衡重式挡土墙计算.docx
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衡重式挡土墙计算
衡重式挡土墙验算[执行标准:
公路]
计算项目:
衡重式挡土墙1
计算时间:
2012-02-1309:
21:
56星期一
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身总高:
4.000(m)
上墙高:
1.600(m)
墙顶宽:
0.900(m)
台宽:
0.800(m)
面坡倾斜坡度:
1:
0.050
上墙背坡倾斜坡度:
1:
0.450
下墙背坡倾斜坡度:
1:
-0.250
采用1个扩展墙址台阶:
墙趾台阶b1:
0.500(m)
墙趾台阶h1:
0.800(m)
墙趾台阶与墙面坡坡度相同
墙底倾斜坡率:
0.100:
1
下墙土压力计算方法:
力多边形法
物理参数:
圬工砌体容重:
24.000(kN/m3)
圬工之间摩擦系数:
0.400
地基土摩擦系数:
0.500
砌体种类:
片石砌体
砂浆标号:
7.5
石料强度(MPa):
30
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:
18.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角:
15.000(度)
地基土容重:
18.000(kN/m3)
修正后地基土容许承载力:
150.000(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:
0.400
地基土类型:
土质地基
地基土内摩擦角:
30.000(度)
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
19.0006.0000
211.0000.0000
地面横坡角度:
20.000(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:
1.000
1.挡土墙结构重力分项系数=1.000√
2.填土重力分项系数=1.000√
3.填土侧压力分项系数=1.000√
4.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√
=============================================
[土压力计算]计算高度为4.246(m)处的库仑主动土压力
计算上墙土压力
无荷载时的破裂角=45.440(度)
按假想墙背计算得到:
第1破裂角:
47.060(度)
Ea=107.530Ex=21.381Ey=105.383(kN)作用点高度Zy=0.550(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=7.217(度)第1破裂角=45.440(度)
Ea=39.327Ex=29.126Ey=26.426(kN)作用点高度Zy=0.807(m)
计算下墙土压力
无荷载时的破裂角=41.692(度)
按力多边形法计算得到:
破裂角:
41.692(度)
Ea=60.611Ex=60.602Ey=1.019(kN)作用点高度Zy=1.168(m)
墙身截面积=8.214(m2)重量=197.131kN
衡重台上填料重=40.092(kN)重心坐标(1.764,-0.494)(相对于墙面坡上角点)
(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=5.711(度)
Wn=236.046(kN)En=36.237(kN)Wt=23.605(kN)Et=86.552(kN)
滑移力=62.947(kN)抗滑力=108.913(kN)
滑移验算满足:
Kc=1.730>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=58.057(kN)>0.0
地基土摩擦系数=0.500
地基土层水平向:
滑移力=89.728(kN)抗滑力=135.054(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.505>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾,墙身重力的力臂Zw=1.532(m)
相对于墙趾,上墙Ey的力臂Zx=3.018(m)
相对于墙趾,上墙Ex的力臂Zy=3.207(m)
相对于墙趾,下墙Ey的力臂Zx3=2.751(m)
相对于墙趾,下墙Ex的力臂Zy3=0.922(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=149.293(kN-m)抗倾覆力矩=483.319(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.237>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=253.872(kN-m)>0.0
(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
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=272.283(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=334.026(kN-m)
基础底面宽度B=2.471(m)偏心距e=0.009(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.227(m)
基底压应力:
趾部=112.513踵部=107.888(kPa)
最大应力与最小应力之比=112.513/107.888=1.043
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.009<=0.167*2.471=0.412(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=112.513<=180.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=107.888<=195.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=110.200<=150.000(kPa)
(四)基础强度验算
基础为天然地基,不作强度验算
(五)上墙截面强度验算
上墙重力Ws=49.920(kN)
上墙墙背处的Ex=29.126(kN)
上墙墙背处的Ey=13.107(kN)
相对于上墙墙趾,上墙重力的力臂Zw=0.706(m)
相对于上墙墙趾,上墙Ex的力臂Zy=0.807(m)
相对于上墙墙趾,上墙Ey的力臂Zx=1.337(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
相对于上墙墙趾,合力作用力臂Zn=0.464(m)
截面宽度B=1.700(m)偏心距e1=0.386(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.386<=0.250*1.700=0.425(m)
截面上压应力:
面坡=87.518背坡=-13.369(kPa)
压应力验算满足:
计算值=87.518<=1000.000(kPa)
拉应力验算满足:
计算值=13.369<=90.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=2.303<=90.000(kPa)
斜截面剪应力检算
斜剪应力验算满足:
计算值=23.295<=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=63.027(kN)
轴心力偏心影响系数αk=0.617
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=1.700(m2)
材料抗压极限强度Ra=1600.000(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=1.000
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=63.027<=726.855(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=63.027<=726.855(kN)
(六)墙底截面强度验算
验算截面以上,墙身截面积=7.904(m2)重量=189.696kN
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.527(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于截面总竖向力=257.234(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=328.786(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.278(m)
截面宽度B=2.520(m)偏心距e1=-0.018(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.018<=0.250*2.520=0.630(m)
截面上压应力:
面坡=97.663背坡=106.491(kPa)
压应力验算满足:
计算值=106.491<=1000.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-5.225<=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=257.234(kN)
轴心力偏心影响系数αk=0.999
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.520(m2)
材料抗压极限强度Ra=1600.000(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=0.999
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=257.234<=1744.367(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=257.234<=1742.434(kN)
(七)台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为3.200(m)处的库仑主动土压力
计算上墙土压力
无荷载时的破裂角=45.440(度)
按假想墙背计算得到:
第1破裂角:
47.060(度)
Ea=107.530Ex=21.381Ey=105.383(kN)作用点高度Zy=0.550(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=7.217(度)第1破裂角=45.440(度)
Ea=39.327Ex=29.126Ey=26.426(kN)作用点高度Zy=0.807(m)
计算下墙土压力
无荷载时的破裂角=42.879(度)
按力多边形法计算得到:
破裂角:
42.879(度)
Ea=33.452Ex=33.448Ey=0.563(kN)作用点高度Zy=0.717(m)
[强度验算]
验算截面以上,墙身截面积=5.824(m2)重量=139.776kN
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.600(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于截面总竖向力=206.857(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=198.239(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=0.958(m)
截面宽度B=2.180(m)偏心距e1=0.132(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.132<=0.250*2.180=0.545(m)
截面上压应力:
面坡=129.273背坡=60.504(kPa)
压应力验算满足:
计算值=129.273<=1000.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-9.252<=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=206.857(kN)
轴心力偏心影响系数αk=0.958
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.180(m2)
材料抗压极限强度Ra=1600.000(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=1.000
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=206.857<=1446.636(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=206.857<=1446.636(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.填土重力分项系数=1.000√
3.填土侧压力分项系数=1.000√
4.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√
=============================================
[土压力计算]计算高度为4.246(m)处的库仑主动土压力
计算上墙土压力
无荷载时的破裂角=45.440(度)
按假想墙背计算得到:
第1破裂角:
47.060(度)
Ea=107.530Ex=21.381Ey=105.383(kN)作用点高度Zy=0.550(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=7.217(度)第1破裂角=45.440(度)
Ea=39.327Ex=29.126Ey=26.426(kN)作用点高度Zy=0.807(m)
计算下墙土压力
无荷载时的破裂角=41.692(度)
按力多边形法计算得到:
破裂角:
41.692(度)
Ea=60.611Ex=60.602Ey=1.019(kN)作用点高度Zy=1.168(m)
墙身截面积=8.214(m2)重量=197.131kN
衡重台上填料重=40.092(kN)重心坐标(1.764,-0.494)(相对于墙面坡上角点)
(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=5.711(度)
Wn=236.046(kN)En=36.237(kN)Wt=23.605(kN)Et=86.552(kN)
滑移力=62.947(kN)抗滑力=108.913(kN)
滑移验算满足:
Kc=1.730>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=58.057(kN)>0.0
地基土摩擦系数=0.500
地基土层水平向:
滑移力=89.728(kN)抗滑力=135.054(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.505>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾,墙身重力的力臂Zw=1.532(m)
相对于墙趾,上墙Ey的力臂Zx=3.018(m)
相对于墙趾,上墙Ex的力臂Zy=3.207(m)
相对于墙趾,下墙Ey的力臂Zx3=2.751(m)
相对于墙趾,下墙Ex的力臂Zy3=0.922(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=149.293(kN-m)抗倾覆力矩=483.319(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.237>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=253.872(kN-m)>0.0
(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
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=272.283(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=334.026(kN-m)
基础底面宽度B=2.471(m)偏心距e=0.009(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.227(m)
基底压应力:
趾部=112.513踵部=107.888(kPa)
最大应力与最小应力之比=112.513/107.888=1.043
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.009<=0.167*2.471=0.412(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=112.513<=180.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=107.888<=195.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=110.200<=150.000(kPa)
(四)基础强度验算
基础为天然地基,不作强度验算
(五)上墙截面强度验算
上墙重力Ws=49.920(kN)
上墙墙背处的Ex=29.126(kN)
上墙墙背处的Ey=13.107(kN)
相对于上墙墙趾,上墙重力的力臂Zw=0.706(m)
相对于上墙墙趾,上墙Ex的力臂Zy=0.807(m)
相对于上墙墙趾,上墙Ey的力臂Zx=1.337(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
相对于上墙墙趾,合力作用力臂Zn=0.464(m)
截面宽度B=1.700(m)偏心距e1=0.386(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.386<=0.250*1.700=0.425(m)
截面上压应力:
面坡=87.518背坡=-13.369(kPa)
压应力验算满足:
计算值=87.518<=1000.000(kPa)
拉应力验算满足:
计算值=13.369<=90.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=2.303<=90.000(kPa)
斜截面剪应力检算
斜剪应力验算满足:
计算值=23.295<=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=63.027(kN)
轴心力偏心影响系数αk=0.617
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=1.700(m2)
材料抗压极限强度Ra=1600.000(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=1.000
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=63.027<=726.855(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=63.027<=726.855(kN)
(六)墙底截面强度验算
验算截面以上,墙身截面积=7.904(m2)重量=189.696kN
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.527(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于截面总竖向力=257.234(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=328.786(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.278(m)
截面宽度B=2.520(m)偏心距e1=-0.018(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.018<=0.250*2.520=0.630(m)
截面上压应力:
面坡=97.663背坡=106.491(kPa)
压应力验算满足:
计算值=106.491<=1000.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-5.225<=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=257.234(kN)
轴心力偏心影响系数αk=0.999
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.520(m2)
材料抗压极限强度Ra=1600.000(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=0.999
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=257.234<=1744.367(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=257.234<=1742.434(kN)
(七)台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为3.200(m)处的库仑主动土压力
计算上墙土压力
无荷载时的破裂角=45.440(度)
按假想墙背计算得到:
第1破裂角:
47.060(度)
Ea=107.530Ex=21.381Ey=105.383(kN)作用点高度Zy=0.550(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=7.217(度)第1破裂角=45.440(度)
Ea=39.327Ex=29.126Ey=26.426(kN)作用点高度Zy=0.807(m)
计算下墙土压力
无荷载时的破裂角=42.879(度)
按力多边形法计算得到:
破裂角:
42.879(度)
Ea=33.452Ex=33.448Ey=0.563(kN)作用点高度Zy=0.717(m)
[强度验算]
验算截面以上,墙身截面积=5.824(m2)重量=139.776kN
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.600(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于截面总竖向力=206.857(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=198.239(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=0.958(m)
截面宽度B=2.180(m)偏心距e1=0.132(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.132<=0.250*2.180=0.545(m)
截面上压应力:
面坡=129.273背坡=60.504(kPa)
压应力验算满足:
计算值=129.273<=1000.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-9.252<=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=206.857(kN)
轴心力偏心影响系数αk=0.958
挡墙构件的计算截
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- 衡重式 挡土墙 计算