挡土墙稳定计算excel
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2、农田护墙(挡土墙)稳定性计算书(1):墙身尺寸:墙身高: 1。
500(m)墙顶宽:0.500(m)面坡倾斜坡度: 1:0。
250背坡倾斜坡度: 1:0.200采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:0。
300(m)墙趾台阶h1: 0。
400(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率:0.200:1(2):物理参数:圬工砌体容重:23.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数: 0。
400地基土摩擦系数:0。
500墙身砌体容许压应力: 2100。
000(kPa)墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa)墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力: 280。
000(kPa)(3):挡土墙类型:一般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: 500。
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:0.500地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 30.000(度)土压力计算方法: 库仑(4):坡线土柱:坡面线段数: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m)换算土柱数1 3.000 2.000 02 5。
000 0.000 0坡面起始距离:0.000(m)地面横坡角度:20.000(度)墙顶标高:0。
000(m)(5):稳定性计算书:第1 种情况: 一般情况[土压力计算] 计算高度为1。
807(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角: 38.300(度)Ea=21.071 Ex=18。
463 Ey=10。
154(kN) 作用点高度Zy=0.615(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=10.021(度) 第1破裂角=39.550(度)Ea=23。
破裂面交于路基面(荷载中部)填土高度(m)a 2.5填土宽度(m)b 3.75挡土墙高度(m)H5墙后填料容重(KN/m3)γ18附加荷载强度(kPa)q16.25换算均布土层厚度(m)h00.902777778汽车荷载边缘距路肩边缘距离d0.5边界条件系数A034.89583333边界条件系数B014.42708333极限破裂角的正切值tanθ0.884280624tanθ-2.457564101极限破裂角θ0.72406217弧度破裂棱体断面面积S S16.43062593平衡力三角形中主动土压力E a与破裂棱体自重G的比值Ea/G=COS(θ+φ)/SIN(θ+Ψ)0.27188069破裂棱体重力G295.7512667主动土压力Ea80.40905841假定挡土墙墙顶宽度d12基底倾角正切值tanα00.19基地倾角α00.187761947弧度主动土压力系数λa0.186042688主动土压力水平分力Ex80.07938893主动土压力垂直分力Ey7.273798432h1 2.249513412h20.730694371h3 2.019792216σ115.90502035σ218.35194656σ2'21.37514024σ3'28.13895656主动土压力作用点到墙踵的垂Z 1.748068636力臂Z x 1.381980004 (CAD:region+massprop)Z y 2.203178274挡土墙面积(mm2)S9.634挡土墙材料容重(KN/m3)γ22挡土墙重力(KN)G211.948重力对旋转点力臂Z G 1.458抗滑稳定系数K c 2.440319297抗倾覆稳定系数K0 2.937121148主动土压力分项系数γQ1(不利(组合Ⅰ和Ⅱ)) 1.4γQ1(有利(组合Ⅰ和Ⅱ))1墙前被动土压力水平分量E P0墙前被动土压力的水平分量到Z P0墙前被动土压力分项系数γQ2(不利)0.5γQ2(有利)0.3基底与地基摩擦系数μ0.310.2575139滑动稳定方程[1.1G+γq1(E y+E x tanα0)-γQ2E P tanα0]μ+(1.1G+γQ1E y)tanα0-γQ1E x+γQ2E P 抗滑稳定验算抗滑稳定验算通过倾覆稳定方程0.8GZ G+γq1(E y Z x-E x Z y)+γQ2E P Z P80.83922128抗倾覆稳定验算抗倾覆稳定验算通过倾斜墙底的水平距离d 1.926782274基底斜宽b 1.961252359倾斜墙底取斜宽重力对基底形心的力臂Z G′0.494608863形心右侧E x对基底形心的力臂Z x′ 1.56502432E y对基底形心的力臂Z y′ 1.239787138作用于基底形心的弯矩组合设M d-11.47687013垂直恒载分项系数γG0.9作用于基底形心的垂直力组合N d198.0269984基底合力偏心距容许值[e0]0.5基底合力偏心距e0-0.057956088满足要求基底每延米面积A 1.961252359地基容许承载力[σ0]250基底最大压应力σmax118.8719233基底最小压应力σmin83.06741157地基承载力验算地基承载力验算通过计算取基底面结构重要性系数(假定二级公γ01圬工构件的抗力分项系数γf 2.31材料抗压极限强度R a600挡土墙验算截面的轴向力组合N d230.3165256验算截面宽度B 1.961252359挡土墙验算截面面积A 1.961252359轴向力偏心影响系数αk0.989629846偏心受压构件在弯曲平面内的Ψk 1.002920575αs0.0025βs 2.549391452正截面强度验算γ0N d<=a k AR a/γf正截面强度验算通过基础稳定验算γ0N d<=Ψk a k AR a/γf基础稳定性验算通过正截面直接受剪时验算正截面剪力Q j80.07938893受剪截面宽度B j2受剪截面面积A j2砌体截面的抗剪极限强度R j100摩擦系数f m0.42N1219.2217984γk 2.31正截面直接受剪时验算方程Q j<=A j R j/γk+f m N1正截面抗剪验算通过注:当为路肩墙时,a与b均为0注:俯斜墙背,a(+);仰斜墙背,a(-);垂直墙背,a(0)注:当为路肩墙时,a与b均为0。
墙体重度γq=21.56KN/M3车载:墙后填土:采用砂砾石填筑填土重度γt=18KN/M3填土倾角β=0度0弧度填土内摩擦角φ=35度0.610865弧度填土与墙体摩擦角δ=18度0.314159弧度11.55车载换算土层厚度:h换=0m基地表面与墙体摩擦系数:f=0.35挡土墙基本形式:h1=5mh2=0.5mh3=1mb0=0.5mb1=0.1m坡比m=0.3b2= 1.2mb3=0.1m墙背与铅直线的夹角:ε=16.699182度0.291455弧度土压力计算:Pa=104.714KN/M与铅直线有夹角ψ=55.300818度0.965181弧度则水平土压力为Za=86.091008KN/M水平力作用点:za= 1.8333333m铅直作用力计算:铅直土压力Ga=59.610526KN/M与端点距离Wga= 1.25m墙体各部分自重及距端点距离:G1=10.78KN/MW1=0.35mG2=94.864KN/MW2=1mG3=20.482KN/MW3=0.95m墙体上部各部分土重及距端点距离:G t1=23.4KN/MWt1= 1.25mG t2=43.2KN/MWt2= 1.4mG t3=7.2KN/MWt3= 1.85m抗滑稳定计算:最小安全系数为1.3 Kc=NY*f/Za 1.0551367抗倾覆稳定计算:水平力矩:MH=157.83351KN/M*M铅直力矩:MY=295.65806KN/M*M安全系数KN=MY/MH 1.8732274最小安全系数1.5偏心距及基底应力:ZN=(MY-MH)/NY0.531041偏心距e=0.418959基地应力:ζ1,2ζ1,2=N/B*(1+/-6*e/B)317.32142Kpa-44.12508Kpa-7.191407工程量:351.0023.45。
扶壁式挡土墙计算初始数值墙高h(m)4地面均布荷载标准值qk(kN/m²)30填土内摩擦角标准值Φk35墙背与填料的摩擦角标准值δ35填土重度γ(kN/m³)18基底摩擦系数μ0.35结构重要性系数γo1墙背后边坡坡度β0地震角η 1.5(7度0.1g=1.5),8度0.2g=3.0地基承载力特征值(kPa)170地基承载力修正系数ηb0.3地基承载力修正系数ηd 1.6基础埋深d(m)0.8两扶壁净距ln(m)3立板厚度d1(m)0.3底板厚度d2(m)0.3保护层厚度(mm)50混凝土等级fc(N/mm²)16.7混凝土等级ft(N/mm²) 1.57钢筋等级fy(N/mm²)360箍筋钢筋等级fy(N/mm²)270混凝土容重γc(kN/m³)26(一)主要尺寸的拟定为了保证基础埋深大于0.5m,取d=0.8m,挡土墙总高H=4+0.8= 4.8用墙踵的竖直面作为假想墙背,计算得到主动土压力系数Ka=tan²(45°-Φk/2)=tan²(45-35/2)=0.271根据抗滑移稳定要求:B2+B3≥1.3(qkH+0.5γH²)Ka= 3.0383m μ(qk+γH)取B2+B3=3m其中B2=0.3mB3=3m Eax=(qkH+0.5γH²)Ka=95.22 kNz=qkH²/2+0.5γH³/3= 1.93 m qkH+0.5γH²B1≥1.6Eax·z-0.5(B2+B3) (B2+B3)(qk+γH)=-0.658936计算结果为负数说明若仅为了保证稳定性的要求不需设置墙趾板,但为了减少 墙踵板配筋及使地基反力趋于均匀,取 B1=0.5mB=B1+B2+B3= 3.50 m(二)土压力计算由于填土表面水平,第一破裂面与铅垂面的夹角θi=45°-Φk/2=27.5第二破裂面与铅垂面的夹角αi=45°-Φk/2=27.5墙项A与墙踵C连线AC与铅垂面的夹角α=arctanB3/(H-d2)=33.7因为α>αi,因此出现第二破裂面,按第二破裂面计算取α=33.7得:Ka=0.89Ea=qkHKa+0.5γH²Ka=313.27 kN/m则:① Eax=Ea·cos(δ+α)=113.84 kN/mzf=qkH²/2+γH²/2·H/3KaEa= 1.93 m② Eaz=Ea·sin(δ+α)=291.86 kN/mxf=B-zf·tanα= 2.21 m(三)自重与填土重力1.立板+底板自重墙顶到底板顶Hi=H-d2= 4.5m 钢筋混凝土标准重度γc,其自重为:G1=[d2·B+d1·Hi]·γc=62.4kNx1=d2·B²/2+d1·Hi·(B1+d1/2)d1·Hi+d2·B= 1.13 m2.填土重及地面均布荷载总量G2=B3·Hi·γ/2=121.5kN墙身自重计算时,挂壁自重按填土计算,另墙趾上少量填土重量略去不计导致各项验算偏安全。
2、农田护墙(挡土墙)稳定性计算书(1):墙身尺寸:墙身高: 1.500(m)墙顶宽: 0.500(m)面坡倾斜坡度: 1:0.250背坡倾斜坡度: 1:0.200采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1: 0.300(m)墙趾台阶h1: 0.400(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率: 0.200:1(2):物理参数:圬工砌体容重: 23.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数: 0.400地基土摩擦系数: 0.500墙身砌体容许压应力: 2100.000(kPa)墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa)墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力: 280.000(kPa) (3):挡土墙类型: 一般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: 500.000(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: 0.500地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 30.000(度)土压力计算方法: 库仑(4):坡线土柱:坡面线段数: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 3.000 2.000 02 5.000 0.000 0坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)(5):稳定性计算书:第1 种情况: 一般情况[土压力计算] 计算高度为1.807(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角:38.300(度)Ea=21.071 Ex=18.463 Ey=10.154(kN) 作用点高度Zy=0.615(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=10.021(度) 第1破裂角=39.550(度)Ea=23.256 Ex=16.438 Ey=16.450(kN) 作用点高度Zy=0.632(m) 墙身截面积= 1.603(m2) 重量= 36.866 kN墙背与第二破裂面之间土楔重= 0.733(kN) 重心坐标(0.633,-0.594)(相对于墙面坡上角点)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数= 0.500采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度= 11.310 (度)Wn = 36.869(kN) En = 19.355(kN) Wt = 7.374(kN) Et = 12.893(kN) 滑移力= 5.519(kN) 抗滑力= 28.112(kN)滑移验算满足: Kc = 5.093 > 1.300地基土摩擦系数= 0.500地基土层水平向: 滑移力= 16.438(kN) 抗滑力= 29.149(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.773 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw = 0.865 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx = 1.425 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy = 0.325 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 5.334(kN-m) 抗倾覆力矩= 56.294(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 10.553 > 1.500(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取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力= 56.224(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=50.960(kN-m)基础底面宽度 B = 1.567 (m) 偏心距e = -0.123(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn = 0.906(m)基底压应力: 趾部=18.992 踵部=52.774(kPa)最大应力与最小应力之比= 52.774 / 18.992 = 2.779作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.123 <= 0.250*1.567 = 0.392(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=18.992 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=52.774 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=35.883 <= 500.000(kPa) (四) 基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算(五) 墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积= 1.376(m2) 重量= 31.654 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 0.842 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 1.410 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy = 0.325 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力= 48.837(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=44.716(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0.916(m)截面宽度 B = 1.475 (m) 偏心距e1 = -0.178(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.178 <= 0.300*1.475 = 0.443(m)截面上压应力: 面坡=9.120 背坡=57.100(kPa)压应力验算满足: 计算值= 57.100 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -2.099 <= 110.000(kPa)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为1.100(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角:43.000(度)Ea=8.426 Ex=7.383 Ey=4.060(kN) 作用点高度Zy=0.368(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=7.885(度) 第1破裂角=43.640(度)Ea=9.240 Ex=6.770 Ey=6.288(kN) 作用点高度Zy=0.385(m) 墙身截面积= 0.822(m2) 重量= 18.912 kN墙背与第二破裂面之间土楔重= 0.733(kN) 重心坐标(0.594,-0.353)(相对于墙面坡上角点)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积= 0.822(m2) 重量= 18.912 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 0.510 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 0.918 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy = 0.385 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力= 25.933(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=13.593(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0.524(m)截面宽度 B = 0.995 (m) 偏心距e1 = -0.027(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.027 <= 0.300*0.995 = 0.299(m)截面上压应力: 面坡=21.873 背坡=30.254(kPa)压应力验算满足: 计算值= 30.254 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -3.621 <= 110.000(kPa)============================================== ===各组合最不利结果============================================== ===(一) 滑移验算安全系数最不利为:组合1(一般情况)抗滑力= 28.112(kN),滑移力= 5.519(kN)。