衡重式挡土墙计算书

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1、衡重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),以下简称规范水工建筑物荷载设计规范(DL 5077 1997)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Bl = 0.60m 前趾宽度B2 = 0.40m 衡重台宽度B3 = 2.90m墙身高度H = 4.70n, 上墙高度Hl = 3.60m 墙趾高H2 = 0.70m 上墙背坡比= 1 : 0. 3,00下墙背坡比= 1 : 0.7,50墙面坡比= 1 : 0.250挡土墙底板前趾高程=0.00 m底板底部坡比=0.000 : 1墙前

2、填土顶面高程前地=4-00 m墙前淤沙顶面高程沙 = 3-00 m 3设计参数：挡土墙的建筑物级别为4级。抗震类型：非抗震区挡土墙。水上回填土内摩擦角9 = 32.00度，水下回填土内摩擦角0 = 32.00度墙背与填土摩擦角 = 17.50度回填土凝聚力C = 15.00kN/m2 采用等代内摩擦角法计算粘性填土土压力。地基土质为：松软墙底与地基间摩擦系数f = 0.304回填土坡面参数：回填土表面折线段数为：0段折线起点距墙顶高差=0.00 m填土面与水平面夹角0 = 0.00度原地面线水平角0 = 30.00度，原地面与填土摩擦角5r = 18.00度 5材料参数：回填土湿容重Ys =

3、18. 00kN/m3，回填土浮容重Yf = 10.00kN/m3墙身材料容重Yq = 24.00kN/m3墙身材料容许压应力R = 500.00 kPa墙身材料容许剪应力R = 110.00 kPa aj墙身材料容许拉应力R=150.00 kPa地基允许承载力。 = 350.00 kPa 6荷载计算参数：冰层厚度Tb = 0.00 m 静冰压力系数=0.000计算浪压力时采用的位置类型：内陆峡谷水库风区长度D = 0.000 m墙前河（库）底坡度i = 1 : 100.00重现期为50年的年最大风速V。= 24.000 m/s多年平均的最大风速v。 = 30.000 m/s冻胀墙体变形系数m

4、= 0.70Q冻胀量Ahd = 30.00 mm地震动态分布系数为梯形分布，最大值am = 2.00 7附加荷载：编号类型荷载值（kN）距墙顶右侧水平距（m ）线载长（m ）1集中3.000.002.00三、计算参数1荷载组合：组合名称类型扬压淤沙浪压冰压冻胀地震正常挡水位基本xxx设计洪水位基本xxx施工情况特殊xxxxxx校核洪水位特殊xxx2荷载组合下水位及附加荷载信息：组合名称墙前水位墙后水位附加荷载附载编号墙前水深正常挡水位5.4001.5004.300设计洪水位5.0002.0004.800施工情况0.0000.0000.000校核洪水位8.0002.4005.6003计算公式：

5、程序采用库伦主动土压力公式计算土压力，计算公式如下E = 0.5x y xHaE = E x cos （g+5）xE = E x sin( +5)yK = co( s )/coSs /cos ( +5)规范式a/1+sin( + 5 )sin 0 )/cos( + 5 )/cos( 0 )52A.0.1-2)式中：E 为作用于墙背的主动土压力，作用点为距墙底1/3高处，方向与水平面成(s + 5 )夹角K a 为主动土压力系数as为墙背与铅直面的夹角，s =36.87度 当墙后填土为黏性土，粘聚力C=15.00kN时： 采用等值内摩擦角法计算主动土压力。等值内摩擦角(P D计算公式如下：tan

6、(45-p /2)= yH 2tai2 (45 -p/2-4HCtan(45 -p/2)+42/y/ Y/H四、第 1 种荷载组合：正常挡水位1总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算：程序算得上墙主动土压力系数K = 0.008a.程序算得下墙水上的主动土压力系数K = 0.000a.程序算得下墙水下的主动土压力系数K = 0.000a.单位：水平力、竖向力为kN ;力臂为m ;弯矩为kNm。力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.976.60-6.42上墙垂直土压力0.005.73墙上十重222.915.321186.09竖直外荷载F 6.004.0824.45y1下墙水平土压力0.

7、000.00下墙垂直土压力0.000.00墙身自重677.873.032055.27墙前土压力-80.001.33106.67墙前土重26.810.4411.83墙后水压力11.250.50-5.63墙后水重-8.443.38-28.52墙前水压力-11.250.505.63墙前水重4.000.251.01扬压力-103.671.22-126.42-79.03825.493390.94-166.99所有垂直荷载之和工G =825.49kN所有水平荷载之和工H =-79.03kN所有对墙前趾的稳定力矩之和工M V = 3390.94kN m 所有对墙前趾的倾覆力矩之和工M H =-166.99k

8、Nm 所有对墙前趾的力矩之和工M =3223.95kNm所有对墙底板形心的力矩之和工Mo = 1983.65kN m2抗滑稳定验算：抗滑稳定安全系数计算公式为：Kc = fxG/ZH (规范式 6.3.5-)从规范中表3.2.7查得，抗滑稳定安全系数Kc=1.20Kc = 0.300x825.489/79.027= 3.13Kc =3.13Kc=1.2Q故抗滑稳定安全系数满足要求3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 = 1.40 抗倾覆稳定安全系数计算公式为：Ko = ZMV /ZM HKo = 3390.937 / 166.98=8 20.31

9、Ko =20.31 Ko = 1.4Q故抗倾覆稳定安全系数满足要求 4地基承载力验算：地基承载力按规范中第6.3.、16.3.2条进行校核。 按照规范式6.3.3，基底应力计算公式为：Pmax= ZG / A ZM / WP=minZG / AZM / W1.51 m3挡土墙底板面积A = 3.00 m,底板截面抵抗矩WP = 825.49 / 3.00 1983.65 / 1.5=1 1592.74 kPa maxP = 825.49 / 3.00 1983.65 / 1.5=1 -1043.33 kPa minP = 1592.74 1. 2ro = 420.00 max故地基承载力不满足

10、要求！(P. +P )/2 = 274.70 = 500.00 kPamaxy故截面压应力验算不满足要求！c、截面剪应力验算： = 17.09 ,0没有出现拉应力,满足要求。b、截面压应力验算：g = 95.82 g = 500.00 k，a满足要求。maxyc、截面剪应力验算：G = 0.38 Kc=1.20故抗滑稳定安全系数满足要求3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 = 1.40 抗倾覆稳定安全系数计算公式为：Ko = ZMV /M HKo = 3399.746 / 207.78=2 16.36Ko =16.36 Ko = 1.4Q故抗倾覆

11、稳定安全系数满足要求 4地基承载力验算：地基承载力按规范中第6.3.、16.3.2条进行校核。 按照规范式6. 3. 3，基底应力计算公式为：PmaxPmin =min1.51 m3挡土墙底板面积A = 3.00 m,底板截面抵抗矩WP = 820.74 / 3.00 1958.81 / 1.5=1 1574.65 kPa maxP = 820.74 / 3.00 1958.81 / 1.5=1 -1028.41 kPa minP = 1574.65 1. 2ro = 420.00 max故地基承载力不满足要求！(P. +P )/2 = 273.12 7 = 500.00 kPamaxy故截面

12、压应力验算不满足要求！c、截面剪应力验算：7 = 17.09 gJ = 110.00 满足要求。7距挡土墙底部高度Hs = 5.40n水平截面应力验算：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.971.20-1.17上墙垂直土压力0.290.930.27墙上十重34.990.9332.54竖直外荷载F3.241.213.92y1墙身自重137.38-0.04-4.900.97175.9036.73-6.07截面以上所有垂直荷载之和工G = 175.90kN截面以上所有水平荷载之和工H =0.97kN 对截面面坡侧点的力矩之和工M =30.67kNm 按照规范式C.1.2-2截面应力计算公

13、式为：gmax gmin 截面剪应力t = H / Ao （规范式C.1.2-3计算截面积Ao = 2.58 m,计算截面抵抗矩W = 1.11 m g = 95.82 kP,ag = 40.53 kP,ag =0.38 kPamaxminja、截面拉应力验算：gmin = 40.53 ,0没有出现拉应力,满足要求。b、截面压应力验算：n = 95.82 CT = 500.00 k，a满足要求。 maxyc、截面剪应力验算：n = 0.38 Ko = 1.3Q故抗倾覆稳定安全系数满足要求 4地基承载力验算：地基承载力按规范中第6.3.、16.3.2条进行校核。 按照规范式6.3.3，基底应力计

14、算公式为：PmaxP .=min1.51 m3挡土墙底板面积A = 3.00 m,底板截面抵抗矩WP = 955.05 / 3.00 2037.71 / 1.5=1 1671.78 kPa maxP = 955.05 / 3.00 2037.71 / 1.5=1 -1036.14 kPa minP = 1671.78 1.2ro = 420.00max故地基承载力不满足要求！(P. +P )/2= 317.82 ( = 500.00 kPa maxy故截面压应力验算不满足要求！c、截面剪应力验算：n = 31.00 、 = 110.00满足要求。7距挡土墙底部高度Hs = 5.40m水平截面应

15、力验算:力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.971.20-1.17上墙垂直土压力0.290.930.27墙上十重34.990.9332.54竖直外荷载F 13.241.213.92墙身自重137.38-0.04-4.900.97175.9036.73-6.07截面以上所有垂直荷载之和工G = 175.90kN截面以上所有水平荷载之和工H =0.97kN 对截面面坡侧点的力矩之和工M =30.67kNm 按照规范式C.1.2-2截面应力计算公式为：nmax nmin 截面剪应力t = H / Ao (规范式C.1.2-3计算截面积Ao = 2.58 m,计算截面抵抗矩W = 1.11

16、 m n = 95.82 kP，an = 40.53 kP，an =0.38 kPamaxminja、截面拉应力验算：nmin = 40.53 ,0没有出现拉应力,满足要求。b、截面压应力验算：n = 95.82 n = 500.00 k，a满足要求。maxyc、截面剪应力验算：n = 0.38 Kc = 1.05故抗滑稳定安全系数满足要求 3抗倾覆稳定验算：从规范中表3.2.12 3.2.13条杳得，抗倾覆稳定安全系数Ko = 1.30 抗倾覆稳定安全系数计算公式为：Ko = ZMV /ZM HKo = 3410.656 / 299.97=2 11.37Ko =11.37 Ko = 1.3Q

17、故抗倾覆稳定安全系数满足要求 4地基承载力验算：地基承载力按规范中第6.3.、16.3.2条进行校核。 按照规范式6.3.3，基底应力计算公式为：Pmax= ZG / A ZM / WP=minZG / AZM / W1.51 m3挡土墙底板面积A = 3.00 m,底板截面抵抗矩WP = 766.15 / 3.00 1959.54 / 1.5=1 1556.98 kPa maxP = 766.15 / 3.00 1959.54 / 1.5=1 -1047.06 kPa minP = 1556.98 1. 2ro = 420.00 max故地基承载力不满足要求！(P. +P )/2 = 254

18、.96 o = 350.0Q 满足要求 min max5前趾根部截面应力验算：前趾根部截面高度h = 0.70。作用在根部截面的弯矩M = 106.11 kNm,剪力Q = 534.85 kN 截面的弯曲应力。 =M / W = 106.11 / 0.0 1299.32 kPaw截面的剪应力,=Q / h= 534.85 / 0.7丑 764.08 kPaa、截面拉应力验算：n = 1299.32 = 150.00 kPawl故截面拉应力验算不满足要求！b、截面剪应力验算：n = 764.08& = 110.00 kPajj故截面剪应力验算不满足要求！6距挡土墙底部高度Hs = 0.70m水平

19、截面应力验算： 总水平力、总竖向力及各力对截面形心的力矩计算： 单位：水平力、竖向力为kN ;力臂为m ;弯矩为kNm。力水平力竖向力力臂正力矩负力矩上墙水平土压力0.975.90-5.74上墙垂直土压力0.003.76墙上十重222.913.36748.06竖直外荷载F 6.002.1112.66y1下墙水平土压力0.00-0.70下墙垂直土压力0.00-1.97墙身自重622.981.19741.24墙前土压力-54.451.1059.89墙前土重13.61-1.29-17.56墙后水压力14.450.57-8. 19墙后水重-10.841.99-21.57墙前水压力-14.450.578

20、.19墙前水重3.61-1.42-5.14-53.48858.281570.04-58.20截面以上所有垂直荷载之和工G =858.28kN截面以上所有水平荷载之和工H =-53.48kN 对截面面坡侧点的力矩之和工M =1511.84kNm 按照规范式C.1.2-2截面应力计算公式为：nmax nmin 截面剪应力t = H / Ao （规范式C.1.2-3计算截面积Ao = 3.13 m,计算截面抵抗矩W = 1.63 n3 n = 1200.12 kP,an = -651.70 kP,an = -17.09 kPamaxminja、截面拉应力验算：In | = 651.70 = 150.

21、00 kPamin l故截面拉应力验算不满足要求！b、截面压应力验算：n = 1200.12 n = 500.00 kPPamaxy故截面压应力验算不满足要求！C、截面剪应力验算：* = 17.09 ,0没有出现拉应力,满足要求。b、截面压应力验算：* = 95.82 * = 500.00 k，a满足要求。maxyc、截面剪应力验算：* = 0.38 Ko = 1.3Q故抗倾覆稳定安全系数满足要求3地基承载力验算： 地基承载力验算最不利的荷载组合为：校核洪水位P = 1556.98 kP,aP = -1047.06maxminP = 1556.98 1.*2o= 420.00max故地基承载力不满足要求！ (PminPmax)/2= 254.96 d = 500.00 kPamaxy故截面压应力验算不满足要求！5截面拉应力验算：截面拉应力验算最不利的荷载组合为：施工情况，部位为：前趾根部|min| = 1445.31 d = 150.00 kPa故截面拉应力验算不满足要求！6截面剪应力验算：截面剪应力验算最不利的荷载组合为：施工情况，部位为：前趾根部d = 808.77d = 110.00 kPa jj 故截面压应力验算不满足要求！