防浪墙结构计算

坝顶防浪墙结构计算书一、计算条件大坝防浪墙为二级建筑物，基本荷载组合条件下，容许抗滑稳定系数Iki=1.3，抗倾c覆安全系数上0]=1.5，地基应力不均匀系数h]=2.5；特殊荷载组合条件下，容许抗滑稳定系数Ik]=1.1，抗倾覆安全系数[k]=1.2，地基应力不均匀系数lq]=3.0。地基容许c0承载力B]=160Kpa，防浪墙后土的容重丫=m3，内摩擦角®=24，粘结力c=18KPa，混凝土容重Y=25KN/m3。c防浪墙采用悬臂式挡土墙形式，为钢筋混凝土结构，混凝土强度等级采用C25，并选用II级钢筋，结构计算采用以下数据：防浪墙结构系数Y=1.2，混凝土轴心抗压强度设计值f=12.5Mpa，钢筋抗拉强度dc设计值f=310Mpa。y基本断面尺寸如图1所示，防浪墙底板上覆土层厚度为。地上荷载等效为为一长，高的等效土柱。■.■44.-宀^■.■44.-宀^<;诜图1防浪墙断面尺寸二、稳定计算1、基本荷载组合基本荷载组合条件下，作用在防浪墙上的荷载有：防浪墙自重力、墙后主动土压力、踵板上覆土重力，地上荷载、扶推力。各种荷载如图2所示。 A形心(1.D5,2.1)粗W粗W"I2-1.Q.SSS)面欷1.、:；；：「I、" ----._图2防浪墙上作用荷载（基本荷载组合）防浪墙重力：G1円CA二25X1.3二32.5KN作用点位于防浪墙断面形心上，当以0点为坐标原点时，由张东明软件计算求得形心坐标（，）。本次计算采用换算内摩擦角的方法来计算粘性土的主动土压力。也就是将摩擦角的数值增大，把粘聚力的影响考虑在内摩擦角的这一参数中，然后按砂性土的公式计算主动土压力。按堤防设计规范公式计算等效内摩擦角：tg(45 )=:YH2tg2(45—£)-4CHtg2(45—占)+竺2tg(45 )=4xI84xI82「18.6x2.72xtg233—4x18x2.7xtg233+18.6x2.72= =0.57518.6x2.72主动土压力系数：K=tg2（45。一与）=0.331a2墙后土体的总主动土压力（含等效地上荷载）：P=-yH2K=-x18.6x2.72x0.331=22.44KNa2a2总主动土压力作用点位置距防浪墙堤底以上高度：h二H/3二2.7/3二0.9ma踵板上覆土压力：G=yA=18.6x1.74二32.36KN22作用点位于形心上，当以0点为坐标原点时，由张东明软件计算求得形心坐标（，地上荷载等效土条自重：G=yA=18.6x1.8=33.48KN33

当以O点为坐标原点时，作用点坐标为（，）。扶推力： P1=0.75x1二0.75KN，当以0点为坐标原点时，作用点坐标为（,）。水平方向合力：工H=P+P=22.44+0.75=23.19KNa1垂直方向合力：工G=G+G+G=32.75+32.18+33.48=98.41KN123各种荷载及相应的力矩如表1所示。表1作用在防浪墙上的各项荷载及对。点的力矩力竖向力（KN）水平力（KN）力臂（m）力矩（+）（）力矩（一）（）重力主动土压力扶推力上覆土重等效土柱重合力（矩）基本荷载组合条件下，防浪墙的抗滑稳定系数：tgp•工G+cB tg(0.9x23。)x82.37+1.5x17/5 ”J]…K= 0 0 = =1.64>LK」=1.3c 乙H 22.08 c对于粘性土基，上式中，90可取室内饱和固结快剪试验内摩擦角®的倍；c0可取室内饱和固结快剪试验凝聚力c的1/3~1/5。抗倾稳定系数：K=徑=竺抗倾稳定系数：K=徑=竺0乙M22.08=2.7>LK」=1.50偏心距：Qmaxmine=B-|M=必-沁一22.°8=0.9-0.64=0.26m偏心距：Qmaxmin2乙G2 98.41140.83(1土6X0.07)=85.2Kpa或者55.63Kpa22q=1(q +q)=1x(85.2+55.63)=70.42Kpa<\r」=160Kpacp2maxmin2Q 85.2 \」地基应力不均匀系数：耳=—max= =L53<h」=2.5Q 55.63min均满足稳定要求。2、特殊荷载组合特殊荷载组合条件下，作用在防浪墙上的荷载有：防浪墙自重力、墙后地震主动土压力、踵板上覆土重力。各种荷载作用如图3所示。

D主动土压力系数：K=tg2（45。一分）=0.035a2静力条件下主动土压力：P=1YH2K=1x18.6x2.32x0.035=1.72KNa2a2地震作用下的动土压力采用静力条件下的主动土压力数值增减一个百分数计算：P=（1土C.k.tg申）Pd eH a式中：C－地震动土压力系数，与填土坡度及填土的内摩擦角有关，对本工程，查表e取；k－水平地震系数，本工程地震设防烈度为7度，取。H9—静力条件下填土的内摩擦角。P二（1+4.0x0.25x.tg68.7。）x1.72二6.13KNd作用点位置距防浪墙堤底以上高度：h二H/3二2.3/3二0.767m

力竖向力（KN）水平力（KN）力臂（m）力矩（+）（）力矩（一）（）重力43主动土压力上覆土重合力（矩）其余各种荷载同基本组合情况，作用在防浪墙上的各项荷载及对。点的力矩具体见表2力竖向力（KN）水平力（KN）力臂（m）力矩（+）（）力矩（一）（）重力43主动土压力上覆土重合力（矩）其余各种荷载同基本组合情况，作用在防浪墙上的各项荷载及对。点的力矩具体见表2。表2作用在防浪墙上的各项荷载及对。点的力矩特殊荷载组合条件下，防浪墙的抗滑稳定系数：tgp•工G+cB tg（0.9x23。）x102.89+2x17/5 「J]…K= 0 0 = =7.5>lK」=1.1c 乙H6.13抗倾稳定系数：K0=yM+=91.03=19.4>[K]=1.2乙M4.7 0+偏心距：e=B=20-91.03一4.7=1-0.84=0.16m2 yG 2 102.89yQmax=——min—(1土星)二102.89(1土6X0.16)二76.14Kpa或者26.75KpaBB2 2Q=1(Q +Q)=1Xcp2maxmin2(76.14+26.75)=51.45Kpa<[r]=160Kpa76.14 []max=地基应力不均匀系数：耳二一二2.85<hmax=地基应力不均匀系数：耳二一Q26.75min均满足稳定要求。三、结构计算图3立墙上的作用荷载示意图1．立墙的结构设计作用在立墙上的荷载为墙后土压力，扶推力，如图3所示，对A—A截面进行配筋计算,对应墙高为和，内力计算如下：H=1.3m1TOC\o"1-5"\h\zM=1x18.6x(1.3+0.2)2x0.009x15+0.75x1.3=1.07KNma2 3H二2.95m21 3.15M=—x18.6x(2.95+0.2)2x0.009x +0.75x2.95=3.08KNmb2 3对于A—A截面，墙高H二1.0m,M=1.07KN.m，截面宽度取单宽计算，1Ab=1000mm，矩形截面高度h=300mm，取保护层厚度为25mm，则截面有效高度h=275mm，则可求得截面抵抗系数：0Y.M

a=―d AsY.M

a=―d As b.h2f0c=0.00141000x2752x12.5相对受压区计算高度：E=1—、：1—2a=1—\1—2x0.0014=0.0014TOC\o"1-5"\h\z" sf 12.5y=a厶=0.0014x=0.0056%vy=0.15%f 310 minyA=ybh=0.15%x100x27.5=4.13cm2g0对于B—B截面，墙高H=2.95m，M=3.08KN.m，截面宽度取单宽计算，2Bb=1000mm，矩形截面高度h=500mm，取保护层厚度为25mm，则截面有效高度h=475mm，则有：Y.M

a=―d AsY.M

a=―d As b.h2f0c=0.00131000x4752x12.5相对受压区计算高度：E=1—\/1—2a=1—、：1一2x0.0013=0.0013sf 12.5y=a厶=0.0013x=0.0052%vy=0.15%f 310 minyA=ybh=0.15%x100x47.5=7.13cm2g0B—B截面配置016@250，A=8.04cm2，过A—A截面加25d，切断2根剩3根。g

A—A截面配置016@250,A=8.04cm2，过a—a直通墙顶。g表3立墙各截面计算配筋量和实际配筋量截面4-dz■=■丄回高(m)弯矩(m)截面尺寸(cm)4 K.MA= A-0b.h2—0 wa—u=a—w—g计算Ag(cm2)酉己置Ag(cm2)hh0A3026%B%2.踵板的结构设计作用在踵板上的荷载有踵板自重，上覆土重力，地上荷载，如图4所示图4作用在踵板上的荷载踵板固端荷载叠加强度：P1=18.6x(2.95+0.2)+25x0.35=67.34KN踵板末端荷载叠加强度：P2=18.6x(3.1+0.2)+25x0.2=66.38KN踵板固端的弯矩：M=-x66.38x1.52+-x-x(67.34-66.38)x1.52=75.4KN.mTOC\o"1-5"\h\zC2 23踵板长，Mc=75.4KN.m，截面宽度取单宽计算，b二1000mm，矩形截面高度h=350mm，取保护层厚度为25mm，则截面有效高度叫=325mm，则有：出x75・出x75・4x106 =0.0591000x3252x18.0A= A-0 b.h2R0w查表