悬臂式挡墙计算.docx

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悬臂式挡墙计算

1-计算原理Principesdecalcul1

1.1-计算尺寸Dimensionsdecalcul1

1.2-计算模式Modeledecalcul1

2-计算参数及材料Hypothesedecalculetmatriaue2

2.1-计算规范及参数Normesappliquesetparamtresdecalculs2

2.2-材料特性Caract

2.2.1-混凝土Beton3

2.2.2钢筋Aciers3

3-荷载Charges4

3.1计算模型Modeledecalcul4

3.2-墙身土压力及活载Poussedesterresetdelasurcharges5

3.2.1-非地震状态Enservice5

3.2.2-地震状态Poussedeterressoussisme7

3.3凸榫土压力buteedesterressurlabche...e.8

3.4基础土压力Poussedesterressurlasemelle9

3.5地震下自重惯性力Effortd'inertiesoussismedupoidspropre.10

3.6-荷载组合Combinaisondecharges10

3.6.1-E.L.U10

3.6.2-E.L.S11

3.6.3-E.L.A11

4-结构计算Calculdelastructure11

4.1-单项作用力Actionssimples11

4.2-墙身各单项力计算Calculdesactionssimplesdumur12

4.2.1-墙体自重（PM_wall）Poidspropredumurdroit（PM_wall）12

4.2.2-墙身主动土压力Pousseactivedesterressurlemur（Pa_wall）13

4.2.3-墙身车载压力计算Poussedue怕surchargedelachausse（Carwall）14

4.2.4-地震墙身土压力计算Poussedesterressurlemursous©sme（Padwall）16

4.2.5-地震下墙身惯性力计算Effortd'inertiedumursoussisme（PMad）17

4.3-基础各单项力计算Calculdesactionssimplesdelasemelle18

4.3.1-土压力对基础的作用Effetdelapoussedesterressurlasemelle19

4.3.2-基础自重作用计算Effetdupoidspropresurlasemelle19

4.3.3-被动土压力计算Poussepassivedesterres20

5-截面配筋Ferraillagedessection.s21

5.1-内力组合Combinaisionsdeseffortspourlevoile21

5.2-墙身截面配筋Ferraillagevoile22

5.3-基础截面配筋Ferraillagedelasemelle23

5.3.1-基底应力及基础脱空计算Contraintedusoletsoulvemeentdelasemelle23

5.3.2-基础单项力汇总Actionsdesemelle25

5.3.3-基础截面配筋Ferraillagedelasemelle25

6-稳定性验算Verificaiondelastabilite.27

6.1-抗倾覆稳定性验算Verificationdelastabilitaurenversement27

6.2-抗滑动稳定性验算Verificationdelastabilitauglissement29

1-计算原理Principesdecalcul

1.1-计算尺寸Dimensionsdecalcul

挡墙高H+h1=6.8m。

底宽B=7.5m;挡墙墙身顶宽b1=.55m;墙身根部厚b2=.8515m，墙趾宽b5=1m，墙趾厚b3=1.2m，凸榫深h2=1m。

凸榫到边缘距离b6=3.5m。

挡墙布置大样见下图：

Lemurdesoutnementestdimensionnairfei:

hauteurdemurH+h1=6.8m,largeurdebase

B=7.5m,largeurduhautdemurb1=.55m,paisseufedudpartdemurb2=.8515m,largeurdu

reborddemurb5=1m,paisseurdureborddelabcheb3=1.2m,hauteurdelabcheh2=1m.Ladistaneepartirdelabcheaabordb6=3.5m.Voirlesschmasci-dessous:

VUEENPLAN

COUPEA—A

R

Fig1.1

1.2-计算模式Mochledecalcul

计算假定：

a、墙后土压力按库仑主动土压力计算；b、结构计算模式为悬臂式挡土墙的

受力模式，路面荷载取路堤墙设计荷载q=20kN/m;c、计算时忽略墙前土的抗滑作用；d、

忽略土壤的粘聚力作用；e、墙背填土无地下水影响。

Hypothhesdecalcul:

a.LapoussfedesterresderrirelemurquiestpriseencompteestcellebasesurlathorieedeCoulomb;b.Lecalculestbassurunmofelehlemurdesoutnemhntcantilever,enprennelasurcharged'exploitationsurlachausseq=20kN/mc.l'arfeledefrottementdesterresaveclemurestngligfecfeLacohsiondusolestngligfee.Lesremblaisderrireleemurnesontpassatursded'eausouterraine.

计算悬臂式挡墙时，通过积分，分别求取墙身和基础压应力，由此得到墙身和基础的最

大弯矩效应处，以控制墙身、基础的截面配筋。

并按ELU—ELS—ELA状态求得合理的配筋

形式。

具体计算模式见下图：

Lorsdecalculdemurdesoutnemenfecantilever,onpeutobtenirparuncalculintgrallae

contraintedecompressionducorpsdumuretcelledelasemelle,etdonetrouverlazonesoumiseaumomentmaximaldumuretdelasemelle,quipeutconditionnerlecalculduferraillagedeleurssections.Leferraillageseracalculd'ELU,ELSetELApourtrouveraussiunedispositionoptimale.Lemodledecalculestceluimontrsurlafigureci-dessous:

b

Fig1.2

本计算墙顶填土高Th=19.982m。

墙顶填土坡度卩=1:

1.5

LahauteurduremblaisurlemurquiestpriseencomptedanslecalculestTh=19.982m.,avecunepente卩=1:

1.5.

2-计算参数及材料Hypothesedecalculetmatriaud

2.1-计算规范及参数NormesappliqueSetparamtrdsdecalculs

伙计算规范Normedecalcul:

FASCICULE62Titre（SectionI）

伙防震标准Normesparasismiques:

Eurocodes8+RPA99/2003

伙土压力Poussedesterres:

FASCICULE62TitreV

＊活载Chargesmobiles:

FASCICULE61Titre

伙裂缝危害等级Catgoriedelaprjudi屋defissuration:

rjudiciabl@

＊保护层Enrobage:

c=5（cm）

＊土的内摩擦角Angledefrottementinternedusol:

35°

3

＊土的重力密度Poidsvolumiquedusol:

19kN/m3

＊混凝土容重Poidsvolumiquedubton:

25kN/m3

2.2-材料特性Caractristiquesdesmatriaux

2.2.1-混凝土Beton

混凝土抗压标准强度ResistaneenominalelacOmpression:

fc28=27.0Mpa重力密度Poidsvolumique:

=25（kN/m3）

伙抗拉标准强度Resistaneenominalelatraction:

因此Doncfc28=27.0Mpafft28=2.22Mpa

＊对于作用时间在24小时之内的短期荷载而言，弹模的计算公式如下:

avecela

PourleschargescouOrtterme（moinsde24heures）,lemodulelastiqueestcalculformulesuivante:

Evj=3700（fcj）

＊混凝土瞬时弹模等于:

LemoduleimmdiatdubtonestgaE:

a

Ev=11000（fcj）1/3

因此Donefc28=27.0MPafEvj=11100Mpa

＊ELS允许最大压应力:

Lacontraintemaximaledecompressionadmissiblel'ELS:

O

fc28=27.0Mpaffbc=16.2Mpa

＊ELS允许最大拉应力:

Lacontraintemaximaledetractionadmissiblel'ELS:

O

（基本组合）（Combinaisonfrqueente）:

ft28=2.22MPa

2.2.2钢筋Aciers

钢筋采用高粘附性钢筋FeE500

OnutilisedesaciershauteOadhsievitdeenuanceFeE500.

*弹性极限强度Limitelafetique:

fe=500Mpa

伙弹性模量Modulefestique:

Es=200000Mpa

ELU状态钢筋允许拉应力ContraintedetractionadmissibledeI'aciersousELU:

:

fed=fe/ys基本组合Combinaisonfrequente:

ys=f-15=435Mpa

偶然组合Combinaisonrare:

yb=,.00d=500Mpa

*ELS状态钢筋允许拉应力：

ContraintedetractionadmissibledeI'aciersousELS:

-—\

fs=Minfe；Max0.5fe；110..,ftj（BAEL91,A4.5.33）

f^Min333.3;Max250;207.3门=250MPa

3-荷载Charges

3.1计算模型Mocfeledecalcul

悬臂式挡墙的计算模型如下：

LemoddedecalculdemurdesoutnementdcantileverestprsentSbmmeci-desous:

本计算将求得各位置处墙身根部的弯矩，并以此作为配筋的控制截面

Onpeutobtenirparcecalcullesmomentsd'encastrementdumurauxdiffrentspoints,quieconditionnentladispositionduferraillage.

3.2-墙身土压力及活载Pouss@desterresetdelasurcharges

3.2.1TE地震状态Enservice

主动土压力以库仑土压力为基础，根据主动土压力值达到最大的破坏面作为最危险的破

裂面。

根据墙后填土的破裂面，计算墙后的土压力。

跟据破裂面位置不同分为下列两种情况:

LapousseactivedesterresestcalculesurlabasedelathoriedeCoulomb.Lasurfacederuptureos@trouvelapousseactivemaximaledesterresestprisecommelaplusdfavorable.Laepoussedesterresestcalculeenfonctiondelasurfacederuptureduremblaiderrirelemur.Onedistinguedeuxdiffrents&asbasssurlapositiondelasurfacederupture:

①、填土高度较低，破裂面交于路面荷载内的情况。

如图所示：

①Lahauteurduremblaiestfaible,lasurfacederupturequiinterceptelachaussechargeeest

reprsentecommesuit:

Fig3.2.1

台后土压力，根据库仑土压力可推算为：

Lapoussedesterresderrirelemurestcalculetelle也ueprsenteeci-aprsensebasantsurlathoriedeCoulomb,

EH2Ka,Ex=Ecos（:

JEy=Esin（:

、.）

填土高度较高，破裂面交于路基边坡上。

如图所示:

②Lahauteurduremblaiestassezimportante,lasurfacederupturequiintercepteletalusde

laplate-formeesttellequemontrsurlafiguresuivante:

Fig322

台后土压力，根据库仑土压力可推算为：

LapoussrdesterresderrirelemurestcalculeetestprsenfercommesuitensebasantsurlathoriedeCoulomb:

Ejg

=Ecos（役亠c）,Ey=Esin（:

：

£亠①

"cos（©—a）

Ka二■

2/亠sA亠［Sin（©+®sin（©-P）〔

cosacos（a+©1+|卜

\cos（a+5）cos（a—P）

1

n-90--，ZyH

y3

tg（：

'I）tg（「）•ctg（）11tg（二川；Jctg（）…tg（）

1tg（二川心）如（：

'I）ctg（；'、£）】

其中Avec:

a墙背倾角angledemurarriere

（-破裂角anglederupture

&土内摩擦角angledefrottementinternedusol

3填土坡度penteduremblai

qlm墙身中部土压应力contraintedepressiondusolaumilieudumur

ql墙身根部土压应力contraintedepressiondusolaudbutdumur

由于墙身垂直，故a=0°计算假定墙与土的内摩擦角比值为0,故Z=4可推出公式中

2=0+a+§=K=-tga=0将0=35；h0=q/s°=1.052632m代入公式。

通过计算先确定hp是否大于墙身顶上填土高度h,如果hp>h则采用②类条件下公式计算；如果hp

由此可求得墙身后主动土压力各项数值。

Lemurestvertical,donea=0°.OnsupposequelerapportAngledefrottementmur/Anglede

frottementsolestrgala。

，doneZ=0Onpeutdrduireque2=0+a+毛0A=-tga=0.Lesvaleurs0=35°h0=q/soi=1.052632msontintroduitesdanslaformulepourfairelecalcul.Enfonctiondelahauteurduremblai（h）surlemur,sihp>h,onapplique②fcsimulepourleCas

hp

3.2.2-地震状态PoussedeterressousSsme©

地震下主动土压力仍以库仑土压力为基础，采用MONONOBE-OKABE的理论计算。

其

计算原理和公式与静态土压力基本相同，仍分为①、②两类计算条件。

但需要考虑地震状况下的水平和垂直向重力加速度应力。

并需考虑地震加速度

iK

角：

D二arctan（Lj^）

其中AvecZ场地影响系数。

由于采用动态法计算地震下土压力，故Z=1

Kh：

地震水平向加速度系数.15；Kv：

地震垂直向加速度系数.075

综合以上因素，地震下墙后土压力可折算为静态土压力计算。

对库仑土压力公式进行修

改，将a,卩,ycol的数值用以下值来替代：

LapousseactivedesterressoussfemeestcalculeeaveclathoriedeMONONOBE-OKABEsurlabasedelapoussedesterresdeCoulomb.Leprincipedecalculestsimilairece也idelapoussedescterresaureposendistinguantdeuxmodlesdecalcul!

Maispourtantausime命fautencoretenircomptedelacontraintehorizontaleetverticale

dueal'accl飽tiondelagravit,eetdel'influeneedel'angled'accleration

駅h

sismique:

乂一）二arctan《）

AvecZCoefficientd'influeneedusite.Lapoussedesterressoussismeestcalculeparlamethodedynamique,doneZ=1

Kh：

Coefficientd'acclrationsismiquehorizontaleestde.15

Kv：

Coefficientd'acclrationsismiqueverticaleestde.075

Aveclapriseencomptedesfacteurscitsau-dessus,lapoussedesterresderrirelemursousseismepeutetreconvertieenpousseedesterresaurepos,enrempla?

antlescoaieufrsde

parlesvaleurssuivantes:

O（_z=a=0+日

COS（J'；）

cos:

其中Aveca_z卩_zYol_z、q_z、H_z均为考虑地震作用后，换算过来的结果

Donta_Z,卩_z_z,g_ZetH_zsontdesvaleursobtenuesparconversionaveclapriseencomptedeseffetssismiques.

3.3凸榫土压力butedesterressurlabchee

凸榫承受的土压力按被动土压力计算，计算采用朗金土压力理论。

计算沿用主动土压力

类似的方法，公式如下

Labut虑desterresrepriseparlabcheest血nepoussepassive,calculeaveclathori@de

Rankine,parunemthodlesimi