仰斜重力式挡土墙计算书
仰斜重力式挡土墙计算书
重力式挡土墙计算书计算项目: 俯斜式路肩墙一、设计资料墙身尺寸: 如图1-1墙身高: H=4.0(m)墙顶宽: b=1.5(m)面坡倾斜坡度: 1:0背坡倾斜坡度: 1:0.25墙底宽:B=2.5(m)物理参数:圬工砌体容重: )/(0.233m kN r =墙地基土摩擦系数: f=0.4 图1-1砌体种类: 片石砌体砂浆标号: M7.5石料极限抗压强度(MPa): 3.0挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 填ϕ=35°墙后填土粘聚力: 0(kPa)墙后填土容重: )/(0.183m kN r =填墙背与墙后填土摩擦角: ϕδ==35°地基土容重: )/(0.193m kN r =基地基土容许承载力: []0σ=250.0(kPa)墙底摩擦系数: μ=0.4地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: =基ϕ35°土压力计算方法: 库仑土压力二、车辆荷载等代均布土层厚度换算查《公路路基设计规范》(JTG D30—2004)(以下简称《路基规范》)得:公式5.4.2-3 r q h =0 其中 q --车辆荷载附加荷载强度,墙高小于2m ,取20kN/m ²;墙高大于10m ,取10 kN/m ²;墙高在2~10m 之间时,附加荷载强度用直线内插法计算。
r --墙背填土的重度代入数值计算得 972.0185.170==h m 三、土压力计算1、计算破裂角假设破裂面交于荷载内,墙体受力如图3-1。
查《路基设计手册》取计算公式如下: ))((A tg tg ctg tg tg ++±-=ψψϕψθδαϕψ++=, αtg A -=04.843504.1435=++=ψ25.0-=A 684.102579.9±-=θtg(-19.712)554.0=29=θ(或1.87-=θ 舍去)验算破裂面位置破裂面顶端距墙顶内缘的距离为: 图3-1 m tg tg H 5.5204.3)554.025.0(4)(<=+⨯=+θα破裂面角于荷载内,与假设相符,采用公式正确。
重力式(仰斜式)挡墙计算书
重力式挡土墙验算[执行标准:公路]计算项目:重力式挡土墙 2计算时间:2012-03-23 16:06:43 星期五------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 4.440(m)墙顶宽: 1.010(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: 0.250(m)墙趾台阶h1: 0.500(m)墙趾台阶面坡坡度为: 1:0.000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: 0.250墙身砌体容许压应力: 1000.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力: 140.000(kPa)墙身砌体容许剪应力: 90.000(kPa)材料抗压极限强度: 3.000(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: -80.000(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: 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: 0.250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1 4.530 0.000 1第1个: 定位距离0.000(m) 公路-II级作用于墙上的附加集中荷载数: 2 (作用点坐标相对于墙左上角点)荷载号 X Y P 作用角是否为被动土压力(m) (m) (kN/m) (度)1 3.270 0.000 300.000 270.000 ㄨ2 -1.235 -4.440 0.000 0.000 √坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 30.000(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)=====================================================================第 1 种情况: 组合1=============================================组合系数: 1.0001. 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 √7. 附加集中力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 4.656(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.688(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m) 墙身截面积 = 4.701(m2) 重量 = 108.119 (kN)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.250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 = 400.194(kN) En = -0.000(kN) Wt = 80.039(kN) Et = -0.000(kN) 滑移力= -80.039(kN) 抗滑力= 100.048(kN)滑移力为负值,不计算抗滑移稳定安全系数!滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 188.519(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= -0.000(kN) 抗滑力= 102.556(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 10255563.000 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.152 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 0.000(kN-m) 抗倾覆力矩= 1476.016(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 147601648.000 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1451.113(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 = 400.194(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1476.016(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.102 (m) 偏心距 e = -3.137(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.688(m)严重不合理:合力作用点超出基础范围,所得地基应力将没有意义!基底压应力: 趾部=0.000 踵部=-103.174(kPa)作用于基底的合力偏心距验算不满足: e=-3.137 > 0.167*1.102 = 0.184(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=-103.174 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=363.034 <= 500.000(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 = 4.578(m2) 重量 = 105.297 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.163 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 405.297(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1473.932(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.637(m)截面宽度 B = 1.135 (m) 偏心距 e1 = -3.069(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -3.069 > 0.250*1.135 = 0.284(m)截面上压应力: 面坡=-5436.583 背坡=6150.764(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 6150.764 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 5436.583 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -142.836 <= 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 = 405.297(kN)轴心力偏心影响系数αk = -8246.795挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.135(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.101不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 405.297 > -12155990.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 405.297 > -1227087.125(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.940(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.275(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 3.979(m2) 重量 = 91.526 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.998 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.010 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 0.000 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 391.526(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1367.797(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.494(m)截面宽度 B = 1.010 (m) 偏心距 e1 = -2.989(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -2.989 > 0.250*1.010 = 0.252(m)截面上压应力: 面坡=-6494.480 背坡=7269.780(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 7269.780 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 6494.480 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -155.060 <= 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 = 391.526(kN)轴心力偏心影响系数αk = -14181.996挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.010(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.086不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 391.526 > -18602358.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 391.526 > -1607627.375(kN)===================================================================== 第 2 种情况: 组合2=============================================组合系数: 1.0001. 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 √7. 附加集中力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 4.656(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.688(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m) 墙身截面积 = 4.701(m2) 重量 = 108.119 (kN)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.250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 = 400.194(kN) En = -0.000(kN) Wt = 80.039(kN) Et = -0.000(kN) 滑移力= -80.039(kN) 抗滑力= 100.048(kN)滑移力为负值,不计算抗滑移稳定安全系数!滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 188.519(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= -0.000(kN) 抗滑力= 102.556(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 10255563.000 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.152 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 0.000(kN-m) 抗倾覆力矩= 1476.016(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 147601648.000 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1451.113(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 = 400.194(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1476.016(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.102 (m) 偏心距 e = -3.137(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.688(m)严重不合理:合力作用点超出基础范围,所得地基应力将没有意义!基底压应力: 趾部=0.000 踵部=-103.174(kPa)作用于基底的合力偏心距验算不满足: e=-3.137 > 0.167*1.102 = 0.184(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=-103.174 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=363.034 <= 500.000(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 = 4.578(m2) 重量 = 105.297 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.163 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 405.297(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1473.932(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.637(m)截面宽度 B = 1.135 (m) 偏心距 e1 = -3.069(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -3.069 > 0.250*1.135 = 0.284(m)截面上压应力: 面坡=-5436.583 背坡=6150.764(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 6150.764 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 5436.583 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -142.836 <= 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 = 405.297(kN)轴心力偏心影响系数αk = -8246.795挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.135(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.101不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 405.297 > -12155990.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 405.297 > -1227087.125(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.940(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.275(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 3.979(m2) 重量 = 91.526 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.998 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.010 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 0.000 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 391.526(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1367.797(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.494(m)截面宽度 B = 1.010 (m) 偏心距 e1 = -2.989(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -2.989 > 0.250*1.010 = 0.252(m)截面上压应力: 面坡=-6494.480 背坡=7269.780(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 7269.780 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 6494.480 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -155.060 <= 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 = 391.526(kN)轴心力偏心影响系数αk = -14181.996挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.010(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.086不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 391.526 > -18602358.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 391.526 > -1607627.375(kN)=====================================================================第 3 种情况: 组合3=============================================组合系数: 1.0001. 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 √7. 附加集中力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 4.656(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.688(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m) 墙身截面积 = 4.701(m2) 重量 = 108.119 (kN)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.250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 = 400.194(kN) En = -0.000(kN) Wt = 80.039(kN) Et = -0.000(kN) 滑移力= -80.039(kN) 抗滑力= 100.048(kN)滑移力为负值,不计算抗滑移稳定安全系数!滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 188.519(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= -0.000(kN) 抗滑力= 102.556(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 10255563.000 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.152 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 0.000(kN-m) 抗倾覆力矩= 1476.016(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 147601648.000 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1451.113(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 = 400.194(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1476.016(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.102 (m) 偏心距 e = -3.137(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.688(m)严重不合理:合力作用点超出基础范围,所得地基应力将没有意义!基底压应力: 趾部=0.000 踵部=-103.174(kPa)作用于基底的合力偏心距验算不满足: e=-3.137 > 0.167*1.102 = 0.184(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=-103.174 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=363.034 <= 500.000(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 = 4.578(m2) 重量 = 105.297 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.163 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 405.297(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1473.932(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.637(m)截面宽度 B = 1.135 (m) 偏心距 e1 = -3.069(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -3.069 > 0.250*1.135 = 0.284(m)截面上压应力: 面坡=-5436.583 背坡=6150.764(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 6150.764 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 5436.583 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -142.836 <= 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 = 405.297(kN)轴心力偏心影响系数αk = -8246.795挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.135(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.101不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 405.297 > -12155990.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 405.297 > -1227087.125(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.940(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.275(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 3.979(m2) 重量 = 91.526 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.998 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.010 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 0.000 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 391.526(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1367.797(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.494(m)截面宽度 B = 1.010 (m) 偏心距 e1 = -2.989(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -2.989 > 0.250*1.010 = 0.252(m)截面上压应力: 面坡=-6494.480 背坡=7269.780(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 7269.780 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 6494.480 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -155.060 <= 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 = 391.526(kN)轴心力偏心影响系数αk = -14181.996挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.010(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.086不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 391.526 > -18602358.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 391.526 > -1607627.375(kN)=================================================各组合最不利结果=================================================(一) 滑移验算安全系数最不利为:组合3(组合3)抗滑力 = 100.048(kN),滑移力 = -80.039(kN)。
二级公路设置仰斜重力式路肩挡土墙计算书
计算书一、1、设计资料西安至咸阳的二级公路设置仰斜重力式路肩挡土墙,如图1所示,有关截面尺寸列于图中其中,墙高H=4.90m,墙面和墙背的坡度均为1:0.25(α=14.04°);基底倾斜度tan α0=1:1.5(α0=11.31°)墙身和基础由M5砂浆砌筑片石MU30;墙背填料为砂性土基础顶面距天然地面0.93m 。
有关墙背填土、地基土、砌体物力参数列于表中墙背填料、地基和砌体物理力学参数2、土力学计算按《公路路基设计规范JTG D30-2004》规定q 车辆荷载附加荷载强度,墙高小于2m 取20KN/m 2,墙高大于10m 取10KN/m 2,两者之间,直线法内差计算。
墙高墙身高度4.90m 的附加荷载强度为q=20-(20−10)(10−2)(4.9−2)=16.38 KN/m 2 则等代均布土层厚度为: h 0=q γ=16.3818=0.91(m)采用库伦土压力理论计算墙后填土和车辆荷载引起的主动土压力,计算图式如下:填料 重度γ(KN/m 3) 18砌体a γ(KN/m 3) 22 内摩擦角φ°35M5浆砌片石MU30砌体容许压应力为[]a σ600 墙背摩擦角δ φ/2 容许剪应力[τ] 100 地基重度γ(KN/m 3)21容许拉应力[wl σ]60容许承载力[]0σ450地基土摩擦系数μh0.8基地摩擦系数为μ 0.45可确定边界系数(破裂面交会于荷载中部)为:A 0=12(a +H +2h 0)(a +H )=12(4.90+2×0.91)×4.90=16.46 B 0=12ab +(b +d )h 0−12H (H +2a +2h 0)tan α=−12×4.90×(4.90+2×0.91)×(−0.25)=4.17 其中:a=0,d=0,b=0破裂面倾角为:tan θ=−tan ψ+√(cot φ+tan ψ)(tan ψ+B 0/A 0)=−tan38.48°+√(cot35°+tan38.46°)(tan38.46°+4.17/16.46)=0.7291 θ=36.10°其中:ψ=φ+α+δ= 35°-14.04°+17.5°=38.46° 主动土压力系数为: K =cos (θ+φ)sin (θ+ψ)(tan θ+tan α)=cos (36.10°+35°)sin (36.10°+38.46°)(tan36.10°−0.25)=0.161作为于墙背的主动土压力为:E a = 12γKH (H +2h 0)=12×19×0.161×6.30×(6.3+2×0.77)=75.55(kN)土压力水平分力和竖直分力分别为:E x =E a cos (α+δ)=75.55× cos (−14.04°+17.5°)=75.41(kN )E y =E a sin (α+δ)=75.55× sin (−14.04°+17.5°)=4.56(kN )水平土压力作用点至墙趾的力臂:Z x =H (H+3h 0)3(H+2h 0)=6.3(6.3+3×0.77)3(6.3+2×0.77)=2.31(m )Z y =B 4− Z x tan α=1.52-2.31×(−0.25)=2.10(m)3.挡土墙自重及力臂计算将挡土墙分为三部分,如图虚线所示,截面各部分对应的墙体重力及墙趾(O 1)G 1=γK B 1H 1=23×1.3×5.5=164.45(kN )Z 1=0.3+0.5×0.25+5.5×0.25+1.32=1.76(m)G 2=23×1.6×0.5=18.4(kN )Z 2=0.5×0.252+1.62=1.76(m ) G 3=23×1.6×0.3×0.5=18.4(kN )Z 3=2/3(1.6+1.52)=2.08(m)墙体总重及墙趾(O 1)的力臂:G= G 1+ G 2+ G 3=164.45+18.40+5.52=188.37(kN) Z G =( G 1Z 1+ G 2Z 2+ G 3Z 3)/G=(164.45×1.76+18.4×0.86+5.52×2.08)/188.37=1.68(m) 4.抗滑稳定性验算⑴沿基地平面滑动的稳定性验算 ① 抗滑稳定方案滑动稳定应满足下式要求:[1.1G+γQ1(E y +E x tan α0)]μ+(1.1G+γQ1E y )tan α0-+γQ1E x >0 由于土压力的作用效应增大对挡土墙结构起不利左右,故γQ1=1.4,则有:[1.1×188.37+1.4×(4.56+75.41×0.2)]×0.4+ (1.1×188.37+1.4×4.56) ×0.2-1.4×75.41=32.30(kN)>0②抗滑稳定系数∑N= G + E y = 188.37+4.56 = 192.93(kN ) K C =(∑N+E x tan α0)μE x−∑N tan α0=(192.93+75.41×0.2)×0.475.41−792.93×0.2=2.26>1.3抗滑稳定性满足要求⑵沿过墙踵水平面滑动的稳定性验算(图3—30) 计入倾斜基底与水平滑动面之间的土楔的重力∆G : ∆G =12×1.52×0.30×21=4.79(kN) ①滑动稳定方程(1.1G+γQ1E y )μn −γQ1E x =[1.1×(188.37+4.79)+1.4×4.56]×0.8−1.4×75.41=69.51(kN)>0⑴②抗滑稳定系数 K C =(∑N+∆G )μn E x =(192.93+4.79)×0.875.41=2.10>1.3沿过墙踵水平面的抗滑稳定性满足要求。
仰斜式路堑挡土墙承载力500kpa高8米
重力式挡土墙验算[执行标准:公路]计算项目:仰斜式路堑挡土墙承载力500kpa高8米计算时间:2013-11-10 14:10:11 星期日------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 8.000(m)墙顶宽: 2.300(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: 1.000(m)墙趾台阶面坡坡度为: 1:0.000墙底倾斜坡率: 0.200:1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: 0.450墙身砌体容许压应力: 6800.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力: 430.000(kPa)墙身砌体容许剪应力: 850.000(kPa)材料抗压强度设计值: 7.820(MPa)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: 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: 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: 0.400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: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 1.000 0.000 02 5.000 5.000 0坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 65.000(度)填土对横坡面的摩擦角: 17.500(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: 1.0001. 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 8.448(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 25.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 25.000(度)Ea=162.794(kN) Ex=162.496(kN) Ey=9.836(kN) 作用点高度 Zy=2.698(m) 墙身截面积 = 19.101(m2) 重量 = 458.423 (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 = 449.521(kN) En = 41.513(kN) Wt = 89.904(kN) Et = 157.412(kN) 滑移力= 67.508(kN) 抗滑力= 196.413(kN)滑移验算满足: Kc = 2.909 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 158.964(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= 162.496(kN) 抗滑力= 214.774(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.322 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 2.162 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 2.913 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 2.250 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 365.625(kN-m) 抗倾覆力矩= 1019.901(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.789 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 456.025(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 = 491.033(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=654.276(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.282 (m) 偏心距 e = -0.191(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.332(m)基底压应力: 趾部=106.982 踵部=323.292(kPa)最大应力与最小应力之比 = 323.292 / 106.982 = 3.022作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.191 <= 0.167*2.282 = 0.380(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=106.982 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=323.292 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=215.137 <= 500.000(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 = 18.575(m2) 重量 = 445.800 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.180 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.913 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 2.250 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 455.635(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=634.971(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.394(m)截面宽度 B = 2.350 (m) 偏心距 e1 = -0.219(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.219 <= 0.250*2.350 = 0.587(m)截面上压应力: 面坡=85.676 背坡=302.099(kPa)压应力验算满足: 计算值= 302.099 <= 6800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -8.408 <= 850.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数40 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 455.635(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.906挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.350(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.944计算强度时:强度验算满足: 计算值= 455.635 <= 16648.371(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 455.635 <= 15720.245(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 7.000(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 25.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 25.000(度)Ea=108.029(kN) Ex=107.832(kN) Ey=6.527(kN) 作用点高度 Zy=2.265(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 16.100(m2) 重量 = 386.400 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.025 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.866 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 2.265 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 392.927(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=556.978(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.418(m)截面宽度 B = 2.300 (m) 偏心距 e1 = -0.268(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.268 <= 0.250*2.300 = 0.575(m)截面上压应力: 面坡=51.618 背坡=290.057(kPa)压应力验算满足: 计算值= 290.057 <= 6800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -21.452 <= 850.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数50 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 392.927(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.860挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.300(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.956计算强度时:强度验算满足: 计算值= 392.927 <= 15473.918(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 392.927 <= 14797.461(kN)=====================================================================第 2 种情况: 组合2=============================================组合系数: 1.0001. 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 8.448(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 25.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 25.000(度)Ea=162.794(kN) Ex=162.496(kN) Ey=9.836(kN) 作用点高度 Zy=2.698(m) 墙身截面积 = 19.101(m2) 重量 = 458.423 (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 = 449.521(kN) En = 41.513(kN) Wt = 89.904(kN) Et = 157.412(kN) 滑移力= 67.508(kN) 抗滑力= 196.413(kN)滑移验算满足: Kc = 2.909 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 158.964(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= 162.496(kN) 抗滑力= 214.774(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.322 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 2.162 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 2.913 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 2.250 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 365.625(kN-m) 抗倾覆力矩= 1019.901(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.789 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 456.025(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 = 491.033(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=654.276(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.282 (m) 偏心距 e = -0.191(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.332(m)基底压应力: 趾部=106.982 踵部=323.292(kPa)最大应力与最小应力之比 = 323.292 / 106.982 = 3.022作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.191 <= 0.167*2.282 = 0.380(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=106.982 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=323.292 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=215.137 <= 500.000(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 = 18.575(m2) 重量 = 445.800 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.180 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.913 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 2.250 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 455.635(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=634.971(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.394(m)截面宽度 B = 2.350 (m) 偏心距 e1 = -0.219(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.219 <= 0.250*2.350 = 0.587(m)截面上压应力: 面坡=85.676 背坡=302.099(kPa)压应力验算满足: 计算值= 302.099 <= 6800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -8.408 <= 850.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数70 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 455.635(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.906挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.350(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.944计算强度时:强度验算满足: 计算值= 455.635 <= 16648.371(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 455.635 <= 15720.245(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 7.000(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 25.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 25.000(度)Ea=108.029(kN) Ex=107.832(kN) Ey=6.527(kN) 作用点高度 Zy=2.265(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 16.100(m2) 重量 = 386.400 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.025 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.866 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 2.265 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 392.927(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=556.978(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.418(m)截面宽度 B = 2.300 (m) 偏心距 e1 = -0.268(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.268 <= 0.250*2.300 = 0.575(m)截面上压应力: 面坡=51.618 背坡=290.057(kPa)压应力验算满足: 计算值= 290.057 <= 6800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -21.452 <= 850.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数80 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 392.927(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.860挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.300(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.956计算强度时:强度验算满足: 计算值= 392.927 <= 15473.918(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 392.927 <= 14797.461(kN)=====================================================================第 3 种情况: 组合3=============================================组合系数: 1.0001. 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 8.448(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 25.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 25.000(度)Ea=162.794(kN) Ex=162.496(kN) Ey=9.836(kN) 作用点高度 Zy=2.698(m) 墙身截面积 = 19.101(m2) 重量 = 458.423 (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 = 449.521(kN) En = 41.513(kN) Wt = 89.904(kN) Et = 157.412(kN) 滑移力= 67.508(kN) 抗滑力= 196.413(kN)滑移验算满足: Kc = 2.909 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 158.964(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= 162.496(kN) 抗滑力= 214.774(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.322 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 2.162 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 2.913 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 2.250 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 365.625(kN-m) 抗倾覆力矩= 1019.901(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.789 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 456.025(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 = 491.033(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=654.276(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.282 (m) 偏心距 e = -0.191(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.332(m)基底压应力: 趾部=106.982 踵部=323.292(kPa)最大应力与最小应力之比 = 323.292 / 106.982 = 3.022作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.191 <= 0.167*2.282 = 0.380(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=106.982 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=323.292 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=215.137 <= 500.000(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 = 18.575(m2) 重量 = 445.800 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.180 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.913 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 2.250 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 455.635(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=634.971(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.394(m)截面宽度 B = 2.350 (m) 偏心距 e1 = -0.219(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.219 <= 0.250*2.350 = 0.587(m)截面上压应力: 面坡=85.676 背坡=302.099(kPa)压应力验算满足: 计算值= 302.099 <= 6800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -8.408 <= 850.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数100 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 455.635(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.906挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.350(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.944计算强度时:强度验算满足: 计算值= 455.635 <= 16648.371(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 455.635 <= 15720.245(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 7.000(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 25.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 25.000(度)Ea=108.029(kN) Ex=107.832(kN) Ey=6.527(kN) 作用点高度 Zy=2.265(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 16.100(m2) 重量 = 386.400 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.025 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.866 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 2.265 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 392.927(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=556.978(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.418(m)截面宽度 B = 2.300 (m) 偏心距 e1 = -0.268(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.268 <= 0.250*2.300 = 0.575(m)截面上压应力: 面坡=51.618 背坡=290.057(kPa)压应力验算满足: 计算值= 290.057 <= 6800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -21.452 <= 850.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数110 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 392.927(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.860挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.300(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.956计算强度时:强度验算满足: 计算值= 392.927 <= 15473.918(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 392.927 <= 14797.461(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 = 196.413(kN),滑移力 = 67.508(kN)。
重力式挡土墙设计计算书
重力式挡土墙设计计算书一、工程概况本次设计的重力式挡土墙位于_____地段,主要用于支撑土体,防止土体坍塌,保障道路或建筑物的安全。
挡土墙高度为_____m,墙顶宽度为_____m,墙底宽度为_____m,墙面坡度为 1:_____,墙背坡度为 1:_____。
挡土墙所承受的土压力主要来自于墙后填土,填土的物理力学性质如下:填土重度:γ =______kN/m³内摩擦角:φ =______°粘聚力:c =______kPa二、设计依据1、《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)2、《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)(2015 年版)3、《砌体结构设计规范》(GB 50003-2011)4、相关工程地质勘察报告三、土压力计算1、主动土压力系数根据库仑土压力理论,主动土压力系数 Ka 为:Ka =tan²(45° φ/2)= tan²(45°______/2)=______2、土压力分布土压力强度按三角形分布,墙顶处土压力强度为零,墙底处土压力强度为:σa =γhKa=______×______×______=______kPa3、土压力合力土压力合力 Ea 为:Ea =05×γh²Ka= 05×______×______²×______=______kN合力作用点距离墙底的高度为:hE = h/3=______/3=______m四、稳定性验算1、抗滑移稳定性验算挡土墙的抗滑移稳定性按下式验算:Ks =(μ∑W + Ean) / Eax其中,μ为基底摩擦系数,取______;∑W 为挡土墙自重,包括墙身自重和基础自重,计算如下:墙身自重:G1 =γ1×V1=γ1×05×(b + b1)×h=______×05×(______ +______)×______=______kN基础自重:G2 =γ2×V2=γ2×b2×h2=______×______×______=______kN则∑W = G1 + G2 =______kNEan =Eacos(δ α)=______×cos(______ ______)=______kNEax =Easin(δ α)=______×sin(______ ______)=______kN代入计算得:Ks =(______×______ +______) /______=______为保证挡土墙的抗滑移稳定性,Ks 应大于或等于 13,经计算满足要求。
重力式挡土墙计算书
计算项目:重力式挡土墙2m原始条件:墙身尺寸:墙身高:2. OOO(m)墙顶宽:0. 800 (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bl: 0. 300(m) 墙趾台阶hl: 0. 500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率:0.200:1物理参数:行工砌体容重:24. 000(kN∕m3)垮工之间摩擦系数:0.400地基土摩擦系数:0∙ 700墙身砌体容许压应力:2100.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力:110. 000(kPa) 墙身砌体容许拉应力:150. 000 (kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力:280. 000(kPa)场地环境:浸水地区墙后填土内摩擦角:30. 000(度)墙后填土粘聚力:0. 000 (kPa)墙后填土容重:20. 500(kN∕m3)墙背与墙后填土摩擦角:15. 000(度) 地基土容重:25.200(kN∕m3)修正后地基承载力特征值:300. 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:LOOO 墙底摩擦系数:0.300 地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:30. 000(度)墙后填土浮容重:9. 000(kN∕m3)地基浮力系数:0.700 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1 5.000 0.000 1第 1 个:距离0. 000 (m),宽度5. 000 (m),高度0. 250 (m)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:30. 000(度)墙顶标高:0. 000 (m)挡墙内侧常年水位标高:0.000(m)挡墙外侧常年水位标高:0.000 (m)第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为2. 21(Km)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角:38. 937(度)Ea=7. 109 (kN) Ex=7. 108 (kN) Ey=O. 120 (kN)作用点高度Zy=O. 862 (m) 墙身截面积=1.865 (m2)重量=44. 766 (kN)地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc (m) 墙面坡侧:20.00 -9. 50 -0. 49 -1.33墙背坡侧:-24.41 6.10 0. 43 -1.47墙底面: 3. 09 15.43 -0. 27 -2. 11 (-*)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0. 300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 = 32. 093 (kN) En = 1.771 (kN) Wt = 6. 419 (kN) Et = 8. 244 (kN)滑移力=1.825 (kN)抗滑力=10. 159 (kN)滑移验算满足:Kc = 5. 566 > 1.300地基土层水平向:滑移力=8. 431 (kN)抗滑力=23. 762(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2 = 2.818 > 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. 876 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx = 1.263 (m)相对于墙趾点,EX的力臂Zy = 0. 652 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=33. 564 (kN-m)抗倾覆力矩=55. 624 (kN-m)倾覆验算满足:KO = 1.657 > 1.600(H)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=33. 864(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=22.060(kN-m)基础底面宽度 B = 1.068 Gn)偏心距 e = ∣-0. 117∣(m) = 0. 117(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn = 0. 651 (m)基底压应力:趾部=10. 826踵部=52. 568 (kPa)最大应力与最小应力之比=52. 568 / 10. 826 = 4. 856作用于基底的合力偏心距验算满足:e=-0. 117 <= 0. 250*1.068=0. 267(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=10. 826 <= 360. 000 (kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=52. 568 <= 390. 000 (kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=31. 697 <= 300. 000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算 (五)墙底截面强度验算地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X 分力(kN) Y 分力(kN) Xc(m) Yc (m) 墙面坡侧:20.00 -9.50 -0.49 -1.33墙背坡侧:-20.00 5.00 0.47 -1.33验算截面以上,墙身截面积=1.750 (m2)重量=42. 000 (kN) 相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 0. 887 (m) 相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 1.263 (m) 相对于验算截面外边缘,EX的力臂Zy = 0. 652 (In)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=46. 620(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=29.342(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0. 629(m)截面宽度 B = 1. 100 (m)偏心距el = 1-0. 079 (m) = 0. 079(m)截面上偏心距验算满足:CI= -0. 079 <= 0. 300*1. 100 = 0. 330(m)截面上压应力:面坡=24. 032背坡=60. 732 (kPa)压应力验算满足:计算值=60. 732 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-10. 491 <= 110.000(kPa)(六)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为1.5OoGn)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角:38. 937(度)Ea=3. 804 (kN) Ex=3. 803 (kN) Ey=O. 064 (kN)作用点高度Zy=O. 608 (m)[强度验算]地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN) 丫分力(kN) Xc (m) Yc (m)墙面坡侧:11.25 -2.81 -0. 25 -1.00墙背坡侧:-11.25 2.81 0. 55 -1.00验算截面以上,墙身截面积二 1.200 (m2) 重量=28. 800 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 0. 587 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 0. 952 (m)相对于验算截面外边缘,EX的力臂Zy = 0. 608 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=28.864(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=12.419(k2m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0. 430(m)截面宽度 B = 0. 800 (m)偏心距el = ∣-0. 030 (m) = 0. 030(m)截面上偏心距验算满足:el= -0. 030 <= 0. 300*0. 800 = 0. 240(m)截面上压应力:面坡=27. 890背坡=44. 270 (kPa)压应力验算满足:计算值=44. 270 <= 2100. OOO (kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-9. 678 <= 110. OOO (kPa)各组合最不利结果(一)滑移验算安全系数最不利为:组合1(一般情况) 抗滑力=10. 159(kN),滑移力=1.825(kN) O 滑移验算满足:Kc = 5. 566 > 1,300安全系数最不利为:组合1(一般情况)抗滑力=23. 762(kN),滑移力=8. 431 (kN) 0地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2 = 2.818 > 1.300(二)倾覆验算安全系数最不利为:组合1(一般情况)抗倾覆力矩=55.624(kN-M),倾覆力矩=33. 564(kN-m)o倾覆验算满足:KO = 1.657 > 1.600(H)地基验算作用于基底的合力偏心距验算最不利为:组合1 (一般情况)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0. 117 <= 0. 250*1.068:0. 267(m)墙趾处地基承载力验算最不利为:组合1(一般情况)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=10. 826 <= 360. 000 (kPa)墙踵处地基承载力验算最不利为:组合1(一般情况)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=52. 568 <= 390. 000 (kPa)地基平均承载力验算最不利为:组合1 (一•般情况)地基平均承载力验算满足:压应力=31. 697 <= 300. 000(kPa)(四)基础验算不做强度计算。
重力式(仰斜式)挡墙计算书
重力式挡土墙验算[执行标准:公路]计算项目:重力式挡土墙 2计算时间:2012-03-23 16:06:43 星期五------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 4.440(m)墙顶宽: 1.010(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: 0.250(m)墙趾台阶h1: 0.500(m)墙趾台阶面坡坡度为: 1:0.000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: 0.250墙身砌体容许压应力: 1000.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力: 140.000(kPa)墙身砌体容许剪应力: 90.000(kPa)材料抗压极限强度: 3.000(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: -80.000(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: 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: 0.250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1 4.530 0.000 1第1个: 定位距离0.000(m) 公路-II级作用于墙上的附加集中荷载数: 2 (作用点坐标相对于墙左上角点)荷载号 X Y P 作用角是否为被动土压力(m) (m) (kN/m) (度)1 3.270 0.000 300.000 270.000 ㄨ2 -1.235 -4.440 0.000 0.000 √坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 30.000(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)=====================================================================第 1 种情况: 组合1=============================================组合系数: 1.0001. 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 √7. 附加集中力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 4.656(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.688(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m) 墙身截面积 = 4.701(m2) 重量 = 108.119 (kN)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.250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 = 400.194(kN) En = -0.000(kN) Wt = 80.039(kN) Et = -0.000(kN) 滑移力= -80.039(kN) 抗滑力= 100.048(kN)滑移力为负值,不计算抗滑移稳定安全系数!滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 188.519(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= -0.000(kN) 抗滑力= 102.556(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 10255563.000 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.152 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 0.000(kN-m) 抗倾覆力矩= 1476.016(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 147601648.000 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1451.113(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 = 400.194(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1476.016(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.102 (m) 偏心距 e = -3.137(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.688(m)严重不合理:合力作用点超出基础范围,所得地基应力将没有意义!基底压应力: 趾部=0.000 踵部=-103.174(kPa)作用于基底的合力偏心距验算不满足: e=-3.137 > 0.167*1.102 = 0.184(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=-103.174 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=363.034 <= 500.000(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 = 4.578(m2) 重量 = 105.297 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.163 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 405.297(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1473.932(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.637(m)截面宽度 B = 1.135 (m) 偏心距 e1 = -3.069(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -3.069 > 0.250*1.135 = 0.284(m)截面上压应力: 面坡=-5436.583 背坡=6150.764(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 6150.764 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 5436.583 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -142.836 <= 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 = 405.297(kN)轴心力偏心影响系数αk = -8246.795挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.135(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.101不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 405.297 > -12155990.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 405.297 > -1227087.125(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.940(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.275(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 3.979(m2) 重量 = 91.526 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.998 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.010 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 0.000 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 391.526(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1367.797(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.494(m)截面宽度 B = 1.010 (m) 偏心距 e1 = -2.989(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -2.989 > 0.250*1.010 = 0.252(m)截面上压应力: 面坡=-6494.480 背坡=7269.780(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 7269.780 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 6494.480 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -155.060 <= 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 = 391.526(kN)轴心力偏心影响系数αk = -14181.996挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.010(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.086不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 391.526 > -18602358.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 391.526 > -1607627.375(kN)===================================================================== 第 2 种情况: 组合2=============================================组合系数: 1.0001. 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 √7. 附加集中力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 4.656(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.688(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m) 墙身截面积 = 4.701(m2) 重量 = 108.119 (kN)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.250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 = 400.194(kN) En = -0.000(kN) Wt = 80.039(kN) Et = -0.000(kN) 滑移力= -80.039(kN) 抗滑力= 100.048(kN)滑移力为负值,不计算抗滑移稳定安全系数!滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 188.519(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= -0.000(kN) 抗滑力= 102.556(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 10255563.000 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.152 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 0.000(kN-m) 抗倾覆力矩= 1476.016(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 147601648.000 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1451.113(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 = 400.194(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1476.016(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.102 (m) 偏心距 e = -3.137(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.688(m)严重不合理:合力作用点超出基础范围,所得地基应力将没有意义!基底压应力: 趾部=0.000 踵部=-103.174(kPa)作用于基底的合力偏心距验算不满足: e=-3.137 > 0.167*1.102 = 0.184(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=-103.174 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=363.034 <= 500.000(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 = 4.578(m2) 重量 = 105.297 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.163 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 405.297(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1473.932(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.637(m)截面宽度 B = 1.135 (m) 偏心距 e1 = -3.069(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -3.069 > 0.250*1.135 = 0.284(m)截面上压应力: 面坡=-5436.583 背坡=6150.764(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 6150.764 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 5436.583 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -142.836 <= 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 = 405.297(kN)轴心力偏心影响系数αk = -8246.795挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.135(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.101不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 405.297 > -12155990.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 405.297 > -1227087.125(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.940(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.275(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 3.979(m2) 重量 = 91.526 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.998 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.010 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 0.000 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 391.526(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1367.797(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.494(m)截面宽度 B = 1.010 (m) 偏心距 e1 = -2.989(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -2.989 > 0.250*1.010 = 0.252(m)截面上压应力: 面坡=-6494.480 背坡=7269.780(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 7269.780 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 6494.480 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -155.060 <= 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 = 391.526(kN)轴心力偏心影响系数αk = -14181.996挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.010(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.086不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 391.526 > -18602358.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 391.526 > -1607627.375(kN)=====================================================================第 3 种情况: 组合3=============================================组合系数: 1.0001. 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 √7. 附加集中力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 4.656(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.688(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m) 墙身截面积 = 4.701(m2) 重量 = 108.119 (kN)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.250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 = 400.194(kN) En = -0.000(kN) Wt = 80.039(kN) Et = -0.000(kN) 滑移力= -80.039(kN) 抗滑力= 100.048(kN)滑移力为负值,不计算抗滑移稳定安全系数!滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 188.519(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= -0.000(kN) 抗滑力= 102.556(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 10255563.000 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.152 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 0.000(kN-m) 抗倾覆力矩= 1476.016(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 147601648.000 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1451.113(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 = 400.194(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1476.016(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.102 (m) 偏心距 e = -3.137(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.688(m)严重不合理:合力作用点超出基础范围,所得地基应力将没有意义!基底压应力: 趾部=0.000 踵部=-103.174(kPa)作用于基底的合力偏心距验算不满足: e=-3.137 > 0.167*1.102 = 0.184(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=-103.174 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=363.034 <= 500.000(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 = 4.578(m2) 重量 = 105.297 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.163 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 405.297(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1473.932(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.637(m)截面宽度 B = 1.135 (m) 偏心距 e1 = -3.069(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -3.069 > 0.250*1.135 = 0.284(m)截面上压应力: 面坡=-5436.583 背坡=6150.764(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 6150.764 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 5436.583 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -142.836 <= 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 = 405.297(kN)轴心力偏心影响系数αk = -8246.795挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.135(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.101不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 405.297 > -12155990.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 405.297 > -1227087.125(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.940(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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)01 0.500 0.300 15.000 0.00002 2.300 0.300 15.000 0.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.275(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 3.979(m2) 重量 = 91.526 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.998 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.010 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 0.000 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 391.526(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1367.797(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.494(m)截面宽度 B = 1.010 (m) 偏心距 e1 = -2.989(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -2.989 > 0.250*1.010 = 0.252(m)截面上压应力: 面坡=-6494.480 背坡=7269.780(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 7269.780 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 6494.480 > 140.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -155.060 <= 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 = 391.526(kN)轴心力偏心影响系数αk = -14181.996挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.010(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γ f = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.086不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 391.526 > -18602358.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 391.526 > -1607627.375(kN)=================================================各组合最不利结果=================================================(一) 滑移验算安全系数最不利为:组合3(组合3)抗滑力 = 100.048(kN),滑移力 = -80.039(kN)。
重力式(仰斜式)挡土墙设计-无墙趾(含截面强度验算)
注:本文档为手算计算书文档,包含公式、计算过程在内,可供老师教学,可供学生学习。
下载本文档后请在作者个人中心中下载对(若还需要相关cad图纸或者有相关意见及建议,应Excel计算过程。
请私信作者!)团队成果,侵权必究!(温馨提示,本文档没有计算功能,请在作者个人中心中下载对应的Excel计算表格,填入基本参数后,Excel表格会计算出各分项结果,并显示计算过程!)1、挡土墙计算1.设计资料本次设计挡土墙为重力式挡土墙,选择常见的仰斜式路肩墙进行计算,如图所示,有关截面尺寸有待验算。
其中本次设计最不利位置为桩号K1+570左侧,挡土墙高度9.5米,拟定验算此处墙高,即H=9.5m。
拟定墙面和墙背坡度均为1:0.25;基底倾斜度=1:5;基底与地基土摩擦系数=0.5。
墙身砌体容重值为20.0kN/m3。
墙后填料容重值为18.3kN/m3;内摩擦角38º,墙背摩擦角19.2º。
有关墙背填料、地基土和砌体物理力学参数列于下表。
墙背填料、地基和砌体物理力学参数2.初步拟定断面尺寸断面尺寸数据表断面尺寸/mH0.344 9.5 9.156 1.83.破裂棱体位置确定(1)破裂夹角计算设计假设破裂面交于荷载范围内,则:由,因为注:1.当为路肩挡土墙时,式中a=b=0。
2.对于俯斜墙背,取正值;垂直墙背,取;仰斜墙背,取负值。
3.当荷载沿路肩边缘布置时,。
根据挡土墙破裂面位于荷载内部时破裂角的公式如下:(2)验算破裂面是否落在荷载的范围破裂棱体长度计算:车辆荷载的分布宽度计算:因为<,所以破裂面交于荷载范围内,符合拟定假设。
并列车辆数,双车道,单车道;后轮轮距,取;相邻两车辆后轮的中心间距,取;轮胎着地宽度,取。
4.荷载当量土柱高度计算设计墙高9.5m,按墙高计算附加荷载强度,按照线性内插法进行计算,求得附加荷载强度为:,求土柱高度:荷载强度q墙高H/m q/kPa 墙高H/m q/kPa20 105.土压力计算根据挡土墙破裂面交于荷载内部的土压力计算如下:()()()()()()注:、,墙背主动土压力的水平与垂直分力;6.土压力作用点的位置代表土压力作用点至墙踵的垂直距离。
重力式挡土墙计算书
重力式挡土墙计算书一、工程概况本次设计的重力式挡土墙位于_____,用于支挡土体,保证边坡的稳定性。
挡土墙高度为_____m,墙顶宽度为_____m,墙底宽度为_____m,墙身采用_____材料砌筑。
二、设计依据1、《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)2、《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)(2015 年版)3、《砌体结构设计规范》(GB 50003-2011)4、相关工程地质勘察报告三、荷载计算1、土压力计算根据库仑土压力理论,计算主动土压力。
假设墙后填土为均质填土,内摩擦角为φ,粘聚力为 c,填土重度为γ,墙背倾斜角度为α,填土表面倾斜角度为β。
主动土压力系数 Ka =tan²(45° φ/2)主动土压力 Ea =1/2 × γ × H² × Ka其中,H 为挡土墙高度。
2、墙身自重计算墙身自重 G =γ墙 × V其中,γ墙为墙身材料的重度,V 为墙身的体积。
3、其他荷载考虑可能存在的地面超载 q,如行人、车辆等荷载。
四、稳定性验算1、抗滑移稳定性验算抗滑移安全系数 Ks =(μ × G + Ean)/ Eax其中,μ为基底摩擦系数,Ean 为主动土压力在垂直方向的分力,Eax 为主动土压力在水平方向的分力。
Ks 应大于规定的安全系数。
2、抗倾覆稳定性验算抗倾覆安全系数 Kt =(G × xG + Eaz × xf)/(Eax × x)其中,xG 为墙身自重的重心到墙趾的水平距离,xf 为主动土压力的合力作用点到墙趾的水平距离,x 为主动土压力的合力作用点到墙趾的距离。
Kt 应大于规定的安全系数。
五、地基承载力验算1、基底压力计算基底平均压力 p =(G + Ey)/ A其中,Ey 为主动土压力在垂直方向的分力,A 为基底面积。
基底最大压力 pmax =(G + Ey)/ A +(M / W)其中,M 为作用在基底的弯矩,W 为基底的抵抗矩。
重力式挡土墙计算书
重力式挡土墙计算书
1、挡土墙的基本参数
挡土墙的长度{L}:50m
挡土墙的高度{H}:5.5m
挡土墙底部圆角半径{R}:2.5m
墙体材料:砂石混合土
墙体的水平受力系数{Ks:1.2}
墙体的垂直受力系数{Kv:1.5}
挡墙的抗拉强度{σs:3.0}
挡墙的抗压强度{σv:6.0}
2、挡土墙斜面稳定性分析
设砂石混合土斜面的弧度α等于25度,有:斜面抗滑系数Ks=tanαcosα=0.44
挡土墙自重又称为内力,有:
内力P=0.6Hγ=33.0KN
挡土墙斜面上的地力有:
地力Pz=KsHγ=22.2KN
挡土墙的抗力有:
抗力P’=KvHσv=99.0KN
挡土墙斜面稳定性分析,有:
P/Pz=33.0/22.2=1.49>1;P/P’=33.0/99.0=0.33<1
说明该重力式挡土墙符合稳定的要求。
3、挡土墙的强度计算
挡土墙顶部的竖向受力有:
竖向受力F=0.5H2γ=58.5KN
挡土墙底部的水平受力有:
水平受力F=KsLHγ=88.2KN
挡土墙自重、竖向受力及水平受力的最大值均小于墙体的抗力(99.0KN),故该挡土墙的强度设计符合要求。
仰斜式路堤墙详细计算书
0.466
tg tg (ctg tg )(tg A) 0.977
44 20'
验核破裂面位置: 堤顶破裂面距墙踵 荷载内边缘距墙踵 d b ( B1 b1 ) Htg 0.5 12 (4 0.5) 12.03 0.25 12.01m 荷载内边缘距墙踵 d b ( B1 b1 ) Htg b0 12.01 5.5 17.51m
b0 5 .5 7.82m tg tg 0.953 0.25
h1
h2
h3
b atg 12 8 0.953 1.25m tg tg 0.953 0.25
h4 H h1 h2 h3 12.03 0.71 7.82 1.25 2.25m h 2h h 2a 28 1.25 2 0.556 7.82 2.321 1 3 0 2 2 1 1 H 2H 12.03 2 12.03 H 12.03 2
19.57 m 17.51m ,故破裂面交于荷载外,与假设不相符。
( H a )tg (12.03 8) 0.977 19.57 m
2)假设第一破裂面交于荷载外,按表 3-2-1 第 7 类公式计算:
1
30 14 02 15 30 58
b1 0.5
b 12.0
图1
1
(一) 车辆荷载换算 车辆荷载作用在挡土墙墙背填土上所引起的附加土体侧压力换算成等代均 布土层厚度 h0: 挡墙高度 H=14.0m,所以车辆附加荷载强度 q 取 10kN/m2 h0 q 10 0.556m 18 (二) 主动土压力计算 1.破裂角 1)假设第一破裂面交于荷载内,按《公路设计手册 路基(第二版) 》 (以 下省略)表 3-2-1 第 6 类公式计算:
仰斜式路堑挡土墙承载力350kpa高9米
重力式挡土墙验算[执行标准:公路]计算项目:仰斜式路堑挡土墙承载力350kpa高9米计算时间:2013-11-10 12:08:06 星期日------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 9.000(m)墙顶宽: 2.400(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: 0.600(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率: 0.200:1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墙身砌体容许压应力: 6800.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力: 430.000(kPa)墙身砌体容许剪应力: 850.000(kPa)材料抗压强度设计值: 7.820(MPa)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: 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: 350.000(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: 30.000(度)土压力计算方法: 库仑坡线土柱: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1 1.000 0.000 02 1.000 1.000 0坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 65.000(度)填土对横坡面的摩擦角: 17.500(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: 1.0001. 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 9.514(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 25.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 25.000(度)Ea=211.084(kN) Ex=210.699(kN) Ey=12.753(kN) 作用点高度 Zy=3.022(m) 墙身截面积 = 22.474(m2) 重量 = 539.383 (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 = 528.908(kN) En = 53.827(kN) Wt = 105.782(kN) Et = 204.106(kN) 滑移力= 98.324(kN) 抗滑力= 291.368(kN)滑移验算满足: Kc = 2.963 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 234.623(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= 210.699(kN) 抗滑力= 282.019(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.338 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 2.579 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 3.327 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 2.508 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 528.442(kN-m) 抗倾覆力矩= 1433.481(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.713 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 626.828(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 = 582.735(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=905.039(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.622 (m) 偏心距 e = -0.242(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.553(m)基底压应力: 趾部=99.221 踵部=345.216(kPa)最大应力与最小应力之比 = 345.216 / 99.221 = 3.479作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.242 <= 0.167*2.622 = 0.437(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=99.221 <= 420.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=345.216 <= 455.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=222.218 <= 350.000(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 = 21.780(m2) 重量 = 522.720 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.605 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 3.327 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 2.508 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 535.473(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=875.760(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.635(m)截面宽度 B = 2.700 (m) 偏心距 e1 = -0.285(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.285 <= 0.250*2.700 = 0.675(m)截面上压应力: 面坡=72.504 背坡=324.143(kPa)压应力验算满足: 计算值= 324.143 <= 6800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -1.293 <= 850.000(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 = 535.473(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.882挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.700(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.946计算强度时:强度验算满足: 计算值= 535.473 <= 18616.318(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 535.473 <= 17601.850(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 8.400(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 25.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 25.000(度)Ea=160.795(kN) Ex=160.501(kN) Ey=9.715(kN) 作用点高度 Zy=2.683(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 20.160(m2) 重量 = 483.840 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.250 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 3.071 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 2.683 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 493.555(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=687.801(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.394(m)截面宽度 B = 2.400 (m) 偏心距 e1 = -0.194(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.194 <= 0.250*2.400 = 0.600(m)截面上压应力: 面坡=106.132 背坡=305.164(kPa)压应力验算满足: 计算值= 305.164 <= 6800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -15.384 <= 850.000(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 = 493.555(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.928挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.400(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.942计算强度时:强度验算满足: 计算值= 493.555 <= 17409.076(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 493.555 <= 16395.379(kN)=====================================================================第 2 种情况: 组合2=============================================组合系数: 1.0001. 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 9.514(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 25.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 25.000(度)Ea=211.084(kN) Ex=210.699(kN) Ey=12.753(kN) 作用点高度 Zy=3.022(m) 墙身截面积 = 22.474(m2) 重量 = 539.383 (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 = 528.908(kN) En = 53.827(kN) Wt = 105.782(kN) Et = 204.106(kN) 滑移力= 98.324(kN) 抗滑力= 291.368(kN)滑移验算满足: Kc = 2.963 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 234.623(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= 210.699(kN) 抗滑力= 282.019(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.338 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 2.579 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 3.327 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 2.508 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 528.442(kN-m) 抗倾覆力矩= 1433.481(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.713 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 626.828(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 = 582.735(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=905.039(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.622 (m) 偏心距 e = -0.242(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.553(m)基底压应力: 趾部=99.221 踵部=345.216(kPa)最大应力与最小应力之比 = 345.216 / 99.221 = 3.479作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.242 <= 0.167*2.622 = 0.437(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=99.221 <= 420.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=345.216 <= 455.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=222.218 <= 350.000(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 = 21.780(m2) 重量 = 522.720 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.605 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 3.327 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 2.508 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 535.473(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=875.760(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.635(m)截面宽度 B = 2.700 (m) 偏心距 e1 = -0.285(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.285 <= 0.250*2.700 = 0.675(m)截面上压应力: 面坡=72.504 背坡=324.143(kPa)压应力验算满足: 计算值= 324.143 <= 6800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -1.293 <= 850.000(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 = 535.473(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.882挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.700(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.946计算强度时:强度验算满足: 计算值= 535.473 <= 18616.318(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 535.473 <= 17601.850(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 8.400(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 25.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 25.000(度)Ea=160.795(kN) Ex=160.501(kN) Ey=9.715(kN) 作用点高度 Zy=2.683(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 20.160(m2) 重量 = 483.840 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.250 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 3.071 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 2.683 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 493.555(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=687.801(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.394(m)截面宽度 B = 2.400 (m) 偏心距 e1 = -0.194(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.194 <= 0.250*2.400 = 0.600(m)截面上压应力: 面坡=106.132 背坡=305.164(kPa)压应力验算满足: 计算值= 305.164 <= 6800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -15.384 <= 850.000(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 = 493.555(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.928挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.400(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.942计算强度时:强度验算满足: 计算值= 493.555 <= 17409.076(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 493.555 <= 16395.379(kN)=====================================================================第 3 种情况: 组合3=============================================组合系数: 1.0001. 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 9.514(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 25.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 25.000(度)Ea=211.084(kN) Ex=210.699(kN) Ey=12.753(kN) 作用点高度 Zy=3.022(m) 墙身截面积 = 22.474(m2) 重量 = 539.383 (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 = 528.908(kN) En = 53.827(kN) Wt = 105.782(kN) Et = 204.106(kN) 滑移力= 98.324(kN) 抗滑力= 291.368(kN)滑移验算满足: Kc = 2.963 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 234.623(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= 210.699(kN) 抗滑力= 282.019(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.338 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 2.579 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 3.327 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 2.508 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 528.442(kN-m) 抗倾覆力矩= 1433.481(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.713 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 626.828(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 = 582.735(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=905.039(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.622 (m) 偏心距 e = -0.242(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.553(m)基底压应力: 趾部=99.221 踵部=345.216(kPa)最大应力与最小应力之比 = 345.216 / 99.221 = 3.479作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.242 <= 0.167*2.622 = 0.437(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=99.221 <= 420.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=345.216 <= 455.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=222.218 <= 350.000(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 = 21.780(m2) 重量 = 522.720 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.605 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 3.327 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 2.508 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 535.473(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=875.760(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.635(m)截面宽度 B = 2.700 (m) 偏心距 e1 = -0.285(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.285 <= 0.250*2.700 = 0.675(m)截面上压应力: 面坡=72.504 背坡=324.143(kPa)压应力验算满足: 计算值= 324.143 <= 6800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -1.293 <= 850.000(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 = 535.473(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.882挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.700(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.946计算强度时:强度验算满足: 计算值= 535.473 <= 18616.318(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 535.473 <= 17601.850(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 8.400(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 25.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 25.000(度)Ea=160.795(kN) Ex=160.501(kN) Ey=9.715(kN) 作用点高度 Zy=2.683(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 20.160(m2) 重量 = 483.840 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.250 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 3.071 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 2.683 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 493.555(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=687.801(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.394(m)截面宽度 B = 2.400 (m) 偏心距 e1 = -0.194(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.194 <= 0.250*2.400 = 0.600(m)截面上压应力: 面坡=106.132 背坡=305.164(kPa)压应力验算满足: 计算值= 305.164 <= 6800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -15.384 <= 850.000(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 = 493.555(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.928挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.400(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.942计算强度时:强度验算满足: 计算值= 493.555 <= 17409.076(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 493.555 <= 16395.379(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 = 291.368(kN),滑移力 = 98.324(kN)。
仰斜式路堑挡土墙承载力500kpa高4米
重力式挡土墙验算[执行标准:公路]计算项目:仰斜式路堑挡土墙承载力500kpa高4米计算时间:2013-11-10 12:21:42 星期日------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 4.000(m)墙顶宽: 0.750(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: 0.550(m)墙趾台阶面坡坡度为: 1:0.000墙底倾斜坡率: 0.200:1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: 0.450墙身砌体容许压应力: 6800.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力: 430.000(kPa)墙身砌体容许剪应力: 850.000(kPa)材料抗压强度设计值: 7.820(MPa)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: 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: 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: 30.000(度)土压力计算方法: 库仑坡线土柱: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1 1.000 0.000 02 5.000 5.000 0坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 60.000(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)===================================================================== 第 1 种情况: 组合1=============================================组合系数: 1.0001. 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 4.174(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 30.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 30.000(度)Ea=25.984(kN) Ex=25.937(kN) Ey=1.570(kN) 作用点高度 Zy=1.338(m) 墙身截面积 = 3.206(m2) 重量 = 76.956 (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 = 75.461(kN) En = 6.626(kN) Wt = 15.092(kN) Et = 25.125(kN) 滑移力= 10.033(kN) 抗滑力= 41.044(kN)滑移验算满足: Kc = 4.091 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 37.012(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= 25.937(kN) 抗滑力= 35.948(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.386 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 0.990 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.203 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 1.164 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 30.184(kN-m) 抗倾覆力矩= 78.083(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.587 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 32.660(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 = 82.087(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=47.899(kN-m)基础底面宽度 B = 0.886 (m) 偏心距 e = -0.140(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.584(m)基底压应力: 趾部=4.596 踵部=180.649(kPa)最大应力与最小应力之比 = 180.649 / 4.596 = 39.306作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.140 <= 0.167*0.886 = 0.148(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=4.596 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=180.649 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=92.622 <= 500.000(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 = 3.127(m2) 重量 = 75.052 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.000 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.203 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 1.164 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 76.622(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=46.768(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 0.610(m)截面宽度 B = 0.913 (m) 偏心距 e1 = -0.154(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.154 <= 0.250*0.913 = 0.228(m)截面上压应力: 面坡=-1.128 背坡=169.067(kPa)压应力验算满足: 计算值= 169.067 <= 6800.000(kPa)拉应力验算满足: 计算值= 1.128 <= 430.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -5.164 <= 850.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数40 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 76.622(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.745挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 0.913(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.872计算强度时:强度验算满足: 计算值= 76.622 <= 5314.972(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 76.622 <= 4632.668(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.450(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 30.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 30.000(度)Ea=16.988(kN) Ex=16.957(kN) Ey=1.026(kN) 作用点高度 Zy=1.140(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 2.588(m2) 重量 = 62.100 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.806 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.035 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 1.140 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 63.126(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=31.803(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 0.504(m)截面宽度 B = 0.750 (m) 偏心距 e1 = -0.129(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.129 <= 0.250*0.750 = 0.188(m)截面上压应力: 面坡=-2.563 背坡=170.900(kPa)压应力验算满足: 计算值= 170.900 <= 6800.000(kPa)拉应力验算满足: 计算值= 2.563 <= 430.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -11.058 <= 850.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数50 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 63.126(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.738挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 0.750(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.856计算强度时:强度验算满足: 计算值= 63.126 <= 4330.957(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 63.126 <= 3708.275(kN)===================================================================== 第 2 种情况: 组合2=============================================组合系数: 1.0001. 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 4.174(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 30.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 30.000(度)Ea=25.984(kN) Ex=25.937(kN) Ey=1.570(kN) 作用点高度 Zy=1.338(m) 墙身截面积 = 3.206(m2) 重量 = 76.956 (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 = 75.461(kN) En = 6.626(kN) Wt = 15.092(kN) Et = 25.125(kN) 滑移力= 10.033(kN) 抗滑力= 41.044(kN)滑移验算满足: Kc = 4.091 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 37.012(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= 25.937(kN) 抗滑力= 35.948(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.386 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 0.990 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.203 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 1.164 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 30.184(kN-m) 抗倾覆力矩= 78.083(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.587 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 32.660(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 = 82.087(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=47.899(kN-m)基础底面宽度 B = 0.886 (m) 偏心距 e = -0.140(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.584(m)基底压应力: 趾部=4.596 踵部=180.649(kPa)最大应力与最小应力之比 = 180.649 / 4.596 = 39.306作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.140 <= 0.167*0.886 = 0.148(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=4.596 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=180.649 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=92.622 <= 500.000(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 = 3.127(m2) 重量 = 75.052 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.000 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.203 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 1.164 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 76.622(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=46.768(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 0.610(m)截面宽度 B = 0.913 (m) 偏心距 e1 = -0.154(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.154 <= 0.250*0.913 = 0.228(m)截面上压应力: 面坡=-1.128 背坡=169.067(kPa)压应力验算满足: 计算值= 169.067 <= 6800.000(kPa)拉应力验算满足: 计算值= 1.128 <= 430.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -5.164 <= 850.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数70 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 76.622(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.745挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 0.913(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.872计算强度时:强度验算满足: 计算值= 76.622 <= 5314.972(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 76.622 <= 4632.668(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.450(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 30.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 30.000(度)Ea=16.988(kN) Ex=16.957(kN) Ey=1.026(kN) 作用点高度 Zy=1.140(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 2.588(m2) 重量 = 62.100 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.806 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.035 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 1.140 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 63.126(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=31.803(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 0.504(m)截面宽度 B = 0.750 (m) 偏心距 e1 = -0.129(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.129 <= 0.250*0.750 = 0.188(m)截面上压应力: 面坡=-2.563 背坡=170.900(kPa)压应力验算满足: 计算值= 170.900 <= 6800.000(kPa)拉应力验算满足: 计算值= 2.563 <= 430.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -11.058 <= 850.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数80 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 63.126(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.738挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 0.750(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.856计算强度时:强度验算满足: 计算值= 63.126 <= 4330.957(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 63.126 <= 3708.275(kN)===================================================================== 第 3 种情况: 组合3=============================================组合系数: 1.0001. 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 4.174(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 30.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 30.000(度)Ea=25.984(kN) Ex=25.937(kN) Ey=1.570(kN) 作用点高度 Zy=1.338(m) 墙身截面积 = 3.206(m2) 重量 = 76.956 (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 = 75.461(kN) En = 6.626(kN) Wt = 15.092(kN) Et = 25.125(kN)滑移力= 10.033(kN) 抗滑力= 41.044(kN)滑移验算满足: Kc = 4.091 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 37.012(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= 25.937(kN) 抗滑力= 35.948(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.386 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 0.990 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.203 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 1.164 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 30.184(kN-m) 抗倾覆力矩= 78.083(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.587 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 32.660(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 = 82.087(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=47.899(kN-m) 基础底面宽度 B = 0.886 (m) 偏心距 e = -0.140(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.584(m)基底压应力: 趾部=4.596 踵部=180.649(kPa)最大应力与最小应力之比 = 180.649 / 4.596 = 39.306作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.140 <= 0.167*0.886 = 0.148(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=4.596 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=180.649 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=92.622 <= 500.000(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 = 3.127(m2) 重量 = 75.052 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.000 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.203 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 1.164 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 76.622(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=46.768(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 0.610(m)截面宽度 B = 0.913 (m) 偏心距 e1 = -0.154(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.154 <= 0.250*0.913 = 0.228(m)截面上压应力: 面坡=-1.128 背坡=169.067(kPa)压应力验算满足: 计算值= 169.067 <= 6800.000(kPa)拉应力验算满足: 计算值= 1.128 <= 430.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -5.164 <= 850.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数100 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 76.622(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.745挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 0.913(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.872计算强度时:强度验算满足: 计算值= 76.622 <= 5314.972(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 76.622 <= 4632.668(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.450(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 30.000(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 30.000(度)Ea=16.988(kN) Ex=16.957(kN) Ey=1.026(kN) 作用点高度 Zy=1.140(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 2.588(m2) 重量 = 62.100 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.806 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.035 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 1.140 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 63.126(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=31.803(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 0.504(m)截面宽度 B = 0.750 (m) 偏心距 e1 = -0.129(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.129 <= 0.250*0.750 = 0.188(m)截面上压应力: 面坡=-2.563 背坡=170.900(kPa)压应力验算满足: 计算值= 170.900 <= 6800.000(kPa)拉应力验算满足: 计算值= 2.563 <= 430.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -11.058 <= 850.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数110 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 63.126(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.738挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 0.750(m2)材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.856计算强度时:强度验算满足: 计算值= 63.126 <= 4330.957(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 63.126 <= 3708.275(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 = 41.044(kN),滑移力 = 10.033(kN)。
挡土墙课程设计计算书
挡土墙课程设计计算书一、设计资料1、墙身构造拟采用重力式挡土墙,墙高为 5m,墙顶宽度为 1m,墙背仰斜坡度为 1:025(即α = 1404°),墙面垂直。
墙身材料采用浆砌块石,砌体容重为 22kN/m³,砌体容许压应力为σa = 500kPa,容许剪应力为τ =80kPa,基底摩擦系数为μ = 04。
2、填土资料墙后填土为砂性土,重度为 18kN/m³,内摩擦角为 30°,填土表面水平,无均布荷载作用。
3、地基资料地基为粉质黏土,重度为 19kN/m³,地基容许承载力为σ0 =200kPa。
二、主动土压力计算1、破裂角θ的计算假设破裂面交于荷载范围内,根据库仑土压力理论,破裂角θ应满足:\\tan\theta =\frac{\cos(\alpha +\varphi)}{\cos\alpha \sin\varphi}\\\tan\theta =\frac{\cos(1404°+30°)}{\cos1404°\sin30°}\approx 070\\\theta \approx 35°\2、主动土压力系数 Ka 的计算\Ka =\frac{\cos^2(\alpha \theta)}{\cos^2\alpha \cos(\alpha +\theta) \cos(\theta \varphi)}\\Ka =\frac{\cos^2(1404° 35°)}{\cos^21404°\cos(1404°+35°)\cos(35° 30°)}\approx 0307\3、土压力作用点高度 z 的计算\z =\frac{h}{3} \frac{\tan\alpha}{\tan\theta}\\z =\frac{5}{3} \times \frac{\tan1404°}{\tan35°}\approx 107m\4、主动土压力 Ea 的计算\Ea =\frac{1}{2}\gamma h^2 Ka\\Ea =\frac{1}{2} \times 18 \times 5^2 \times 0307 \approx 695kN/m\三、稳定性验算1、抗滑稳定性验算\F_s =\mu (G + Ey)\其中,G 为挡土墙自重,Ey 为土压力的水平分力。
仰斜式重力挡土墙计算书
重力式挡土墙验算[执行标准:通用]计算项目:重力式挡土墙 1计算时间: 2013-04-12 23:39:26 星期五------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 6.000(m)墙顶宽: 1.500(m)面坡倾斜坡度: 1:0.250背坡倾斜坡度: 1:-0.200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: 2100.000(kPa)墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa)墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力: 280.000(kPa)挡土墙类型: 浸水地区挡土墙墙后填土内摩擦角: 40.000(度)墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)墙后填土容重: 25.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角: 23.000(度)地基土容重: 25.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 500.000(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: 0.500地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 30.000(度)墙后填土浮容重: 20.000(kN/m3)地基浮力系数: 0.700土压力计算方法: 库仑坡线土柱: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1 2.000 0.000 02 14.000 7.000 0坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙内侧常年水位标高: -50.000(m)挡墙外侧常年水位标高: -50.000(m)浮力矩是否作为倾覆力矩加项: 是基础类型: 钢筋混凝土底板基础悬挑长度: 0.000(m)根部高度: 2.000(m)端头高度: 2.000(m)榫头宽度: 0.000(m)榫头高度: 0.000(m)基础容重: 25.000(kN/m3)钢筋容许拉应力: 150.000(MPa)混凝土容许主拉应力: 0.550(MPa)混凝土容许剪应力: 4.000(MPa)钢筋合力点到基底距离: 50(mm)===================================================================== 第 1 种情况: 一般情况[土压力计算] 计算高度为 6.000(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角: 34.346(度)Ea=60.908 Ex=59.644 Ey=12.341(kN) 作用点高度 Zy=1.953(m) 墙身截面积 = 9.900(m2) 重量 = 227.700 kN地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: -0.00 0.00 -1.50 -6.00墙背坡侧: 0.00 -0.00 0.30 -6.00整个基础: -0.00 0.00 0.30 -8.00(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500因墙下基础为钢筋混凝土底板,所以需要验算基础底面的滑移稳定性基础截面积 = 3.600(m2) 基础重量 Wj= 90.000 kN滑移力= 59.644(kN) 抗滑力= 165.020(kN)滑移验算满足: Kc = 2.767 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.555 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 2.191 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 1.953 (m)基础为钢筋混凝土底板,验算挡土墙绕基础趾点倾覆稳定性基础截面积 = 3.600(m2) 基础重量 Wj= 90.000 kN基础重心距离基础趾点的水平距离 = 0.900(m)倾覆力矩= 235.768(kN-m) 抗倾覆力矩= 462.004(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 1.960 > 1.500(三) 地基应力及偏心距验算基础为钢筋混凝土底板,验算底板下的偏心距及基底压应力基础截面积 = 3.600(m2) 基础重量 Wj= 90.000 kN作用于基础底的总竖向力 = 330.041(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=226.235(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.800 (m) 偏心距 e = 0.215(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.685(m)基底压应力: 趾部=314.470 踵部=52.243(kPa)最大应力与最小应力之比 = 314.470 / 52.243 = 6.019作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.215 <= 0.250*1.800 = 0.450(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=314.470 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=52.243 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=183.356 <= 500.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为钢筋混凝土底板,需要作强度验算基础截面积 = 3.600(m2) 基础重量 Wj= 90.000 kN基础底面宽度 B = 1.800 (m) 偏心距 e = 0.215(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 0.685(m)基础底压应力: 趾部=314.470 踵部=52.243(kPa)剪应力验算满足: Q = 0.000(kN) <= h*[t] = 8000.000(kN)主拉应力验算满足: Q = 0.000(kN) <= 933.075(kN)钢筋面积: As = 0.00(mm2/m)(五) 墙底截面强度验算地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m)墙面坡侧: -0.00 0.00 -1.50 -6.00墙背坡侧: 0.00 -0.00 0.30 -6.00验算截面以上,墙身截面积 = 9.900(m2) 重量 = 227.700 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.555 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.191 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 1.953 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 240.041(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=264.524(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.102(m)截面宽度 B = 1.800 (m) 偏心距 e1 = -0.202(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.202 <= 0.300*1.800 = 0.540(m)截面上压应力: 面坡=43.564 背坡=223.148(kPa)压应力验算满足: 计算值= 223.148 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -20.207 <= 110.000(kPa)=================================================各组合最不利结果=================================================(一) 滑移验算安全系数最不利为:组合1(一般情况)抗滑力 = 165.020(kN),滑移力 = 59.644(kN)。
8米仰斜式挡土墙手工计算
挡土墙计算书:取样身第二段计算,第二段长10+10+10=30m 。
仰斜式挡土墙,断面如下图所示:斜长11.23m (实测值)3300h mm =(图中实测值)2800h mm =,1670h mm =(图中标注)计算311.2311.2H h m I =+=2312.67H H h h m I =++=假定:1. 挡土墙采用40Mu 毛石砌体(依芯样强度试验推定),砂浆强度为0;2. 砌体重度322r kN m =(石灰石,砂岩,考虑空心);3. 地面荷载取行人荷载22.5q kN m =;4. 基础置于强风化泥质粉砂岩上,地基承载力特征值2300a f kN m =;5. 取填土与挡土墙背间外摩擦角δα=,tan 0.25α=,14.04α=,为负值,即14δα=≈;已知:填土内摩擦角0=35φ,基地内摩擦系数=0.3μ。
取填料重度318r kN m =,粘聚力0c =。
一. 计算主动土压力a E (以下计算取一米宽挡土墙研究) 将地面荷载换算成土层重,其厚度:0 2.50.13918q h m r === 因为0000,14,35,14,0c βδφα====-=,20.1642a k ==(1)挡土墙顶土压力强度:200180.1390.16420.41a q rh k kN m ==⨯⨯= 换算土压力:10112.670.41 5.195 5.2a E H q kN =⨯⨯=⨯==1a E 到墙趾b 的竖向距离:10.67 5.672Hm I =-= (2)填料引起的土压力:222111812.670.1246237.2322a a E rH k kN ==⨯⨯⨯=2a E 到墙趾b 的竖向距离:210.67 3.553H m I =-=二. 计算挡土墙自重(可将挡土墙分为三部分计算1G ,2G ,3G ) 如图1所示:(1)1G : 已知:11.2H m I =1022 3.2611.2803.26G r bH kN I ==⨯⨯= 1G 到挡土墙趾b 点的水平距离:112 3.260.320.25 3.35222h H b e b b m I'=++=++⨯=(2)2G :2800h mm =,220.8165h h m '=⨯=312() 1.5h h h m '=+=, 3.43b b m '==2222 3.430.81661.58G rb h kN ''==⨯⨯=(由于基地坡度与墙身坡度接近,近似取2G 断面为矩形)2G 到挡土墙趾b 点的水平距离:222 3.4311.7952225h h b e b m ''=+=+⨯= (3)3G :432 1.50.8160.684h h h m '''=-=-= 34125.812G r B h kN ''=⨯⨯=(由于基地坡度与墙身坡度接近,近似取2G 断面为直角三角形)3G 到挡土墙趾b 点的水平距离:342212.1730.0912 2.26335e b h m '=+⨯=+=三.抗滑移验算:()n an s at tG E k E G μ+=-,0011.3,tan 0.2αα==,0cos n G G α=,0sin t G G α=(此处090αα'-=),0s i n ()c o s a t a a E E E ααδδ'=--=,sin an a E E δ=:123890.65G G G G kN =++=,12242.43ab a a E E E kN =+=由《建筑边坡工程规范》GB50330-2002,第10.2.3条0890.65sin11.3174.52t G kN =⨯=,0890.65cos11.3873.38n G kN =⨯= 0242.43cos14235.21at E kN =⨯=,0242.43sin1458.73an E kN =⨯=0.3(873.3858.73)3.5 1.3235.21174.52s K +==>-,满足要求。
重力式(仰斜式)挡墙计算书 (1)
仰斜式挡土墙验算[执行标准:公路]计算项目:仰斜式挡土墙计算时间:2015-04-28------------------------------------------------------------------------原始条件:墙身尺寸:墙身高: 8.00(m)墙顶宽: 1.50(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: 0.250(m)墙趾台阶h1: 0.500(m)墙趾台阶面坡坡度为: 1:0.000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: 0.250墙身砌体容许压应力: 1000.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力: 140.000(kPa)墙身砌体容许剪应力: 90.000(kPa)材料抗压极限强度: 3.000(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: -80.000(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: 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: 0.250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1 4.530 0.000 1第1个: 定位距离0.000(m) 公路-II级作用于墙上的附加集中荷载数: 2 (作用点坐标相对于墙左上角点) 荷载号 X Y P 作用角是否为被动土压力(m) (m) (kN/m) (度)1 3.270 0.000 300.000 270.000 ㄨ2 -1.235 -4.440 0.000 0.000 √坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 30.000(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)============================================================= ========第 1 种情况: 组合1=============================================组合系数: 1.0001. 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 √7. 附加集中力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 4.656(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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) 01 0.500 0.300 15.0000.00002 2.300 0.300 15.0000.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.688(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度Zy=0.000(m)墙身截面积 = 4.701(m2) 重量 = 108.119 (kN)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.250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 = 400.194(kN) En = -0.000(kN) Wt = 80.039(kN) Et = -0.000(kN)滑移力= -80.039(kN) 抗滑力= 100.048(kN)滑移力为负值,不计算抗滑移稳定安全系数!滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 188.519(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= -0.000(kN) 抗滑力= 102.556(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 10255563.000 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.152 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 0.000(kN-m) 抗倾覆力矩= 1476.016(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 147601648.000 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1451.113(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 = 400.194(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1476.016(kN-m)基础底面宽度 B = 1.102 (m) 偏心距 e = -3.137(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.688(m)严重不合理:合力作用点超出基础范围,所得地基应力将没有意义!基底压应力: 趾部=0.000 踵部=-103.174(kPa)作用于基底的合力偏心距验算不满足: e=-3.137 > 0.167*1.102 = 0.184(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=-103.174 <= 650.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=363.034 <= 500.000(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 = 4.578(m2) 重量 = 105.297 (kN) 相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.163 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 405.297(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1473.932(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.637(m)截面宽度 B = 1.135 (m) 偏心距 e1 = -3.069(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -3.069 > 0.250*1.135 =0.284(m)截面上压应力: 面坡=-5436.583 背坡=6150.764(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 6150.764 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 5436.583 > 140.000(kPa) 切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -142.836 <= 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 = 405.297(kN)轴心力偏心影响系数αk = -8246.795挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.135(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(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 = 0.101不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 405.297 > -12155990.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 405.297 > -1227087.125(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.940(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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)01 0.500 0.300 15.0000.00002 2.300 0.300 15.0000.00003 0.500 0.600 60.0000.00004 2.300 0.600 60.0000.00005 0.500 0.600 60.0000.00006 2.300 0.600 60.0000.00007 0.500 0.600 70.0000.00008 2.300 0.600 70.0000.00009 0.500 0.600 70.0000.00010 2.300 0.600 70.0000.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.275(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度Zy=0.000(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 3.979(m2) 重量 = 91.526 (kN) 相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.998 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.010 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 0.000 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 391.526(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1367.797(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.494(m)截面宽度 B = 1.010 (m) 偏心距 e1 = -2.989(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -2.989 > 0.250*1.010 =0.252(m)截面上压应力: 面坡=-6494.480 背坡=7269.780(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 7269.780 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 6494.480 > 140.000(kPa) 切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -155.060 <= 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 = 391.526(kN)轴心力偏心影响系数αk = -14181.996挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.010(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(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 = 0.086不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 391.526 > -18602358.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 391.526 > -1607627.375(kN)============================================================= ========第 2 种情况: 组合2=============================================组合系数: 1.0001. 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 √7. 附加集中力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 4.656(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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) 01 0.500 0.300 15.0000.00002 2.300 0.300 15.0000.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.688(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度Zy=0.000(m)墙身截面积 = 4.701(m2) 重量 = 108.119 (kN)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.250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 = 400.194(kN) En = -0.000(kN) Wt = 80.039(kN) Et = -0.000(kN)滑移力= -80.039(kN) 抗滑力= 100.048(kN)滑移力为负值,不计算抗滑移稳定安全系数!滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 188.519(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= -0.000(kN) 抗滑力= 102.556(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 10255563.000 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.152 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 0.000(kN-m) 抗倾覆力矩= 1476.016(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 147601648.000 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1451.113(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 = 400.194(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1476.016(kN-m)基础底面宽度 B = 1.102 (m) 偏心距 e = -3.137(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.688(m)严重不合理:合力作用点超出基础范围,所得地基应力将没有意义!基底压应力: 趾部=0.000 踵部=-103.174(kPa)作用于基底的合力偏心距验算不满足: e=-3.137 > 0.167*1.102 = 0.184(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=-103.174 <= 650.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=363.034 <= 500.000(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 = 4.578(m2) 重量 = 105.297 (kN) 相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.163 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 405.297(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1473.932(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.637(m)截面宽度 B = 1.135 (m) 偏心距 e1 = -3.069(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -3.069 > 0.250*1.135 =0.284(m)截面上压应力: 面坡=-5436.583 背坡=6150.764(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 6150.764 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 5436.583 > 140.000(kPa) 切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -142.836 <= 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 = 405.297(kN)轴心力偏心影响系数αk = -8246.795挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.135(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(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 = 0.101不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 405.297 > -12155990.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 405.297 > -1227087.125(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.940(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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)01 0.500 0.300 15.0000.00002 2.300 0.300 15.0000.00003 0.500 0.600 60.0000.00004 2.300 0.600 60.0000.00005 0.500 0.600 60.0000.00006 2.300 0.600 60.0000.00007 0.500 0.600 70.0000.00008 2.300 0.600 70.0000.00009 0.500 0.600 70.0000.00010 2.300 0.600 70.0000.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.275(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度Zy=0.000(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 3.979(m2) 重量 = 91.526 (kN) 相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.998 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.010 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 0.000 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 391.526(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1367.797(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.494(m)截面宽度 B = 1.010 (m) 偏心距 e1 = -2.989(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -2.989 > 0.250*1.010 =0.252(m)截面上压应力: 面坡=-6494.480 背坡=7269.780(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 7269.780 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 6494.480 > 140.000(kPa) 切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -155.060 <= 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 = 391.526(kN)轴心力偏心影响系数αk = -14181.996挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.010(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(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 = 0.086不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 391.526 > -18602358.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 391.526 > -1607627.375(kN)============================================================= ========第 3 种情况: 组合3=============================================组合系数: 1.0001. 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 √7. 附加集中力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 4.656(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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) 01 0.500 0.300 15.0000.00002 2.300 0.300 15.0000.00003 0.500 0.600 60.000 0.00004 2.300 0.600 60.000 0.00005 0.500 0.600 60.000 0.00006 2.300 0.600 60.000 0.00007 0.500 0.600 70.000 0.00008 2.300 0.600 70.000 0.00009 0.500 0.600 70.000 0.00010 2.300 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.688(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度Zy=0.000(m)墙身截面积 = 4.701(m2) 重量 = 108.119 (kN)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.250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 = 400.194(kN) En = -0.000(kN) Wt = 80.039(kN) Et = -0.000(kN)滑移力= -80.039(kN) 抗滑力= 100.048(kN)滑移力为负值,不计算抗滑移稳定安全系数!滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 188.519(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= -0.000(kN) 抗滑力= 102.556(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 10255563.000 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.152 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 0.000(kN-m) 抗倾覆力矩= 1476.016(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 147601648.000 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1451.113(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 = 400.194(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1476.016(kN-m)基础底面宽度 B = 1.102 (m) 偏心距 e = -3.137(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.688(m)严重不合理:合力作用点超出基础范围,所得地基应力将没有意义!基底压应力: 趾部=0.000 踵部=-103.174(kPa)作用于基底的合力偏心距验算不满足: e=-3.137 > 0.167*1.102 = 0.184(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=-103.174 <= 650.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=363.034 <= 500.000(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 = 4.578(m2) 重量 = 105.297 (kN) 相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.163 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.081 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = -0.216 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 405.297(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1473.932(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.637(m)截面宽度 B = 1.135 (m) 偏心距 e1 = -3.069(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -3.069 > 0.250*1.135 =0.284(m)截面上压应力: 面坡=-5436.583 背坡=6150.764(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 6150.764 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 5436.583 > 140.000(kPa) 切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -142.836 <= 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 = 405.297(kN)轴心力偏心影响系数αk = -8246.795挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.135(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(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 = 0.101不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 405.297 > -12155990.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 405.297 > -1227087.125(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.940(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 14.036(度)公路-II级路基面总宽= 4.530(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 2列布置宽度= 0.000(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)01 0.500 0.300 15.0000.00002 2.300 0.300 15.0000.00003 0.500 0.600 60.0000.00004 2.300 0.600 60.0000.00005 0.500 0.600 60.0000.00006 2.300 0.600 60.0000.00007 0.500 0.600 70.0000.00008 2.300 0.600 70.0000.00009 0.500 0.600 70.0000.00010 2.300 0.600 70.0000.000布置宽度B0=0.000(m) 分布长度L0=15.275(m) 荷载值SG=0.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.000(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 14.036(度)Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度Zy=0.000(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 3.979(m2) 重量 = 91.526 (kN) 相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.998 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 1.010 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 0.000 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 391.526(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1367.797(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 3.494(m)截面宽度 B = 1.010 (m) 偏心距 e1 = -2.989(m)截面上偏心距验算不满足: e1= -2.989 > 0.250*1.010 =0.252(m)截面上压应力: 面坡=-6494.480 背坡=7269.780(kPa)压应力验算不满足: 计算值= 7269.780 > 1000.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 6494.480 > 140.000(kPa) 切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -155.060 <= 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 = 391.526(kN)轴心力偏心影响系数αk = -14181.996挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.010(m2)材料抗压极限强度Ra = 3000.000(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 = 0.086不合理:轴心力偏心影响系数αk<0,所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 391.526 > -18602358.000(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 391.526 > -1607627.375(kN)================================================= 各组合最不利结果=================================================(一) 滑移验算安全系数最不利为:组合3(组合3)抗滑力 = 100.048(kN),滑移力 = -80.039(kN)。
重力式挡墙计算书(1)
重力式挡土墙验算[执行标准:通用]计算项目:3m 原始条件:墙身尺寸:墙身高:3. OOO (m)墙顶宽:0.41 Km)面坡倾斜坡度:1:0.050 背坡倾斜坡度:1:0.340 采用I个扩展墙址台阶:墙趾台阶bl: 0. 280 (m) 墙趾台阶hl: 0. 450 (m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率:0.200:1物理参数:用工砌体容重:23.000(kN∕m3)用工之间摩擦系数:0.400地基土摩擦系数:0.300墙身砌体容许压应力:2100.000(kPa)墙身砌体容许剪应力:110. 000 (kPa) 墙身砌体容许拉应力:150. 000 (kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力:280. 000(kPa)场地环境:一般地区墙后填土内摩擦角:30. 000(度)崎后填土粘聚力:0.000(kPa)墙后填土容重:22. 000(kN∕m3)墙背与墙后填土摩擦角:17. 500(度)地基土容重:20. 000(kN∕m3)地基土浮容重:10. 000(kN∕m3)修正后地基承载力特征值:10628. 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)地基土粘聚力:10. 000(kPa)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1 3.000 0.000 0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)计算参数:稳定计算目标:自动搜索最危险滑裂面搜索时的圆心步长:1.000(m)搜索时的半径步长:1.000 (m)筋带对稳定的作用:筋带力沿圆弧切线第1种情况:一般情况[±压力计算]计算高度为3. 399 (m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角:23. 282(度)Ea=51.641(kN) Ex=41. 630(kN) Ey=30. 556(kN)作用点高度 Zy=I. 133 (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=3. 486 (m2)重量=80.169 (kN) (-*)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0. 600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 = 78.612 (kN) En = 38. 127 (kN) Wt = 15. 722 (kN) Et = 34. 829 (kN) 滑移力=19. 107 (kN)抗滑力=70. 043 (kN) 滑移验算满足:Kc = 3. 666 > 1.300地基土层水平向:滑移力=41. 630(kN)抗滑力=59. 350(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2 = 1.426 > 1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂ZW = 0.910 (m) 相对于墙趾点,Ey的力臂Zx = 1.612 (m) 相对于墙趾点,EX的力臂Zy = 0. 734 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=30. 547(kN-m)抗倾覆力矩=122. 218(kN-m) 倾覆验算满足:KO =4. 001 > 1.500(≡)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=116. 739(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=91.672(k2m)基础底面宽度 B = 2. 036 (m)偏心距C = 0. 233 (m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn = 0. 785(m)基底压应力:趾部=96. 667踵部=17. 989 (kPa)最大应力与最小应力之比=96. 667 / 17. 989 = 5. 374作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.233 <= 0. 250*2. 036=0. 509 (m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=96. 667 <= 12753. 601 (kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=17. 989 <= 13816. 399 (kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=57. 328 <= 10628. 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=3. 114 (m2)重量=71.622 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 0. 865 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 1.612 (m)相对于验算截面外边缘,EX的力臂Zy = 0. 734 (In)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=102.178 (kN)作用于墙趾下点的总弯矩=80. 681 (kN-m) 相对于验算截而外边缘,合力作用力臂Zn = 0.79OGn)截面宽度 B = 1.861 (m)偏心距el = 0. 141 (m)截而上偏心距验算满足:Cl= 0. 141 <= 0. 300*1. 861 = 0. 558(m)截面上压应力:面坡=79. 844背坡=29. 966 (kPa)压应力验算满足:计算值=79. 844 <= 2100. 000 (kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=0. 408 <= 110.000 (kPa)(六)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为2. 550(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角:23. 282(度)Ea=29. 059 (kN) Ex=23. 426 (kN) Ey=17. 194 (kN)作用点高度 Zy=O. 850 (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而不存在 [强度验算]验算截面以上,墙身截面积=2. 316 (m2)重量=53. 269 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 0. 552 (m)相对于验算截面外边缘,Ey 的力臂Zx = 1. 117 (m)相对于验算截面外边缘,EX 的力臂Zy = 0. 850 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=70. 463(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=28. 669(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0.407(m) 截面宽度 B = 1.406 (m)偏心距el = 0. 296 (m)截面上偏心距验算满足:el= 0. 296 <= 0. 300*1.406 = 0. 422(m)截面上压应力:面坡=113. 458背坡=-13. 190 (kPa)压应力验算满足:计算值=113. 458 <= 2100. 000 (kPa)拉应力验算满足:计算值=13. 190 <= 280.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-3. 386 <= 110. 000 (kPa) (七)整体稳定验算 最不利滑动面:圆心:(-0. 97531, 0. 50000)半径 =4. 68129 (m)安全系数=1.949 总的下滑力 总的抗滑力 土体部分下滑力 土体部分抗滑力 筋带的抗滑力整体稳定验算满足:最小安全系数=1.949 >= 1.250 各组合最不利结果(-)滑移验算安全系数最不利为:组合1(一般情况)抗滑力=70. 043(kN),滑移力=19. 107(kN) 0滑移验算满足:Kc = 3. 666 > 1,300=114. 771 (kN) =223.695 (kN)=114. 771(kN) =223.695 (kN)安全系数最不利为:组合1(一般情况)抗滑力=59. 350(kN),滑移力=41.630(kN) O地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2 = 1.426 > 1.300(二)倾覆验算安全系数最不利为:组合1(一般情况)抗倾覆力矩=122.218(kN-M),倾覆力矩=30. 547(kN-m)o倾覆验算满足:KO = 4. 001 > 1.500(三)地基验算作用于基底的合力偏心距验算最不利为:组合1 (一般情况)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0. 233 <= 0. 250*2. 036 = 0. 509 (m)墙趾处地基承载力验算最不利为:组合1(一般情况)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=96. 667 <= 12753. 601 (kPa)墙踵处地基承我力验算最不利为:组合1(一般情况)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=17. 989 <= 13816. 399 (kPa)地基平均承载力验算最不利为:组合1(一般情况)地基平均承载力验算满足:压应力=57. 328 <= 10628. 000(kPa)(四)基础验算不做强度计算。
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重力式挡土墙计算书计算项目: 俯斜式路肩墙一、设计资料墙身尺寸: 如图1-1墙身高: H=4.0(m)墙顶宽: b=1.5(m)面坡倾斜坡度: 1:0背坡倾斜坡度: 1:0.25墙底宽:B=2.5(m)物理参数:圬工砌体容重: )/(0.233m kN r =墙地基土摩擦系数: f=0.4 图1-1砌体种类: 片石砌体砂浆标号: M7.5石料极限抗压强度(MPa): 3.0挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 填ϕ=35°墙后填土粘聚力: 0(kPa)墙后填土容重: )/(0.183m kN r =填墙背与墙后填土摩擦角: ϕδ==35°地基土容重: )/(0.193m kN r =基地基土容许承载力: []0σ=250.0(kPa)墙底摩擦系数: μ=0.4地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: =基ϕ35°土压力计算方法: 库仑土压力二、车辆荷载等代均布土层厚度换算查《公路路基设计规范》(JTG D30—2004)(以下简称《路基规范》)得:公式5.4.2-3 r q h =0 其中 q --车辆荷载附加荷载强度,墙高小于2m ,取20kN/m ²;墙高大于10m ,取10 kN/m ²;墙高在2~10m 之间时,附加荷载强度用直线内插法计算。
r --墙背填土的重度代入数值计算得 972.0185.170==h m 三、土压力计算1、计算破裂角假设破裂面交于荷载内,墙体受力如图3-1。
查《路基设计手册》取计算公式如下: ))((A tg tg ctg tg tg ++±-=ψψϕψθδαϕψ++=, αtg A -=04.843504.1435=++=ψ25.0-=A 684.102579.9±-=θtg(-19.712)554.0=29=θ(或1.87-=θ 舍去)验算破裂面位置破裂面顶端距墙顶内缘的距离为: 图3-1 m tg tg H 5.5204.3)554.025.0(4)(<=+⨯=+θα破裂面角于荷载内,与假设相符,采用公式正确。
2、计算主动土压力系数,查《路基设计手册》取计算公式如下:487.0899.0438.0)()sin()cos(==+++=αθϕθϕθtg tg K 486.14972.0212101=⨯+=+=H h K 3、计算土压力E 及作用点位置Zx Zy ,(相对于墙趾的力臂),查《路基设计手册》取计算公式如下:kN KK H r E 210.104486.1487.04182121212=⨯⨯⨯⨯==填 kN E E x 362.68656.0210.104)cos(=⨯=+=ϕαkN E E y 679.78755.0210.104)sin(=⨯=+=ϕαm K h H Z x 551.1486.13972.034330=⨯+=+= m tg Z B Z x y 112.225.0551.15.2=⨯-=-=α四、挡土墙稳定性验算应用方法:极限应力法组合Ⅰ=============================================组合系数: 1.0查《路基规范》表5.4.2-5承载能力极限状态作用(或荷载)分项系数得:1、垂直恒载分项系数 G r = 0.92. 恒载或车辆荷载、人群荷载的主动土压力分项系数1Q r = 1.43. 被动土压力分项系数2Q r = 0(不计被动土压力)=============================================挡墙墙身截面面积:25.2m A = 挡墙自重:kN V r G 1845.25.142123=+⨯⨯⨯=⨯=)(体墙 挡墙自重相对于墙趾的力臂:m b B B Bb b Z G 021.11225.12)(322==+++= 1、滑动稳定性验算1)、滑动稳定方程查《路基规范》得滑动稳定应满足公式5.4.3-50)1.1(])(1.1[21010201>+-++-++P Q x Q y Q P Q x y Q E r E r tg E r G tg E r tg E E r G αμαα 其中:G —作用于基底以上的重力(kN );y E --墙后主动土压力的竖向分量(KN );x E --墙后主动土压力的水平分量(KN );P E --墙前被动土压力的水平分量(kN );(本计算书不计被动土压力,P E =0) 0α--基底倾斜角(°),基底为水平时,0α=0;21,Q Q r r --主动土压力分项系数、墙前被动土压力分项系数;μ--基底与地基间的摩擦系数。
代入数值得:0313.290362.684.104.0]0)0679.78(4.11841.1[>=+⨯-+-+⨯+⨯ 满足滑动方程2)、抗滑动稳定系数Kc查《路基规范》得抗滑动稳定系数Kc 应满足公式5.4.3-6/0/])([αμαNtg E E tg E E N K x P P x c -+-+= 其中: N —作用于基底上合力的竖向分力(kN );/E --墙前被动土压力水平分量的0.3倍(kN );其余符号意义同前。
kN E G N y 679.262679.78184=+=+=代入抗滑动稳定系数方程得:3.1537.1362.684.0679.262>=⨯=c K 滑动验算满足 2、倾覆稳定验算1)、倾覆稳定方程查《路基规范》得倾覆稳定应满足公式5.4.3-70)(8.021>+-+P P Q x x y y Q G Z E r Z E Z E r GZ其中:G Z --墙身重力、基础重力、基础上填土的重力及作用于墙顶的其他荷载的竖向力合力重心到墙趾的距离(m );x Z --墙后主动土压力的水平分量到墙趾的距离(m );y Z --墙后主动土压力的竖向分量到墙趾的距离(m );P Z --墙前被动土压力的水平分量到墙趾的距离(m );其余符号意义同前。
代入数值得:0488.2340)551.1362.68112.2679.78(4.1021.11848.0>=+⨯-⨯⨯+⨯⨯ 满足倾覆方程2)、抗倾覆稳定系数0K查《路基规范》得抗倾覆稳定系数0K 应满足公式5.4.3-85.1339.3551.1362.680112.2679.78021.1184/0>=⨯+⨯+⨯=++=x x P P y y G Z E Z E Z E GZ K 倾覆验算满足五、基底应力及合力偏心距验算1、基底合力的偏心距0e ,如图5-1所示:查《路基规范》公式5.4.3-1可得:dd N Me =0 其中: d M --作用于基底形心的弯矩组合设计值(Mpa );N --作用于基底上的垂直力组合设计值(kN/m )。
图5-1)2()2(y y x x G d Z B E Z E Z B G M -++-= MPa 344.80)112.225.1(679.78551.1362.68)021.125.1(184=-⨯+⨯+-⨯= m kN E r G r N y Q G d /751.275679.784.11849.01=⨯+⨯=+=代入公式5.4.3-1得: m B m N M e d d 417.061291.0751.275344.800=<=== 基底的合力偏心距验算满足 2、基底应力验算查《路基规范》,当60B e ≤时,基底应力验算用公式5.4.3-2 )61(021Be A N d ±=、σ 代入数值得: kPa kPa 250334.187)5.2291.061(5.2751.2751<=⨯+⨯=σ kPa kPa 250267.33)5.2291.061(5.2751.2752<=⨯-⨯=σ 地基承载力验算满足六、墙身截面强度验算验算方法:极限应力法;截面:基底面查《路基规范》可知挡墙构件轴心或偏心受压时,正截面强度和稳定采用如下公式: 计算强度时:f ak d AR N r γα≤0 (5.4.4-2)计算稳定时:f ak k d AR N r γαψ≤0 (5.4.4-3)其中:d N --验算截面上的轴向力组合设计值(kN );(本计算d N =275.751kN ) 0r --重要性系数,按《路基规范》第5.4.2条选用;(本计算0r =1.0) f γ--圬工构件或材料的抗力分项系数,按《路基规范》表5.4.4-1取用;(本计算f γ=2.310)Ra —材料抗压极限强度(kN );(本计算Ra =3000 kN )A —挡墙构件的计算截面面积(m ²);(本计算A =2.5 m ²)k α--轴向力偏心影响系数,按《路基规范》公式5.4.4-4计算; ψ--偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数,按《路基规范》公式5.4.4-6计算确定;轴心受压构件的纵向弯曲系数,可采用《路基规范》表5.4.4-4的规定。
2080)(121)(2561B e B e k +-=α (5.4.4-4) 其中:0e --轴向力的偏心距(m ),由《路基规范》公式5.4.4-5计算确定; B —挡墙计算截面宽度(m )。
挡墙墙身或基础为圬工截面时,其轴向力的偏心距0e 按下式计算: 000N M e = (5.4.4-5) 其中:0M --在某一类作用(或荷载)组合下,作用(或荷载)对计算截面形心的总力矩(kN ·m );0N --某一类作用(或荷载)组合下,作用于计算截面上的轴向力的合力(kN)。
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数k ψ,按下列公式计算确定: ])(161)[3(1120B e S S S k +-+=ψββα (5.4.4-6) 2.35.2422=⨯==B H S β (5.4.4-7) 其中: H —墙高(m );(本计算H=4m )S α--与材料有关的系数,按《路基规范》表5.4.4-3采用;(本计算取S α=0.002) 其余符号意义同前。
1、计算各参数值计算截面取基底面,根据前面计算得0e =0.291m将0e 代入公式5.4.4-4和5.4.4-6计算得:860.0)5.2291.0(121)5.2291.0(256128=+-=k α 998.0])5.2291.0(161)[32.3(2.3002.0112=+-⨯+=ψk2、强度和稳定计算1)、轴心受压查《路基规范》表5.4.4-4轴心受压构件纵向弯曲系数k ψ=0.99将参数代入公式5.4.4-2和5.4.4-3得: )(208.2792310.230005.286.0751.275751.2750.1kN =⨯⨯≤=⨯强度验算满足 )(286.2764310.2300005.286.099.0751.275751.2750.1kN =⨯⨯⨯≤=⨯稳定验算满足2)、偏心受压经前面计算得k ψ=0.998将参数代入公式5.4.4-2和5.4.4-3得: )(208.2792310.230005.286.0751.275751.2750.1kN =⨯⨯≤=⨯强度验算满足 )(623.2786310.2300005.286.0998.0751.275751.2750.1kN =⨯⨯⨯≤=⨯ 稳定验算满足七、结论通过上述计算可知,拟定的挡墙形式、尺寸满足各项验算。