重力式挡墙计算7课件.docx
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重力式挡墙计算7课件
重力式挡土墙验算[执行标准:
公路]
计算项目:
重力式挡土墙5
计算时间:
2014-09-1709:
20:
12星期三
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身高:
2.500(m)
墙顶宽:
0.500(m)
面坡倾斜坡度:
1:
0.050
背坡倾斜坡度:
1:
0.350
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:
0.500
墙身砌体容许压应力:
1100.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力:
160.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力:
110.000(kPa)
材料抗压极限强度:
3.400(MPa)
材料抗力分项系数:
2.310
系数醩:
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:
18.000(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:
0.500
地基土类型:
土质地基
地基土内摩擦角:
35.000(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
12.0000.0001
第1个:
定位距离0.250(m)汽车-10级(计算荷载)
坡面起始距离:
0.000(m)
地面横坡角度:
0.000(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)
土压力起算点:
从结构底面起算
基础类型:
换填土式基础
换填部分尺寸:
C=0.000(m),H=0.250(m)
换填土内摩擦角:
45.000(度)
换填土平均容重:
18.000(kN/m3)
应力扩散角:
30.000(度)
换填土修正后承载力:
500.000(kPa)
换填土摩擦系数:
0.500
=====================================================================
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√
=============================================
[土压力计算]计算高度为2.823(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=23.112(度)
汽车-10级(计算荷载)
路基面总宽=2.000(m),路肩宽=0.250(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1列
布置宽度=2.193(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)
010.7500.25025.00025.000
022.5500.25025.0000.000
030.7500.50050.00050.000
042.5500.50050.0000.000
布置宽度B0=2.193(m)分布长度L0=10.000(m)荷载值SG=75.000(kN)
换算土柱高度h0=0.190(m)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
23.436(度)
Ea=33.056(kN)Ex=26.472(kN)Ey=19.797(kN)作用点高度Zy=0.974(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不存在
墙身截面积=2.742(m2)重量=63.065(kN)
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.500
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=61.840(kN)En=24.604(kN)Wt=12.368(kN)Et=22.076(kN)
滑移力=9.708(kN)抗滑力=43.222(kN)
滑移验算满足:
Kc=4.452>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=38.592(kN)>0.0
换填土摩擦系数=0.500
地基土层水平向:
滑移力=26.472(kN)抗滑力=43.772(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.653>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=0.633(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=1.272(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=0.651(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=17.245(kN-m)抗倾覆力矩=65.096(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.775>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=39.868(kN-m)>0.0
(三)地基应力及偏心距验算
基础类型为换填土式,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=86.444(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=47.850(kN-m)
基础底面宽度B=1.645(m)偏心距e=0.269(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=0.554(m)
基底压应力:
趾部=104.100踵部=1.009(kPa)
最大应力与最小应力之比=104.100/1.009=103.187
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.269<=0.167*1.645=0.274(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=104.100<=600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=1.009<=650.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=52.554<=500.000(kPa)
换填土基础下地基承载力验算满足:
扩散后压应力=51.710<=500.000(kPa)
(四)基础强度验算
基础为换填土基础,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=2.500(m2)重量=57.500(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=0.594(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=1.272(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=0.651(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=77.297(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=42.076(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=0.544(m)
截面宽度B=1.500(m)偏心距e1=0.206(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.206<=0.250*1.500=0.375(m)
截面上压应力:
面坡=93.920背坡=9.142(kPa)
压应力验算满足:
计算值=93.920<=1100.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-2.964<=110.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数_0=1.000
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=77.297(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.816
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=3400.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.997
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=77.297<=1801.405(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=77.297<=1796.213(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√
=============================================
[土压力计算]计算高度为2.823(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=23.112(度)
汽车-10级(计算荷载)
路基面总宽=2.000(m),路肩宽=0.250(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1列
布置宽度=2.193(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)
010.7500.25025.00025.000
022.5500.25025.0000.000
030.7500.50050.00050.000
042.5500.50050.0000.000
布置宽度B0=2.193(m)分布长度L0=10.000(m)荷载值SG=75.000(kN)
换算土柱高度h0=0.190(m)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
23.436(度)
Ea=33.056(kN)Ex=26.472(kN)Ey=19.797(kN)作用点高度Zy=0.974(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不存在
墙身截面积=2.742(m2)重量=63.065(kN)
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.500
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=61.840(kN)En=24.604(kN)Wt=12.368(kN)Et=22.076(kN)
滑移力=9.708(kN)抗滑力=43.222(kN)
滑移验算满足:
Kc=4.452>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=38.592(kN)>0.0
换填土摩擦系数=0.500
地基土层水平向:
滑移力=26.472(kN)抗滑力=43.772(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.653>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=0.633(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=1.272(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=0.651(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=17.245(kN-m)抗倾覆力矩=65.096(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.775>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=39.868(kN-m)>0.0
(三)地基应力及偏心距验算
基础类型为换填土式,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=86.444(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=47.850(kN-m)
基础底面宽度B=1.645(m)偏心距e=0.269(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=0.554(m)
基底压应力:
趾部=104.100踵部=1.009(kPa)
最大应力与最小应力之比=104.100/1.009=103.187
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.269<=0.167*1.645=0.274(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=104.100<=600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=1.009<=650.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=52.554<=500.000(kPa)
换填土基础下地基承载力验算满足:
扩散后压应力=51.710<=500.000(kPa)
(四)基础强度验算
基础为换填土基础,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=2.500(m2)重量=57.500(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=0.594(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=1.272(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=0.651(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=77.297(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=42.076(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=0.544(m)
截面宽度B=1.500(m)偏心距e1=0.206(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.206<=0.250*1.500=0.375(m)
截面上压应力:
面坡=93.920背坡=9.142(kPa)
压应力验算满足:
计算值=93.920<=1100.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-2.964<=110.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数_0=1.000
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=77.297(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.816
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=3400.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.997
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=77.297<=1801.405(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=77.297<=1796.213(kN)
=====================================================================
第3种情况:
组合3
=============================================
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√
=============================================
[土压力计算]计算高度为2.823(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=23.112(度)
汽车-10级(计算荷载)
路基面总宽=2.000(m),路肩宽=0.250(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1列
布置宽度=2.193(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)
010.7500.25025.00025.000
022.5500.25025.0000.000
030.7500.50050.00050.000
042.5500.50050.0000.000
布置宽度B0=2.193(m)分布长度L0=10.000(m)荷载值SG=75.000(kN)
换算土柱高度h0=0.190(m)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
23.436(度)
Ea=33.056(kN)Ex=26.472(kN)Ey=19.797(kN)作用点高度Zy=0.974(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不存在
墙身截面积=2.742(m2)重量=63.065(kN)
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.500
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=61.840(kN)En=24.604(kN)Wt=12.368(kN)Et=22.076(kN)
滑移力=9.708(kN)抗滑力=43.222(kN)
滑移验算满足:
Kc=4.452>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=38.592(kN)>0.0
换填土摩擦系数=0.500
地基土层水平向:
滑移力=26.472(kN)抗滑力=43.772(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.653>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=0.633(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=1.272(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=0.651(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=17.245(kN-m)抗倾覆力矩=65.096(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.775>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=39.868(kN-m)>0.0
(三)地基应力及偏心距验算
基础类型为换填土式,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=86.444(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=47.850(kN-m)
基础底面宽度B=1.645(m)偏心距e=0.269(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=0.554(m)
基底压应力:
趾部=104.100踵部=1.009(kPa)
最大应力与最小应力之比=104.100/1.009=103.187
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.269<=0.167*1.645=0.274(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=104.100<=600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=1.009<=650.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=52.554<=500.000(kPa)
换填土基础下地基承载力验算满足:
扩散后压应力=51.710<=500.000(kPa)
(四)基础强度验算
基础为换填土基础,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=2.500(m2)重量=57.500(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=0.594(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=1.272(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=0.651(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=77.297(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=42.076(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=0.544(m)
截面宽度B=1.500(m)偏心距e1=0.206(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.206<=0.250*1.500=0.375(m)
截面上压应力:
面坡=93.920背坡=9.142(kPa)
压应力验算满足:
计算值=93.920<=1100.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-2.964<=110.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数_0=1.000
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=77.297(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.816
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=3400.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.997
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=77.297<=1801.405(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=77.297<=1796.213(kN)
=================================================
各组合最不利结果
=================================================
(一)滑移验算
安全系数最不利为:
组合1(组合1)
抗滑力=43.2
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