(免费)理正岩土使用手册(挡土墙设计)
- 格式:pdf
- 大小:7.04 MB
- 文档页数:97
第一章功能概述挡土墙是岩土工程中经常遇到的土工构筑物之一。
为了满足工程技术人员的需要,理正开发了本挡土墙软件。
下面介绍挡土墙软件的主要功能:⑴包括13种类型挡土墙――重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁、卸荷板式;⑵参照公路、铁路、水利、市政、工民建等行业的规范及标准,适应各个行业的要求;可进行公路、铁路、水利、水运、矿山、市政、工民建等行业挡土墙的设计。
⑶适用的地区有:一般地区、浸水地区、抗震地区、抗震浸水地区;⑷挡土墙基础的形式有:天然地基、钢筋砼底板、台阶式、换填土式、锚桩式;⑸挡土墙计算中关键点之一是土压力的计算。
理正岩土软件依据库仑土压力理论,采用优化的数值扫描法,对不同的边界条件,均可快速、确定地计算其土体破坏楔形体的第一、第二破裂面角度。
避免公式方法对边界条件有限值的弊病。
尤其是衡重式挡土墙下墙土压力的计算,过去有延长墙背法、修正延长墙背法及等效荷载法等,在理论上均有不合理的一面。
理正岩土软件综合考虑分析上、下墙的土压力,接力运行,得到合理的上、下墙的土压力。
保证后续计算结果的合理性;⑹除土压力外,还可考虑地震作用、外加荷载、水等对挡土墙设计、验算的影响;⑺计算内容完善――土压力、挡土墙的抗滑移、抗倾覆、地基强度验算及墙身强度的验算等一起呵成。
且可以生成图文并茂的计算书,大量节省设计人员的劳动强度。
1第二章快速操作指南1.1操作流程图2.1-1 操作流程1.2快速操作指南1.2.1选择工作路径图2.2-1 指定工作路径注意:此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。
进入某一计算模块后,还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。
1.2.2选择行业及挡墙形式1.适用于公路、铁路、水利及其它行业。
2.挡土墙的计算项目有十三种供选择:重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁及卸荷板式挡土墙。
一、安全系数:1)滑动稳定安全系数【水工挡土墙设计规范,P9(纸版3.2.7)】2)倾覆稳定安全系数【水工挡土墙设计规范,P10(纸版3.2.12)】3)基地偏心距容许值:土质地基B/6,岩石地基B/5,坚硬岩质地基B/4;抗震设计有用户定义。
4)截面偏心距容许值:计算荷载取0.25B,验算荷载取0.3B;抗震设计时取0.4B。
5)抗震设计时材料强度放大系数:(抗压:1.5);(抗拉:1.5);(抗剪:1.5)。
荷载系数:重力不利时分项系数:1.2重力有利时分项系数:1.0【06G112建筑结构设计常用数据P26(纸版25)】主动土压力分项系数:1.2静水压力分项系数:1.0扬压力分项系数:1.2【混凝土重力坝设计规范DL5108-1999P29(纸版29)】地震力分项系数:1.0二、墙身尺寸输入:墙身高: 5.820(m)墙顶宽:0.300(m)面坡倾斜坡度:1:0.100背坡倾斜坡度:1:0.000墙趾悬挑长DL: 1.000(m)墙趾跟部高DH:0.820(m)墙趾端部高DH0:0.820(m)墙踵悬挑长DL1: 1.600(m)墙踵跟部高DH1:0.660(m)墙踵端部高DH2:0.500(m)加腋类型:背坡加腋背坡腋宽YB2: 2.100(m)背坡腋高YH2: 3.020(m)设防滑凸榫防滑凸榫尺寸BT1:1:0.000(m)防滑凸榫尺寸BT:0.500(m)防滑凸榫尺寸HT:0.180(m)防滑凸榫被动土压力修正系数: 1.000【无经验时取1.0】防滑凸榫容许弯曲拉应力:0.500(MPa)【铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025-2001)P7(纸版3.1.3-2)】防滑凸榫容许剪应力:0.990(MPa)钢筋合力点到外皮距离:60(mm)【保护层+钢筋合力点到钢筋边缘距离】墙趾埋深:0.82(m)三、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 3.0000.000027.830-5.2200坡面起始距墙顶距离:0.600(m)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:-1.820(m)挡墙外侧常年水位标高:-3.820(m)浮力矩是否作为倾覆力矩加项:是钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)四、物理参数:挡土墙类型:浸水地区挡土墙墙后填土内摩擦角:35.000(度)【04J008《挡土墙》P13(纸版13)】墙后填土粘聚力:0.000(kPa)【支挡结构设计手册(第二版)P38(纸版29)】墙后填土容重:19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:20.000(度)【支挡结构设计手册(第二版)P39(纸版30)】地基土容重:18.000(kN/m3)【查看上面土的主要物理力学指标参考值】修正后地基土容许承载力:300.000(kPa)地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数: 1.5墙踵值提高系数: 1.5平均值提高系数: 1.5墙底摩擦系数:0.350【公路路基设计手册(第二版)P231(纸版592)】地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:35.000(度)【支挡结构设计手册(第二版)P37(纸版28)】墙后填土浮容重:10.000(kN/m3)地基浮力系数:0.700【公路路基设计手册(第二版)P255(纸版739)】土压力计算方法:库仑混凝土墙体容重:25.000(kN/m3)混凝土强度等级:C25纵筋级别:HRB335抗剪腹筋等级:HRB335裂缝计算钢筋直径:20(mm)裂缝控制宽度:0.4【GB50010-2010混凝土结构设计规范P24(纸版3.4.5)】地基土内摩擦系数:0.5【公路路基设计手册(第二版)P231(纸版593)】钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)注意:墙身内力配筋计算时,各种作用力采用的分项(安全)系数为:重力不利时= 1.200重力有利时= 1.000主动土压力= 1.200静水压力= 1.000扬压力= 1.200地震力= 1.000=====================================================================第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为 5.820(m)处的库仑主动土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角:15.440(度)Ea=115.992Ex=44.490Ey=107.121(kN)作用点高度Zy=2.047(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=30.779(度)第1破裂角=15.420(度)Ea=108.710Ex=44.599Ey=99.140(kN)作用点高度Zy=2.051(m)墙身截面积=9.801(m2)重量=245.025kN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)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:18.43-11.61-0.97-5.18墙背坡侧:-76.83-90.19 2.57-4.51墙底面:-0.00112.42 1.56-5.82整个墙踵上的土重=70.647(kN)重心坐标(1.535,-2.722)(相对于墙面坡上角点)墙踵悬挑板上的土重=13.002(kN)重心坐标(2.828,-4.527)(相对于墙面坡上角点)墙趾板上的土重= 3.780(kN)相对于趾点力臂=0.500(m))(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.350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= 5.500(m)墙身重力的力臂Zw= 2.214(m)Ey的力臂Zx= 4.278(m)Ex的力臂Zy= 2.051(m)作用于基础底的总竖向力=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面合力作用点距离墙趾点的距离Zn= 2.529(m)基础底压应力:墙趾=92.040凸榫前沿=92.040墙踵=56.312(kPa)凸榫前沿被动土压力=339.643(kPa)凸榫抗弯强度验算:凸榫抗弯强度验算满足:弯曲拉应力=132.053<=500.000(kPa)凸榫抗剪强度验算:凸榫抗剪强度验算满足:剪应力=122.271<=990.000(kPa)凸榫设计宽度为:0.257(m)滑移力=102.999(kN)抗滑力=203.924(kN)滑移验算满足:Kc= 1.980> 1.150(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw= 2.214(m)相对于墙趾点,墙踵上土重的力臂Zw1= 3.035(m)相对于墙趾点,墙趾上土重的力臂Zw2=0.500(m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx= 4.278(m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy= 2.051(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=151.040(kN-m)抗倾覆力矩=1182.886(kN-m)倾覆验算满足:K0=7.832> 1.400(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=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.221(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn= 2.529(m)基底压应力:趾部=92.040踵部=56.312(kPa)最大应力与最小应力之比=92.040/56.312= 1.634==========================================================================================================================================【水工挡土墙设计规范SL379-2007P14(纸版6.3.1)】表6.3.1挡土墙基底应力最大值与最小值之比的允许值地基土质荷载组合基本组合特殊组合松软 1.50 2.00中等坚实 2.00 2.50坚实 2.50 3.00注:对于地震区的挡土墙,其基底应力最大值与最小值之比的允许值可按列表数值适当增大==========================================================================================================================================作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.221<=0.167*5.500=0.918(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=92.040<=450.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=56.312<=450.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=74.176<=450.000(kPa)(四)墙趾板强度计算标准值:作用于基础底的总竖向力=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.221(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn= 2.529(m)基础底压应力:趾点=92.040踵点=56.312(kPa)设计值:作用于基础底的总竖向力=469.202(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1181.239(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.232(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn= 2.518(m)基础底压应力:趾点=106.942踵点=63.677(kPa)[趾板根部]截面高度:H'=0.820(m)截面剪力:Q=78.729(kN)截面抗剪验算满足,不需要配抗剪腹筋截面弯矩:M=40.020(kN-m)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.02%<Us_min=0.20%抗弯受拉筋:As=1640(mm2)截面弯矩:M(标准值)=32.797(kN-m)最大裂缝宽度为:0.016(mm)。
理正软件使用手册(总3页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--理正软件使用手册一、渗流计算1.打开Auto CAD 绘图软件,将断面图修正简化,或将所需分析的图形直接画出,通过移动将黄海高程系调整到和绘图的纵坐标一致,并将图形放在原点附近,绘图时以米为单位,线与线之间要连接精确,确保各分区为封闭单元。
图形画完后以DXF文件保存在工作路径文件夹下。
2.打开理正岩土计算——渗流分析计算——渗流问题有限元法——在界面选择“增”工具栏——系统默认例题——辅助功能——读入DXF文件自动形成坡面、节点和图层数据。
3.通过移动、放大图形界面找到左下坡脚的节点编号输入坡面起始节点号,坡面数为从迎水面坡脚到背水面坡脚之间的线段数。
点击确定,首先粗略的查看所显示的图形和数据是否基本正确,主要查看闭合区域的个数和线段、节点的个数。
4.若为稳定流分析,输入第一上游水位和下游水位,第二上游水位和下游水位取-1000。
若为非稳定流分析要输入上游第二水位数据。
(这个只是图形显示需要,除了流态其它参数对计算完全不起任何影响,)5.进入面边界条件界面,输入左边边界条件和右边的边界条件,包括已知水头,可能的浸出面。
在非稳定流分析中会有第一项水头随时间变化曲线工具栏,点击它并输入上游水位变化曲线。
此时要保证图形界面显示的图形正确;输入点边界条件,上下游必须要存在边界条件,可以是面边界条件,也可以是点边界条件。
6.输入土层参数,注意渗透系数单位。
7.在输出结果里的理正边坡分析接口文件输入文件名。
若为非稳定流分析还需输入渗流分析的第几步,此时所保存的数据即为此步渗流场的计算数据,这些数据用于边坡稳定分析中计算水位降落期的最小安全系数。
文件自动保存工作路径下。
8.在计算参数界面中输入参数,对非稳定渗流取填入时间分段数,初始渗流的稳定方法一般取稳定渗流的计算方法。
9.点击计算,在主界面图形查询——显示简图为DXF文件,将显示的图形保存,修改后,供打印使用。
第一章功能概述挡土墙是岩土工程中经常遇到的土工构筑物之一。
为了满足工程技术人员的需要,理正开发了本挡土墙软件。
下面介绍挡土墙软件的主要功能:⑴包括13种类型挡土墙――重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁、卸荷板式;⑵参照公路、铁路、水利、市政、工民建等行业的规范及标准,适应各个行业的要求;可进行公路、铁路、水利、水运、矿山、市政、工民建等行业挡土墙的设计。
⑶适用的地区有:一般地区、浸水地区、抗震地区、抗震浸水地区;⑷挡土墙基础的形式有:天然地基、钢筋砼底板、台阶式、换填土式、锚桩式;⑸挡土墙计算中关键点之一是土压力的计算。
理正岩土软件依据库仑土压力理论,采用优化的数值扫描法,对不同的边界条件,均可快速、确定地计算其土体破坏楔形体的第一、第二破裂面角度。
避免公式方法对边界条件有限值的弊病。
尤其是衡重式挡土墙下墙土压力的计算,过去有延长墙背法、修正延长墙背法及等效荷载法等,在理论上均有不合理的一面。
理正岩土软件综合考虑分析上、下墙的土压力,接力运行,得到合理的上、下墙的土压力。
保证后续计算结果的合理性;⑹除土压力外,还可考虑地震作用、外加荷载、水等对挡土墙设计、验算的影响;⑺计算内容完善――土压力、挡土墙的抗滑移、抗倾覆、地基强度验算及墙身强度的验算等一起呵成。
且可以生成图文并茂的计算书,大量节省设计人员的劳动强度。
1第二章快速操作指南1.1操作流程图2.1-1 操作流程1.2快速操作指南1.2.1选择工作路径图2.2-1 指定工作路径注意:此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。
进入某一计算模块后,还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。
1.2.2选择行业及挡墙形式1.适用于公路、铁路、水利及其它行业。
2.挡土墙的计算项目有十三种供选择:重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁及卸荷板式挡土墙。
一、安全系数:1)滑动稳定安全系数【水工挡土墙设计规范,P9(纸版3.2.7)】2)倾覆稳定安全系数【水工挡土墙设计规范,P10(纸版3.2.12)】3)基地偏心距容许值:土质地基B/6,岩石地基B/5,坚硬岩质地基B/4;抗震设计有用户定义。
4)截面偏心距容许值:计算荷载取0.25B,验算荷载取0.3B;抗震设计时取0.4B。
5)抗震设计时材料强度放大系数:(抗压:1.5);(抗拉:1.5);(抗剪:1.5)。
荷载系数:重力不利时分项系数:1.2重力有利时分项系数:1.0【06G112建筑结构设计常用数据P26(纸版25)】主动土压力分项系数:1.2静水压力分项系数:1.0扬压力分项系数:1.2【混凝土重力坝设计规范DL5108-1999P29(纸版29)】地震力分项系数:1.0二、墙身尺寸输入:墙身高: 5.820(m)墙顶宽:0.300(m)面坡倾斜坡度:1:0.100背坡倾斜坡度:1:0.000墙趾悬挑长DL: 1.000(m)墙趾跟部高DH:0.820(m)墙趾端部高DH0:0.820(m)墙踵悬挑长DL1: 1.600(m)墙踵跟部高DH1:0.660(m)墙踵端部高DH2:0.500(m)加腋类型:背坡加腋背坡腋宽YB2: 2.100(m)背坡腋高YH2: 3.020(m)设防滑凸榫防滑凸榫尺寸BT1:1:0.000(m)防滑凸榫尺寸BT:0.500(m)防滑凸榫尺寸HT:0.180(m)防滑凸榫被动土压力修正系数: 1.000【无经验时取1.0】防滑凸榫容许弯曲拉应力:0.500(MPa)【铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025-2001)P7(纸版3.1.3-2)】防滑凸榫容许剪应力:0.990(MPa)钢筋合力点到外皮距离:60(mm)【保护层+钢筋合力点到钢筋边缘距离】墙趾埋深:0.82(m)三、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 3.0000.000027.830-5.2200坡面起始距墙顶距离:0.600(m)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:-1.820(m)挡墙外侧常年水位标高:-3.820(m)浮力矩是否作为倾覆力矩加项:是钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)四、物理参数:挡土墙类型:浸水地区挡土墙墙后填土内摩擦角:35.000(度)【04J008《挡土墙》P13(纸版13)】墙后填土粘聚力:0.000(kPa)【支挡结构设计手册(第二版)P38(纸版29)】墙后填土容重:19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:20.000(度)【支挡结构设计手册(第二版)P39(纸版30)】地基土容重:18.000(kN/m3)【查看上面土的主要物理力学指标参考值】修正后地基土容许承载力:300.000(kPa)地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数: 1.5墙踵值提高系数: 1.5平均值提高系数: 1.5墙底摩擦系数:0.350【公路路基设计手册(第二版)P231(纸版592)】地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:35.000(度)【支挡结构设计手册(第二版)P37(纸版28)】墙后填土浮容重:10.000(kN/m3)地基浮力系数:0.700【公路路基设计手册(第二版)P255(纸版739)】土压力计算方法:库仑混凝土墙体容重:25.000(kN/m3)混凝土强度等级:C25纵筋级别:HRB335抗剪腹筋等级:HRB335裂缝计算钢筋直径:20(mm)裂缝控制宽度:0.4【GB50010-2010混凝土结构设计规范P24(纸版3.4.5)】地基土内摩擦系数:0.5【公路路基设计手册(第二版)P231(纸版593)】钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)注意:墙身内力配筋计算时,各种作用力采用的分项(安全)系数为:重力不利时= 1.200重力有利时= 1.000主动土压力= 1.200静水压力= 1.000扬压力= 1.200地震力= 1.000=====================================================================第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为 5.820(m)处的库仑主动土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角:15.440(度)Ea=115.992Ex=44.490Ey=107.121(kN)作用点高度Zy=2.047(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=30.779(度)第1破裂角=15.420(度)Ea=108.710Ex=44.599Ey=99.140(kN)作用点高度Zy=2.051(m)墙身截面积=9.801(m2)重量=245.025kN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)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:18.43-11.61-0.97-5.18墙背坡侧:-76.83-90.19 2.57-4.51墙底面:-0.00112.42 1.56-5.82整个墙踵上的土重=70.647(kN)重心坐标(1.535,-2.722)(相对于墙面坡上角点)墙踵悬挑板上的土重=13.002(kN)重心坐标(2.828,-4.527)(相对于墙面坡上角点)墙趾板上的土重= 3.780(kN)相对于趾点力臂=0.500(m))(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.350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= 5.500(m)墙身重力的力臂Zw= 2.214(m)Ey的力臂Zx= 4.278(m)Ex的力臂Zy= 2.051(m)作用于基础底的总竖向力=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面合力作用点距离墙趾点的距离Zn= 2.529(m)基础底压应力:墙趾=92.040凸榫前沿=92.040墙踵=56.312(kPa)凸榫前沿被动土压力=339.643(kPa)凸榫抗弯强度验算:凸榫抗弯强度验算满足:弯曲拉应力=132.053<=500.000(kPa)凸榫抗剪强度验算:凸榫抗剪强度验算满足:剪应力=122.271<=990.000(kPa)凸榫设计宽度为:0.257(m)滑移力=102.999(kN)抗滑力=203.924(kN)滑移验算满足:Kc= 1.980> 1.150(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw= 2.214(m)相对于墙趾点,墙踵上土重的力臂Zw1= 3.035(m)相对于墙趾点,墙趾上土重的力臂Zw2=0.500(m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx= 4.278(m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy= 2.051(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=151.040(kN-m)抗倾覆力矩=1182.886(kN-m)倾覆验算满足:K0=7.832> 1.400(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=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.221(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn= 2.529(m)基底压应力:趾部=92.040踵部=56.312(kPa)最大应力与最小应力之比=92.040/56.312= 1.634==========================================================================================================================================【水工挡土墙设计规范SL379-2007P14(纸版6.3.1)】表6.3.1挡土墙基底应力最大值与最小值之比的允许值地基土质荷载组合基本组合特殊组合松软 1.50 2.00中等坚实 2.00 2.50坚实 2.50 3.00注:对于地震区的挡土墙,其基底应力最大值与最小值之比的允许值可按列表数值适当增大==========================================================================================================================================作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.221<=0.167*5.500=0.918(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=92.040<=450.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=56.312<=450.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=74.176<=450.000(kPa)(四)墙趾板强度计算标准值:作用于基础底的总竖向力=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.221(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn= 2.529(m)基础底压应力:趾点=92.040踵点=56.312(kPa)设计值:作用于基础底的总竖向力=469.202(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1181.239(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.232(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn= 2.518(m)基础底压应力:趾点=106.942踵点=63.677(kPa)[趾板根部]截面高度:H'=0.820(m)截面剪力:Q=78.729(kN)截面抗剪验算满足,不需要配抗剪腹筋截面弯矩:M=40.020(kN-m)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.02%<Us_min=0.20%抗弯受拉筋:As=1640(mm2)截面弯矩:M(标准值)=32.797(kN-m)最大裂缝宽度为:0.016(mm)。
一、安全系数:1)滑动稳定安全系数【水工挡土墙设计规范,P9(纸版3.2.7)】2)倾覆稳定安全系数【水工挡土墙设计规范,P10(纸版3.2.12)】3)基地偏心距容许值:土质地基B/6,岩石地基B/5,坚硬岩质地基B/4;抗震设计有用户定义。
4)截面偏心距容许值:计算荷载取0.25B,验算荷载取0.3B;抗震设计时取0.4B。
5)抗震设计时材料强度放大系数:(抗压:1.5);(抗拉:1.5);(抗剪:1.5)。
荷载系数:重力不利时分项系数:1.2重力有利时分项系数:1.0【06G112建筑结构设计常用数据P26(纸版25)】主动土压力分项系数:1.2静水压力分项系数:1.0扬压力分项系数:1.2【混凝土重力坝设计规范DL5108-1999P29(纸版29)】地震力分项系数:1.0二、墙身尺寸输入:墙身高: 5.820(m)墙顶宽:0.300(m)面坡倾斜坡度:1:0.100背坡倾斜坡度:1:0.000墙趾悬挑长DL: 1.000(m)墙趾跟部高DH:0.820(m)墙趾端部高DH0:0.820(m)墙踵悬挑长DL1: 1.600(m)墙踵跟部高DH1:0.660(m)墙踵端部高DH2:0.500(m)加腋类型:背坡加腋背坡腋宽YB2: 2.100(m)背坡腋高YH2: 3.020(m)设防滑凸榫防滑凸榫尺寸BT1:1:0.000(m)防滑凸榫尺寸BT:0.500(m)防滑凸榫尺寸HT:0.180(m)防滑凸榫被动土压力修正系数: 1.000【无经验时取1.0】防滑凸榫容许弯曲拉应力:0.500(MPa)【铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025-2001)P7(纸版3.1.3-2)】防滑凸榫容许剪应力:0.990(MPa)钢筋合力点到外皮距离:60(mm)【保护层+钢筋合力点到钢筋边缘距离】墙趾埋深:0.82(m)三、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 3.0000.000027.830-5.2200坡面起始距墙顶距离:0.600(m)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:-1.820(m)挡墙外侧常年水位标高:-3.820(m)浮力矩是否作为倾覆力矩加项:是钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)四、物理参数:挡土墙类型:浸水地区挡土墙墙后填土内摩擦角:35.000(度)【04J008《挡土墙》P13(纸版13)】墙后填土粘聚力:0.000(kPa)【支挡结构设计手册(第二版)P38(纸版29)】墙后填土容重:19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:20.000(度)【支挡结构设计手册(第二版)P39(纸版30)】地基土容重:18.000(kN/m3)【查看上面土的主要物理力学指标参考值】修正后地基土容许承载力:300.000(kPa)地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数: 1.5墙踵值提高系数: 1.5平均值提高系数: 1.5墙底摩擦系数:0.350【公路路基设计手册(第二版)P231(纸版592)】地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:35.000(度)【支挡结构设计手册(第二版)P37(纸版28)】墙后填土浮容重:10.000(kN/m3)地基浮力系数:0.700【公路路基设计手册(第二版)P255(纸版739)】土压力计算方法:库仑混凝土墙体容重:25.000(kN/m3)混凝土强度等级:C25纵筋级别:HRB335抗剪腹筋等级:HRB335裂缝计算钢筋直径:20(mm)裂缝控制宽度:0.4【GB50010-2010混凝土结构设计规范P24(纸版3.4.5)】地基土内摩擦系数:0.5【公路路基设计手册(第二版)P231(纸版593)】钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)注意:墙身内力配筋计算时,各种作用力采用的分项(安全)系数为:重力不利时= 1.200重力有利时= 1.000主动土压力= 1.200静水压力= 1.000扬压力= 1.200地震力= 1.000=====================================================================第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为 5.820(m)处的库仑主动土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角:15.440(度)Ea=115.992Ex=44.490Ey=107.121(kN)作用点高度Zy=2.047(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=30.779(度)第1破裂角=15.420(度)Ea=108.710Ex=44.599Ey=99.140(kN)作用点高度Zy=2.051(m)墙身截面积=9.801(m2)重量=245.025kN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)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:18.43-11.61-0.97-5.18墙背坡侧:-76.83-90.19 2.57-4.51墙底面:-0.00112.42 1.56-5.82整个墙踵上的土重=70.647(kN)重心坐标(1.535,-2.722)(相对于墙面坡上角点)墙踵悬挑板上的土重=13.002(kN)重心坐标(2.828,-4.527)(相对于墙面坡上角点)墙趾板上的土重= 3.780(kN)相对于趾点力臂=0.500(m))(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.350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= 5.500(m)墙身重力的力臂Zw= 2.214(m)Ey的力臂Zx= 4.278(m)Ex的力臂Zy= 2.051(m)作用于基础底的总竖向力=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面合力作用点距离墙趾点的距离Zn= 2.529(m)基础底压应力:墙趾=92.040凸榫前沿=92.040墙踵=56.312(kPa)凸榫前沿被动土压力=339.643(kPa)凸榫抗弯强度验算:凸榫抗弯强度验算满足:弯曲拉应力=132.053<=500.000(kPa)凸榫抗剪强度验算:凸榫抗剪强度验算满足:剪应力=122.271<=990.000(kPa)凸榫设计宽度为:0.257(m)滑移力=102.999(kN)抗滑力=203.924(kN)滑移验算满足:Kc= 1.980> 1.150(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw= 2.214(m)相对于墙趾点,墙踵上土重的力臂Zw1= 3.035(m)相对于墙趾点,墙趾上土重的力臂Zw2=0.500(m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx= 4.278(m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy= 2.051(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=151.040(kN-m)抗倾覆力矩=1182.886(kN-m)倾覆验算满足:K0=7.832> 1.400(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=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.221(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn= 2.529(m)基底压应力:趾部=92.040踵部=56.312(kPa)最大应力与最小应力之比=92.040/56.312= 1.634==========================================================================================================================================【水工挡土墙设计规范SL379-2007P14(纸版6.3.1)】表6.3.1挡土墙基底应力最大值与最小值之比的允许值地基土质荷载组合基本组合特殊组合松软 1.50 2.00中等坚实 2.00 2.50坚实 2.50 3.00注:对于地震区的挡土墙,其基底应力最大值与最小值之比的允许值可按列表数值适当增大==========================================================================================================================================作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.221<=0.167*5.500=0.918(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=92.040<=450.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=56.312<=450.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=74.176<=450.000(kPa)(四)墙趾板强度计算标准值:作用于基础底的总竖向力=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.221(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn= 2.529(m)基础底压应力:趾点=92.040踵点=56.312(kPa)设计值:作用于基础底的总竖向力=469.202(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1181.239(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.232(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn= 2.518(m)基础底压应力:趾点=106.942踵点=63.677(kPa)[趾板根部]截面高度:H'=0.820(m)截面剪力:Q=78.729(kN)截面抗剪验算满足,不需要配抗剪腹筋截面弯矩:M=40.020(kN-m)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.02%<Us_min=0.20%抗弯受拉筋:As=1640(mm2)截面弯矩:M(标准值)=32.797(kN-m)最大裂缝宽度为:0.016(mm)。
理正岩土学习-挡土墙常见问题挡土墙1.“圬工之间摩擦系数”意义,如何取值?答:用于挡墙截面验算,反应圬工间的摩阻力大小。
取值与圬工种类有关,一般采用0.4(主要组合)~0.5(附加组合),该值取自《公路设计手册》第603页。
2.“地基土的粘聚力”意义,如何取值?答:整体稳定验算时滑移面所在地基土的粘聚力,由地勘报告得到。
3.“墙背与墙后填土摩擦角”意义,如何取值?答:用于土压力计算。
影响土压力大小及作用方向。
取值由墙背粗糙程度和填料性质及排水条件决定,无试验资料时,参见相关资料《公路路基手册》591页,具体内容如下:墙背光滑、排水不良时:δ=0;混凝土墙身时:δ=(0~1/2)φ一般情况、排水良好的石砌墙身:δ=(1/2~2/3)φ台阶形的石砌墙背、排水良好时:δ=2/3φ第二破裂面或假象墙背时:δ=φ4.“墙底摩擦系数”意义,如何取值?答:用于滑移稳定验算。
5.“地基浮力系数”如何取值?答:该参数只在公路行业《公路路基手册》中有定义表格,其他行业可直接取1.0,具体《公路路基手册》定义表格如下:6.“地基土的内摩擦角”意义,如何取值?答:用于防滑凸榫前的被动土压力计算,影响滑移稳定验算;从勘察报告中取得。
7.“圬工材料抗力分项系数”意义,如何取值?答:按《公路路基设计规范》JTG D30-2004,采用极限状态法验算挡墙构件正截面强度和稳定时用材料抗力分项系数,8.“地基土摩擦系数”意义,如何取值?答:用于倾斜基底时土的抗滑移计算。
参见《公路路基手册》P593表3-3-3。
见下表。
9.挡土墙的地面横坡角度应怎么取?坡度,一般土压力只考虑岩石以上的那部分土压力,也可根据经验来给。
如挡土墙后为土,地面横坡角度一般根据经验来给,如无经验,可给0(土压力最大)。
10.浸水挡墙的土压力与非浸水挡墙有何区别?答:浸水挡墙验算时,水压力的影响主要表现在两个方面:首先,用库伦理论计算土压力时破坏楔体要考虑水压力的作用。
理正岩土7.0使用手册1. 软件介绍理正岩土7.0是一款功能强大的岩土工程设计软件,适用于各种岩土工程问题的分析和设计。
该软件集成了多种先进的计算和分析方法,提供了丰富的材料库和设计模板,使用户能够快速、准确地完成工程设计任务。
2. 安装与启动●下载最新版本的理正岩土7.0安装程序。
●按照屏幕提示完成安装过程。
●启动理正岩土7.0,输入用户名和密码(如已设置)。
3. 界面与布局理正岩土7.0的界面简洁明了,包含了菜单栏、工具栏、绘图区、属性栏和状态栏等部分。
用户可以通过菜单栏选择不同的功能模块,工具栏提供了常用命令的快捷方式,绘图区用于显示和编辑图形,属性栏和状态栏则提供了图形对象的属性和编辑状态信息。
4. 基本功能操作●新建工程:点击菜单栏中的"文件",选择"新建",创建一个新的工程文件。
●导入模型:通过菜单栏中的"文件",选择"导入",导入已有的模型数据。
●绘图工具:使用工具栏中的绘图工具,如线段、圆、矩形等,在绘图区绘制图形。
●属性编辑:选中图形对象,在属性栏中编辑其属性,如颜色、线型、线宽等。
●计算与分析:选择相应的功能模块,输入参数和数据,进行计算和分析。
结果查看:在绘图区查看计算结果,包括图形和数据表格。
5. 高级功能应用理正岩土7.0还提供了许多高级功能,如有限元分析、渗流分析、稳定性分析等。
这些功能需要一定的专业知识和技能,建议用户在深入了解相关理论和计算方法的基础上使用。
如有需要,可以参考相关的学习资料或参加培训课程。
6. 常见问题与解决方案在使用理正岩土7.0的过程中,可能会遇到一些常见问题,如软件启动失败、数据导入出错等。
为了解决这些问题,建议用户仔细阅读本手册和软件的帮助文档,了解软件的安装和配置要求,确保操作系统和软件环境满足最低要求。
如果问题仍然存在,可以联系软件的技术支持团队或厂家寻求帮助。
理正挡土墙设计详解式中:K0——挡土墙绕基础趾点的抗倾覆稳定系数; s——锚杆的纵向间距;锚杆拉力对基础趾点产生的抵抗力矩;Mmg——Pxi、Pyi ——第i根锚杆设计抗拉力的水平分量与竖直分量; Zi ——第i根锚杆设计抗拉力的水平分量到倾覆计算点的竖向距离(m); Xi ——第i根锚杆设计抗拉力的竖直分量到倾覆计算点的水平距离(m);其它符号同上。
注意:锚杆的设计抗拉力的确定:取以下三个力中的最小值,即锚杆的设计抗拉力= Min{钢筋抗拉力,钢筋与砂浆之间的粘结力,砂浆与锚孔壁之间的粘结力}。
采用锚桩式基础采用锚桩式基础的挡土墙,还需要计算锚桩产生的抵抗力矩,绕基础趾点的抗倾覆稳定系数K0计算如下:计算简图:图锚桩式基础倾覆稳定计算简图计算公式:46式中: K0 ——挡土墙绕基础趾点的抗倾覆稳定系数;Mmz——锚桩拉力对基础趾点产生的抵抗力矩; Pb —— Zi ——单根锚桩的设计抗拔力;i等于1到n,分别为第i根锚桩设计抗拔力到倾覆计算点的水平距离,最远端桩编号为1;ng ——计算宽度内锚桩的个数;其它符号同上。
注意:1. 参考铁路工程设计技术手册《路基》第二十三章第四节中的式;2. 单根锚桩的设计抗拔力取钢筋抗拉力、砂浆与锚孔壁之间的粘结力中之小值。
即:锚桩的设计抗拔力= Min{钢筋抗拉力,砂浆与锚孔壁之间的粘结力}。
地基应力与偏心距验算当挡土墙采用天然地基、换土地基、钢砼底板式基础时,一般须作基底应力和偏心距的验算。
偏心距e计算简图:47图偏心距计算简图计算公式:1. 无基础时2. 有基础时式中:e ——足下列要求:土质地基,e≤B/6;软弱岩石地基,e≤B/5;不易风化的岩石地基,e≤B/4; B ——挡土墙或基础底截面的宽度(m);挡土墙底截面的偏心距,基底的合力偏心距应满Mall——作用挡土墙上全部荷载对墙或基础墙趾的弯矩,顺时针为正;48Wall——作用挡土墙上全部竖向荷载之和,向下为正;Zn —— W —— Ey —— Ex —— Zx ——;Zy ——;Zw —— Wj —— Zwj——挡土墙的自重重力的重心到墙趾点的水平距离;挡土墙基础的自重重力;挡土墙基础的自重重力的重心到倾覆计算点的水平距离。
第一章功能概述挡土墙是岩土工程中经常遇到的土工构筑物之一。
为了满足工程技术人员的需要,理正开发了本挡土墙软件。
下面介绍挡土墙软件的主要功能:⑴包括13种类型挡土墙――重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁、卸荷板式;⑵参照公路、铁路、水利、市政、工民建等行业的规范及标准,适应各个行业的要求;可进行公路、铁路、水利、水运、矿山、市政、工民建等行业挡土墙的设计。
⑶适用的地区有:一般地区、浸水地区、抗震地区、抗震浸水地区;⑷挡土墙基础的形式有:天然地基、钢筋砼底板、台阶式、换填土式、锚桩式;⑸挡土墙计算中关键点之一是土压力的计算。
理正岩土软件依据库仑土压力理论,采用优化的数值扫描法,对不同的边界条件,均可快速、确定地计算其土体破坏楔形体的第一、第二破裂面角度。
避免公式方法对边界条件有限值的弊病。
尤其是衡重式挡土墙下墙土压力的计算,过去有延长墙背法、修正延长墙背法及等效荷载法等,在理论上均有不合理的一面。
理正岩土软件综合考虑分析上、下墙的土压力,接力运行,得到合理的上、下墙的土压力。
保证后续计算结果的合理性;⑹除土压力外,还可考虑地震作用、外加荷载、水等对挡土墙设计、验算的影响;⑺计算内容完善――土压力、挡土墙的抗滑移、抗倾覆、地基强度验算及墙身强度的验算等一起呵成。
且可以生成图文并茂的计算书,大量节省设计人员的劳动强度。
1第二章快速操作指南1.1操作流程图2.1-1 操作流程1.2快速操作指南1.2.1选择工作路径图2.2-1 指定工作路径注意:此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。
进入某一计算模块后,还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。
1.2.2选择行业及挡墙形式1.适用于公路、铁路、水利及其它行业。
2.挡土墙的计算项目有十三种供选择:重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁及卸荷板式挡土墙。
第一章功能概述挡土墙是岩土工程中经常遇到的土工构筑物之一。
为了满足工程技术人员的需要,理正开发了本挡土墙软件。
下面介绍挡土墙软件的主要功能:⑴包括13种类型挡土墙――重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁、卸荷板式;⑵参照公路、铁路、水利、市政、工民建等行业的规范及标准,适应各个行业的要求;可进行公路、铁路、水利、水运、矿山、市政、工民建等行业挡土墙的设计。
⑶适用的地区有:一般地区、浸水地区、抗震地区、抗震浸水地区;⑷挡土墙基础的形式有:天然地基、钢筋砼底板、台阶式、换填土式、锚桩式;⑸挡土墙计算中关键点之一是土压力的计算。
理正岩土软件依据库仑土压力理论,采用优化的数值扫描法,对不同的边界条件,均可快速、确定地计算其土体破坏楔形体的第一、第二破裂面角度。
避免公式方法对边界条件有限值的弊病。
尤其是衡重式挡土墙下墙土压力的计算,过去有延长墙背法、修正延长墙背法及等效荷载法等,在理论上均有不合理的一面。
理正岩土软件综合考虑分析上、下墙的土压力,接力运行,得到合理的上、下墙的土压力。
保证后续计算结果的合理性;⑹除土压力外,还可考虑地震作用、外加荷载、水等对挡土墙设计、验算的影响;⑺计算内容完善――土压力、挡土墙的抗滑移、抗倾覆、地基强度验算及墙身强度的验算等一起呵成。
且可以生成图文并茂的计算书,大量节省设计人员的劳动强度。
1第二章快速操作指南1.1操作流程图2.1-1 操作流程1.2快速操作指南1.2.1选择工作路径图2.2-1 指定工作路径注意:此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。
进入某一计算模块后,还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。
1.2.2选择行业及挡墙形式1.适用于公路、铁路、水利及其它行业。
2.挡土墙的计算项目有十三种供选择:重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁及卸荷板式挡土墙。