理正验算重力式挡土墙的设计结果.docx
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理正验算重力式挡土墙的设计结果
理正验算
重力式挡土墙验算[执行标准:
公路]
计算项目:
重力式挡土墙1
计算时间:
2013-12-2323:
21:
54星期一
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身高:
5.000(m)
墙顶宽:
1.500(m)
面坡倾斜坡度:
1:
0.250
背坡倾斜坡度:
1:
-0.250
采用1个扩展墙址台阶:
墙趾台阶b1:
0.300(m)
墙趾台阶h1:
0.750(m)
墙趾台阶与墙面坡坡度相同
墙踵台阶b3:
0.500(m)
墙踵台阶h3:
0.750(m)
墙底倾斜坡率:
0.200:
1
物理参数:
圬工砌体容重:
20.123(kN/m3)
圬工之间摩擦系数:
0.700
地基土摩擦系数:
0.800
墙身砌体容许压应力:
800.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力:
110.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力:
80.000(kPa)
材料抗压极限强度:
2.500(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:
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)
修正后地基承载力特征值:
423.000(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:
0.400
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
110.0000.0001
第1个:
定位距离0.000(m)公路-I级
作用于墙上的附加集中荷载数:
1(作用点坐标相对于墙左上角点)
荷载号XYP作用角是否为被动土压力
(m)(m)(kN/m)(度)
10.2000.0007.102270.000ㄨ
坡面起始距离:
0.000(m)
地面横坡角度:
20.000(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:
2.500(m)
=====================================================================
第1种情况:
组合1
=============================================
组合系数:
1.000
1.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√
=============================================
[土压力计算]计算高度为5.343(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=36.108(度)
公路-I级
路基面总宽=10.000(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4列
布置宽度=2.562(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)
010.5000.30015.00015.000
022.3000.30015.00015.000
030.5000.60060.00060.000
042.3000.60060.00056.156
050.5000.60060.00060.000
062.3000.60060.00056.156
070.5000.60070.00070.000
082.3000.60070.00065.515
090.5000.60070.00070.000
102.3000.60070.00065.515
布置宽度B0=2.562(m)分布长度L0=16.085(m)荷载值SG=533.341(kN)
换算土柱高度h0=0.681(m)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
36.108(度)
Ea=54.808(kN)Ex=54.708(kN)Ey=3.311(kN)作用点高度Zy=1.962(m)
墙身截面积=8.789(m2)重量=176.863(kN)
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.400
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=180.392(kN)En=13.976(kN)Wt=36.078(kN)Et=52.996(kN)
滑移力=16.918(kN)抗滑力=77.747(kN)
滑移验算满足:
Kc=4.596>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=72.646(kN)>0.0
地基土层水平向:
滑移力=54.708(kN)抗滑力=158.731(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=2.901>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=1.663(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=2.205(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=1.619(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=88.574(kN-m)抗倾覆力矩=313.885(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.544>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=166.479(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=194.368(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=225.310(kN-m)
基础底面宽度B=2.537(m)偏心距e=0.109(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.159(m)
基底压应力:
趾部=96.408踵部=56.833(kPa)
最大应力与最小应力之比=96.408/56.833=1.696
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.109<=0.167*2.537=0.423(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=96.408<=507.600(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=56.833<=549.900(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=76.621<=423.000(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=8.170(m2)重量=164.411(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.664(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.205(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=1.619(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=174.825(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=204.662(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.171(m)
截面宽度B=2.487(m)偏心距e1=0.073(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.073<=0.250*2.487=0.622(m)
截面上压应力:
面坡=82.670背坡=57.892(kPa)
压应力验算满足:
计算值=82.670<=800.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-27.204<=80.000(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=174.825(kN)
轴心力偏心影响系数αk=0.990
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.487(m2)
材料抗压极限强度Ra=2500.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数γf=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk=0.992
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=174.825<=2664.502(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=174.825<=2642.529(kN)
(六)台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为4.250(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=36.108(度)
公路-I级
路基面总宽=10.000(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4列
布置宽度=2.038(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)
010.5000.30015.00015.000
022.3000.30015.0000.000
030.5000.60060.00060.000
042.3000.60060.0003.760
050.5000.60060.00060.000
062.3000.60060.0003.760
070.5000.60070.00070.000
082.3000.60070.0004.387
090.5000.60070.00070.000
102.3000.60070.0004.387
布置宽度B0=2.038(m)分布长度L0=15.454(m)荷载值SG=291.294(kN)
换算土柱高度h0=0.487(m)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
36.108(度)
Ea=33.964(kN)Ex=33.902(kN)Ey=2.052(kN)作用点高度Zy=1.549(m)
[强度验算]
验算截面以上,墙身截面积=6.375(m2)重量=128.284(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.281(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=1.887(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=1.549(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=137.438(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=124.699(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=0.907(m)
截面宽度B=1.500(m)偏心距e1=-0.157(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.157<=0.250*1.500=0.375(m)
截面上压应力:
面坡=33.971背坡=149.280(kPa)
压应力验算满足:
计算值=149.280<=800.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-41.537<=80.000(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=137.438(kN)
轴心力偏心影响系数αk=0.883
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=1.500(m2)
材料抗压极限强度Ra=2500.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数γf=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk=0.966
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=137.438<=1434.096(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=137.438<=1384.877(kN)
=====================================================================
第2种情况:
组合2
=============================================
组合系数:
1.000
1.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√
=============================================
[土压力计算]计算高度为5.343(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=36.108(度)
公路-I级
路基面总宽=10.000(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4列
布置宽度=2.562(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)
010.5000.30015.00015.000
022.3000.30015.00015.000
030.5000.60060.00060.000
042.3000.60060.00056.156
050.5000.60060.00060.000
062.3000.60060.00056.156
070.5000.60070.00070.000
082.3000.60070.00065.515
090.5000.60070.00070.000
102.3000.60070.00065.515
布置宽度B0=2.562(m)分布长度L0=16.085(m)荷载值SG=533.341(kN)
换算土柱高度h0=0.681(m)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
36.108(度)
Ea=54.808(kN)Ex=54.708(kN)Ey=3.311(kN)作用点高度Zy=1.962(m)
墙身截面积=8.789(m2)重量=176.863(kN)
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.400
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=180.392(kN)En=13.976(kN)Wt=36.078(kN)Et=52.996(kN)
滑移力=16.918(kN)抗滑力=77.747(kN)
滑移验算满足:
Kc=4.596>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=72.646(kN)>0.0
地基土层水平向:
滑移力=54.708(kN)抗滑力=158.731(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=2.901>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=1.663(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=2.205(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=1.619(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=88.574(kN-m)抗倾覆力矩=313.885(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.544>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=166.479(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=194.368(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=225.310(kN-m)
基础底面宽度B=2.537(m)偏心距e=0.109(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.159(m)
基底压应力:
趾部=96.408踵部=56.833(kPa)
最大应力与最小应力之比=96.408/56.833=1.696
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.109<=0.167*2.537=0.423(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=96.408<=507.600(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=56.833<=549.900(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=76.621<=423.000(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=8.170(m2)重量=164.411(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.664(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.205(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=1.619(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=174.825(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=204.662(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.171(m)
截面宽度B=2.487(m)偏心距e1=0.073(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.073<=0.250*2.487=0.622(m)
截面上压应力:
面坡=82.670背坡=57.892(kPa)
压应力验算满足:
计算值=82.670<=800.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-27.204<=80.000(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=174.825(kN)
轴心力偏心影响系数αk=0.990
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.487(m2)
材料抗压极限强度Ra=2500.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数γf=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk=0.992
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=174.825<=2664.502(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=174.825<=2642.529(kN)
(六)台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为4.250(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=36.108(度)
公路-I级
路基面总宽=10.000(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4列
布置宽度=2.038(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)
010.5000.30015.00015.000
022.3000.30015.0000.000
030.5000.60060.00060.000
042.3000.60060.0003.760
050.5000.60060.00060.000
062.3000.60060.0003.760
070.5000.60070.00070.000
082.3000.60070.0004.387
090.5000.60070.00070.000
102.3000.60070.0004.387
布置宽度B0=2.038(m)分布长度L0=15.454(m)荷载值SG=291.294(kN)
换算土柱高度h0=0.487(m)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
36.108(度)
Ea=33.964(kN)Ex=33.902(kN)Ey=2.052(kN)作用点高度Zy=1.549(m)
[强度验算]
验算截面以上,墙身截面积=6.375(m2)重量=128.284(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.281(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=1.887(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=1.549(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=137.438(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=124.699(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=0.907(m)
截面宽度B=1.500(m)偏心距e1=-0.157(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.157<=0.250*1.500=0.375(m)
截面上压应力:
面坡=33.971背坡=149.280(kPa)
压应力验算满足:
计算值=149.280<=800.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-41.537
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