衡重式挡土墙计算书.docx

1、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(DL 50771997 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

2、.00 m，底板底部坡比 0.000 : 1 墙前填土顶面高程前地 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C 15.00kN/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f 0.30 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r 18.00度 5

3、材料参数： 回填土湿容重s 18.00kN/m3，回填土浮容重f 10.00kN/m3 墙身材料容重q 24.00kN/m3 墙身材料容许压应力Ra 500.00 kPa，墙身材料容许剪应力Rj 110.00 kPa 墙身材料容许拉应力Rl 150.00 kPa，地基允许承载力o 350.00 kPa 6荷载计算参数： 冰层厚度Tb 0.00 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D 0.000 m，墙前河库）底坡度i 1 : 100.00 重现期为50年的年最大风速vo 24.000 m/s 多年平均的最大风速vo 30.000 m/s 冻胀墙体变

4、形系数mo 0.700，冻胀量hd 30.00 mm 地震动态分布系数为梯形分布，最大值m 2.00 7附加荷载：编号类型荷载值kN）距墙顶右侧水平距m）线载长 Ey Esin( Ka cos2(/cos2/cos( /1+sin(sin(/cos(/cos(0.52 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(45-D/2H2tan2(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

5、趾力矩计算： 程序算得上墙主动土压力系数Ka 0.008 程序算得下墙水上的主动土压力系数Ka 0.000 程序算得下墙水下的主动土压力系数Ka 0.000 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11.250.5

6、0-5.63墙后水重-8.443.38-28.52墙前水压力-11.250.505.63墙前水重4.000.251.01扬压力-103.671.22-126.42-79.03825.493390.94-166.99 所有垂直荷载之和G825.49kN 所有水平荷载之和H-79.03kN 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MH-166.99kNm 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： Kc fG/H 1.2o 420.00 故地基承载力不满足要求

7、！ (PminPmax/2 274.70 o 350.00，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M 110.74 kNm，剪力Q 548.76 kN截面的弯曲应力w M / W 110.74 / 0.08 1355.96 kPa截面的剪应力j Q / h 548.76 / 0.70 783.94 kPa a、截面拉应力验算： w 1355.96 l = 150.00 kPa。 故截面拉应力验算不满足要求！ b、截面剪应力验算： j 783.94 j = 110.00 kPa。 故截面剪应力验算不满足要求！ 6距挡土墙底部高度Hs = 0.

8、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0.00-0.70下墙垂直土压力0.00-1.97墙身自重622.981.19741.24墙前土压力-54.451.1059.89墙前土重13.61-1.29-17.56墙后水压力3.200.27-0.85墙后水重-2.401.77-4.24墙前水压力-3.200.270.85

9、墙前水重0.80-1.50-1.20-53.48863.901562.71-29.59 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： max G / Ao M / W min G / Ao M / W 截面剪应力 H / Ao l = 150.00 kPa。 故截面拉应力验算不满足要求！ b、截面压应力验算： max 1214.95 y = 500.00 kPa。 故截面压应力验算不满足要求！ c、截面剪应力验算： j 17.09 j = 110.00 kP

10、a，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 对截面面坡侧点的力矩之和M30.67kNm 按照规范式C.1.2-2，截面应力计算公式为： max G / Ao M / W min G / Ao M / W 截面剪应力 H /

11、 Ao 0，没有出现拉应力，满足要求。 b、截面压应力验算： max 95.82 y = 500.00 kPa，满足要求。 c、截面剪应力验算： j 0.38 j = 110.00 kPa，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数Ka 0.008 程序算得下墙水上的主动土压力系数Ka 0.000 程序算得下墙水下的主动土压力系数Ka 0.000 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222.915.32

12、1186.09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-15.003.51-52.57墙前水压力-20.000.6713.33墙前水重7.310.292.11扬压力-105.171.29-135.45-79.03820.743399.75-207.78 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MV3399.75

13、kNm 所有对墙前趾的倾覆力矩之和MH-207.78kNm 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： Kc fG/H 1.2o 420.00 故地基承载力不满足要求！ (PminPmax/2 273.12 o 350.00，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M 109.70 kNm，剪力Q 542.64 kN截面的弯曲应力w M / W 109.70 / 0.08 1343.24 kPa截面的剪应力j Q / h 542.64 / 0

14、.70 775.20 kPa a、截面拉应力验算： w 1343.24 l = 150.00 kPa。 故截面拉应力验算不满足要求！ b、截面剪应力验算： j 775.20 j = 110.00 kPa。 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0.975.90-5.74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0.00-

15、0.70下墙垂直土压力0.00-1.97墙身自重622.981.19741.24墙前土压力-54.451.1059.89墙前土重13.61-1.29-17.56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2.11-1.46-3.08-53.48861.281565.52-42.02 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.1.2-2，截面应力计算公式为： max G / Ao M / W min G / Ao M

16、 / W 截面剪应力 H / Ao l = 150.00 kPa。 故截面拉应力验算不满足要求！ b、截面压应力验算： max 1208.22 y = 500.00 kPa。 故截面压应力验算不满足要求！ c、截面剪应力验算： j 17.09 j = 110.00 kPa，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

17、.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 对截面面坡侧点的力矩之和M30.67kNm 按照规范式C.1.2-2，截面应力计算公式为： max G / Ao M / W min G / Ao M / W 截面剪应力 H / Ao 0，没有出现拉应力，满足要求。 b、截面压应力验算： max 95.82 y = 500.00 kPa，满足要求。 c、截面剪应力验算： j 0.38 j = 110.00 kPa，满足要求。六、第3种荷载组合：施工情况 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Ka 0.008 程序算得下墙

18、水上的主动土压力系数Ka 0.000 程序算得下墙水下的主动土压力系数Ka 0.000 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-144.001.33192.00墙前土重48.260.4421.29-143.03955.053479.09-6.42 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MH-6.4