1.懸臂式擋土墻計(jì)算書

./高速公路樁基及支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)懸臂式擋土墻設(shè)計(jì)計(jì)算1.1工程地質(zhì)資料公路江門段K23+000--K23+110地面標(biāo)高：150.00m；擋墻頂面標(biāo)高：155.00m地層順序：1.種植土含腐殖質(zhì)約0.4m；2.低液限粘土：可-硬塑,厚度大于1.0m；地基容許承載力200-250KPa;3.泥巖全風(fēng)化。呈硬塑狀,厚度大于2.3m,地基容許承載力250KPa.4.硅化灰?guī)r：弱風(fēng)化層,巖質(zhì)較硬,厚度大于3.2m,地基容許承載力800KPa-1200KPa;1.2設(shè)計(jì)資料懸臂式路肩擋土墻墻高6m,頂寬b=0.25m,力壁面坡坡度1:m=1:0.05,基礎(chǔ)埋深h=1m。墻背填土重度γ=18kN/m3,摩擦角φ=30°。地基土摩擦角φD=30°,摩擦系數(shù)f=0.4,容許承載力[]=250KPa活荷載為公路-Ⅱ級(jí),其等代土層厚度h0=0.7m?？够瑒?dòng)和抗傾覆安全系數(shù)Kc≧1.3,K0≧1.5。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)<1>混凝土標(biāo)號(hào)C15,R=15MPa,抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度Ra=8500kPa,彈性模量Eh=2.3×107kPa,抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度Rl=1.05MPa<2>I級(jí)鋼筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度Rg=2.4×105kPa,彈性模量Eg=2.1×108kPa<3>裂縫容許寬度δmax=0.2mm。2.土壓力計(jì)算由朗金公式計(jì)算土壓力〔β=0°得全墻土壓力E及力臂y為3.墻身尺寸計(jì)算3.1底板長(zhǎng)度B假設(shè)底板厚度h3=0.5m,,則當(dāng)γ=18kN/m3,f=0.40時(shí),查表得重度修正系數(shù)μ=1.07得踵板長(zhǎng)度B3為得踵板修正長(zhǎng)度為得趾板長(zhǎng)度為取B1=0.4m地板長(zhǎng)度3.2力壁厚度力壁根部截面〔Hi=H1=5.5m得該截面的剪力Q1為根據(jù)《橋規(guī)》第條,計(jì)算力為<1>按配筋要求確定厚度取配筋率μ=0.7%,有截面有效厚度<2>按斜裂縫限制要求確定厚度截面有效厚度為力壁厚度由配筋率控制,取h0=0.48m,保護(hù)層厚度為0.04m,則力壁厚度為0.48+0.04=0.52m<B2=0.53m,符合假設(shè)。3.3底板厚度作用于擋土墻基底的總反力為底板厚度由踵板控制,并假設(shè)地基反力近似地呈三角形分布〔σ2=0,如右圖所示〔。。。。圖未畫踵板根部截面可得該截面的剪力為〔β=0°,σ2=0時(shí)該截面彎矩為根據(jù)《橋規(guī)》第條,計(jì)算力Q3j,M3j按配筋率要求取配筋率μ=0.7%,查表可得A0=0.178,有<2>按斜裂縫限制要求截面的有效厚度為踵板厚度由配筋率控制,取h0=0.43m,取保護(hù)層厚度為0.04m,則踵板厚度為0.43+0.04=0.47m〔與原假設(shè)的h3=0.5m符合。4.墻體穩(wěn)定性和基底應(yīng)力驗(yàn)算4.1求全墻總豎向力N和抗傾覆力矩My〔如圖所示……..未畫踵板上填土重W及力臂Zw〔對(duì)趾板端部的力臂,以下同墻體自重G及力臂ZG力臂自重WA及力臂ZA夾塊自重WB及力臂ZB趾板自重WC及力臂ZC踵板自重WD及力臂ZD趾板上覆土重Wh及力臂Zh全墻總豎向力及抗傾覆力矩為4.2驗(yàn)算抗滑動(dòng)穩(wěn)定性系數(shù)滿足要求4.3驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定系數(shù)傾覆力矩M0為滿足要求4.4驗(yàn)算偏心距滿足要求4.5驗(yàn)算基底應(yīng)力滿足要求5.墻身配筋或裂縫開展寬度計(jì)算墻身配筋和裂縫開展寬度計(jì)算分別按力壁、趾板和踵板進(jìn)行。為節(jié)省鋼筋,應(yīng)根據(jù)構(gòu)件長(zhǎng)度大小將構(gòu)件劃分為1~3段進(jìn)行計(jì)算,以便確定鋼筋截?cái)帱c(diǎn),本算例擋土墻的分段如下圖說所示〔…..未畫5.1力計(jì)算各計(jì)算截面的剪力Qi和彎矩Mi計(jì)算值列于下表各截面力值構(gòu)件截面Qi<kN>Mi<kN*m>Qij<kN>Mij<kN*m>力壁a-a20.3816.3824.4619.66b-b64.7497.5077.69117c-c113.74229.67136.49275.6趾板d-d40.64.0748.724.88踵板f-f86.2348103.4857.6e-e85.12252.74102.14303.29注：Qij、Mij為按橋規(guī)第條換算的截面計(jì)算力。5.2配筋計(jì)算按《橋規(guī)》,利用有關(guān)公式計(jì)算各截面的配筋情況〔保護(hù)層厚度取0.04m。以力壁截面a-a-為例該截面有效厚度計(jì)算系數(shù)配筋率則所需鋼筋截面面積為同理,可得到其它截面的配筋情況,考慮工地方便施工,配筋選用彎矩最大截面處來配筋。具體分列于表3-2表3-2各截面配筋計(jì)算表構(gòu)件截面Mij〔Kn*mh0<m>A0ξμ〔%Ag<cm2>選用鋼筋力壁a-a19.660.310.0250.0250.092.7916φ16b-b1170.410.0850.0890.3212.9616φ16c-c275.60.4850.1440.1560.5526.7516φ16趾板d-d4.880.460.0030.0030.010.4615φ16踵板f-f57.60.460.0330.0340.125.515φ16e-e303.290.460.1760.1950.6931.715φ163.5.3裂縫開展寬度計(jì)算根據(jù)原《橋規(guī)》第4.2.5條,構(gòu)件最大裂縫寬度〔mm可按下列公式計(jì)算：式中：C1鋼筋表面形狀系數(shù),本文用螺紋鋼筋C1=1.0；C2荷載作用系數(shù),本文所有荷載都當(dāng)作長(zhǎng)期荷載,故C2=1.5；C3構(gòu)件形式系數(shù),本文構(gòu)件為板式受彎構(gòu)件,故C3=1.15；d縱向受拉鋼筋直徑〔mm；μ含筋率；σg受拉鋼筋在使用荷載下的應(yīng)力。同樣,以力壁a-a截面為例。配16φ16鋼筋,此時(shí)Ag=32.2cm2。實(shí)際配筋率為：受拉鋼筋應(yīng)力為：〔滿足要求同理,可得各截面的裂縫寬度計(jì)算值如表3-3表3-3各截面裂縫寬度值構(gòu)件截面Mi〔kN*mh0〔mμ〔%d<mm>σg<kPa>ξfmax<mm>力壁a-a19.660.311.041622638.450.08b-b1170.410.7916101865.440.47c-c275.60.4850.6616202844.091.11趾板d-d4.880.460.66164037.720.02踵板f-f57.60.460.661647658.290.26e-e303.290.460.6616250942.411.39由上表可知,各截面最大裂縫開展寬度均小于0.2mm,滿足要求。3.5.4斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)《橋規(guī)》第4.1.13條,如截面受彎構(gòu)件滿足以下要求時(shí),則不需進(jìn)行斜截面抗剪計(jì)算,且僅按構(gòu)造要求配置鋼筋；式中：Qj按《橋規(guī)》第4.1.13條,計(jì)算的截面最大剪力〔kN；Ri混凝土抗拉強(qiáng)度〔MPa；b截面寬度〔cm,取100cm；h0截面外受彎構(gòu)件的有效厚度〔cm。各截面滿足以上要求的情況如表3-4所示。表3-4各截面滿足抗剪強(qiáng)度情況構(gòu)件截面h0<cm>0.03