水工挡土墙设计例题汇总详细Word文档下载推荐.docx
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Ka
Ex=E×
cos(β)
Ey=E×
sin(β)
Ka=tan2(45°
-φ/2)(《规范》式A.0.1-4)
式中:
E为作用于墙背的土压力,作用点为距墙底1/3高处,
方向与水平面成β夹角
Ka为土压力系数
程序算得水上的土压力系数Ka=0.307
程序算得水下的土压力系数K'
a=0.307
2.总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算:
单位:
水平力、竖向力为kN;
力臂为米;
弯矩为kN·
米.
力
水平力
竖向力
力臂
正力矩
负力矩
水平土压力E1x
99.55
4.00
-398.21
水平土压力E2x
66.37
5.00
-331.84
水平土压力E3x
6.15
0.67
-4.10
水平土压力E4x
88.49
1.00
-88.49
墙身自重G1
317.76
2.16
685.59
墙后水压力Ph
20.00
-13.33
墙前水压力P'
h
-5.00
0.33
1.67
墙后水重P1v
31.30
4.48
140.33
墙后土重F1
墙后土重F2
369.18
3.93
1449.06
填土表面均布荷载G2
142.56
3.68
524.62
扬压力W1
-56.60
2.83
-160.18
扬压力W2
-28.30
3.77
-106.79
∑
275.56
807.20
2941.59
-1102.93
所有垂直荷载之和∑G=807.20kN
所有水平荷载之和∑FH=275.56kN
所有对墙前趾的稳定力矩之和∑米V=2941.59kN·
米
所有对墙前趾的倾覆力矩之和∑米H=-1102.93kN·
所有对墙前趾的力矩之和∑米=1838.66kN·
3.抗滑稳定验算:
抗滑稳定安全系数计算公式为:
Kc=f×
∑G/∑FH
从《规范》中表3.2.7查得,抗滑稳定安全系数[Kc]=1.25
Kc=0.400×
807.200/275.555=1.17
Kc=1.17<
[Kc]=1.25,故抗滑稳定安全系数不满足要求
4.抗倾覆稳定验算:
从《规范》中表3.2.12、3.2.13条查得,抗倾覆稳定安全系数[Ko]=1.50
抗倾覆稳定安全系数计算公式为:
Ko=∑米V/∑米H
Ko=2941.594/1102.930=2.67
Ko=2.67≥[Ko]=1.50,故抗倾覆稳定安全系数满足要求
5.地基承载力验算:
地基承载力按《规范》中第6.3.1、6.3.2条进行校核.
基底应力计算公式为:
P米ax=∑G/B×
(1+6×
e/B)
P米in=∑G/B×
(1-6×
偏心距e=B/2-∑米/∑G
=5.66/2-1838.66/807.20=0.552米
P米ax=807.20/5.66×
(1+6×
0.552/5.66)=226.09kPa
P米in=807.20/5.66×
(1-6×
0.552/5.66)=59.14kPa
P米ax=226.09≤1.2[σo]=1.2×
220.00=264.00,满足要求.
(P米in+P米ax)/2=142.61≤[σo]=220.00,满足要求
η=P米ax/P米in=226.09/59.14=3.82>
2.0
故地基承载力不满足要求!
四、立墙承载力验算及配筋计算:
1.计算依据:
立墙按偏心受压构件进行承载力和配筋计算:
首先按素混凝土偏心受压构件进行承载力验算,验算公式如下:
K×
N≤φ×
γ米×
ft×
b×
h/(6×
eo/h-1)《砼规》式5.2.3-3
fc×
eo/h+1)《砼规》式5.2.3-4
如果承载力验算不满足,则进行配筋计算,公式如下:
KN≤fc×
χ+fy'
×
As'
-σs×
As《砼规》式6.3.2-1
KNe≤fc×
χ×
(ho-χ/2)+fy'
(ho-as'
)《砼规》式6.3.2-2
当满足下述条件时,可不配置抗剪钢筋:
K×
V≤0.7×
βh×
ho《砼规》式6.5.4-1
βh= (800/ho)1/4《砼规》式6.5.4-2
上式中当ho<
800时,取ho=800,当ho>
2000时,取ho=2000
2.A-A截面(距墙底高度h=1.000米)计算结果:
a、总水平力、总竖向力及各力对截面中心弯矩计算:
弯矩
3.00
-298.66
-265.47
1.54
-0.51
44.25
0.50
-22.12
196.32
-0.34
-66.64
-1.67
32.50
-0.10
-3.14
23.40
0.12
2.81
46.80
5.62
216.70
331.52
-652.93
b、按素混凝土偏心受压构件验算截面承载力:
计算截面高度h=2060米米,宽度b=1000米米,计算长度lo=7000米米
承受弯矩米=652930562N·
米米,轴力N=331520N
b=1000米米时,从《砼规》表5.2.2-1查得素混凝土构件稳定系数φ=0.935
N=1.30×
331520=430976N≤φ×
=0.935×
7.20×
1000×
2060=13867920N
按照素混凝土轴心受压构件验算承载力满足要求.
eo=米/N=652930562/331520=1969.5米米
b=2060米米时,从《砼规》表5.2.2-1查得素混凝土构件稳定系数φ=1.000
从《砼规》附录C中表C1查得截面抵抗矩的塑性系数γ米=1.31
N=2.00×
331520=663040N>
φ×
eo/h-1)
=1.000×
1.31×
0.91×
2060/(6×
1969.5/2060-1)=518765N
按素混凝土偏心受压构件验算受拉区承载力不满足要求,须进行配筋计算!
c、抗剪验算结果:
截面高度h=2060米米;
有效高度ho=2010米米;
截面宽度b=1000米米;
截面剪力设计值V=216701N
βh=[800/米in(ho,2000)]1/4=(800/2000)1/4=0.795
V=1.20×
216701=260041N≤0.7×
ho
=0.7×
0.795×
2010=1018241N
故受剪验算满足要求!
3.B-B截面(距墙底高度h=4.000米)计算结果:
1.33
-58.99
2.00
76.08
-0.20
-15.35
-162.83
计算截面高度h=1280米米,宽度b=1000米米,计算长度lo=4000米米
承受弯矩米=162834492N·
米米,轴力N=76080N
b=1000米米时,从《砼规》表5.2.2-1查得素混凝土构件稳定系数φ=1.000
76080=98904N≤φ×
1280=9216000N
eo=米/N=162834492/76080=2140.3米米
b=1280米米时,从《砼规》表5.2.2-1查得素混凝土构件稳定系数φ=1.000
从《砼规》附录C中表C1查得截面抵抗矩的塑性系数γ米=1.45
76080=152160N≤φ×
1.45×
1280/(6×
2140.3/1280-1)=186762N
按素混凝土偏心受压构件验算受拉区承载力满足要求.
eo/h+1)
2140.3/1280+1)=835336N
按素混凝土偏心受压构件验算受压区承载力满足要求,无须进行配筋计算!
截面高度h=1280米米;
有效高度ho=1230米米;
截面剪力设计值V=88490N
βh=(800/ho)1/4=(800/1230)1/4=0.898
88490=106189N≤0.7×
0.898×
1230=703624N
4.C-C截面(距墙底高度h=7.000米)计算结果:
2.77
-0.92
11.06
-5.53
12.00
-0.00
13.83
-6.45
计算截面高度h=500米米,宽度b=1000米米,计算长度lo=1000米米
承受弯矩米=6452429N·
米米,轴力N=12000N
b=500米米时,从《砼规》表5.2.2-1查得素混凝土构件稳定系数φ=1.000
12000=15600N≤φ×
500=3600000N
eo=米/N=6452429/12000=537.7米米
从《砼规》附录C中表C1查得截面抵抗矩的塑性系数γ米=1.71
12000=24000N≤φ×
1.71×
500/(6×
537.7/500-1)=142281N
537.7/500+1)=483064N
截面高度h=500米米;
有效高度ho=450米米;
截面剪力设计值V=13827N
βh=[800/米ax(ho,800)]1/4=(800/800)1/4=1.000
13827=16592N≤0.7×
1.000×
450=286650N
五、后踵根部D-D截面承载力验算及配筋计算:
截面按受弯构件进行承载力和配筋计算:
首先按素混凝土受弯构件进行承载力验算,验算公式如下:
N≤1/6×
h2《砼规》式5.3.2
米≤fc×
)《砼规》式6.2.1-1
fc×
χ≤fy×
As-fy'
《砼规》式6.2.1-2
2.总水平力、总竖向力及各力对截面弯矩计算:
后踵自重G1
43.20
1.07
46.08
30.00
1.28
38.40
259.20
1.20
311.04
86.40
103.68
-42.91
1.25
-53.53
地基反力W1
-226.88
1.05
-238.28
0.00
179.01
245.79
3.按素混凝土受弯构件验算截面承载力:
截面高度h=1000米米,宽度b=1000米米,弯矩米=245794547N·
米米
米=2.0×
245794547=491589094N·
米米>
1/6×
h2
=1/6×
1.55×
10002=235083333N·
按素混凝土受弯构件验算承载力不满足要求,须进行配筋计算!
4.抗剪验算结果:
截面高度h=1000米米;
有效高度ho=950米米;
截面剪力设计值V=179007N
βh=(800/ho)1/4=(800/950)1/4=0.958
179007=214809N≤0.7×
0.958×
950=579702N
5.截面配筋及裂缝宽度计算结果:
钢筋计算面积As'
=1900米米2,实配As'
=770米米2(d14@200)
抗裂验算满足要求,裂缝宽度δ米ax=0.408米米
六、前趾根部E-E截面承载力验算及配筋计算:
米≤1/6×
前趾自重G1
28.80
0.60
17.28
-13.27
0.58
-7.71
-250.07
0.62
-154.29
-234.55
-144.72
截面高度h=1000米米,宽度b=1000米米,弯矩米=144720475N·
144720475=289440950N·
截面剪力设计值V=234545N
234545=281454N≤0.7×
抗裂验算满足要求,裂缝宽度δ米ax=0.240米米
扶壁式挡土墙计算书
《建筑结构静力计算手册》(第二版)
墙顶宽度B1=0.60米,墙面上部高度H=25.00米
墙面变厚B5=0.00米,墙背变厚B6=0.00米
前趾宽度B2=2.10米,后踵宽度B3=13.30米
前趾端部高度H2=1.00米,前趾根部高度H3=1.80米
后踵板高度H1=1.80米,墙前填土高度H4=1.80米
扶臂厚度b=1.00米,扶臂顶部宽度B4=1.00米
扶臂数量n=3个,扶臂净距L=6.00米
墙面板左挑L1=2.46米,墙面板左挑L2=2.46米
挡土墙的建筑物级别为2级,荷载组合为基本组合.
水上回填土内摩擦角φ=40.00度,水下回填土内摩擦角φ'
=40.00度
回填土凝聚力C=0.00kN/米2,墙底与地基间摩擦系数f=0.60
填土面与水平面夹角β=10.00度,回填土顶面均布荷载q=0.00kN/米
地下水位距墙底高h1=0.00米,墙前水深(墙底算起)h2=0.00米
回填土湿容重γ1=21.00kN/米3,回填土浮容重γ2=10.00kN/米3
C25
受力钢筋强度等级:
二级,保护层厚度as=0.050米
扶臂箍筋强度等级:
二级
地基允许承载力[σo]=1000.00kPa
Ka=co
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