仰斜式重力挡土墙计算书讲诉
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重力式挡土墙计算书计算项目: 俯斜式路肩墙一、设计资料墙身尺寸: 如图1-1墙身高: H=4.0(m)墙顶宽: b=1.5(m)面坡倾斜坡度: 1:0背坡倾斜坡度: 1:0.25墙底宽:B=2.5(m)物理参数:圬工砌体容重: )/(0.233m kN r =墙地基土摩擦系数: f=0.4 图1-1砌体种类: 片石砌体砂浆标号: M7.5石料极限抗压强度(MPa): 3.0挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 填ϕ=35°墙后填土粘聚力: 0(kPa)墙后填土容重: )/(0.183m kN r =填墙背与墙后填土摩擦角: ϕδ==35°地基土容重: )/(0.193m kN r =基地基土容许承载力: []0σ=250.0(kPa)墙底摩擦系数: μ=0.4地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: =基ϕ35°土压力计算方法: 库仑土压力二、车辆荷载等代均布土层厚度换算查《公路路基设计规范》(JTG D30—2004)(以下简称《路基规范》)得:公式5.4.2-3 r q h =0 其中 q --车辆荷载附加荷载强度,墙高小于2m ,取20kN/m ²;墙高大于10m ,取10 kN/m ²;墙高在2~10m 之间时,附加荷载强度用直线内插法计算。
r --墙背填土的重度代入数值计算得 972.0185.170==h m 三、土压力计算1、计算破裂角假设破裂面交于荷载内,墙体受力如图3-1。
查《路基设计手册》取计算公式如下: ))((A tg tg ctg tg tg ++±-=ψψϕψθδαϕψ++=, αtg A -=04.843504.1435=++=ψ25.0-=A 684.102579.9±-=θtg(-19.712)554.0=29=θ(或1.87-=θ 舍去)验算破裂面位置破裂面顶端距墙顶内缘的距离为: 图3-1 m tg tg H 5.5204.3)554.025.0(4)(<=+⨯=+θα破裂面角于荷载内,与假设相符,采用公式正确。
重力式挡土墙验算[执行标准:公路]计算项目:重力式挡土墙 2计算时间:2012-03-23 16:06:43 星期五------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 4.440(m)墙顶宽: 1.010(m)面坡倾斜坡度: 1:0.250背坡倾斜坡度: 1:-0.250采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1: 0.250(m)墙趾台阶h1: 0.500(m)墙趾台阶面坡坡度为: 1:0.000墙底倾斜坡率: 0.200:1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: 0.250墙身砌体容许压应力: 1000.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力: 140.000(kPa)墙身砌体容许剪应力: 90.000(kPa)材料抗压极限强度: 3.000(MPa)材料抗力分项系数: 2.310系数αs: 0.0020挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: -80.000(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)修正后地基承载力特征值: 500.000(kPa)地基承载力特征值提高系数: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: 0.250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: 库仑坡线土柱:坡面线段数: 1折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 4.530 0.000 1第1个: 定位距离0.000(m) 公路-II级作用于墙上的附加集中荷载数: 2 (作用点坐标相对于墙左上角点)荷载号 X Y P 作用角是否为被动土压力(m) (m) (kN/m) (度)1 3.270 0.000 300.000 270.000 ㄨ2 -1.235 -4.440 0.000 0.000 √坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 30.000(度)填土对横坡面的摩擦角: 35.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 10.000(m)=====================================================================第 1 种情况: 组合1=============================================组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √2. 墙顶上的有效永久荷载分项系数 = 1.000 √3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数 = 1.000 √4. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √5. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √6. 附加集中力分项系数 = 1.000 √7. 附加集中力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 4.656(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得,路面上横向可排列此种车辆 2列布置宽度= 0.000(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.688(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m) 墙身截面积 = 4.701(m2) 重量 = 108.119 (kN)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.250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 = 400.194(kN) En = -0.000(kN) Wt = 80.039(kN) Et = -0.000(kN) 滑移力= -80.039(kN) 抗滑力= 100.048(kN)滑移力为负值,不计算抗滑移稳定安全系数!滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 188.519(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= -0.000(kN) 抗滑力= 102.556(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 10255563.000 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.152 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 0.000(kN-m) 抗倾覆力矩= 1476.016(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 147601648.000 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1451.113(kN-m) > 0.0(三) 地基应力及偏心距验算基础类型为天然地基,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 = 400.194(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1476.016(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.102 (m) 偏心距 e = -3.137(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.688(m)严重不合理:合力作用点超出基础范围,所得地基应力将没有意义!基底压应力: 趾部=0.000 踵部=-103.174(kPa)作用于基底的合力偏心距验算不满足: e=-3.137 > 0.167*1.102 = 0.184(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=-103.174 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=363.034 <= 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 = 4.578(m2) 重量 = 105.297 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.163 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 405.297(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1473.932(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.637(m)截面宽度 B = 1.135 (m) 偏心距 e1 = -3.069(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -3.069 > 0.250*1.135 = 0.284(m)截面上压应力: 面坡=-5436.583 背坡=6150.764(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 6150.764 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 5436.583 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -142.836 <= 90.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 405.297(kN)轴心力偏心影响系数αk = -8246.795挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.135(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.101不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 405.297 > -12155990.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 405.297 > -1227087.125(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.940(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得,路面上横向可排列此种车辆 2列布置宽度= 0.000(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.275(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 3.979(m2) 重量 = 91.526 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.998 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.010 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 0.000 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 391.526(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1367.797(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.494(m)截面宽度 B = 1.010 (m) 偏心距 e1 = -2.989(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -2.989 > 0.250*1.010 = 0.252(m)截面上压应力: 面坡=-6494.480 背坡=7269.780(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 7269.780 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 6494.480 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -155.060 <= 90.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 391.526(kN)轴心力偏心影响系数αk = -14181.996挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.010(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.086不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 391.526 > -18602358.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 391.526 > -1607627.375(kN)===================================================================== 第 2 种情况: 组合2=============================================组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √2. 墙顶上的有效永久荷载分项系数 = 1.000 √3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数 = 1.000 √4. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √5. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √6. 附加集中力分项系数 = 1.000 √7. 附加集中力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 4.656(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得,路面上横向可排列此种车辆 2列布置宽度= 0.000(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.688(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m) 墙身截面积 = 4.701(m2) 重量 = 108.119 (kN)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.250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 = 400.194(kN) En = -0.000(kN) Wt = 80.039(kN) Et = -0.000(kN) 滑移力= -80.039(kN) 抗滑力= 100.048(kN)滑移力为负值,不计算抗滑移稳定安全系数!滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 188.519(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= -0.000(kN) 抗滑力= 102.556(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 10255563.000 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.152 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 0.000(kN-m) 抗倾覆力矩= 1476.016(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 147601648.000 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1451.113(kN-m) > 0.0(三) 地基应力及偏心距验算基础类型为天然地基,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 = 400.194(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1476.016(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.102 (m) 偏心距 e = -3.137(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.688(m)严重不合理:合力作用点超出基础范围,所得地基应力将没有意义!基底压应力: 趾部=0.000 踵部=-103.174(kPa)作用于基底的合力偏心距验算不满足: e=-3.137 > 0.167*1.102 = 0.184(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=-103.174 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=363.034 <= 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 = 4.578(m2) 重量 = 105.297 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.163 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 405.297(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1473.932(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.637(m)截面宽度 B = 1.135 (m) 偏心距 e1 = -3.069(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -3.069 > 0.250*1.135 = 0.284(m)截面上压应力: 面坡=-5436.583 背坡=6150.764(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 6150.764 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 5436.583 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -142.836 <= 90.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 405.297(kN)轴心力偏心影响系数αk = -8246.795挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.135(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.101不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 405.297 > -12155990.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 405.297 > -1227087.125(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.940(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得,路面上横向可排列此种车辆 2列布置宽度= 0.000(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.275(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 3.979(m2) 重量 = 91.526 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.998 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.010 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 0.000 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 391.526(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1367.797(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.494(m)截面宽度 B = 1.010 (m) 偏心距 e1 = -2.989(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -2.989 > 0.250*1.010 = 0.252(m)截面上压应力: 面坡=-6494.480 背坡=7269.780(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 7269.780 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 6494.480 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -155.060 <= 90.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 391.526(kN)轴心力偏心影响系数αk = -14181.996挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.010(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.086不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 391.526 > -18602358.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 391.526 > -1607627.375(kN)=====================================================================第 3 种情况: 组合3=============================================组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √2. 墙顶上的有效永久荷载分项系数 = 1.000 √3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数 = 1.000 √4. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √5. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √6. 附加集中力分项系数 = 1.000 √7. 附加集中力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 4.656(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得,路面上横向可排列此种车辆 2列布置宽度= 0.000(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.688(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m) 墙身截面积 = 4.701(m2) 重量 = 108.119 (kN)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.250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 = 400.194(kN) En = -0.000(kN) Wt = 80.039(kN) Et = -0.000(kN) 滑移力= -80.039(kN) 抗滑力= 100.048(kN)滑移力为负值,不计算抗滑移稳定安全系数!滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 188.519(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= -0.000(kN) 抗滑力= 102.556(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 10255563.000 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.152 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 0.000(kN-m) 抗倾覆力矩= 1476.016(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 147601648.000 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1451.113(kN-m) > 0.0(三) 地基应力及偏心距验算基础类型为天然地基,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 = 400.194(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1476.016(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.102 (m) 偏心距 e = -3.137(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.688(m)严重不合理:合力作用点超出基础范围,所得地基应力将没有意义!基底压应力: 趾部=0.000 踵部=-103.174(kPa)作用于基底的合力偏心距验算不满足: e=-3.137 > 0.167*1.102 = 0.184(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=-103.174 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=363.034 <= 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 = 4.578(m2) 重量 = 105.297 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.163 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 405.297(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1473.932(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.637(m)截面宽度 B = 1.135 (m) 偏心距 e1 = -3.069(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -3.069 > 0.250*1.135 = 0.284(m)截面上压应力: 面坡=-5436.583 背坡=6150.764(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 6150.764 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 5436.583 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -142.836 <= 90.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 405.297(kN)轴心力偏心影响系数αk = -8246.795挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.135(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.101不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 405.297 > -12155990.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 405.297 > -1227087.125(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.940(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得,路面上横向可排列此种车辆 2列布置宽度= 0.000(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.275(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 3.979(m2) 重量 = 91.526 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.998 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.010 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 0.000 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 391.526(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1367.797(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.494(m)截面宽度 B = 1.010 (m) 偏心距 e1 = -2.989(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -2.989 > 0.250*1.010 = 0.252(m)截面上压应力: 面坡=-6494.480 背坡=7269.780(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 7269.780 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 6494.480 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -155.060 <= 90.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 391.526(kN)轴心力偏心影响系数αk = -14181.996挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.010(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.086不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 391.526 > -18602358.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 391.526 > -1607627.375(kN)=================================================各组合最不利结果=================================================(一) 滑移验算安全系数最不利为:组合3(组合3)抗滑力 = 100.048(kN),滑移力 = -80.039(kN)。
计算书一、1、设计资料西安至咸阳的二级公路设置仰斜重力式路肩挡土墙,如图1所示,有关截面尺寸列于图中其中,墙高H=4.90m,墙面和墙背的坡度均为1:0.25(α=14.04°);基底倾斜度tan α0=1:1.5(α0=11.31°)墙身和基础由M5砂浆砌筑片石MU30;墙背填料为砂性土基础顶面距天然地面0.93m 。
有关墙背填土、地基土、砌体物力参数列于表中墙背填料、地基和砌体物理力学参数2、土力学计算按《公路路基设计规范JTG D30-2004》规定q 车辆荷载附加荷载强度,墙高小于2m 取20KN/m 2,墙高大于10m 取10KN/m 2,两者之间,直线法内差计算。
墙高墙身高度4.90m 的附加荷载强度为q=20-(20−10)(10−2)(4.9−2)=16.38 KN/m 2 则等代均布土层厚度为: h 0=q γ=16.3818=0.91(m)采用库伦土压力理论计算墙后填土和车辆荷载引起的主动土压力,计算图式如下:填料 重度γ(KN/m 3) 18砌体a γ(KN/m 3) 22 内摩擦角φ°35M5浆砌片石MU30砌体容许压应力为[]a σ600 墙背摩擦角δ φ/2 容许剪应力[τ] 100 地基重度γ(KN/m 3)21容许拉应力[wl σ]60容许承载力[]0σ450地基土摩擦系数μh0.8基地摩擦系数为μ 0.45可确定边界系数(破裂面交会于荷载中部)为:A 0=12(a +H +2h 0)(a +H )=12(4.90+2×0.91)×4.90=16.46 B 0=12ab +(b +d )h 0−12H (H +2a +2h 0)tan α=−12×4.90×(4.90+2×0.91)×(−0.25)=4.17 其中:a=0,d=0,b=0破裂面倾角为:tan θ=−tan ψ+√(cot φ+tan ψ)(tan ψ+B 0/A 0)=−tan38.48°+√(cot35°+tan38.46°)(tan38.46°+4.17/16.46)=0.7291 θ=36.10°其中:ψ=φ+α+δ= 35°-14.04°+17.5°=38.46° 主动土压力系数为: K =cos (θ+φ)sin (θ+ψ)(tan θ+tan α)=cos (36.10°+35°)sin (36.10°+38.46°)(tan36.10°−0.25)=0.161作为于墙背的主动土压力为:E a = 12γKH (H +2h 0)=12×19×0.161×6.30×(6.3+2×0.77)=75.55(kN)土压力水平分力和竖直分力分别为:E x =E a cos (α+δ)=75.55× cos (−14.04°+17.5°)=75.41(kN )E y =E a sin (α+δ)=75.55× sin (−14.04°+17.5°)=4.56(kN )水平土压力作用点至墙趾的力臂:Z x =H (H+3h 0)3(H+2h 0)=6.3(6.3+3×0.77)3(6.3+2×0.77)=2.31(m )Z y =B 4− Z x tan α=1.52-2.31×(−0.25)=2.10(m)3.挡土墙自重及力臂计算将挡土墙分为三部分,如图虚线所示,截面各部分对应的墙体重力及墙趾(O 1)G 1=γK B 1H 1=23×1.3×5.5=164.45(kN )Z 1=0.3+0.5×0.25+5.5×0.25+1.32=1.76(m)G 2=23×1.6×0.5=18.4(kN )Z 2=0.5×0.252+1.62=1.76(m ) G 3=23×1.6×0.3×0.5=18.4(kN )Z 3=2/3(1.6+1.52)=2.08(m)墙体总重及墙趾(O 1)的力臂:G= G 1+ G 2+ G 3=164.45+18.40+5.52=188.37(kN) Z G =( G 1Z 1+ G 2Z 2+ G 3Z 3)/G=(164.45×1.76+18.4×0.86+5.52×2.08)/188.37=1.68(m) 4.抗滑稳定性验算⑴沿基地平面滑动的稳定性验算 ① 抗滑稳定方案滑动稳定应满足下式要求:[1.1G+γQ1(E y +E x tan α0)]μ+(1.1G+γQ1E y )tan α0-+γQ1E x >0 由于土压力的作用效应增大对挡土墙结构起不利左右,故γQ1=1.4,则有:[1.1×188.37+1.4×(4.56+75.41×0.2)]×0.4+ (1.1×188.37+1.4×4.56) ×0.2-1.4×75.41=32.30(kN)>0②抗滑稳定系数∑N= G + E y = 188.37+4.56 = 192.93(kN ) K C =(∑N+E x tan α0)μE x−∑N tan α0=(192.93+75.41×0.2)×0.475.41−792.93×0.2=2.26>1.3抗滑稳定性满足要求⑵沿过墙踵水平面滑动的稳定性验算(图3—30) 计入倾斜基底与水平滑动面之间的土楔的重力∆G : ∆G =12×1.52×0.30×21=4.79(kN) ①滑动稳定方程(1.1G+γQ1E y )μn −γQ1E x =[1.1×(188.37+4.79)+1.4×4.56]×0.8−1.4×75.41=69.51(kN)>0⑴②抗滑稳定系数 K C =(∑N+∆G )μn E x =(192.93+4.79)×0.875.41=2.10>1.3沿过墙踵水平面的抗滑稳定性满足要求。
范例: 网络上有有关软件可如下载1.1 挡土墙设计资料1.浆砌片石重力式路堤墙, 填土边坡1:1.5, 墙背仰斜, 坡度1: 0.15 1: 0.35。
2.公路等级二级, 车辆荷载等级为公路-II级, 挡土墙荷载效应组合采用荷载组合I、II。
3.墙背填土容重γ=17.8kN/m3, 计算内摩擦角Φ=42°,填土与墙背间旳内摩擦角δ=Φ/2=21°。
4.地基为砂类土, 容许承载力[σ]=810kPa, 基底摩擦系数μ=0.43。
5.墙身材料采用5号砂浆砌30号片石, 砌体=22kN/m3, 砌体容许压应力为kPa, 容许剪应力[ ]=100kPa, 容许拉应力[ ]=60 kPa。
1.2 确定计算参数设计挡墙高度H=4m, 墙上填土高度a=2m, 填土边坡坡度为1:1.5,墙背仰斜,坡度1:0.25。
填土内摩擦角: , 填土与墙背间旳摩擦角;墙背与竖直平面旳夹角。
墙背填土容重17.8kN/m3, 地基土容重: 17.7kN/m3。
挡土墙尺寸详细见图1.1。
图1.1 挡土墙尺寸1.3 车辆荷载换算1.3.1 试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度(1)假定破裂面交于荷载内侧不计车辆荷载作用;计算棱体参数、:18)42(21)(21))(2(212200=+=+=+++=H a H a h H a A 7)036.14tan()224(4213221tan )2(21210=-⨯+⨯⨯-⨯⨯=+-=αa H H ab B 389.018700===A B A ︒=︒+︒-︒=++=964.4821036.1442δαϕψ;715.0)389.0964.48(tan )964.48tan 42(cot 964.48tan ))(tan tan (cot tan tan =+︒⨯︒+︒+︒-=++±-=A ψψϕψθ则:计算车辆荷载作用时破裂棱体宽度值B:mbH a H B 29.03)036.14tan(4715.0)24(tan tan )(=-︒-⨯+⨯+=-+⨯+=αθ由于路肩宽度d=1.5m>B=0.29m, 因此可以确定破裂面交与荷载内侧。
计算书一、1、设计资料西安至咸阳的二级公路设置仰斜重力式路肩挡土墙,如图1所示,有关截面尺寸列于图中其中,墙高H=4.90m,墙面和墙背的坡度均为1:0.25(α=14.04°);基底倾斜度tanα0=1:1.5(α0=11.31°)墙身和基础由M5砂浆砌筑片石MU30;墙背填料为砂性土基础顶面距天然地面0.93m。
有关墙背填土、地基土、砌体物力参数列于表中按《公路路基设计规范JTG D30-2004》规定q车辆荷载附加荷载强度,墙高小于2m取20KN/m2,墙高大于10m取10KN/m2,两者之间,直线法内差计算。
墙高墙身高度4.90m的附加荷载强度为q=20-20-1010-24.9-2=16.38 KN/m2则等代均布土层厚度为:h0=qγ=16.3818=0.91(m)采用库伦土压力理论计算墙后填土和车辆荷载引起的主动土压力,计算图式如下:可确定边界系数(破裂面交会于荷载中部)为:填料重度γ(KN/m3)18砌体aγ(KN/m3)22 内摩擦角φ°35 M5浆砌片石MU3砌体容许压应力为[]aσ600 墙背摩擦角δφ/2 容许剪应力[τ] 100地基重度γ(KN/m3)21容许拉应力[wlσ] 60容许承载力[]0σ450地基土摩擦系数μh0.8 基地摩擦系数为μ0.45A0=12a+H+2h0a+H=124.90+2×0.91×4.90=16.46B0=12ab+b+dh0-12HH+2a+2h0tanα=-12×4.90×4.90+2×0.91×-0.25=4.17其中:a=0,d=0,b=0破裂面倾角为:tanθ=-tanψ+cotφ+tanψtanψ+B0/A0=-tan38.48°+cot35°+tan38.46°tan38.46°+4.17/16.46=0.7291 θ=36.10°其中:ψ=φ+α+δ= 35°-14.04°+17.5°=38.46°主动土压力系数为:K=cosθ+φsinθ+ψtanθ+tanα=cos36.10°+35°sin36.10°+ 38.46°tan36.10°-0.25=0.161作为于墙背的主动土压力为:Ea=12γKHH+2h0=12×19×0.161×6.30×6.3+2×0.77=75.55(kN) 土压力水平分力和竖直分力分别为:Ex=E a cosα+δ=75.55× cos-14.04°+17.5°=75.41kNEy=E a sinα+δ=75.55× sin-14.04°+17.5°=4.56kN 水平土压力作用点至墙趾的力臂:Zx=HH+3h03H+2h0=6.36.3+3×0.7736.3+2×0.77=2.31mZy=B4- Zxtanα=1.52-2.31×-0.25=2.10(m)3.挡土墙自重及力臂计算将挡土墙分为三部分,如图虚线所示,截面各部分对应的墙体重力及墙趾(O1)G1=γKB1H1=23×1.3×5.5=164.45kNZ1=0.3+0.5×0.25+5.5×0.25+1.32=1.76(m)G2=23×1.6×0.5=18.4kNZ2=0.5×0.252+1.62=1.76mG3=23×1.6×0.3×0.5=18.4kNZ3=2/31.6+1.52=2.08(m)墙体总重及墙趾(O1)的力臂:G=G1+ G2+ G3=164.45+18.40+5.52=188.37(kN)ZG=( G1Z1+ G2Z2+G3Z3)/G=(164.45×1.76+18.4×0.86+5.52×2.08)/188.37=1.68(m)4.抗滑稳定性验算⑴沿基地平面滑动的稳定性验算①抗滑稳定方案滑动稳定应满足下式要求:[1.1G+γQ1(Ey+Extanα0)]μ+(1.1G+γQ1Ey)tanα0-+γQ1Ex>0 由于土压力的作用效应增大对挡土墙结构起不利左右,故γQ1=1.4,则有:[1.1×188.37+1.4×(4.56+75.41×0.2)]×0.4+(1.1×188.37+1.4×4.56)×0.2-1.4×75.41=32.30(kN)>0②抗滑稳定系数∑N= G + Ey = 188.37+4.56 = 192.93(kN)KC=(∑N+Extanα0)μEx-∑N tanα0=(192.93+75.41×0.2)×0.475.41-792.93×0.2=2.26>1.3抗滑稳定性满足要求⑵沿过墙踵水平面滑动的稳定性验算(图3—30)计入倾斜基底与水平滑动面之间的土楔的重力∆G:∆G=12×1.52×0.30×21=4.79(kN)①滑动稳定方程( 1.1G+γQ1Ey)μn-γQ1Ex=[1.1×188.37+4.79+1.4×4.56]×0.8-1.4×75.41=69.51(kN)>0⑴②抗滑稳定系数KC=∑N+∆GμnEx=192.93+4.79×0.875.41=2.10>1.3沿过墙踵水平面的抗滑稳定性满足要求。
注:本文档为手算计算书文档,包含公式、计算过程在内,可供老师教学,可供学生学习。
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其中本次设计最不利位置为桩号K1+570左侧,挡土墙高度9.5米,拟定验算此处墙高,即H=9.5m。
拟定墙面和墙背坡度均为1:0.25;基底倾斜度=1:5;基底与地基土摩擦系数=0.5。
墙身砌体容重值为20.0kN/m3。
墙后填料容重值为18.3kN/m3;内摩擦角38º,墙背摩擦角19.2º。
有关墙背填料、地基土和砌体物理力学参数列于下表。
墙背填料、地基和砌体物理力学参数2.初步拟定断面尺寸断面尺寸数据表断面尺寸/mH0.344 9.5 9.156 1.83.破裂棱体位置确定(1)破裂夹角计算设计假设破裂面交于荷载范围内,则:由,因为注:1.当为路肩挡土墙时,式中a=b=0。
2.对于俯斜墙背,取正值;垂直墙背,取;仰斜墙背,取负值。
3.当荷载沿路肩边缘布置时,。
根据挡土墙破裂面位于荷载内部时破裂角的公式如下:(2)验算破裂面是否落在荷载的范围破裂棱体长度计算:车辆荷载的分布宽度计算:因为<,所以破裂面交于荷载范围内,符合拟定假设。
并列车辆数,双车道,单车道;后轮轮距,取;相邻两车辆后轮的中心间距,取;轮胎着地宽度,取。
4.荷载当量土柱高度计算设计墙高9.5m,按墙高计算附加荷载强度,按照线性内插法进行计算,求得附加荷载强度为:,求土柱高度:荷载强度q墙高H/m q/kPa 墙高H/m q/kPa20 105.土压力计算根据挡土墙破裂面交于荷载内部的土压力计算如下:()()()()()()注:、,墙背主动土压力的水平与垂直分力;6.土压力作用点的位置代表土压力作用点至墙踵的垂直距离。
重力式挡土墙计算书
1、挡土墙的基本参数
挡土墙的长度{L}:50m
挡土墙的高度{H}:5.5m
挡土墙底部圆角半径{R}:2.5m
墙体材料:砂石混合土
墙体的水平受力系数{Ks:1.2}
墙体的垂直受力系数{Kv:1.5}
挡墙的抗拉强度{σs:3.0}
挡墙的抗压强度{σv:6.0}
2、挡土墙斜面稳定性分析
设砂石混合土斜面的弧度α等于25度,有:斜面抗滑系数Ks=tanαcosα=0.44
挡土墙自重又称为内力,有:
内力P=0.6Hγ=33.0KN
挡土墙斜面上的地力有:
地力Pz=KsHγ=22.2KN
挡土墙的抗力有:
抗力P’=KvHσv=99.0KN
挡土墙斜面稳定性分析,有:
P/Pz=33.0/22.2=1.49>1;P/P’=33.0/99.0=0.33<1
说明该重力式挡土墙符合稳定的要求。
3、挡土墙的强度计算
挡土墙顶部的竖向受力有:
竖向受力F=0.5H2γ=58.5KN
挡土墙底部的水平受力有:
水平受力F=KsLHγ=88.2KN
挡土墙自重、竖向受力及水平受力的最大值均小于墙体的抗力(99.0KN),故该挡土墙的强度设计符合要求。
仰斜式路肩墙设计一.挡土墙设计基本资料(1) 参照原路段设置浆砌片石护坡,基础顶面埋深设置0.8m ;基底土质取砂类土,基底与基底土的摩擦系数1μ=0.4,地基承载力基本容许值f=300kPa 。
(2)墙背填料:选择天然砂砾做墙背填料,重度3/γ19kN m =,内摩擦角35ϕ=,,墙后土体对墙背的摩擦角δ17.52ϕ==。
(3)墙体材料:采用浆砌片石砌筑,采用M7.5号砂浆、MU30号片石,砌石3/γ23kN m = ,轴心抗压强度设计值 [a σ]=1000k a P ,容许弯拉应力[1σ]=140k a P ,允许剪应力j 90[]kPa τ=。
表1.1挡土墙基本尺寸及资料图1 挡土墙基本设计尺寸二.挡土墙自重及重心计算图2.挡土墙自重及重心计算图示取单位墙长1m ,如下图示,将挡土墙截面分为三部分:11223312323 1.241110.423 1.5117.2523 1.50.150.51 2.59130.24i i i G V kN G V kNG V kN G G G G kNγγγ=•=⨯⨯⨯==•=⨯⨯==•=⨯⨯⨯⨯==++=截面各部分重心至墙趾1O 的距离:10.30.50.25(40.25 1.2)/2 1.53e m=+⨯+⨯+=2 1.50.752e m== 32 1.513e m =⨯=全截面重心至墙趾的距离:112233()/(110.4 1.5317.250.75 2.59 1.0)/130.24 1.42e G e G e G e e m=++=⨯+⨯+⨯=墙顶至后踵2O 的高度: H=4.65m三. 主动土压力计算图3 挡土墙土压力计算图示1.破裂角θ车辆荷载()210410.01017.5/8q KN m -=+⨯=车辆荷载换算等代土层厚度为017.50.92119qh m γ=== 假设破裂面交于荷载内,按公式()02tan (2)20.50.921tan(1402)4.654.6520.9210.231dh A H H h α=-+⨯⨯'=--+⨯=35140217.53828ψϕαδ''=++=-+=tan tan tan 3828(cot 35tan 3828)(tan 38280.231)0.7193543θψθ=-+'''=-+++='∴=验核破裂面位置:破裂面距墙踵tan 3.34H m θ•=荷载内边缘距墙踵tan 1.66d H m α-•= 荷载外边缘距墙踵tan 8.16d H b m α-•+=1.66 3.348.16m m m ∴<<与假设相符,可用所选计算公式。
重力式挡土墙验算[执行标准:通用]计算项目:重力式挡土墙 1计算时间: 2013-04-12 23:39:26 星期五------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 6.000(m)墙顶宽: 1.500(m)面坡倾斜坡度: 1:0.250背坡倾斜坡度: 1:-0.200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)挡土墙类型: 浸水地区挡土墙墙后填土内摩擦角: 40.000(度)墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)墙后填土容重: 25.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角: 23.000(度)地基土容重: 25.000(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)墙后填土浮容重: 20.000(kN/m3)地基浮力系数: 0.700土压力计算方法: 库仑坡线土柱: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 2.000 0.000 02 14.000 7.000 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)挡墙内侧常年水位标高: -50.000(m)挡墙外侧常年水位标高: -50.000(m)浮力矩是否作为倾覆力矩加项: 是基础类型: 钢筋混凝土底板基础悬挑长度: 0.000(m)根部高度: 2.000(m)端头高度: 2.000(m)榫头宽度: 0.000(m)榫头高度: 0.000(m)基础容重: 25.000(kN/m3)钢筋容许拉应力: 150.000(MPa)混凝土容许主拉应力: 0.550(MPa)混凝土容许剪应力: 4.000(MPa)钢筋合力点到基底距离: 50(mm)===================================================================== 第 1 种情况: 一般情况[土压力计算] 计算高度为 6.000(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角: 34.346(度)Ea=60.908 Ex=59.644 Ey=12.341(kN) 作用点高度 Zy=1.953(m) 墙身截面积 = 9.900(m2) 重量 = 227.700 kN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: -0.00 0.00 -1.50 -6.00墙背坡侧: 0.00 -0.00 0.30 -6.00整个基础: -0.00 0.00 0.30 -8.00(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500因墙下基础为钢筋混凝土底板,所以需要验算基础底面的滑移稳定性基础截面积 = 3.600(m2) 基础重量 Wj= 90.000 kN滑移力= 59.644(kN) 抗滑力= 165.020(kN)滑移验算满足: Kc = 2.767 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.555 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 2.191 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 1.953 (m)基础为钢筋混凝土底板,验算挡土墙绕基础趾点倾覆稳定性基础截面积 = 3.600(m2) 基础重量 Wj= 90.000 kN基础重心距离基础趾点的水平距离 = 0.900(m)倾覆力矩= 235.768(kN-m) 抗倾覆力矩= 462.004(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 1.960 > 1.500(三) 地基应力及偏心距验算基础为钢筋混凝土底板,验算底板下的偏心距及基底压应力基础截面积 = 3.600(m2) 基础重量 Wj= 90.000 kN作用于基础底的总竖向力 = 330.041(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=226.235(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.800 (m) 偏心距 e = 0.215(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.685(m)基底压应力: 趾部=314.470 踵部=52.243(kPa)最大应力与最小应力之比 = 314.470 / 52.243 = 6.019作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.215 <= 0.250*1.800 = 0.450(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=314.470 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=52.243 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=183.356 <= 500.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为钢筋混凝土底板,需要作强度验算基础截面积 = 3.600(m2) 基础重量 Wj= 90.000 kN基础底面宽度 B = 1.800 (m) 偏心距 e = 0.215(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 0.685(m)基础底压应力: 趾部=314.470 踵部=52.243(kPa)剪应力验算满足: Q = 0.000(kN) <= h*[t] = 8000.000(kN)主拉应力验算满足: Q = 0.000(kN) <= 933.075(kN)钢筋面积: As = 0.00(mm2/m)(五) 墙底截面强度验算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: -0.00 0.00 -1.50 -6.00墙背坡侧: 0.00 -0.00 0.30 -6.00验算截面以上,墙身截面积 = 9.900(m2) 重量 = 227.700 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.555 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.191 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 1.953 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 240.041(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=264.524(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.102(m)截面宽度 B = 1.800 (m) 偏心距 e1 = -0.202(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.202 <= 0.300*1.800 = 0.540(m)截面上压应力: 面坡=43.564 背坡=223.148(kPa)压应力验算满足: 计算值= 223.148 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -20.207 <= 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 = 165.020(kN),滑移力 = 59.644(kN)。
滑移验算满足: Kc = 2.767 > 1.300(二) 倾覆验算安全系数最不利为:组合1(一般情况)抗倾覆力矩 = 462.004(kN-M),倾覆力矩 = 235.768(kN-m)。
倾覆验算满足: K0 = 1.960 > 1.500(三) 地基验算作用于基底的合力偏心距验算最不利为:组合1(一般情况)作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.215 <= 0.250*1.800 = 0.450(m) 墙趾处地基承载力验算最不利为:组合1(一般情况)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=314.470 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算最不利为:组合1(一般情况)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=52.243 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算最不利为:组合1(一般情况)地基平均承载力验算满足: 压应力=183.356 <= 500.000(kPa)(四) 基础验算剪、拉应力验算最不利为:组合1(一般情况)剪应力验算满足: Q = 0.000(kN) <= h*[t] = 8000.000(kN)主拉应力验算满足: Q = 0.000(kN) <= 933.075(kN)钢筋面积最不利为:组合1(一般情况)钢筋面积: As = 0.00(mm2/m)(五) 墙底截面强度验算[容许应力法]:截面上偏心距验算最不利为:组合1(一般情况)截面上偏心距验算满足: e1= -0.202 <= 0.300*1.800 = 0.540(m)压应力验算最不利为:组合1(一般情况)压应力验算满足: 计算值= 223.148 <= 2100.000(kPa) 拉应力验算最不利为:组合1(一般情况)拉应力验算满足: 计算值= 0.000 <= 150.000(kPa)剪应力验算最不利为:组合1(一般情况)剪应力验算满足: 计算值= -20.207 <= 110.000(kPa)重力式挡土墙验算[执行标准:通用]计算项目:重力式挡土墙 1计算时间: 2013-04-12 23:43:04 星期五------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 6.000(m)墙顶宽: 1.000(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: 0.600(m)墙趾台阶h1: 0.500(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同物理参数: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)挡土墙类型: 浸水地区挡土墙墙后填土内摩擦角: 40.000(度)墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)墙后填土容重: 25.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角: 23.000(度)地基土容重: 25.000(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)墙后填土浮容重: 20.000(kN/m3)地基浮力系数: 0.700土压力计算方法: 库仑坡线土柱: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 2.000 0.000 02 14.000 7.000 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)挡墙内侧常年水位标高: -50.000(m)挡墙外侧常年水位标高: -50.000(m)浮力矩是否作为倾覆力矩加项: 是基础类型: 钢筋混凝土底板基础悬挑长度: 0.000(m)根部高度: 2.000(m)端头高度: 2.000(m)榫头宽度: 0.000(m)榫头高度: 0.000(m)基础容重: 25.000(kN/m3)钢筋容许拉应力: 150.000(MPa)混凝土容许主拉应力: 0.550(MPa)混凝土容许剪应力: 4.000(MPa)钢筋合力点到基底距离: 50(mm)===================================================================== 第 1 种情况: 一般情况[土压力计算] 计算高度为 6.000(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角: 34.346(度)Ea=60.908 Ex=59.644 Ey=12.341(kN) 作用点高度 Zy=1.953(m) 墙身截面积 = 7.200(m2) 重量 = 165.600 kN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: -0.00 0.00 -2.10 -6.00墙背坡侧: 0.00 -0.00 -0.20 -6.00整个基础: -0.00 0.00 -0.20 -8.00(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500因墙下基础为钢筋混凝土底板,所以需要验算基础底面的滑移稳定性基础截面积 = 3.800(m2) 基础重量 Wj= 95.000 kN滑移力= 59.644(kN) 抗滑力= 136.470(kN)滑移验算满足: Kc = 2.288 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.832 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 2.291 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 1.953 (m)基础为钢筋混凝土底板,验算挡土墙绕基础趾点倾覆稳定性基础截面积 = 3.800(m2) 基础重量 Wj= 95.000 kN基础重心距离基础趾点的水平距离 = 0.950(m)倾覆力矩= 235.768(kN-m) 抗倾覆力矩= 421.859(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 1.789 > 1.500(三) 地基应力及偏心距验算基础为钢筋混凝土底板,验算底板下的偏心距及基底压应力基础截面积 = 3.800(m2) 基础重量 Wj= 95.000 kN作用于基础底的总竖向力 = 272.941(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=186.091(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.900 (m) 偏心距 e = 0.268(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.682(m)基底压应力: 趾部=265.320 踵部=21.986(kPa)最大应力与最小应力之比 = 265.320 / 21.986 = 12.068作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.268 <= 0.250*1.900 = 0.475(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=265.320 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=21.986 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=143.653 <= 500.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为钢筋混凝土底板,需要作强度验算基础截面积 = 3.800(m2) 基础重量 Wj= 95.000 kN基础底面宽度 B = 1.900 (m) 偏心距 e = 0.268(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 0.682(m)基础底压应力: 趾部=265.320 踵部=21.986(kPa)剪应力验算满足: Q = 0.000(kN) <= h*[t] = 8000.000(kN)主拉应力验算满足: Q = 0.000(kN) <= 933.075(kN)钢筋面积: As = 0.00(mm2/m)(五) 墙底截面强度验算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: -0.00 0.00 -2.10 -6.00墙背坡侧: 0.00 -0.00 -0.20 -6.00验算截面以上,墙身截面积 = 7.200(m2) 重量 = 165.600 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.832 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.291 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 1.953 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 177.941(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=215.130(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.209(m)截面宽度 B = 1.900 (m) 偏心距 e1 = -0.259(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.259 <= 0.300*1.900 = 0.570(m)截面上压应力: 面坡=17.056 背坡=170.250(kPa)压应力验算满足: 计算值= 170.250 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -6.069 <= 110.000(kPa)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 5.500(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角: 33.851(度)Ea=50.567 Ex=49.519 Ey=10.246(kN) 作用点高度 Zy=1.808(m)墙身截面积 = 6.256(m2) 重量 = 143.894 kN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: -0.00 0.00 -1.38 -5.50墙背坡侧: 0.00 0.00 -0.10 -5.50整个基础: -0.00 0.00 -0.10 -7.50[强度验算]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: -0.00 0.00 -1.38 -5.50墙背坡侧: 0.00 0.00 -0.10 -5.50验算截面以上,墙身截面积 = 6.256(m2) 重量 = 143.894 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.231 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.637 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 1.808 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 154.140(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=104.425(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 0.677(m)截面宽度 B = 1.275 (m) 偏心距 e1 = -0.040(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.040 <= 0.300*1.275 = 0.383(m)截面上压应力: 面坡=98.154 背坡=143.634(kPa)压应力验算满足: 计算值= 143.634 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -9.519 <= 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 = 136.470(kN),滑移力 = 59.644(kN)。