精品衡重式挡土墙计算书.docx

1、精品衡重式挡土墙计算书衡重式挡土墙计算书项目名称_日期_设计者_校对者_一、示意图：二、基本资料: 1依据规范及参考书目: 水工挡土墙设计规范(SL3792007），以下简称规范 水工建筑物荷载设计规范（DL50771997) 水工挡土墙设计（中国水利水电出版社） 2断面尺寸参数： 墙顶宽度B1=0.60m, 前趾宽度B2=0。40m， 衡重台宽度B3=2。90m 墙身高度H=4.70m， 上墙高度H1=3.60m, 墙趾高H2=0.70m 上墙背坡比=1：0.300，下墙背坡比=1：0。750,墙面坡比=1:0.250 挡土墙底板前趾高程0.00 m,底板底部坡比0.000：1 墙前填土顶面

2、高程前地4。00 m，墙前淤沙顶面高程沙3。00 m 3设计参数: 挡土墙的建筑物级别为4级. 抗震类型：非抗震区挡土墙。 水上回填土内摩擦角32.00度， 水下回填土内摩擦角32.00度 墙背与填土摩擦角17.50度 回填土凝聚力C15.00kN/m2 采用等代内摩擦角法计算粘性填土土压力。 地基土质为：松软 墙底与地基间摩擦系数f0.30 4回填土坡面参数： 回填土表面折线段数为：0段 折线起点距墙顶高差0。00 m 填土面与水平面夹角0.00度 原地面线水平角30。00度，原地面与填土摩擦角r18.00度 5材料参数： 回填土湿容重s18.00kN/m3，回填土浮容重f10。00kN/m

3、3 墙身材料容重q24。00kN/m3 墙身材料容许压应力Ra500.00kPa，墙身材料容许剪应力Rj110.00kPa 墙身材料容许拉应力Rl150。00kPa，地基允许承载力o350。00kPa 6荷载计算参数： 冰层厚度Tb0。00 m， 静冰压力系数0.000 计算浪压力时采用的位置类型：内陆峡谷水库 风区长度D0。000 m，墙前河(库)底坡度i1：100.00 重现期为50年的年最大风速vo24.000 m/s 多年平均的最大风速vo30。000 m/s 冻胀墙体变形系数mo0。700，冻胀量hd30。00 mm 地震动态分布系数为梯形分布，最大值m2.00 7附加荷载：编号类型

4、荷载值（kN）距墙顶右侧水平距（m）线载长(m)1集中3.000.002。00三、计算参数: 1荷载组合:组合名称类型扬压淤沙浪压冰压冻胀地震正常挡水位基本设计洪水位基本施工情况特殊校核洪水位特殊 2荷载组合下水位及附加荷载信息:组合名称墙前水位墙后水位附加荷载附载编号墙前水深正常挡水位5。4001。5004。300设计洪水位5.0002.0004。800施工情况0。0000。0000.000校核洪水位8。0002。4005。600 3计算公式： 程序采用库伦主动土压力公式计算土压力，计算公式如下： E0.5H2Ka ExEcos(） EyEsin（) Kacos2（）/cos2/cos()

5、/1+sin()sin(）/cos（)/cos（）0.52（规范式A.0。12) 式中： E为作用于墙背的主动土压力，作用点为距墙底1/3高处， 方向与水平面成（)夹角 Ka为主动土压力系数 为墙背与铅直面的夹角，36.87度 当墙后填土为黏性土，粘聚力C=15。00kN时： 采用等值内摩擦角法计算主动土压力. 等值内摩擦角D计算公式如下： tan（45D/2）H2tan2(45/2）-4HCtan（45/2)+4C2/H21/2四、第1种荷载组合：正常挡水位 1总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算: 程序算得上墙主动土压力系数Ka0。008 程序算得下墙水上的主动土压力系数Ka0。000

6、程序算得下墙水下的主动土压力系数Ka0。000 单位:水平力、竖向力为kN；力臂为m;弯矩为kNm。力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0。976。606.42上墙垂直土压力0。005.73墙上土重222.915.321186.09竖直外荷载Fy16.004。0824.45下墙水平土压力0。000.00下墙垂直土压力0。000.00墙身自重677。873。032055.27墙前土压力-80.001。33106.67墙前土重26.810.4411.83墙后水压力11。250.505.63墙后水重8.443。3828.52墙前水压力11。250.505.63墙前水重4。000.251.01

7、扬压力-103。671。22126。4279。03825。493390.94-166。99 所有垂直荷载之和G825.49kN 所有水平荷载之和H79.03kN 所有对墙前趾的稳定力矩之和MV3390.94kNm 所有对墙前趾的倾覆力矩之和MH166。99kNm 所有对墙前趾的力矩之和M3223。95kNm 所有对墙底板形心的力矩之和Mo1983.65kNm 2抗滑稳定验算： 抗滑稳定安全系数计算公式为： KcfG/H（规范式6。3.5-1） 从规范中表3。2.7查得，抗滑稳定安全系数Kc1。20 Kc0。300825.489/79。0273。13 Kc3.13Kc1。20,故抗滑稳定安全系数

8、满足要求 3抗倾覆稳定验算: 从规范中表3。2.12、3。2。13条查得，抗倾覆稳定安全系数Ko1.40 抗倾覆稳定安全系数计算公式为: KoMV/MH Ko3390。937/166。98820.31 Ko20。31Ko1.40，故抗倾覆稳定安全系数满足要求 4地基承载力验算： 地基承载力按规范中第6。3。1、6.3。2条进行校核. 按照规范式6。3.3，基底应力计算公式为： PmaxG/AM/W PminG/AM/W 挡土墙底板面积A3.00 m2，底板截面抵抗矩W1.51 m3 Pmax825。49/3.001983.65/1。511592.74kPa Pmin825.49/3。00198

9、3.65/1。51-1043。33kPa Pmax1592.741.2o420。00 故地基承载力不满足要求！ (PminPmax）/2274。70o350.00，满足要求 5前趾根部截面应力验算：前趾根部截面高度h=0。70 m。作用在根部截面的弯矩M110。74kNm，剪力Q548.76kN截面的弯曲应力wM/W110.74/0。081355。96kPa截面的剪应力jQ/h548。76/0。70783.94kPa a、截面拉应力验算： w1355。96l=150。00kPa。 故截面拉应力验算不满足要求！ b、截面剪应力验算： j783。94j=110.00kPa。 故截面剪应力验算不满足

10、要求！ 6距挡土墙底部高度Hs=0。70m水平截面应力验算： 总水平力、总竖向力及各力对截面形心的力矩计算： 单位：水平力、竖向力为kN;力臂为m；弯矩为kNm.力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0。975。90-5.74上墙垂直土压力0.003。76墙上土重222。913。36748.06竖直外荷载Fy16.002.1112。66下墙水平土压力0。000。70下墙垂直土压力0.001.97墙身自重622。981。19741。24墙前土压力54。451.1059。89墙前土重13.61-1。2917。56墙后水压力3。200。27-0.85墙后水重2.401.774。24墙前水压力3

11、.200。270.85墙前水重0。801。501。20-53。48863.901562.71-29。59 截面以上所有垂直荷载之和G863.90kN 截面以上所有水平荷载之和H-53.48kN 对截面面坡侧点的力矩之和M1533。12kNm 按照规范式C.1。2-2，截面应力计算公式为： maxG/AoM/W minG/AoM/W 截面剪应力H/Ao(规范式C。1。2-3） 计算截面积Ao3.13 m2,计算截面抵抗矩W1。63 m3 max1214。95kPa，min662。93kPa，j-17。09kPa a、截面拉应力验算： |min|662.93l=150。00kPa。 故截面拉应力验

12、算不满足要求！ b、截面压应力验算： max1214.95y=500。00kPa. 故截面压应力验算不满足要求! c、截面剪应力验算: j17.09j=110。00kPa，满足要求。 7距挡土墙底部高度Hs=5。40m水平截面应力验算：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.971.20-1.17上墙垂直土压力0.290.930.27墙上土重34。990。9332.54竖直外荷载Fy13。241。213。92墙身自重137。38-0。04-4.900.97175。9036。73-6。07 截面以上所有垂直荷载之和G175。90kN 截面以上所有水平荷载之和H0。97kN 对截面面坡侧点

13、的力矩之和M30。67kNm 按照规范式C。1.22，截面应力计算公式为： maxG/AoM/W minG/AoM/W 截面剪应力H/Ao（规范式C.1。23) 计算截面积Ao2。58 m2，计算截面抵抗矩W1。11 m3 max95.82kPa，min40.53kPa，j0.38kPa a、截面拉应力验算： min40。530，没有出现拉应力，满足要求。 b、截面压应力验算： max95.82y=500。00kPa,满足要求。 c、截面剪应力验算: j0。38j=110。00kPa,满足要求。五、第2种荷载组合:设计洪水位 1总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算： 程序算得上墙主动土压力系

14、数Ka0。008 程序算得下墙水上的主动土压力系数Ka0.000 程序算得下墙水下的主动土压力系数Ka0。000 单位：水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kNm。力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0。976。60-6.42上墙垂直土压力0.005.73墙上土重222。915.321186.09竖直外荷载Fy16.004。0824.45下墙水平土压力0。000。00下墙垂直土压力0。000.00墙身自重677。873。032055。27墙前土压力-80.001.33106.67墙前土重26.810。4411.83墙后水压力20。000.67-13.33墙后水重-15。003.515

15、2.57墙前水压力-20.000。6713.33墙前水重7.310.292。11扬压力-105.171.29135。45-79。03820。743399。75207。78 所有垂直荷载之和G820.74kN 所有水平荷载之和H-79.03kN 所有对墙前趾的稳定力矩之和MV3399。75kNm 所有对墙前趾的倾覆力矩之和MH207.78kNm 所有对墙前趾的力矩之和M3191.96kNm 所有对墙底板形心的力矩之和Mo1958.81kNm 2抗滑稳定验算： 抗滑稳定安全系数计算公式为： KcfG/H（规范式6.3。5-1） 从规范中表3。2。7查得，抗滑稳定安全系数Kc1。20 Kc0。300

16、820.736/79.0273。12 Kc3.12Kc1。20,故抗滑稳定安全系数满足要求 3抗倾覆稳定验算： 从规范中表3。2。12、3。2。13条查得，抗倾覆稳定安全系数Ko1.40 抗倾覆稳定安全系数计算公式为： KoMV/MH Ko3399.746/207.78216。36 Ko16.36Ko1。40，故抗倾覆稳定安全系数满足要求 4地基承载力验算： 地基承载力按规范中第6。3。1、6。3。2条进行校核。 按照规范式6。3。3，基底应力计算公式为： PmaxG/AM/W PminG/AM/W 挡土墙底板面积A3。00 m2，底板截面抵抗矩W1。51 m3 Pmax820。74/3。00

17、1958。81/1.511574.65kPa Pmin820。74/3。001958.81/1.51-1028.41kPa Pmax1574。651。2o420。00 故地基承载力不满足要求！ （PminPmax)/2273.12o350。00，满足要求 5前趾根部截面应力验算：前趾根部截面高度h=0.70 m。作用在根部截面的弯矩M109。70kNm，剪力Q542。64kN截面的弯曲应力wM/W109.70/0.081343.24kPa截面的剪应力jQ/h542。64/0。70775。20kPa a、截面拉应力验算： w1343。24l=150。00kPa。 故截面拉应力验算不满足要求！ b

18、、截面剪应力验算： j775.20j=110。00kPa。 故截面剪应力验算不满足要求！ 6距挡土墙底部高度Hs=0。70m水平截面应力验算: 总水平力、总竖向力及各力对截面形心的力矩计算： 单位：水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kNm。力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.975。905.74上墙垂直土压力0。003。76墙上土重222.913。36748。06竖直外荷载Fy16.002.1112.66下墙水平土压力0。000.70下墙垂直土压力0.001。97墙身自重622。981.19741.24墙前土压力-54.451.1059.89墙前土重13.611.2917.56

19、墙后水压力8。450。43-3。66墙后水重6。341.89-11。98墙前水压力-8。450。433.66墙前水重2。11-1。46-3。0853。48861。281565。52-42。02 截面以上所有垂直荷载之和G861.28kN 截面以上所有水平荷载之和H-53。48kN 对截面面坡侧点的力矩之和M1523。50kNm 按照规范式C.1.22，截面应力计算公式为： maxG/AoM/W minG/AoM/W 截面剪应力H/Ao（规范式C。1。23） 计算截面积Ao3.13 m2,计算截面抵抗矩W1.63 m3 max1208.22kPa，min657。88kPa，j-17。09kPa

20、a、截面拉应力验算： min657.88l=150。00kPa。 故截面拉应力验算不满足要求! b、截面压应力验算: max1208。22y=500。00kPa。 故截面压应力验算不满足要求！ c、截面剪应力验算: j17。09j=110.00kPa，满足要求。 7距挡土墙底部高度Hs=5.40m水平截面应力验算：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.971.20-1。17上墙垂直土压力0。290.930。27墙上土重34.990。9332.54竖直外荷载Fy13。241。213.92墙身自重137。380。044.900。97175。9036.736。07 截面以上所有垂直荷载之和

21、G175.90kN 截面以上所有水平荷载之和H0。97kN 对截面面坡侧点的力矩之和M30。67kNm 按照规范式C.1.22,截面应力计算公式为： maxG/AoM/W minG/AoM/W 截面剪应力H/Ao（规范式C。1.23） 计算截面积Ao2。58 m2,计算截面抵抗矩W1.11 m3 max95。82kPa，min40.53kPa,j0。38kPa a、截面拉应力验算： min40。530,没有出现拉应力，满足要求。 b、截面压应力验算： max95.82y=500。00kPa,满足要求。 c、截面剪应力验算： j0.38j=110.00kPa，满足要求。六、第3种荷载组合：施工情

22、况 1总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算： 程序算得上墙主动土压力系数Ka0。008 程序算得下墙水上的主动土压力系数Ka0。000 程序算得下墙水下的主动土压力系数Ka0.000 单位：水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kNm。力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.976.606.42上墙垂直土压力0。005.73墙上土重222.915。321186。09竖直外荷载Fy16。004。0824.45下墙水平土压力0。000.00下墙垂直土压力0。000.00墙身自重677.873.032055。27墙前土压力-144.001。33192。00墙前土重48。260。4421.2

23、9143.03955。053479.096.42 所有垂直荷载之和G955.05kN 所有水平荷载之和H-143.03kN 所有对墙前趾的稳定力矩之和MV3479。09kNm 所有对墙前趾的倾覆力矩之和MH6。42kNm 所有对墙前趾的力矩之和M3472。67kNm 所有对墙底板形心的力矩之和Mo2037.71kNm 2抗滑稳定验算： 抗滑稳定安全系数计算公式为： KcfG/H（规范式6。3。51） 从规范中表3。2。7查得，抗滑稳定安全系数Kc1.05 Kc0。300955.049/143。0272。00 Kc2.00Kc1。05，故抗滑稳定安全系数满足要求 3抗倾覆稳定验算： 从规范中表3。2。12、3.2.13条查得,抗倾覆稳定安全系数Ko1.30 抗倾覆稳定安全系数计算公式为： KoMV/MH Ko3479.095/6。423541。62 Ko541.62Ko1。30，故抗倾覆稳定安全系数满足要求 4地基承载力验算： 地基承载力按规范中第6.3。1、6。3.2条进行校核. 按照规范式6。3.3，基底应力计算公式为： PmaxG/AM/W PminG/AM/W 挡土墙底板面积A3。00 m2，底板截面抵抗矩W1.51 m3 Pmax955。05/3