悬臂式挡土墙验算全解.docx

1、悬臂式挡土墙验算全解悬臂式挡土墙验算执行标准：公路计算项目： 悬臂式挡土墙 8计算时间： 2015-10-09 11:20:24 星期五-原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 7.000(m) 墙顶宽: 0.250(m) 面坡倾斜坡度: 1: 0.000 背坡倾斜坡度: 1: 0.200 墙趾悬挑长DL: 2.000(m) 墙趾跟部高DH: 0.600(m) 墙趾端部高DH0: 0.600(m) 墙踵悬挑长DL1: 2.000(m) 墙踵跟部高DH1: 0.600(m) 墙踵端部高DH2: 0.600(m) 加腋类型:两边加腋 面坡腋宽YB1: 0.500(m) 面坡腋高YH1: 0.300(m)

2、 背坡腋宽YB2: 0.500(m) 背坡腋高YH2: 0.500(m) 设防滑凸榫 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) 防滑凸榫被动土压力修正系数: 1.000 防滑凸榫容许弯曲拉应力: 0.500(MPa) 防滑凸榫容许剪应力: 0.990(MPa) 钢筋合力点到外皮距离: 50(mm) 墙趾埋深: 3.000(m) 物理参数: 混凝土墙体容重: 25.000(kN/m3) 混凝土强度等级: C30 纵筋级别: HRB400 抗剪腹筋等级: HRB400 裂缝计算钢筋直径: 18(mm) 挡土墙类型: 浸水

3、地区挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 232.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.300 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 20.000(度) 墙后填土浮容重: 9.000(kN/m3) 地基浮力系数: 0.700 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数

4、: 1 折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 10.000 0.000 1 第1个: 定位距离0.000(m) 挂车-80级(验算荷载) 作用于墙上的附加外荷载数: 1 (作用点坐标相对于墙左上角点) 荷载号 X Y P 作用角 (m) (m) (kN) (度) 1 -0.500 -5.167 100.000 270.000 地面横坡角度: 0.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙内侧常年水位标高: -0.500(m) 挡墙外侧常年水位标高: -4.500(m) 浮力矩是否作为倾覆力矩加项: 是 挡墙分段长度: 15.000(m)钢筋混凝土配筋计算依据:混凝

5、土结构设计规范（GB 50010-2002）=第 1 种情况: 一般情况= 组合系数: 1.000 1. 挡土墙结构重力 分项系数 = 1.000 2. 填土重力 分项系数 = 1.000 3. 填土侧压力 分项系数 = 1.000 4. 车辆荷载引起的土侧压力 分项系数 = 1.000 5. 计算水位的浮力 分项系数 = 1.000 6. 计算水位的静水压力 分项系数 = 1.000 7. 附加力 分项系数 = 1.000 = 土压力计算 计算高度为 7.000(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 25.900(度) 挂车-80级(验算荷载) 路基面总宽= 10.000(m), 路

6、肩宽=0.000(m) 安全距离=1.000(m) 单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.400(m), 车与车之间距离=0.600(m) 经计算得，路面上横向可排列此种车辆 3列 布置宽度= 7.079(m) 布置宽度范围内车轮及轮重列表: 第1列车: 中点距 全部 破裂体 轮号 路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN) 01 1.000 0.500 50.000 50.000 02 1.900 0.500 50.000 50.000 03 2.800 0.500 50.000 50.000 04 3.700 0.500 50.000 50.000 05 1.000 0.

7、500 50.000 50.000 06 1.900 0.500 50.000 50.000 07 2.800 0.500 50.000 50.000 08 3.700 0.500 50.000 50.000 09 1.000 0.500 50.000 50.000 10 1.900 0.500 50.000 50.000 11 2.800 0.500 50.000 50.000 12 3.700 0.500 50.000 50.000 13 1.000 0.500 50.000 50.000 14 1.900 0.500 50.000 50.000 15 2.800 0.500 50.000

8、 50.000 16 3.700 0.500 50.000 50.000 第2列车: 中点距 全部 破裂体 轮号 路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN) 01 5.100 0.500 50.000 50.000 02 6.000 0.500 50.000 50.000 03 6.900 0.500 50.000 42.902 04 7.800 0.500 50.000 0.000 05 5.100 0.500 50.000 50.000 06 6.000 0.500 50.000 50.000 07 6.900 0.500 50.000 42.902 08 7.800 0.5

9、00 50.000 0.000 09 5.100 0.500 50.000 50.000 10 6.000 0.500 50.000 50.000 11 6.900 0.500 50.000 42.902 12 7.800 0.500 50.000 0.000 13 5.100 0.500 50.000 50.000 14 6.000 0.500 50.000 50.000 15 6.900 0.500 50.000 42.902 16 7.800 0.500 50.000 0.000 布置宽度B0=7.079(m) 分布长度L0=10.641(m) 荷载值SG=1371.607(kN) 换算

10、土柱高度 h0 = 0.958(m) 按假想墙背计算得到: 第1破裂角： 27.510(度) Ea=225.762 Ex=103.435 Ey=200.673(kN) 作用点高度 Zy=2.815(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在： 第2破裂角=27.490(度) 第1破裂角=27.500(度) Ea=223.941 Ex=103.438 Ey=198.620(kN) 作用点高度 Zy=2.815(m) 墙身截面积 = 10.629(m2) 重量 = 265.725 kN 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点) X分力(kN) Y分力(kN)

11、Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: 31.25 -46.75 -1.27 -6.17 墙背坡侧: -211.25 -175.41 2.42 -4.83 墙 底 面: -0.00 202.54 1.19 -7.00 整个墙踵上的土重 = 60.898(kN) 重心坐标(1.781,-4.161)(相对于墙面坡上角点) 整个墙踵上墙背与第二破裂面之间换算土柱重 = 0.684(kN) 重心坐标(0.269,0.000)(相对于墙面坡上角点) 墙踵悬挑板上的土重 = 24.635(kN) 重心坐标(2.493,-5.319)(相对于墙面坡上角点) 墙趾板上的土重 = 106.650(kN) 相对于趾

12、点力臂=1.236(m)(一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.300 采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下: 基础底面宽度 B = 6.430 (m) 墙身重力的力臂 Zw = 2.914 (m) Ey的力臂 Zx = 4.965 (m) Ex的力臂 Zy = 2.815 (m) 作用于基础底的总竖向力 = 752.071(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1804.617(kN-m) 基础底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn = 2.400(m) 基础底压应力: 墙趾=205.964 凸榫前沿=203.196 墙踵=27.962(kPa) 凸榫前沿被动土压力=417.263(kP

13、a) 凸榫抗弯强度验算: 凸榫抗弯强度验算满足: 弯曲拉应力 = 200.286 = 500.000(kPa) 凸榫抗剪强度验算: 凸榫抗剪强度验算满足: 剪应力 = 166.905 1.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值 = 33.102(kN) 0.0(二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.914 (m) 相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂 Zw1 = 4.267 (m) 相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂 Zw2 = 1.236 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 4.965 (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 2.815 (m)

14、验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 549.857(kN-m) 抗倾覆力矩= 2354.474(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 4.282 1.500 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1570.958(kN-m) 0.0(三) 地基应力及偏心距验算 基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 作用于基础底的总竖向力 = 752.071(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1804.617(kN-m) 基础底面宽度 B = 6.430 (m) 偏心距 e = 0.815(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 2.400(m) 基底压应力: 趾部=205.9

15、64 踵部=27.962(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 205.964 / 27.962 = 7.366 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.815 = 0.167*6.430 = 1.072(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=205.964 = 278.400(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=27.962 = 301.600(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=116.963 = fyk = 400.00 (N/mm*mm) 最大裂缝宽度：鋐max= 0.723 鋐limit = 0.200(mm)！满足允许裂缝宽度的钢筋面积为：As = 2747

16、.717(mm2)，对应的裂缝宽度为：0.200(mm)。 加腋根部 截面高度: H = 0.600(m) 截面剪力: Q = 282.900(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 截面弯矩: M = 389.671(kN-m) 抗弯受拉筋: As = 2066(mm2) 截面弯矩: M(标准值) = 389.671(kN-m) 最大裂缝宽度：鋐max= 0.706 鋐limit = 0.200(mm)！满足允许裂缝宽度的钢筋面积为：As = 4565.694(mm2)，对应的裂缝宽度为：0.200(mm)。(五) 墙踵板强度计算标准值: 作用于基础底的总竖向力 = 752.071(kN

17、) 作用于墙趾下点的总弯矩=1804.617(kN-m) 基础底面宽度 B = 6.430 (m) 偏心距 e = 0.815(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 2.400(m) 基础底压应力: 趾点=205.964 踵点=27.962(kPa)设计值: 作用于基础底的总竖向力 = 752.071(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1804.617(kN-m) 基础底面宽度 B = 6.430 (m) 偏心距 e = 0.815(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 2.400(m) 基础底压应力: 趾点=205.964 踵点=27.962(kPa) 踵板根部 截面高

18、度: H = 0.600(m) 截面剪力: Q = 121.120(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 截面弯矩: M = 153.278(kN-m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.13% 鋐limit = 0.200(mm)！满足允许裂缝宽度的钢筋面积为：As = 1630.000(mm2)，对应的裂缝宽度为：0.199(mm)。 加腋根部 截面高度: H = 0.600(m) 截面剪力: Q = 141.167(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 截面弯矩: M = 204.963(kN-m) 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.18% 鋐limit = 0.200(

19、mm)！满足允许裂缝宽度的钢筋面积为：As = 2180.000(mm2)，对应的裂缝宽度为：0.199(mm)。(六) 立墙截面强度验算 距离墙顶 1.600(m)处 截面宽度 B = 0.570(m) 截面剪力 Q = 18.896(kN) 截面弯矩 M = 11.448(kN-m) 截面弯矩 M(标准值) = 11.448(kN-m) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.01% Us_min=0.20% 抗弯受拉筋: As = 1140(mm2) 转换为斜钢筋: As/cos= 1163(mm2) 最大裂缝宽度为: 0.010 (mm)。 距离墙顶 3

20、.200(m)处 截面宽度 B = 0.890(m) 截面剪力 Q = 68.723(kN) 截面弯矩 M = 77.297(kN-m) 截面弯矩 M(标准值) = 77.297(kN-m) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.03% Us_min=0.20% 抗弯受拉筋: As = 1780(mm2) 转换为斜钢筋: As/cos= 1815(mm2) 最大裂缝宽度为: 0.027 (mm)。 距离墙顶 4.800(m)处 截面宽度 B = 1.210(m) 截面剪力 Q = 149.945(kN) 截面弯矩 M = 248.301(kN-m) 截面弯矩

21、M(标准值) = 248.301(kN-m) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.05% Us_min=0.20% 抗弯受拉筋: As = 2420(mm2) 转换为斜钢筋: As/cos= 2468(mm2) 最大裂缝宽度为: 0.046 (mm)。 距离墙顶 6.400(m)处 截面宽度 B = 1.530(m) 截面剪力 Q = 245.860(kN) 截面弯矩 M = 690.613(kN-m) 截面弯矩 M(标准值) = 690.613(kN-m) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.09% 1.300 滑动稳定

22、方程验算最不利为：组合1(一般情况) 滑动稳定方程满足: 方程值 = 33.102(kN) 0.0(二) 倾覆验算 安全系数最不利为：组合1(一般情况) 抗倾覆力矩 = 2354.474(kN-M),倾覆力矩 = 549.857(kN-m)。 倾覆验算满足: K0 = 4.282 1.500 滑动稳定方程验算最不利为：组合1(一般情况) 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1570.958(kN-m) 0.0(三) 地基验算 作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(一般情况) 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.815 = 0.167*6.430 = 1.072(m) 墙趾处地基承载力验

23、算最不利为：组合1(一般情况) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=205.964 = 278.400(kPa) 墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=27.962 = 301.600(kPa) 地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况) 地基平均承载力验算满足: 压应力=116.963 = 232.000(kPa)(四) 墙趾板强度计算 趾板根部 截面高度: H = 0.600(m) 截面剪力最不利结果：组合1(一般情况) 截面剪力: Q = 240.162(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 配筋面积最大值结果：组合1(一般情况)

24、 截面弯矩: M = 258.617(kN-m) 配筋面积: As = 2748(mm2) 裂缝已控制在允许宽度以内,以上配 筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。 加腋根部 截面高度: H = 0.600(m) 截面剪力最不利结果：组合1(一般情况) 截面剪力: Q = 282.900(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 配筋面积最大值结果：组合1(一般情况) 截面弯矩: M = 389.671(kN-m) 配筋面积: As = 4566(mm2) 裂缝已控制在允许宽度以内,以上配 筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。(五) 墙踵板强度计算 踵板根部 截面高度: H = 0.600

25、(m) 截面剪力最不利结果：组合1(一般情况) 截面剪力: Q = 121.120(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 配筋面积最大值结果：组合1(一般情况) 截面弯矩: M = 153.278(kN-m) 配筋面积: As = 1630(mm2) 裂缝已控制在允许宽度以内,以上配 筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。 加腋根部 截面高度: H = 0.600(m) 截面剪力最不利结果：组合1(一般情况) 截面剪力: Q = 141.167(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 配筋面积最大值结果：组合1(一般情况) 截面弯矩: M = 204.963(kN-m) 配筋面积:

26、As = 2180(mm2) 裂缝已控制在允许宽度以内,以上配 筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。(六) 立墙截面强度验算 距离墙顶 1.600(m)处 截面宽度 B = 0.570(m) 截面剪力最不利结果：组合1(一般情况) 截面剪力: Q = 18.896(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 配筋面积最大值结果：组合1(一般情况) 截面弯矩: M = 11.448(kN-m) 配筋面积: As = 1163(mm2) 裂缝已控制在允许宽度以内,以上配 筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。 距离墙顶 3.200(m)处 截面宽度 B = 0.890(m) 截面剪力最不利结果：组合1(一般情况) 截面剪力: Q = 68.723(kN) 截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋 配筋面积最大值结果：组