扶壁挡土墙计算书(详细)

扶壁式挡土墙计算书

项目名称_____________日期_____________

设计者_____________校对者_____________

一、示意图：

二、基本资料：

1．依据规范及参考书目：

《水工挡土墙设计规范》(SL379－2007)，以下简称《规范》

《水工混凝土结构设计规范》(SL 191-2008)，以下简称《砼规》

《水工建筑物荷载设计规范》(DL 5077－1997)

《建筑结构静力计算手册》（第二版）

《水工挡土墙设计》(中国水利水电出版社)

2．断面尺寸参数：

墙顶宽度B1 = 0.60m，墙面上部高度H = 25.00m

墙面变厚B5 = 0.00m，墙背变厚B6 = 0.00m

前趾宽度B2 = 2.10m，后踵宽度B3 = 13.30m

前趾端部高度H2 = 1.00m，前趾根部高度H3 = 1.80m

后踵板高度H1 = 1.80m，墙前填土高度H4 = 1.80m

扶臂厚度b = 1.00m，扶臂顶部宽度B4 = 1.00m

扶臂数量n = 3个，扶臂净距L = 6.00m

墙面板左挑L1 = 2.46m，墙面板左挑L2 = 2.46m

3．设计参数：

挡土墙的建筑物级别为2级，荷载组合为基本组合。

抗震类型：非抗震区挡土墙。

水上回填土内摩擦角φ= 40.00度，水下回填土内摩擦角φ' = 40.00度

回填土凝聚力C = 0.00kN/m2，墙底与地基间摩擦系数f = 0.60

基础为非岩石地基。

填土面与水平面夹角β= 10.00度，回填土顶面均布荷载q = 0.00kN/m

地下水位距墙底高h1 = 0.00m，墙前水深(墙底算起)h2 = 0.00m

回填土湿容重γ1 = 21.00kN/m3，回填土浮容重γ2 = 10.00kN/m3

混凝土强度等级：C25

受力钢筋强度等级：二级，保护层厚度as = 0.050 m

扶臂箍筋强度等级：二级

地基允许承载力[σo] = 1000.00 kPa

三、计算过程：

1．计算公式：

郎肯土压力计算公式如下：

E ＝0.5×γ×H2×K a

E x＝E×cos(β)

E y＝E×sin(β)

K a＝cosβ×[cosβ-（cos2β-cos2φ）1/2]/[cosβ+（cos2β-cos2φ）1/2] （《规范》式A.0.1-3）

式中：

E为作用于墙背的土压力，作用点为距墙底1/3高处，

方向与水平面成β夹角

K a为土压力系数

程序算得土压力系数K a = 0.225

2．总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算：

单位：水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kN·m。

所有垂直荷载之和∑G＝8754.22kN

所有水平荷载之和∑F H＝1967.21kN

所有对墙前趾的稳定力矩之和∑M V＝81392.76kN·m

所有对墙前趾的倾覆力矩之和∑M H＝-19300.41kN·m

所有对墙前趾的力矩之和∑M＝62092.35kN·m

3．抗滑稳定验算：

抗滑稳定安全系数计算公式为：

Kc＝f×∑G/∑F H

从《规范》中表3.2.7查得，抗滑稳定安全系数[Kc]＝1.30

Kc＝0.600×8754.218/1967.213＝2.67

Kc＝2.67≥[Kc]＝1.30，故抗滑稳定安全系数满足要求

4．抗倾覆稳定验算：

从《规范》中表3.2.12、3.2.13条查得，抗倾覆稳定安全系数[Ko]＝1.50

抗倾覆稳定安全系数计算公式为：

Ko＝∑M V/∑M H

Ko＝81392.761/19300.412＝4.22

Ko＝4.22≥[Ko]＝1.50，故抗倾覆稳定安全系数满足要求

5．地基承载力验算：

地基承载力按《规范》中第6.3.1、6.3.2条进行校核。

基底应力计算公式为：

P max＝∑G / B ×（1 + 6 ×e / B）

P min＝∑G / B ×（1 - 6 ×e / B）

偏心距e ＝B / 2 - ∑M / ∑G

＝16.00 / 2 - 62092.35 / 8754.22 = 0.907 m

P max＝8754.22/16.00×（1+6×0.907/16.00）＝733.26 kPa

P min＝8754.22/16.00×（1-6×0.907/16.00）＝361.01 kPa

P max＝733.26 ≤1.2[σo] ＝1.2×1000.00 ＝1200.00，满足要求。

(P min＋P max)/2 ＝547.14 ≤[σo] ＝1000.00，满足要求

η＝P max/P min＝733.26/361.01＝2.03 > 2.0

故地基承载力不满足要求！

四、墙面板结构计算：

1．计算依据：

a、作用在墙面板上的荷载为三角形或梯形；

b、在距底板高度1.5Lx范围内，按三面固定一面简支双向板计算内力；

c、在距底板高度1.5Lx以上，水平方向取单宽截条按连续梁计算内力；

d、截面按受弯构件进行配筋计算，公式如下：

K×M ≤f c×b×χ×（ho-χ/2）+f y'×As'（ho-a s'）《砼规》式6.2.1-1

f c×b×χ≤f y×As - f y'×As' 《砼规》式6.2.1-2

2．内力计算：

墙面板Lx = 6.00 m，Ly = 9.00 m，从静力计算手册查得：

均布荷载作用下，墙面板弯矩系数为：

K x = 0.0384，K y = 0.0113， K x o = -0.0794

K y o = -0.0569，K ox = 0.0433，K xz o = -0.0616

三角形荷载作用下，墙面板弯矩系数为：

K'x = 0.0184，K'y = 0.0071，K'x o = -0.0387

K'y o = -0.0421，K'ox = 0.0065，K'xz o = -0.0015

面板梯形荷载大值为q = 117.97kN，小值q' = 75.50kN

将均布荷载q1 = 75.50kN/m与三角形荷载q2= 0.00kN/m产生的弯矩叠加得：

M x = K x×q1×L x2 + K'x×q2×L x2

= 0.0384×75.50×6.002 + 0.0184×42.47×6.002 = 132.50 kN·m

M y = K y×q1×L x2 + K'y×q2×Lx2

= 0.0113×75.50×6.002 + 0.0071×42.47×6.002 = 41.57 kN·m

Mxo = Kxo×q1×Lx2 + K'xo×q2×Lx2

= -0.0794×75.50×6.002 + （-0.0387）×42.47×6.002 = -274.98 kN·m