懸臂式擋土墻驗算全解

1、懸臂式擋土墻驗算執(zhí)行標準：公路計算項目：懸臂式擋土墻8計算時間： 2015-10-09 11:20:24 星期五原始條件墻身尺寸：墻身高:7.000(m)墻頂寬：0.250(m)面坡傾斜坡度:1: 0.000背坡傾斜坡度:1: 0.200墻趾懸挑長DL: 2.000(m)墻趾跟部高DH: 0.600(m)墻趾端部高DH0: 0.600(m)墻踵懸挑長DL1: 2.000(m)墻踵跟部高DH1: 0.600(m)墻踵端部高DH2: 0.600(m)加腋類型：兩邊加腋面坡腋寬YB1: 0.500(m)面坡腋高YH1: 0.300(m)背坡腋寬YB2: 0.500(m)背坡腋高YH2: 0.500(

2、m)設(shè)防滑凸榫防滑凸榫尺寸BT1: 1:0.100(m)防滑凸榫尺寸BT: 1.500(m)防滑凸榫尺寸HT: 0.600(m)防滑凸榫被動土壓力修正系數(shù) ：1.000 防滑凸榫容許彎曲拉應(yīng)力 ：0.500(MPa) 防滑凸榫容許剪應(yīng)力：0.990(MPa)鋼筋合力點到外皮距離：50(mm)墻趾埋深：3.000(m)物理參數(shù)：混凝土墻體容重：25.000(kN/m3)混凝土強度等級：C30縱筋級別：HRB400抗剪腹筋等級：HRB400裂縫計算鋼筋直徑 : 18(mm)擋土墻類型 : 浸水地區(qū)擋土墻 墻后填土內(nèi)摩擦角 : 35.000( 度) 墻后填土粘聚力 : 0.000(kPa) 墻后填土

3、容重 : 19.000(kN/m3) 墻背與墻后填土摩擦角 : 17.500( 度) 地基土容重 : 18.000(kN/m3) 修正后地基土容許承載力 : 232.000(kPa) 地基土容許承載力提高系數(shù) : 墻趾值提高系數(shù) : 1.200 墻踵值提高系數(shù) : 1.300 平均值提高系數(shù) : 1.000 墻底摩擦系數(shù) : 0.300 地基土類型 : 土質(zhì)地基 地基土內(nèi)摩擦角 : 20.000( 度 ) 墻后填土浮容重 : 9.000(kN/m3) 地基浮力系數(shù) : 0.700 土壓力計算方法 : 庫侖坡線土柱 : 坡面線段數(shù) : 1 折線序號 水平投影長 (m) 豎向投影長 (m) 換算土

4、柱數(shù) 1 10.000 0.000 1第1個: 定位距離 0.000(m) 掛車 -80 級(驗算荷載 ) 作用于墻上的附加外荷載數(shù) : 1 ( 作用點坐標相對于墻左上角點 ) 荷載號 X Y P 作用角(m) (m) (kN) (度 )1 -0.500 -5.167 100.000 270.000地面橫坡角度 : 0.000( 度 ) 墻頂標高 : 0.000(m) 擋墻內(nèi)側(cè)常年水位標高 : -0.500(m) 擋墻外側(cè)常年水位標高 : -4.500(m) 浮力矩是否作為傾覆力矩加項 : 是 擋墻分段長度 : 15.000(m)鋼筋混凝土配筋計算依據(jù) : 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范( GB 5001

5、0-2002 )第 1 種情況 : 一般情況組合系數(shù) : 1.0001.擋土墻結(jié)構(gòu)重力 分項系數(shù) = 1.000V2.填土重力分項系數(shù)=1.000 V3.填土側(cè)壓力分項系數(shù)=1.000 V4.車輛荷載引起的土側(cè)壓力分項系數(shù)= 1.0005.計算水位的浮力 分項系數(shù) = 1.000V6.計算水位的靜水壓力分項系數(shù) = 1.000 V7.附加力 分項系數(shù) = 1.000 V 土壓力計算 計算高度為 7.000(m) 處的庫侖主動土壓力 無荷載時的破裂角 = 25.900( 度)掛車 -80級( 驗算荷載 ) 路基面總寬 = 10.000(m), 路肩寬 =0.000(m) 安全距離 =1.000(

6、m) 單車車輛外側(cè)車輪中心到車輛邊緣距離 = 0.400(m), 車與車之間距離 =0.600(m) 經(jīng)計算得，路面上橫向可排列此種車輛 3 列 布置寬度 = 7.079(m) 布置寬度范圍內(nèi)車輪及輪重列表 :第 1列車 :中點距 全部 破裂體輪號 路邊距離 (m) 輪寬 (m) 輪壓 (kN) 上輪壓 (kN)011.0000.50050.00050.000021.9000.50050.00050.000032.8000.50050.00050.000043.7000.50050.00050.000051.0000.50050.00050.000061.9000.50050.00050.00

7、0072.8000.50050.00050.000083.7000.50050.00050.000091.0000.50050.00050.000101.9000.50050.00050.000112.8000.50050.00050.000123.7000.50050.00050.000131.0000.50050.00050.000141.9000.50050.00050.000152.8000.50050.00050.000163.700第2列車0.50050.00050.000中點距 全部 破裂體輪號 路邊距離 (m) 輪寬 (m) 輪壓 (kN) 上輪壓 (kN)015.1000.5

8、0050.00050.000026.0000.50050.00050.000036.9000.50050.00042.902047.8000.50050.0000.000055.1000.50050.00050.000066.0000.50050.00050.000076.9000.50050.00042.902087.8000.50050.0000.000095.1000.50050.00050.000106.0000.50050.00050.000116.9000.50050.00042.902127.8000.50050.0000.000135.1000.50050.00050.0001

9、46.0000.50050.00050.000156.9000.50050.00042.902167.8000.50050.0000.000布置寬度 B0=7.079(m) 分布長度 L0=10.641(m) 荷載值 SG=1371.607(kN) 換算土柱高度 h0 = 0.958(m)按假想墻背計算得到 :第 1破裂角： 27.510( 度)Ea=225.762 Ex=103.435 Ey=200.673(kN) 作用點高度 Zy=2.815(m) 因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面存在：第2破裂角 =27.490( 度) 第1破裂角 =27.500( 度 )Ea

10、=223.941 Ex=103.438 Ey=198.620(kN) 作用點高度 Zy=2.815(m)墻身截面積 = 10.629(m2)重量 = 265.725 kN地下水作用力及合力作用點坐標( 相對于墻面坡上角點 分力 (kN) Xc(m)Yc(m)X分力 (kN) Y墻面坡側(cè) :31.25-46.75-1.27 -6.17墻背坡側(cè) :-211.25 -175.412.42-4.83墻 底 面:-0.00 202.541.19-7.00整個墻踵上的土重 = 60.898(kN)重心坐標 (1.781,-4.161)( 相對于墻面坡上角點 )相對于整個墻踵上墻背與第二破裂面之間換算土柱重

11、 = 0.684(kN) 重心坐標 (0.269,0.000)( 墻面坡上角點 )墻踵懸挑板上的土重 = 24.635(kN) 重心坐標 (2.493,-5.319)( 相對于墻面坡上角點 ) 墻趾板上的土重 = 106.650(kN) 相對于趾點力臂 =1.236(m)( 一 ) 滑動穩(wěn)定性驗算 基底摩擦系數(shù) = 0.300 采用防滑凸榫增強抗滑動穩(wěn)定性 , 計算過程如下 : 基礎(chǔ)底面寬度 B = 6.430 (m) 墻身重力的力臂 Zw = 2.914 (m)Ey 的力臂 Zx = 4.965 (m)Ex 的力臂 Zy = 2.815 (m) 作用于基礎(chǔ)底的總豎向力 = 752.071(k

12、N) 作用于墻趾下點的總彎矩 =1804.617(kN-m) 基礎(chǔ)底面合力作用點距離墻趾點的距離Zn = 2.400(m)基礎(chǔ)底壓應(yīng)力 : 墻趾=205.964 凸榫前沿 =203.196 墻踵 =27.962(kPa) 凸榫前沿被動土壓力 =417.263(kPa)凸榫抗彎強度驗算 :凸榫抗彎強度驗算滿足 : 彎曲拉應(yīng)力 = 200.286 = 500.000(kPa)凸榫抗剪強度驗算凸榫抗剪強度驗算滿足 : 剪應(yīng)力 = 166.905 1.300滑動穩(wěn)定方程驗算：滑動穩(wěn)定方程滿足 : 方程值 = 33.102(kN) 0.0( 二 ) 傾覆穩(wěn)定性驗算 相對于墻趾點，墻身重力的力臂 Zw =

13、 2.914 (m) 相對于墻趾點，墻踵上土重的力臂Zw1 = 4.267 (m)相對于墻趾點，墻趾上土重的力臂Zw2 = 1.236 (m)相對于墻趾點，Ey的力臂Zx = 4.965 (m) 相對于墻趾點，Ex的力臂Zy = 2.815 (m) 驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩 = 549.857(kN-m) 抗傾覆力矩 = 2354.474(kN-m)傾覆驗算滿足 : K0 = 4.282 1.500傾覆穩(wěn)定方程驗算：傾覆穩(wěn)定方程滿足 : 方程值 = 1570.958(kN-m) 0.0( 三 ) 地基應(yīng)力及偏心距驗算 基礎(chǔ)為天然地基，驗算墻底偏心距及壓應(yīng)力作用于基礎(chǔ)底的總豎向力 =

14、 752.071(kN) 作用于墻趾下點的總彎矩 =1804.617(kN-m) 基礎(chǔ)底面寬度 B = 6.430 (m) 偏心距 e = 0.815(m) 基礎(chǔ)底面合力作用點距離基礎(chǔ)趾點的距離Zn = 2.400(m)基底壓應(yīng)力 : 趾部=205.964 踵部 =27.962(kPa)最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之比 = 205.964 / 27.962 = 7.366作用于基底的合力偏心距驗算滿足 : e=0.815 = 0.167*6.430 = 1.072(m)墻趾處地基承載力驗算滿足 : 壓應(yīng)力 =205.964 = 278.400(kPa)墻踵處地基承載力驗算滿足 : 壓應(yīng)力 =27.962

15、 = 301.600(kPa)地基平均承載力驗算滿足 : 壓應(yīng)力 =116.963 = fyk = 400.00 (N/mm*mm)最大裂縫寬度：鋐 max= 0.723 鋐limit = 0.200(mm)!滿足允許裂縫寬度的鋼筋面積為:As = 2747.717(mm2) ，對應(yīng)的裂縫寬度為： 0.200(mm) 。 加腋根部 截面高度 :H = 0.600(m)截面剪力 :Q = 282.900(kN)截面抗剪驗算滿足，不需要配抗剪腹筋 截面彎矩 : M = 389.671(kN-m) 抗彎受拉筋 : As = 2066(mm2) 截面彎矩 : M( 標準值 ) = 389.671(kN

16、-m)最大裂縫寬度：鋐 max= 0.706 鋐limit = 0.200(mm)!滿足允許裂縫寬度的鋼筋面積為:As = 4565.694(mm2) ，對應(yīng)的裂縫寬度為： 0.200(mm) 。( 五 ) 墻踵板強度計算標準值 : 作用于基礎(chǔ)底的總豎向力 = 752.071(kN) 作用于墻趾下點的總彎矩 =1804.617(kN-m) 基礎(chǔ)底面寬度 B = 6.430 (m) 偏心距 e = 0.815(m) 基礎(chǔ)底面合力作用點距離趾點的距離 Zn = 2.400(m) 基礎(chǔ)底壓應(yīng)力 : 趾點=205.964 踵點 =27.962(kPa)設(shè)計值 : 作用于基礎(chǔ)底的總豎向力 = 752.0

17、71(kN) 作用于墻趾下點的總彎矩 =1804.617(kN-m) 基礎(chǔ)底面寬度 B = 6.430 (m) 偏心距 e = 0.815(m) 基礎(chǔ)底面合力作用點距離趾點的距離 Zn = 2.400(m) 基礎(chǔ)底壓應(yīng)力 : 趾點=205.964 踵點 =27.962(kPa) 踵板根部 截面高度 :H = 0.600(m)截面剪力 :Q = 121.120(kN)截面抗剪驗算滿足，不需要配抗剪腹筋 截面彎矩 : M = 153.278(kN-m)抗彎拉筋構(gòu)造配筋 : 配筋率 Us=0.13% 鋐limit = 0.200(mm)!滿足允許裂縫寬度的鋼筋面積為:As = 1630.000(mm

18、2) ，對應(yīng)的裂縫寬度為： 0.199(mm) 。 加腋根部 截面高度 :H = 0.600(m)截面剪力 :Q = 141.167(kN)截面抗剪驗算滿足，不需要配抗剪腹筋 截面彎矩 : M = 204.963(kN-m) 抗彎拉筋構(gòu)造配筋 : 配筋率 Us=0.18% 鋐limit = 0.200(mm)!滿足允許裂縫寬度的鋼筋面積為:As = 2180.000(mm2) ，對應(yīng)的裂縫寬度為： 0.199(mm) 。( 六 ) 立墻截面強度驗算 距離墻頂 1.600(m) 處 截面寬度 B = 0.570(m) 截面剪力 Q = 18.896(kN) 截面彎矩 M = 11.448(kN-

19、m) 截面彎矩 M( 標準值 ) = 11.448(kN-m) 截面抗剪驗算滿足，不需要配抗剪腹筋抗彎拉筋構(gòu)造配筋 : 配筋率 Us=0.01% Us_min=0.20% 抗彎受拉筋 :As =1140(mm2)轉(zhuǎn)換為斜鋼筋 : As/cos = 1163(mm2)最大裂縫寬度為 : 0.010 (mm) 。 距離墻頂 3.200(m) 處截面寬度 B = 0.890(m) 截面剪力 Q = 68.723(kN) 截面彎矩 M = 77.297(kN-m)截面彎矩 M( 標準值 ) = 77.297(kN-m) 截面抗剪驗算滿足，不需要配抗剪腹筋抗彎拉筋構(gòu)造配筋 : 配筋率 Us=0.03%

20、Us_min=0.20% 抗彎受拉筋 : As = 1780(mm2) 轉(zhuǎn)換為斜鋼筋 : As/cos = 1815(mm2) 最大裂縫寬度為 : 0.027 (mm) 。 距離墻頂 4.800(m) 處 截面寬度 B = 1.210(m) 截面剪力 Q = 149.945(kN) 截面彎矩 M = 248.301(kN-m) 截面彎矩 M( 標準值 ) = 248.301(kN-m) 截面抗剪驗算滿足，不需要配抗剪腹筋抗彎拉筋構(gòu)造配筋 : 配筋率 Us=0.05% Us_min=0.20% 抗彎受拉筋 : As = 2420(mm2) 轉(zhuǎn)換為斜鋼筋 : As/cos = 2468(mm2)

21、最大裂縫寬度為 : 0.046 (mm) 。 距離墻頂 6.400(m) 處 截面寬度 B = 1.530(m) 截面剪力 Q = 245.860(kN) 截面彎矩 M = 690.613(kN-m) 截面彎矩 M( 標準值 ) = 690.613(kN-m) 截面抗剪驗算滿足，不需要配抗剪腹筋抗彎拉筋構(gòu)造配筋 : 配筋率 Us=0.09% 1.300滑動穩(wěn)定方程驗算最不利為：組合 1( 一般情況 ) 滑動穩(wěn)定方程滿足 : 方程值 = 33.102(kN) 0.0( 二 ) 傾覆驗算安全系數(shù)最不利為：組合 1( 一般情況 )抗傾覆力矩 = 2354.474(kN-M), 傾覆力矩 = 549.

22、857(kN-m) 傾覆驗算滿足 : K0 = 4.282 1.500滑動穩(wěn)定方程驗算最不利為：組合 1( 一般情況 ) 傾覆穩(wěn)定方程滿足 : 方程值 = 1570.958(kN-m) 0.0( 三 ) 地基驗算作用于基底的合力偏心距驗算最不利為：組合 1( 一般情況 )作用于基底的合力偏心距驗算滿足 : e=0.815 = 0.167*6.430 = 1.072(m)墻趾處地基承載力驗算最不利為：組合 1( 一般情況 ) 墻趾處地基承載力驗算滿足 : 壓應(yīng)力 =205.964 = 278.400(kPa)墻踵處地基承載力驗算最不利為：組合 1( 一般情況 )墻踵處地基承載力驗算滿足 : 壓應(yīng)

23、力 =27.962 = 301.600(kPa)地基平均承載力驗算最不利為：組合 1( 一般情況 )地基平均承載力驗算滿足 : 壓應(yīng)力 =116.963 = 232.000(kPa)( 四 ) 墻趾板強度計算 趾板根部 截面高度 : H = 0.600(m) 截面剪力最不利結(jié)果：組合 1( 一般情況 ) 截面剪力 : Q = 240.162(kN) 截面抗剪驗算滿足，不需要配抗剪腹筋 配筋面積最大值結(jié)果：組合 1( 一般情況 ) 截面彎矩 : M = 258.617(kN-m) 配筋面積 : As = 2748(mm2) 裂縫已控制在允許寬度以內(nèi) , 以上配 筋面積為滿足控制裂縫控制條件后的面

24、積。 加腋根部 截面高度 : H = 0.600(m) 截面剪力最不利結(jié)果：組合 1( 一般情況 ) 截面剪力 : Q = 282.900(kN) 截面抗剪驗算滿足，不需要配抗剪腹筋 配筋面積最大值結(jié)果：組合 1( 一般情況 ) 截面彎矩 : M = 389.671(kN-m) 配筋面積 : As = 4566(mm2) 裂縫已控制在允許寬度以內(nèi) , 以上配 筋面積為滿足控制裂縫控制條件后的面積。( 五 ) 墻踵板強度計算 踵板根部 截面高度 : H = 0.600(m) 截面剪力最不利結(jié)果：組合 1( 一般情況 )截面剪力 : Q = 121.120(kN) 截面抗剪驗算滿足，不需要配抗剪腹

25、筋 配筋面積最大值結(jié)果：組合 1( 一般情況 ) 截面彎矩 : M = 153.278(kN-m) 配筋面積 : As = 1630(mm2) 裂縫已控制在允許寬度以內(nèi) , 以上配 筋面積為滿足控制裂縫控制條件后的面積。 加腋根部 截面高度 : H = 0.600(m) 截面剪力最不利結(jié)果：組合 1( 一般情況 ) 截面剪力 : Q = 141.167(kN) 截面抗剪驗算滿足，不需要配抗剪腹筋 配筋面積最大值結(jié)果：組合 1( 一般情況 ) 截面彎矩 : M = 204.963(kN-m) 配筋面積 : As = 2180(mm2) 裂縫已控制在允許寬度以內(nèi) , 以上配 筋面積為滿足控制裂縫控制條件后的