精品衡重式挡土墙计算书Word文档格式.docx
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重现期为50年的年最大风速vo=24.000m/s
多年平均的最大风速vo'
=30。
000m/s
冻胀墙体变形系数mo=0。
700,冻胀量Δhd=30。
00mm
地震动态分布系数为梯形分布,最大值αm=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(m)
集中
3.00
0.00
2。
00
三、计算参数:
1.荷载组合:
组合名称
扬压
淤沙
浪压
冰压
冻胀
地震
正常挡水位
基本
√
×
设计洪水位
施工情况
特殊
校核洪水位
2.荷载组合下水位及附加荷载信息:
墙前水位
墙后水位
附加荷载
附载编号
墙前水深
5。
400
1。
500
4。
300
5.000
2.000
800
000
0.000
8。
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:
E=0.5×
γ×
H2×
Ka
Ex=E×
cos(ε+δ)
Ey=E×
sin(ε+δ)
Ka=cos2(φ-ε)/cos2ε/cos(ε+δ)
/{1+[sin(φ+δ)sin(φ-β)/cos(ε+δ)/cos(ε-β)]0.5}2(《规范》式A.0。
1—2)
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(ε+δ)夹角
Ka为主动土压力系数
ε为墙背与铅直面的夹角,ε=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φD计算公式如下:
tan(45°
—φD/2)={[γH2tan2(45°
—φ/2)-4HCtan(45°
—φ/2)+4C2/γ]/γ/H2}1/2
四、第1种荷载组合:
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。
程序算得下墙水下的主动土压力系数K'
a=0。
单位:
水平力、竖向力为kN;
力臂为m;
弯矩为kN·
m。
力
水平力
竖向力
力臂
正力矩
负力矩
上墙水平土压力
97
6。
60
—6.42
上墙垂直土压力
5.73
墙上土重
222.91
5.32
1186.09
竖直外荷载Fy1
6.00
08
24.45
下墙水平土压力
下墙垂直土压力
墙身自重
677。
87
3。
03
2055.27
墙前土压力
-80.00
33
106.67
墙前土重
26.81
0.44
11.83
墙后水压力
11。
25
0.50
—5.63
墙后水重
—8.44
38
—28.52
墙前水压力
—11。
5.63
墙前水重
0.25
1.01
扬压力
-103。
67
22
—126。
42
∑
—79。
825。
49
3390.94
-166。
99
所有垂直荷载之和∑G=825.49kN
所有水平荷载之和∑H=—79.03kN
所有对墙前趾的稳定力矩之和∑MV=3390.94kN·
m
所有对墙前趾的倾覆力矩之和∑MH=—166。
99kN·
所有对墙前趾的力矩之和∑M=3223。
95kN·
所有对墙底板形心的力矩之和∑Mo=1983.65kN·
2.抗滑稳定验算:
抗滑稳定安全系数计算公式为:
Kc=f×
∑G/∑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[Kc]=1。
20
Kc=0。
300×
825.489/79。
027=3。
13
Kc=3.13≥[Kc]=1。
20,故抗滑稳定安全系数满足要求
3.抗倾覆稳定验算:
2.12、3。
13条查得,抗倾覆稳定安全系数[Ko]=1.40
抗倾覆稳定安全系数计算公式为:
Ko=∑MV/∑MH
Ko=3390。
937/166。
988=20.31
Ko=20。
31≥[Ko]=1.40,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。
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:
Pmax=∑G/A+∑M/W
Pmin=∑G/A-∑M/W
挡土墙底板面积A=3.00m2,底板截面抵抗矩W=1.51m3
Pmax=825。
49/3.00+1983.65/1。
51=1592.74kPa
Pmin=825.49/3。
00-1983.65/1。
51=-1043。
33kPa
Pmax=1592.74>
1.2[σo]=420。
故地基承载力不满足要求!
(Pmin+Pmax)/2=274。
70≤[σo]=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。
70m。
作用在根部截面的弯矩M=110。
74kN·
m,剪力Q=548.76kN
截面的弯曲应力σw=M/W=110.74/0。
08=1355。
96kPa
截面的剪应力σj=Q/h=548。
76/0。
70=783.94kPa
a、截面拉应力验算:
σw=1355。
96〉[σl]=150。
00kPa。
故截面拉应力验算不满足要求!
b、截面剪应力验算:
σj=783。
94>
[σj]=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;
m.
90
-5.74
76
222。
91
36
748.06
2.11
12。
66
—0。
70
—1.97
622。
98
19
741。
24
—54。
45
1.10
59。
89
13.61
-1。
29
—17。
56
27
-0.85
—2.40
1.77
—4。
—3.20
0.85
80
—1。
50
-53。
48
863.90
1562.71
-29。
59
截面以上所有垂直荷载之和∑G=863.90kN
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∑M=1533。
12kN·
按照规范式C.1。
2-2,截面应力计算公式为:
σmax=∑G/Ao+∑M/W
σmin=∑G/Ao-∑M/W
截面剪应力τ=H/Ao(规范式C。
2-3)
计算截面积Ao=3.13m2,计算截面抵抗矩W=1。
63m3
σmax=1214。
95kPa,σmin=—662。
93kPa,σj=-17。
09kPa
|σmin|=662.93〉[σl]=150。
b、截面压应力验算:
σmax=1214.95>
[σy]=500。
00kPa.
故截面压应力验算不满足要求!
c、截面剪应力验算:
σj=17.09≤[σj]=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:
0.97
1.20
-1.17
0.29
0.93
0.27
34。
93
32.54
21
92
137。
-0。
04
-4.90
175。
36。
73
-6。
07
截面以上所有垂直荷载之和∑G=175。
90kN
截面以上所有水平荷载之和∑H=0。
97kN
对截面面坡侧点的力矩之和∑M=30。
67kN·
按照规范式C。
1.2—2,截面应力计算公式为:
截面剪应力τ=H/Ao(规范式C.1。
2—3)
计算截面积Ao=2。
58m2,计算截面抵抗矩W=1。
11m3
σmax=95.82kPa,σmin=40.53kPa,σj=0.38kPa
σmin=40。
53>
0,没有出现拉应力,满足要求。
σmax=95.82≤[σy]=500。
00kPa,满足要求。
σj=0。
38≤[σj]=110。
五、第2种荷载组合:
1.总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算:
程序算得下墙水上的主动土压力系数Ka=0.000
-6.42
2055。
1.33
44
20。
0.67
-13.33
-15。
3.51
—52.57
-20.00
13.33
7.31
11
-105.17
1.29
—135。
-79。
820。
74
3399。
75
—207。
78
所有垂直荷载之和∑G=820.74kN
所有水平荷载之和∑H=-79.03kN
所有对墙前趾的稳定力矩之和∑MV=3399。
75kN·
所有对墙前趾的倾覆力矩之和∑MH=—207.78kN·
所有对墙前趾的力矩之和∑M=3191.96kN·
所有对墙底板形心的力矩之和∑Mo=1958.81kN·
∑G/∑H(规范式6.3。
5-1)
7查得,抗滑稳定安全系数[Kc]=1。
820.736/79.027=3。
12
Kc=3.12≥[Kc]=1。
3.抗倾覆稳定验算:
12、3。
抗倾覆稳定安全系数计算公式为:
Ko=3399.746/207.782=16。
Ko=16.36≥[Ko]=1。
40,故抗倾覆稳定安全系数满足要求
1、6。
2条进行校核。
3,基底应力计算公式为:
挡土墙底板面积A=3。
00m2,底板截面抵抗矩W=1。
51m3
Pmax=820。
74/3。
00+1958。
81/1.51=1574.65kPa
Pmin=820。
00-1958.81/1.51=-1028.41kPa
Pmax=1574。
65〉1。
2[σo]=420。
(Pmin+Pmax)/2=273.12≤[σo]=350。
00,满足要求
前趾根部截面高度h=0.70m。
作用在根部截面的弯矩M=109。
70kN·
m,剪力Q=542。
64kN
截面的弯曲应力σw=M/W=109.70/0.08=1343.24kPa
截面的剪应力σj=Q/h=542。
64/0。
70=775。
20kPa
σw=1343。
24>
[σl]=150。
σj=775.20>
[σj]=110。
70m水平截面应力验算:
—5.74
748。
06
12.66
—0.70
1.19
741.24
-54.45
59.89
—1.29
—17.56
43
-3。
—6。
34
1.89
-11。
-8。
3.66
46
—53。
861。
28
1565。
52
-42。
02
截面以上所有垂直荷载之和∑G=861.28kN
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∑M=1523。
50kN·
按照规范式C.1.2—2,截面应力计算公式为:
计算截面积Ao=3.13m2,计算截面抵抗矩W=1.63m3
σmax=1208.22kPa,σmin=—657。
88kPa,σj=-17。
|σmin|=657.88>
[σl]=150。
故截面拉应力验算不满足要求!
b、截面压应力验算:
σmax=1208。
22>
[σy]=500。
故截面压应力验算不满足要求!
σj=17。
09≤[σj]=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:
17
34.99
3.92
—4.90
36.73
截面以上所有垂直荷载之和∑G=175.90kN
按照规范式C.1.2—2,截面应力计算公式为:
1.2—3)
58m2,计算截面抵抗矩W=1.11m3
σmax=95。
82kPa,σmin=40.53kPa,σj=0。
38kPa
53〉0,没有出现拉应力,满足要求。
σmax=95.82≤[σy]=500。
c、截面剪应力验算:
σj=0.38≤[σj]=110.00kPa,满足要求。
六、第3种荷载组合:
程序算得下墙水下的主动土压力系数K’a=0.000
6.60
32
1186。
09
677.87
3.03
-144.00
192。
48。
26
21.29
—143.03
955。
05
3479.09
所有垂直荷载之和∑G=955.05kN
所有水平荷载之和∑H=-143.03kN
所有对墙前趾的稳定力矩之和∑MV=3479。
09kN·
所有对墙前趾的倾覆力矩之和∑MH=—6。
42kN·
所有对墙前趾的力矩之和∑M=3472。
所有对墙底板形心的力矩之和∑Mo=2037.71kN·
5—1)
7查得,抗滑稳定安全系数[Kc]=1.05
955.049/143。
027=2。
Kc=2.00≥[Kc]=1。
05,故抗滑稳定安全系数满足要求
12、3.2.13条查得,抗倾覆稳定安全系数[Ko]=1.30
Ko=3479.095/6。
423=541。
62
Ko=541.62≥[Ko]=1。
30,故抗倾覆稳定安全系数满足要求
地基承载力按《规范》中第6.3。
3.2条进行校核.
00m2,底板截面抵抗矩W=1.51m3
Pmax=955。
05/3