悬臂式挡土墙设计全解.(优选)
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1、悬臂式挡土墙工程实例成都市三环路与铁路立交工程设计路段为 K23+385.728 K23+486.726右幅快车道；已知，填方最大高度5米，地基承载力设计值 =150kpa,墙身设 计高度H=4m填土标准重度=18KN/rh,填土表面均布荷载q=10KN/m 填土内摩擦角=35,底板与地基摩擦系数f=0.3,墙身采用C20混凝 土，HRB335钢筋。一、截面选择选择悬臂式挡土墙。尺寸按悬臂式挡土墙规定初步拟定，如图所示根据规范要求 H二丄 H=400mm, b=H-H=3600mm, H=810mm,b=250mm, 10B=0.8H=3200mm地面活荷载q的作用，采用换算立柱高：q 105
2、H00.55r 189Bb的初步估算：B2250 (H2 810) 0.05=470mmB3Kc?Exf ?(H+H0)? ?rB21.43 48.780.3 (4 0.55) 1.05 180.47 =2230 mmB 1 =B-B3-B2=3200-2230-470=500mmQU2OQQ06 0:00550EAq=10Kpaa 2.71Kpa70422300023b 吐 20.27kpac :二 c=22.22kpa土压力及合力作用点位置：Eai= a H2=2.71 3.6=9.76 KN/m ;Zai=生 + H i =2.2 m21iEa2=i( b- a) H=! (20.27-
3、2.71 ) 3.6=31.61 KN/m ;1Za2= H? + H1 =1.6 m311Ea3= !( c- a) H二专(22.22-2.71)4=39.02 KN/m;1Za3= 1 (Hi + H2)=1.333 m32. 竖向荷载计算(1) 立臂自重力钢筋混凝土标准容重丫 k= 25kN/m3,其自重力0 250 47Gk二 一 (3.6+0.81)25=39.69 KN/m2X1=0.5+ 0.22 4.41 0.5 0.22 2 0.25 4.41 (0.22+0.125)(0.5 0.22 4.41+0.25 4.41)=0.7844 m(2) 底板自重力G2k=(0.5+0
4、.47+2.23)0.4 25=32 KN/m3 2X2=3.2 = 1.6 m2(3) 地面均布活载及填土的自重力GBk=(q+ 丫 H)B1=(10+18 3.6)2.23=166.81 KN/m2 23X3=0.5+0.47+ 3=2.085 m2三、抗倾覆稳定验算稳定力矩M xk GikXi G2kX2 G3kX3=39.69 0.7844+32 1.6+166.81 2.085=430.13 KN*m/m倾覆力矩Mg二Ea1*Za1+Ea3*Za3=9.67 2.2+39.021.333=73.49 KN*m/mM xk 430.13_|命 丁& 宀?K0 xk5.85 1.5 故稳
5、疋Mqk73.49四、抗滑稳定验算竖向力之和G= Gik=39.69+32+166.81=238.50 KN/m抗滑力Ff=Gk*f=238.50 0.3=71.55 KN/m滑移力E= Ea1+ Ea3=9.76+39.02=48.78 KN/mKc71.55 1.47 1.3 故稳定E 48.78五、地基承载力验算地基承载力采用设计荷载，分项系数：地面活荷载n = 1.30 ； 土荷载2 = 1.20 ;自重3 = 1.20。基础底面偏心距 eo，先计算总竖向力 到墙趾的距离：eoMv Mh1.333M =1.3Ea1*Za1+1.Ea3*Za3=1.3 9.76 2.2+1.2 39.0
6、2e0=90.33 KN/mG=1.2(39.69+32+183.62.232.085)=288.42 KN/mMv=1.2(39.69 0.7844+32 1.6+18 3.6 2.23 2.085)+1.3(10 2.23 2.085 )=520.79 KN*m/m偏心距 e= 520.79 90.33 =1.49 m288.42旦-e=更-1.49=0.11 m2 2B=0.53 m6地基压力maxminGk“ 6e(1+ )= B BGk(1B288.423.2288.423.2(1+6(1-60 11011)=108.72 kpa3.2)=71.54 kpa3.2max =108.7
7、2 =150 kpa故地基承载力满足要求.六、结构设计立臂与底板均采用C20混凝土和HRB335级钢筋，查表得 fed = 9.2 Mpa , ftd = 1.06 Mpa , f tk=1.54 Mpa,E e=2.55 104 Mpa, f sd = 280 Mpa , f 1sd=280 Mpa ,Es= 2 x 10 Mpa(1)立臂设计底截面设计弯矩M=1.39.76 空+1.2 31.61 竺=68.36 KN*m/m23标准弯矩Mk=9.76 竺+31.61 36 =55.50 KN*m/m23有效咼度h 0=250-30=220 mm由 f cd* b*X= f sd*As 得
8、X= 280 As =0.03As（9.2 1000）其中混凝土保护层厚度 C=30 mmM=f sd* As*（250-30-今）代入化简得：0.0152 A 2s-220 As+244143=0即 As=13257 mm （舍），As=1217 mrm取_ 16165钢筋，As=1219 mm裂缝验算 =12190.0098,取 ts=0.01AsAs0.5 1000 250skMk0.87h0As55.50 1060.87 220 1219238Mpa1.100.65 ftkts sk1.100.65 1.540.01 2380.68最大裂缝宽度acr 2.10, c 30mm, dcq
9、 16mmWmaxacrskesdcq1.9c 0.08tsWmax2.10.68 単 1.9 302 1050.08 匹0.010.31mm0.20mm不满足，改用_16125钢筋,As=16092mmts16090.5 100 250 0.01355.50 106sk0.87 220 1609180Mpa1.100.65 1.540.013 1800.67wmax2.10.67 単2 1051.9 300.08-0.0130.19mm0.20mm故裂缝宽度满足要求墙踵板根部D点设计弯矩:2 23Md 2.23 0.425 1.2 1822 2371.54 2.23(97.4522.23 3
10、.62.232171.54) 2.23 -21.210 2.23 丝21.30墙趾板根部B点设计弯矩:MB 0.5 0.425 05 1.2 102.91212.10kN m标准弯矩计算,由前面计算可知,2 2356.15kN m30.5 05 (108.72 102.91) 0.5 -2 2标准荷载作用时:-0.23e Msk MqkGk43.13 73.49 1.495m238.503.21.495 0.105m此时地基压力:Gl(1鱼)B Bmin Gk (16q )B ( B )max230.50“ 6 0.105、(1) 89.20kpa3.23.2230.506 0.105(1)
11、59.86kpa3.23.2ts8080.5 1000 400Mk0.87h0As55.50 1060.87 370 808213Mpa1.100.65 ftkts sk1.100.65 1.540.01 2130.632 232 232 23MD 2.23 0.4 2518 2.23 3.610 2.23 -2 2 21 2 23(97.45 71.54) 2.2311.50kN m2 3墙踵板强度设计：混凝土保护层厚度C=30mm有效高度h0=400-30=370 mm,b=1000mm同理受压区咼度X=0.03AsMD= f sd* As*(370- X)22代入化简得：0.015 A
12、s-370As+200536=0解得 As=24100 mrr(舍)，As=567 mrm取_12140钢筋，As=808 mm裂缝验算：0.004,取 ts=0.01.最大裂缝宽度Wmax2.10 0.632132 1051.9 30 0.08120.010.22mm0.2mm取_ 12130钢筋，As=870 mrnts电8700.004,取 ts=0.01.Ats 0.5 1000 400skMk0.87h0As55.50 1060.87 370 870198M pa1.100.65 ftkts sk1.100.65 1.540.01 1980.59wmax2.10 0.591982 1
13、051.9 300.08120.010.187 mm 0.2mm满足要求根据构造要求，底板墙趾的配筋与墙踵一致钢筋明细表编号型号样式单长数量1161 1538082主16494683 81000584生121348075 6L400206 121J38207注：1、以上长度单位均以mr计2、主筋数量以单宽1n计图2悬臂式挡土墙钢筋配筋示意图（尺寸单位： mg最新文件 仅供参考已改成word 文本 方便更改赠人玫瑰，手留余香min=71.54kpa :ccc, ”=97.45kpamaR08.72kpa* 2 * *=102.91kpa图1悬臂式支挡结构计算图(单位：mm)二、荷载计算1. 土压力计算由于地面水平，墙背竖直且光滑，土压力计算选用朗金理论公式计算:2K tan 450.2712地面处水平压力：a= Ho *Ka=18 5 0.271=2.71 kpa9悬臂底 B点水平压力：b= (H+H) Ka=18 (5+3.6) 0.27仁20.27 kpa9底板c点水平压力：c= (H o + H2 + H1 )Ka5=18 (5+3.6+0.4)0.27仁22.22 kpa
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