挡土墙课程设计..

1、成都学院课程名称：学院：专业：学号：年级：学生姓名：指导教师：二O一五年九月目录1 .设计基本资料12 .拟定挡土墙截面尺寸13 .挡土墙自重及重心计算24 .墙后填土和车辆荷载所引起的土压力计算35 .按基础宽、深作修正的地基承载力特征值的计算56 .基底合力的偏心距验算67 .地基承载力验算78 .挡土墙及基础沿基底平面和墙踵处地基水平面滑动稳定验算79 .挡土墙绕墙趾点的倾覆稳定验算910 .挡土墙身正截面强度和稳定验算取基顶截面为验算911 .参考文献14重力式挡土墙计算书1 .设计基本资料墙身及基础填料及地基挡土类型仰斜式路肩墙填料不恢重度7(kN/m3)砂类土19墙高H(m)5.0

2、0填料内摩擦角N()35墙间坡度1:0.25填料与墙背摩擦角6%墙背坡度1:0.25基础顶面埋深(nj)1.08砌筑材料M5浆砌MU50>t石地基土类别重度乙(kN/m3)密实砂类土21砌筑材料的重度工(kN/m3)22.8地基土承载力特征值fa(kN)428地基坡度tan300.20基底与地基土摩擦系数片0.40疗工砌体间的摩擦系数N0.70地基土摩擦系数也0.80公路等级及荷载强度片石砂浆砌体强度设计值公路等级一级抗压fed(MPa)0.98汽车柿裁标准公路I-级轴心抗拉ftd(MPa)0.328墙顶护栏荷强度2qL(kN/m)9.8弯曲抗拉ftmd(MPa)0.352直接抗剪fvd

3、(MPa)0.4002 .拟定挡土墙截面尺寸已建挡土墙的截面尺寸见图1,试规范规定对其进行验算:S1肛脑质尺寸(郸:mm)3 .挡土墙自重及重心计算取单位墙长(1m),如图2所示，将挡土墙截面划分为三部分，截面各部分对应的墙体重量为：G1=22.81.205.01=136.8(KN)G2=22.81.500.51=17.1(KN)G3=22.81.500.29/2=4.95®KN)截面各部分的重心至墙趾(口1)的距离：乙=0.30.50.25(50.251.2)/2=1.65(m)Z2=0.50.25/21.5/2=0.81(m)Z3=(1.51.43)/3=0.98(m)单位墙长的

4、自重重力为：G0=G1G2G3=136.817.14.959二1585(kN)全截面重心至墙趾的距离:Z0=(ZiGiZ2G2Z3G3)/G0143.35二(1.65123.60,8115.230.984.52)=1.54(m)82(单位;nm)4.墙后填土和车辆荷载所引起的土压力计算当墙身高度为5m时，附加荷载标准值：-2q-16.25(kN/m)换算等代均布土层厚度为：h0=q;但2=0,86(m)19因基础埋置较浅，不计墙前被动土压力。当采用库仑土压力理论计算墙后填土和车辆荷载引起的主动土压力时候，计算图式如图3所示：13挡土肘励计算酎俾隹mm)按土压力计算公式，计算结果如下:-arct

5、an(-0.25)-14.04,'=：=35-14.0435/2=38.46八2dh0A-tanH(H2h。)因d=0,故A=Tan:=0.25tan?-tan'(cot:tan-)(tan-A)=-tan38.46.(cot35tan38.46)(tan38.460.25)=0.73,口=36.11K=cos(u)(tanftan;)tan36.11-0.25=cos(36.1135)0.16sin(36.1138.46)hi=tantan墙顶至后踵点(。2)的墙背高度为：H=5.79(m)K1=12hoZy十h0一5.790.86-H=331.30-0.29=1.86(m)

6、,hi2ho20.86,“1=1=1=1.30HH5.79后踵点土压力为：E-1K-K1H2-1190.161.305.792=66.24(kN/m)22单位墙长(1m)上土压力的水平分量：Ex=Ecos(：、)1=66.24cos(-14.0417.5)1=66.12(kN)单位墙长(1m)上土压力的竖直分量：Ey=Esin(：、.)1=66.24sin(-14.0417.5)1=4.00(kN)土压力水平分量的作用点至墙趾的距离:土压力竖直分量的作用点至墙趾的距离：Zx=B4-(Zy：H)tan：=1.43-(1.860.29)tan(-14.04)=1.97(m)5.按基础宽、深作修正的

7、地基承载力特征值f1：的计算基础最小深(算至墙趾点)：h埋=1.6+H2=1.6+0.5=2.10(m)>1.0(m)符合基础最小埋深的规定；但h埋<3.0m),且基础宽度B1=1.43<2.0(m)'所以修正后的地基承载力特征值f等于地基承载力特征值fao当采用荷载组合H时，地基承载力特征值提高系数K=1.0,一，故fa=1.0x428=428(kPa)验算地基承载力时，计入作用在挡土墙顶面的护栏荷载强度qL与车辆附加荷载标准值q,基底应力计算的力系图可参见图4.qL=7.BKNq=L6.25kN/r£图4挡土蜡物婚算力祁式评住rm6.基底合力的偏心距验算

8、按规定：在地基承载力计算中，基础的作用效应取正常使用极限状态下作用效应标准组合。作用于基底形心处的弯矩：-一UB4)cB4'cfeeB41Mk=G0MZ0-1+qLX0.5X1.925-,i+qM0.7M2.525-1(2厂<2厂<2J.匚仁B4、匚口AH7Ey.Zx1|-EyZx-I2)22)11.43、''1.43、,=158.859父1.541+7.8父0.5父1.925-1+16.25父0.7父2.525<2)22)<1.43I24.001.97-66.1220.291.86=28.835(kNm)2作用于倾斜基底的垂直力：Nk=G0(q

9、L0.5q0.7)EyCos0Exsin0=158.859(7.80.516.250.7)4.001cos11.3166.12sin11.31=195.38(kN)倾斜于基底合力的偏心距为:e0-MkNk16.040.087(m)：183.43B411.46=0.243(m)偏心距验算符合规定。7.地基承载力验算PmaxNkB416e01.B41)183.43X1.460.08716-170.56(kPa)1.46''NkPmin一B41183.43x1.460.0871 -6-80.72(kPa)1.46''基底最大压应力与地基承载力特征值比较:Pmax=17

10、0.56(kPa):二f：=408(kpa)地基承载力验算通过。帽沿骷雌鼾面胸酸仕瓣图式辟隹曾n8 .挡土墙及基础沿基底平面、墙踵处地基水平面的滑动稳定验算按规定:计算挡土墙及地基稳定时，荷载效应应按承载能力极限状态下的作用效应组合。(1)沿基地平面滑动的稳定性验算(图5)不计墙前填土的被动土压力，即Ep=0,计入作用于墙顶的护栏重力。滑动稳定方程应符合：8.1 G。Qi(EyExtan°)N(1.1G。QiEy)taq)-Q1EX0按规定，土压力作用的综合效应增长对挡土墙结构起不利作用时，兀1=1.4,则有：X(158.859+7.8x0.5)+1.4黑(4.00+66.12黑0.

11、2)k0.4+1.1黑(158.859+7.8x0.5)+1.4父4.00】X0.2-1.4x66.12=28.2(kN)>0符合沿基底倾斜平面滑动稳定方程的规定。抗滑动稳定系数：N=G°EyqL0.5=158.8594.007.80.5=166.76(kN)口(NExtan：0)J1(166.7666.120.2)0.4Kn=2.2ExNtan：066.12-166.760.2规定，荷载组合II时，抗滑动稳定系数Kc=1.83>1.3,故本例沿倾斜基底的抗滑动稳定系数，符合规范的规定。(2)沿过墙踵点水平面滑动稳定性验算(见图6)计入倾斜基底与水平滑动面之间的土楔的重力

12、AN,砂性土粘聚力c=0N=1.43M0.29父21/2=4.35(kN)滑动稳定方程应符合：(1.1G。Q1Ey)n-Q1Ex=1.1M(158.859+7.8M0.5)+1.4父4.00卜0.80-1.4父66.12=55.14(KN)0即：计算结果符合滑动稳定方程的规定0抗滑动稳定系数：Kc=2.071.3(158.8597.80.54.004.35)0.866.12符合本细则抗滑动稳定系数的规定GLEEx裕渊脑好面胭献龈耨或®位mm)9 .挡土墙绕墙趾点的倾覆稳定验算不计墙前填土的被动土压力，(1)倾覆稳定方程应符合：0.8GoZo+G(EyZx-ExZy)>0即：0.

13、8父(158.8591.54+7.8父0.5父1.925)+1.4父(4.00父1.9766.12父1.86)=40.576(kNm)0,计算结果符合倾覆稳定方程的规定。(2)抗倾覆稳定系数：规定，荷载组合II时，抗倾覆稳定系数K。之1.50，故本例的抗倾覆稳定系数符合规定。10 .挡土墙身正截面强度和稳定验算取基顶截面为验算截面(1)基顶截面压力计算(图7)a7塞顶新f士匹加t算国丸弹也mn)由墙踵点土压力的计算结果：心=0.16,ho=0.86(m)；基顶截面宽度：Bs=B2=1.20(m)；基顶截面处的计算墙高为：H=5.0(m)。42h020.86按：Ki=1=1=1.34;H51c1

14、C基顶处的士压力为：E=，KaK1H2=1190.161.3452=50.92(kN/m)22单位墙长(1m)上土压力的水平分量：Ex=Ecos(«+6)=50.92Mcos(14.04二+17.5,)=50.83(kN)单位墙长(1m)上土压力的竖直分量:Ey=EMsin(口+6)=50.92sin(14.04二+17.5二)=3.07(kN)H.h0-I33K1土压力水平分量的作用点至基顶截面前缘的力臂长度:5.000.86=1.88(m)331.34土压力竖直分量的作用点至基顶截面前缘的力臂长度:Zx=BSH1tan：=1.201.88tan(14.04)=1.67(m)(2)

15、基顶截面偏心距验算：截面宽度：Bs=B2=1.20(m)取单位墙长(1m),基顶截面以上墙身自重：Ns=G1=136.8(kN)墙身重心至验算截面前缘力臂长度：Zy=(Bs-Htan口)/2=1.2-5父tan(-14.04口)】/2=1.23(m)墙顶防撞护栏重量换算集中力：Nl=qL0.5-7.80.5=3.90(kN)护栏换算集中力至验算截面前缘的力臂长度：ZL=0.25H1tamt=1.50(m)Ng=NsNl=136.83.9=140.7(kN)Nq1=Ey=3.07(kN)按公式计算，查表取综合数应组合系数中ZC=1.0,并按规定，取荷载分项系数Gg=1.2Jq1=1.4,截面形心

16、上的竖向力组合设计值为：Nd='-zc(gNgQ1NQ1)=1.0(1.2127.51.43.07)=157.30(kN)基底截面形心处，墙身自重及护栏重量作用的力矩：BsBsMg=Ns(Zss)Nl(Zls)22=136.8父(1.23-0.6)+3.9"1.5-0.6)=89.69(kNm)基底截面形心处，墙身自重及护栏重量作用的力矩：Me=EyZxExZy=3.07父(1.670.6)50.83黑1.88=-92.28(kNm)I2)'按规定，分别取作用分项系数：g=0.9,Q1=1.4根据规定，取综合效应组合系数中ZC=1.0截面形心上的总力矩组合设计值：Md

17、="zc(gMgq1Me)=0.989.691.4(-92.28)-48.47(kNm)查表得合力偏心距容许限值为：院】=0.25Bs=0.251.2=0.3(m)截面上的轴向力合力偏心距：e0=|凹上|=一48'7=0.29(m)<0.3(m)|Nd|157.30符合偏心距验算要求，应按验算受压构件墙身承载力。(3)截面承载力验算：由前计算结果知，作用于截面形心上的竖向力组合设计值为：Nd=157.30(kN)按表规定，本挡土墙之结构重要性系数为：丫。=1.0查表得长细比修正系数：=1.3由公式计算构件的长细比：:s=2：H/Bs=21.35.0/1.2=10.83按

18、规定：1s=0.002，曳="29_0.24Bs1.2由公式得构件轴向力的偏心距e0和长细比Ps对受压构件承载力的影响系数：1-256包甲k=鼻ML_1+12&)1+otsPs(Ps-3)k+1661IBs；L<Bs；j1-2560.2481=j=】1120.24210.00210.83(10.83-3)1160.2421=0.49A=1.0Bs=1.2(m2),由基本资料知：fed=0.98(Mpa)=980(kN/m2)墙身受压构件抗力效应设计值：kAfed=0.491.2980=576.24(kN)因为¥0Nd=1.0M157.30=157.30(kN)c576.24(kN),符合本细贝U公式(6.3.8-1)的规定，所以截面尺寸满足承载力验算要求。(4)正截面直接受剪验算：按规定，要求：0Vd-Afvd-JNGd计算截面上的剪力组合设计值：Vd=；Q1Ex=1.450.83=71.16(kN)NGd=zc(gNgqiNqi)=1.0(