳定安全系数计算公式为：Kc f×G/H （规范式6.3.5-1）从规范中表3.2.7查得，抗滑稳定安全系数Kc1.20Kc 0.300×825.489/79.027 3.13Kc3.13Kc1.20，故抗滑稳定安全系数满足要求3抗倾覆稳定验算：从规范中表3.2.12、3.2.13条查得，抗倾覆稳定安全系数Ko1.40抗倾覆稳定安全系数计算公式为：Ko MV / MHKo 3390.937 / 1

9、66.988 20.31Ko20.31 Ko1.40，故抗倾覆稳定安全系数满足要求4地基承载力验算：地基承载力按规范中第6.3.1、6.3.2条进行校核。按照规范式6.3.3，基底应力计算公式为：Pmax G / A M / WPmin G / A M / W挡土墙底板面积A 3.00 m2，底板截面抵抗矩W 1.51 m3Pmax 825.49 / 3.00 1983.65 / 1.51 1592.74 kPaPmin 825.49 / 3.00 1983.65 / 1.51 -1043.33 kPaPmax 1592.74 > 1.2o 420.00故地基承载力不满足要求！(Pmin

10、Pmax)/2 274.70 o 350.00，满足要求5前趾根部截面应力验算：前趾根部截面高度h = 0.70 m。作用在根部截面的弯矩M 110.74 kN·m，剪力Q 548.76 kN截面的弯曲应力w M / W 110.74 / 0.08 1355.96 kPa截面的剪应力j Q / h 548.76 / 0.70 783.94 kPaa、截面拉应力验算：w 1355.96 > l = 150.00 kPa。故截面拉应力验算不满足要求！b、截面剪应力验算：j 783.94 > j = 110.00 kPa。故截面剪应力验算不满足要求！6距挡土墙底部高度Hs =

11、0.70m水平截面应力验算：总水平力、总竖向力及各力对截面形心的力矩计算：单位：水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kN·m。力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.975.90-5.74上墙垂直土压力0.003.76墙上土重222.913.36748.06竖直外荷载Fy16.002.1112.66下墙水平土压力0.00-0.70下墙垂直土压力0.00-1.97墙身自重622.981.19741.24墙前土压力-54.451.1059.89墙前土重13.61-1.29-17.56墙后水压力3.200.27-0.85墙后水重-2.401.77-4.24墙前水压力-3.200.

12、270.85墙前水重0.80-1.50-1.20-53.48863.901562.71-29.59截面以上所有垂直荷载之和G863.90kN截面以上所有水平荷载之和H-53.48kN对截面面坡侧点的力矩之和M1533.12kN·m按照规范式C.1.2-2，截面应力计算公式为：max G / Ao M / Wmin G / Ao M / W截面剪应力 H / Ao （规范式C.1.2-3）计算截面积Ao 3.13 m2，计算截面抵抗矩W 1.63 m3max 1214.95 kPa，min -662.93 kPa，j -17.09 kPaa、截面拉应力验算：|min| 662.93 &

13、gt; l = 150.00 kPa。故截面拉应力验算不满足要求！b、截面压应力验算：max 1214.95 > y = 500.00 kPa。故截面压应力验算不满足要求！c、截面剪应力验算：j 17.09 j = 110.00 kPa，满足要求。7距挡土墙底部高度Hs = 5.40m水平截面应力验算：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.971.20-1.17上墙垂直土压力0.290.930.27墙上土重34.990.9332.54竖直外荷载Fy13.241.213.92墙身自重137.38-0.04-4.900.97175.9036.73-6.07截面以上所有垂直荷载之和G

14、175.90kN截面以上所有水平荷载之和H0.97kN对截面面坡侧点的力矩之和M30.67kN·m按照规范式C.1.2-2，截面应力计算公式为：max G / Ao M / Wmin G / Ao M / W截面剪应力 H / Ao （规范式C.1.2-3）计算截面积Ao 2.58 m2，计算截面抵抗矩W 1.11 m3max 95.82 kPa，min 40.53 kPa，j 0.38 kPaa、截面拉应力验算：min 40.53 > 0，没有出现拉应力，满足要求。b、截面压应力验算：max 95.82 y = 500.00 kPa，满足要求。c、截面剪应力验算：j 0.38

15、 j = 110.00 kPa，满足要求。五、第2种荷载组合：设计洪水位1总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算：程序算得上墙主动土压力系数Ka 0.008程序算得下墙水上的主动土压力系数Ka 0.000程序算得下墙水下的主动土压力系数K'a 0.000单位：水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kN·m。力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.976.60-6.42上墙垂直土压力0.005.73墙上土重222.915.321186.09竖直外荷载Fy16.004.0824.45下墙水平土压力0.000.00下墙垂直土压力0.000.00墙身自重677.873.032

16、055.27墙前土压力-80.001.33106.67墙前土重26.810.4411.83墙后水压力20.000.67-13.33墙后水重-15.003.51-52.57墙前水压力-20.000.6713.33墙前水重7.310.292.11扬压力-105.171.29-135.45-79.03820.743399.75-207.78所有垂直荷载之和G820.74kN所有水平荷载之和H-79.03kN所有对墙前趾的稳定力矩之和MV3399.75kN·m所有对墙前趾的倾覆力矩之和MH-207.78kN·m所有对墙前趾的力矩之和M3191.96kN·m所有对墙底板形心

17、的力矩之和Mo1958.81kN·m2抗滑稳定验算：抗滑稳定安全系数计算公式为：Kc f×G/H （规范式6.3.5-1）从规范中表3.2.7查得，抗滑稳定安全系数Kc1.20Kc 0.300×820.736/79.027 3.12Kc3.12Kc1.20，故抗滑稳定安全系数满足要求3抗倾覆稳定验算：从规范中表3.2.12、3.2.13条查得，抗倾覆稳定安全系数Ko1.40抗倾覆稳定安全系数计算公式为：Ko MV / MHKo 3399.746 / 207.782 16.36Ko16.36 Ko1.40，故抗倾覆稳定安全系数满足要求4地基承载力验算：地基承载力按规

18、范中第6.3.1、6.3.2条进行校核。按照规范式6.3.3，基底应力计算公式为：Pmax G / A M / WPmin G / A M / W挡土墙底板面积A 3.00 m2，底板截面抵抗矩W 1.51 m3Pmax 820.74 / 3.00 1958.81 / 1.51 1574.65 kPaPmin 820.74 / 3.00 1958.81 / 1.51 -1028.41 kPaPmax 1574.65 > 1.2o 420.00故地基承载力不满足要求！(PminPmax)/2 273.12 o 350.00，满足要求5前趾根部截面应力验算：前趾根部截面高度h = 0.70

19、m。作用在根部截面的弯矩M 109.70 kN·m，剪力Q 542.64 kN截面的弯曲应力w M / W 109.70 / 0.08 1343.24 kPa截面的剪应力j Q / h 542.64 / 0.70 775.20 kPaa、截面拉应力验算：w 1343.24 > l = 150.00 kPa。故截面拉应力验算不满足要求！b、截面剪应力验算：j 775.20 > j = 110.00 kPa。故截面剪应力验算不满足要求！6距挡土墙底部高度Hs = 0.70m水平截面应力验算：总水平力、总竖向力及各力对截面形心的力矩计算：单位：水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯

20、矩为kN·m。力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.975.90-5.74上墙垂直土压力0.003.76墙上土重222.913.36748.06竖直外荷载Fy16.002.1112.66下墙水平土压力0.00-0.70下墙垂直土压力0.00-1.97墙身自重622.981.19741.24墙前土压力-54.451.1059.89墙前土重13.61-1.29-17.56墙后水压力8.450.43-3.66墙后水重-6.341.89-11.98墙前水压力-8.450.433.66墙前水重2.11-1.46-3.08-53.48861.281565.52-42.02截面以上所有垂

21、直荷载之和G861.28kN截面以上所有水平荷载之和H-53.48kN对截面面坡侧点的力矩之和M1523.50kN·m按照规范式C.1.2-2，截面应力计算公式为：max G / Ao M / Wmin G / Ao M / W截面剪应力 H / Ao （规范式C.1.2-3）计算截面积Ao 3.13 m2，计算截面抵抗矩W 1.63 m3max 1208.22 kPa，min -657.88 kPa，j -17.09 kPaa、截面拉应力验算：|min| 657.88 > l = 150.00 kPa。故截面拉应力验算不满足要求！b、截面压应力验算：max 1208.22 &

22、gt; y = 500.00 kPa。故截面压应力验算不满足要求！c、截面剪应力验算：j 17.09 j = 110.00 kPa，满足要求。7距挡土墙底部高度Hs = 5.40m水平截面应力验算：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.971.20-1.17上墙垂直土压力0.290.930.27墙上土重34.990.9332.54竖直外荷载Fy13.241.213.92墙身自重137.38-0.04-4.900.97175.9036.73-6.07截面以上所有垂直荷载之和G175.90kN截面以上所有水平荷载之和H0.97kN对截面面坡侧点的力矩之和M30.67kN·m按照

23、规范式C.1.2-2，截面应力计算公式为：max G / Ao M / Wmin G / Ao M / W截面剪应力 H / Ao （规范式C.1.2-3）计算截面积Ao 2.58 m2，计算截面抵抗矩W 1.11 m3max 95.82 kPa，min 40.53 kPa，j 0.38 kPaa、截面拉应力验算：min 40.53 > 0，没有出现拉应力，满足要求。b、截面压应力验算：max 95.82 y = 500.00 kPa，满足要求。c、截面剪应力验算：j 0.38 j = 110.00 kPa，满足要求。六、第3种荷载组合：施工情况1总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算：

24、程序算得上墙主动土压力系数Ka 0.008程序算得下墙水上的主动土压力系数Ka 0.000程序算得下墙水下的主动土压力系数K'a 0.000单位：水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kN·m。力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.976.60-6.42上墙垂直土压力0.005.73墙上土重222.915.321186.09竖直外荷载Fy16.004.0824.45下墙水平土压力0.000.00下墙垂直土压力0.000.00墙身自重677.873.032055.27墙前土压力-144.001.33192.00墙前土重48.260.4421.29-143.03955.

25、053479.09-6.42所有垂直荷载之和G955.05kN所有水平荷载之和H-143.03kN所有对墙前趾的稳定力矩之和MV3479.09kN·m所有对墙前趾的倾覆力矩之和MH-6.42kN·m所有对墙前趾的力矩之和M3472.67kN·m所有对墙底板形心的力矩之和Mo2037.71kN·m2抗滑稳定验算：抗滑稳定安全系数计算公式为：Kc f×G/H （规范式6.3.5-1）从规范中表3.2.7查得，抗滑稳定安全系数Kc1.05Kc 0.300×955.049/143.027 2.00Kc2.00Kc1.05，故抗滑稳定安全系数满

26、足要求3抗倾覆稳定验算：从规范中表3.2.12、3.2.13条查得，抗倾覆稳定安全系数Ko1.30抗倾覆稳定安全系数计算公式为：Ko MV / MHKo 3479.095 / 6.423 541.62Ko541.62 Ko1.30，故抗倾覆稳定安全系数满足要求4地基承载力验算：地基承载力按规范中第6.3.1、6.3.2条进行校核。按照规范式6.3.3，基底应力计算公式为：Pmax G / A M / WPmin G / A M / W挡土墙底板面积A 3.00 m2，底板截面抵抗矩W 1.51 m3Pmax 955.05 / 3.00 2037.71 / 1.51 1671.78 kPaPmi

27、n 955.05 / 3.00 2037.71 / 1.51 -1036.14 kPaPmax 1671.78 > 1.2o 420.00故地基承载力不满足要求！(PminPmax)/2 317.82 o 350.00，满足要求5前趾根部截面应力验算：前趾根部截面高度h = 0.70 m。作用在根部截面的弯矩M 118.03 kN·m，剪力Q 566.14 kN截面的弯曲应力w M / W 118.03 / 0.08 1445.31 kPa截面的剪应力j Q / h 566.14 / 0.70 808.77 kPaa、截面拉应力验算：w 1445.31 > l = 150

28、.00 kPa。故截面拉应力验算不满足要求！b、截面剪应力验算：j 808.77 > j = 110.00 kPa。故截面剪应力验算不满足要求！6距挡土墙底部高度Hs = 0.70m水平截面应力验算：总水平力、总竖向力及各力对截面形心的力矩计算：单位：水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kN·m。力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.975.90-5.74上墙垂直土压力0.003.76墙上土重222.913.36748.06竖直外荷载Fy16.002.1112.66下墙水平土压力0.00-0.70下墙垂直土压力0.00-1.97墙身自重622.981.19741.2

29、4墙前土压力-98.011.10107.81墙前土重24.50-1.29-31.61-97.04876.391609.77-37.35截面以上所有垂直荷载之和G876.39kN截面以上所有水平荷载之和H-97.04kN对截面面坡侧点的力矩之和M1572.42kN·m按照规范式C.1.2-2，截面应力计算公式为：max G / Ao M / Wmin G / Ao M / W截面剪应力 H / Ao （规范式C.1.2-3）计算截面积Ao 3.13 m2，计算截面抵抗矩W 1.63 m3max 1243.01 kPa，min -683.01 kPa，j -31.00 kPaa、截面拉应

30、力验算：|min| 683.01 > l = 150.00 kPa。故截面拉应力验算不满足要求！b、截面压应力验算：max 1243.01 > y = 500.00 kPa。故截面压应力验算不满足要求！c、截面剪应力验算：j 31.00 j = 110.00 kPa，满足要求。7距挡土墙底部高度Hs = 5.40m水平截面应力验算：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.971.20-1.17上墙垂直土压力0.290.930.27墙上土重34.990.9332.54竖直外荷载Fy13.241.213.92墙身自重137.38-0.04-4.900.97175.9036.73

31、-6.07截面以上所有垂直荷载之和G175.90kN截面以上所有水平荷载之和H0.97kN对截面面坡侧点的力矩之和M30.67kN·m按照规范式C.1.2-2，截面应力计算公式为：max G / Ao M / Wmin G / Ao M / W截面剪应力 H / Ao （规范式C.1.2-3）计算截面积Ao 2.58 m2，计算截面抵抗矩W 1.11 m3max 95.82 kPa，min 40.53 kPa，j 0.38 kPaa、截面拉应力验算：min 40.53 > 0，没有出现拉应力，满足要求。b、截面压应力验算：max 95.82 y = 500.00 kPa，满足要

32、求。c、截面剪应力验算：j 0.38 j = 110.00 kPa，满足要求。七、第4种荷载组合：校核洪水位1总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算：程序算得上墙主动土压力系数Ka 0.008程序算得下墙水上的主动土压力系数Ka 0.000程序算得下墙水下的主动土压力系数K'a 0.000单位：水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kN·m。力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.976.60-6.42上墙垂直土压力0.005.73墙上土重222.915.321186.09竖直外荷载Fy16.004.0824.45下墙水平土压力0.000.00下墙垂直土压力0.000

33、.00墙身自重677.873.032055.27墙前土压力-80.001.33106.67墙前土重26.810.4411.83墙后水压力28.800.80-23.04墙后水重-21.603.61-77.87墙前水压力-28.800.8023.04墙前水重10.410.323.32扬压力-156.261.23-192.64-79.03766.153410.66-299.97所有垂直荷载之和G766.15kN所有水平荷载之和H-79.03kN所有对墙前趾的稳定力矩之和MV3410.66kN·m所有对墙前趾的倾覆力矩之和MH-299.97kN·m所有对墙前趾的力矩之和M3110.

34、68kN·m所有对墙底板形心的力矩之和Mo1959.54kN·m2抗滑稳定验算：抗滑稳定安全系数计算公式为：Kc f×G/H （规范式6.3.5-1）从规范中表3.2.7查得，抗滑稳定安全系数Kc1.05Kc 0.300×766.151/79.027 2.91Kc2.91Kc1.05，故抗滑稳定安全系数满足要求3抗倾覆稳定验算：从规范中表3.2.12、3.2.13条查得，抗倾覆稳定安全系数Ko1.30抗倾覆稳定安全系数计算公式为：Ko MV / MHKo 3410.656 / 299.972 11.37Ko11.37 Ko1.30，故抗倾覆稳定安全系数满

35、足要求4地基承载力验算：地基承载力按规范中第6.3.1、6.3.2条进行校核。按照规范式6.3.3，基底应力计算公式为：Pmax G / A M / WPmin G / A M / W挡土墙底板面积A 3.00 m2，底板截面抵抗矩W 1.51 m3Pmax 766.15 / 3.00 1959.54 / 1.51 1556.98 kPaPmin 766.15 / 3.00 1959.54 / 1.51 -1047.06 kPaPmax 1556.98 > 1.2o 420.00故地基承载力不满足要求！(PminPmax)/2 254.96 o 350.00，满足要求5前趾根部截面应力验

36、算：前趾根部截面高度h = 0.70 m。作用在根部截面的弯矩M 106.11 kN·m，剪力Q 534.85 kN截面的弯曲应力w M / W 106.11 / 0.08 1299.32 kPa截面的剪应力j Q / h 534.85 / 0.70 764.08 kPaa、截面拉应力验算：w 1299.32 > l = 150.00 kPa。故截面拉应力验算不满足要求！b、截面剪应力验算：j 764.08 > j = 110.00 kPa。故截面剪应力验算不满足要求！6距挡土墙底部高度Hs = 0.70m水平截面应力验算：总水平力、总竖向力及各力对截面形心的力矩计算：单

37、位：水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kN·m。力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.975.90-5.74上墙垂直土压力0.003.76墙上土重222.913.36748.06竖直外荷载Fy16.002.1112.66下墙水平土压力0.00-0.70下墙垂直土压力0.00-1.97墙身自重622.981.19741.24墙前土压力-54.451.1059.89墙前土重13.61-1.29-17.56墙后水压力14.450.57-8.19墙后水重-10.841.99-21.57墙前水压力-14.450.578.19墙前水重3.61-1.42-5.14-53.48858.281570.04-58.20截面以上所有垂直荷载之和G858.28kN截面以上所有水平荷载之和H-53.48kN对截面面坡侧点的力矩之和M1511.84kN·m按照规范式C.1.2-2，截面应力计算公式为：max G / Ao M / Wmin G / Ao M / W截面剪应力 H / Ao （规范