挡土墙土压力计算
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(完整word)砌体挡土墙计算实例砌体地下室外墙(挡土墙)验算:已知地下室370mm厚挡土墙,高2.5m墙背直立、光滑、填土面水平.填土的物理力学指标如下:r=18kN/m³。
计算过程:土压力为:q=Ko r HKo=0.5,r=18kN/m³,现在标高-1。
090处加圈梁,所以H取两圈梁之间的高度1。
5m,故q=0。
5x18x1.5=13.5(kN/m)上下有圈梁约束,墙体按固端考虑,则在三角形侧向土压力作用下:弯矩Ma=rG1/20L²=1.2x1/20x13。
5x1。
5²=1.82(kN/m)剪力Va= rG7/20L=1。
2x7/20x13.5x1。
5=8。
5(kN)受弯、受剪承载力计算:墙体MU10烧结页岩实心砖,M10水泥砂浆,370mm墙厚M≤ftmW,V≤fvbz 砌体沿齿缝弯曲抗拉强度设计值ftm=0.8x0.33=0。
264(Mpa)抗剪强度设计值fv=0。
8x0。
17=0.136(Mpa)取1m宽墙体计算单元且按矩形截面计算:截面抵抗距W=bh²/6=1000x370²/6=22.82x1000000 (mm³)截面内力臂z=2h/3=2x370/3=246(mm)砌体受弯承载力ftmW=0。
264x22。
82x1000000=6.0(kN/m)> Ma=1。
82(kN/m)砌体受剪承载力fvbz=0。
136x1000x246=33。
45(kN)> Va=8.5(kN) 综上所诉:370mm厚地下室外墙(挡土墙)受弯、受剪承载力均满足要求.。
目录1.重力式挡土墙 (2)1.1土压力计算 (2)1.2挡土墙检算 (4)2.2设计计算 (6)3.扶壁式挡土墙 (9)3.1土压力计算 (9)5.2锚杆设计计算 (16)5.3锚杆长度计算 (17)6.锚定板挡土墙 (17)6.1土压力计算 (17)6.3抗拔力计算 (18)7.土钉墙 (18)7.1土压力计算 (18)7.2土钉长度计算和强度检算 (18)7.3土钉墙内部整体稳定性检算 (19)7.4土钉墙外部整体稳定性检算 (19)1.重力式挡土墙 1.1土压力计算⑴第一破裂面ψϕδα=++tan tan θψ=-±土压力系数:()()()cos tan tan sin θϕλθαθψ+=-+土压力:()()()00cos tan sin a E A B θϕγθθψ+=-+()cos ax a E E δα=- ()sin ay a E E δα=-① 破裂面在荷载分布内侧()2012A A a H =+ ()012tan 22H B ab H a α=-+ a a σγλ= H H σγλ=1tan tan tan b a h θθα-=+ 21h H h =-()()32211223332x H a H h H h Z H a H h +-+=⎡⎤+-⎣⎦tan y x Z B Z α=-②破裂面在荷载分布范围中()()00122A a H h a H =+++ ()()000122tan 22HB ab b d h H a h α=++-++00h σγλ= a a σγλ= H H σγλ=1tan tan tan b a h θθα-=+ 2tan tan dh θα=+ 312h H h h =--()()322211032103333322x H a H h H h h h Z H aH ah h h +-++=+-+ tan y x Z B Z α=-③破裂面在荷载分布外侧()2012A a H =+ ()00012tan 22HB ab l h H a α=--+00h σγλ= a a σγλ= H H σγλ=1tan tan tan b a h θθα-=+ 2tan tan dh θα=+ 03tan tan l h θα=+ 4123h H h h h =---()()()322211033421033332322x H a H h H h h h h h Z H aH ah h h +-+++=+-+tan y x Z B Z α=-⑵第二破裂面 查有关的计算手册。
砌体挡土墙计算实例在土木工程中,砌体挡土墙是一种常见的结构,用于支撑土体,防止其坍塌或滑移。
为了确保挡土墙的稳定性和安全性,需要进行精确的计算。
下面,我们将通过一个具体的实例来详细介绍砌体挡土墙的计算过程。
假设我们要设计一个高度为 5 米的砌体挡土墙,墙背填土为砂土,填土表面水平,墙后地下水位在墙底以下 1 米处。
挡土墙采用 MU30 毛石、M75 水泥砂浆砌筑,墙身重度为 22kN/m³。
一、土压力计算首先,我们需要计算作用在挡土墙上的土压力。
根据库仑土压力理论,主动土压力系数可以通过以下公式计算:Ka =tan²(45° φ/2)其中,φ 为填土的内摩擦角。
假设填土的内摩擦角为 30°,则主动土压力系数 Ka 为:Ka = tan²(45° 30°/2) = 033土压力的分布呈三角形,顶部为零,底部最大。
土压力强度可以通过以下公式计算:σa =γhKa其中,γ 为填土的重度,h 为计算点距离填土表面的高度。
假设填土重度为 18kN/m³,则墙顶处土压力强度为零,墙底处土压力强度为:σa = 18×5×033 = 297kN/m²土压力的合力可以通过三角形面积计算:Ea = 05×297×5 = 7425kN/m合力作用点距离墙底的高度为:h = 5/3 = 167m二、抗滑移稳定性验算为了保证挡土墙不会沿基底滑移,需要进行抗滑移稳定性验算。
抗滑移稳定系数 Ks 可以通过以下公式计算:Ks =(μ∑Gn + Ep) / Ea其中,μ 为基底摩擦系数,∑Gn 为垂直于基底的重力之和,Ep 为墙前被动土压力。
由于本例中不考虑墙前被动土压力,Ep 为零。
假设基底摩擦系数为 04,重力之和为:∑Gn = G + Ey其中,G 为挡土墙自重,Ey 为墙后土压力的水平分力。
挡土墙自重 G 可以通过墙身体积乘以重度计算:G = 05×5×22 = 55kN/m墙后土压力的水平分力 Ey 为:Ey =Ea×cos(δ)其中,δ 为墙背与填土之间的摩擦角,假设为 15°。
附录A 土压力计算A.0.1侧向岩土压力可采用库伦土压力或郎肯土压力公式计算,侧向岩土压力分布应根据支护类型确定。
A.0.2当墙后土体倾斜时,墙后主动土压力合力用公式(A.0.2-1)计算,侧向土压力分布形式为三角形,合力作用点位置距墙底1/3H 处,计算简图见图A.0.2。
2ak a12E H K γ=(A.0.2-1){[22sin()sin()sin()sin sin ()a q K K αβαβαδααβϕδ+=+-+--]sin()sin()2sin cos cos()ϕδϕβηαϕαβϕδ++-++---(A.0.2-2)2sin cos 1sin()q q K H αβγαβ=++(A.0.2-3)2c Hηγ=(A.0.2-4)式中:ak E —主动土压力合力标准值(kN/m );a K —主动土压力系数;H —挡土墙高度(m );γ—土体重度(kN/m 3)。
;c —土的黏聚力(kPa );ϕ—土的内摩擦角(°);q —地表均布荷载标准值(kN/m 2);δ—土对挡土墙墙背的摩擦角(°),可按表A.0.2取值;β—填土表面与水平面的夹角(°);α—挡土墙墙背的倾角(°);θ—滑裂面与水平面的夹角(°)。
图A.0.2库伦土压力计算表A.0.2土对挡土墙墙背的摩擦角δ挡土墙情况摩擦角δ墙背平滑,排水不良(0~0.33)ϕ墙背粗糙,排水良好(0.33~0.50)ϕ墙背很粗糙,排水良好(0.50~0.67)ϕ墙背与填土间不可能滑动(0.67~1.00)ϕA.0.3当墙后土体水平,墙后主动土压力标准值可按公式(A.0.3)计算。
aikj j ai 12i j e h q K c γ=⎛⎫=+- ⎪⎝⎭∑(A.0.3)式中:aik e —计算点处的主动土压力标准值(kN/m 2),当aik e <0时取aik e =0;ai K —计算点处的主动土压力系数,取2o aii tan (452)K ϕ=-;i c —计算点处土的黏聚力(kN/m 2);i ϕ—计算点处土的内摩擦角(°)。
挡土墙计算一、墙身配筋计算(一)已知条件:墙身混凝土等级35钢筋设计强度N/mm 2360混凝土容重γc=26KN/mm 3墙背填土容重γ土=18KN/mm 3裂缝限值0.2mm 覆土厚H1=1m 水位距离墙底H3=4.7m 墙高H=5.2m 地面堆积荷载q 0=20KN/m 2墙厚h(mm)=300mm 保护层(mm)=25mm 横载分项系数1.3(二)土压力按主动土压力计算:Ka=0.66q土1=γ土H1Ka=11.88KN/m 2q 1=q 0Ka+q 土1=25.08KN/m 2q 土2=(γ土×H-γ水×H3)30.76KN/m 2q 水2=γ水H3=47KN/m 2q 2=q 1+q 土2+q 水2=102.84KN/m 2q 11=1.2×q 1=32.604KN/m 2q 22=1.2×q 2=133.6868KN/m 2(三)内力计算(基本组合下):M支座=-H 2×(8q 22+7q 11-292.42KN·M Q 墙顶=H×(11q 11+4q 2289.34μ=q 11/q 22=0.24ν=[(9μ2+7μ0.558681329X=(ν-μ)H/(1-2.164942597m Xo=H-X= 3.0350574mMmax =Q 墙顶X-q 11X 2/2+84.13227KN·M (四)配筋计算混凝土抗压强度fcd=16.7N/mm 2ho=265mm 钢筋设计强度fy=360N/mm 2计算宽度b=1000mm M支座 =f cd bx(h 0-x/2)292420114.00 =16700x(265-x/2)x =77.371 m ≤ξb h 0 =0.53×265.00 =140.5mm 解得A s = M支座/(ho-3691mm 2Mmax =f cd bx(h 0-x/2)84000000.00 =16700x(265-x/2)x =19.714 mm ≤ξb h 0 =0.53×265.00 =140.5mm 解得跨中A s = Mmax/(ho-940mm 2(五)裂缝计算钢筋直径d=22mm 钢筋间距75mm 每延米实配钢筋A s =5068.44mm 2标准组合下Mk 支座=-H 2×-224.94KN·M σsk=Mk支座192.4974N/mm2αcr=2.1ρte=0.033789574ftk=2.2ψ=0.880148956< 1 且>0.2所以ψ取0.880148956Es=200000c=25deq=22裂缝宽度W fk =0.177163082mm 裂缝满足要求。
挡土墙计算公式挡土墙是一种用于支撑填土或山坡土体,防止其变形失稳的结构物。
在工程设计中,准确计算挡土墙的各项参数至关重要,这需要依靠一系列的计算公式。
下面我们就来详细介绍一下常见的挡土墙计算公式。
一、土压力计算土压力是作用在挡土墙上的主要荷载之一,常见的土压力计算方法有朗肯土压力理论和库仑土压力理论。
1、朗肯土压力理论朗肯主动土压力强度计算公式为:$e_a =\gamma z tan^2(45°\frac{\varphi}{2}) 2c tan(45°\frac{\varphi}{2})$朗肯被动土压力强度计算公式为:$e_p =\gamma z tan^2(45°+\frac{\varphi}{2})+ 2ctan(45°+\frac{\varphi}{2})$其中,$\gamma$为填土的重度,$z$为计算点深度,$\varphi$为填土的内摩擦角,$c$为填土的粘聚力。
2、库仑土压力理论库仑主动土压力系数:$K_a =\frac{cos^2(\varphi \alpha)}{cos^2\alpha cos(\alpha +\delta)1 +\sqrt{\frac{sin(\varphi +\delta) sin(\varphi \beta)}{cos(\alpha +\delta) cos(\alpha \beta)}}^2}$库仑被动土压力系数:$K_p =\frac{cos^2(\varphi +\alpha)}{cos^2\alpha cos(\alpha \delta)1 \sqrt{\frac{sin(\varphi +\delta) sin(\varphi +\beta)}{cos(\alpha \delta) cos(\alpha +\beta)}}^2}$主动土压力:$E_a =\frac{1}{2}\gamma H^2 K_a$被动土压力:$E_p =\frac{1}{2}\gamma H^2 K_p$其中,$\alpha$为墙背与水平面的夹角,$\beta$为填土面与水平面的夹角,$\delta$为墙背与填土之间的摩擦角,$H$为挡土墙的高度。