重力式挡土墙计算书.docx
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重力式挡土墙计算书.docx
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重力式挡土墙计算书
重力式挡土墙验算[执行标准:
公路]
计算项目:
重力式挡土墙1
计算时间:
2016-05-2010:
51:
50星期五
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身高:
4.500(m)
墙顶宽:
1.500(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:
0.600(m)
墙趾台阶h1:
1.000(m)
墙趾台阶与墙面坡坡度相同
墙底倾斜坡率:
0.100:
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:
0.500
墙身砌体容许压应力:
2100.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力:
280.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力:
110.000(kPa)
材料抗压极限强度:
1.600(MPa)
材料抗力分项系数:
2.310
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:
200.000(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:
1
折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数
117.2809.4301
第1个:
定位距离0.000(m)公路-II级
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)
挡墙分段长度:
10.000(m)
=====================================================================
第1种情况:
组合1
=============================================
组合系数:
1.000
1.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4.705(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=42.858(度)
公路-II级
路基面总宽=19.686(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7列
布置宽度=7.360(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)
010.5000.30015.00015.000
022.3000.30015.00015.000
030.5000.60060.00060.000
042.3000.60060.00060.000
050.5000.60060.00060.000
062.3000.60060.00060.000
070.5000.60070.00070.000
082.3000.60070.00070.000
090.5000.60070.00070.000
102.3000.60070.00070.000
第2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)
013.6000.30015.00015.000
025.4000.30015.00015.000
033.6000.60060.00060.000
045.4000.60060.00060.000
053.6000.60060.00060.000
065.4000.60060.00060.000
073.6000.60070.00070.000
085.4000.60070.00070.000
093.6000.60070.00070.000
105.4000.60070.00070.000
第3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)
016.7000.30015.00015.000
028.5000.30015.0000.000
036.7000.60060.00060.000
048.5000.60060.0000.000
056.7000.60060.00060.000
068.5000.60060.0000.000
076.7000.60070.00070.000
088.5000.60070.0000.000
096.7000.60070.00070.000
108.5000.60070.0000.000
布置宽度B0=7.360(m)分布长度L0=17.752(m)荷载值SG=1375.000(kN)
换算土柱高度h0=0.554(m)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
42.858(度)
Ea=69.544(kN)Ex=69.416(kN)Ey=4.202(kN)作用点高度Zy=1.661(m)
墙身截面积=7.565(m2)重量=173.998(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=5.711(度)
Wn=173.134(kN)En=11.088(kN)Wt=17.313(kN)Et=68.654(kN)
滑移力=51.340(kN)抗滑力=92.111(kN)
滑移验算满足:
Kc=1.794>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=51.414(kN)>0.0
地基土层水平向:
滑移力=69.416(kN)抗滑力=90.989(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.311>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=1.779(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=2.464(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=1.456(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=101.100(kN-m)抗倾覆力矩=319.976(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.165>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=156.951(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=184.222(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=218.876(kN-m)
基础底面宽度B=2.059(m)偏心距e=-0.159(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.188(m)
基底压应力:
趾部=48.119踵部=130.825(kPa)
最大应力与最小应力之比=130.825/48.119=2.719
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=-0.159<=0.167*2.059=0.343(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=48.119<=240.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=130.825<=260.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=89.472<=200.000(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=7.350(m2)重量=169.050(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.791(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.464(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=1.456(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=173.252(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=212.033(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.224(m)
截面宽度B=2.100(m)偏心距e1=-0.174(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.174<=0.250*2.100=0.525(m)
截面上压应力:
面坡=41.522背坡=123.479(kPa)
压应力验算满足:
计算值=123.479<=2100.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=0.055<=110.000(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=173.252(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.924
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.100(m2)
材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.988
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=173.252<=1344.014(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=173.252<=1327.777(kN)
(六)台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为3.500(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=42.858(度)
公路-II级
路基面总宽=19.686(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7列
布置宽度=5.475(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)
010.5000.30015.00015.000
022.3000.30015.00015.000
030.5000.60060.00060.000
042.3000.60060.00060.000
050.5000.60060.00060.000
062.3000.60060.00060.000
070.5000.60070.00070.000
082.3000.60070.00070.000
090.5000.60070.00070.000
102.3000.60070.00070.000
第2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)
013.6000.30015.00015.000
025.4000.30015.00011.269
033.6000.60060.00060.000
045.4000.60060.00037.538
053.6000.60060.00060.000
065.4000.60060.00037.538
073.6000.60070.00070.000
085.4000.60070.00043.795
093.6000.60070.00070.000
105.4000.60070.00043.795
布置宽度B0=5.475(m)分布长度L0=16.535(m)荷载值SG=998.935(kN)
换算土柱高度h0=0.581(m)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
42.858(度)
Ea=42.219(kN)Ex=42.142(kN)Ey=2.551(kN)作用点高度Zy=1.260(m)
[强度验算]
验算截面以上,墙身截面积=5.250(m2)重量=120.750(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.188(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=1.815(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=1.260(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=123.301(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=94.934(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=0.770(m)
截面宽度B=1.500(m)偏心距e1=-0.020(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.020<=0.250*1.500=0.375(m)
截面上压应力:
面坡=75.644背坡=88.757(kPa)
压应力验算满足:
计算值=88.757<=2100.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-4.785<=110.000(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=123.301(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.998
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=1.500(m2)
材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.985
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=123.301<=1036.762(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=123.301<=1020.838(kN)
=====================================================================
第2种情况:
组合2
=============================================
组合系数:
1.000
1.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4.705(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=42.858(度)
公路-II级
路基面总宽=19.686(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7列
布置宽度=7.360(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)
010.5000.30015.00015.000
022.3000.30015.00015.000
030.5000.60060.00060.000
042.3000.60060.00060.000
050.5000.60060.00060.000
062.3000.60060.00060.000
070.5000.60070.00070.000
082.3000.60070.00070.000
090.5000.60070.00070.000
102.3000.60070.00070.000
第2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)
013.6000.30015.00015.000
025.4000.30015.00015.000
033.6000.60060.00060.000
045.4000.60060.00060.000
053.6000.60060.00060.000
065.4000.60060.00060.000
073.6000.60070.00070.000
085.4000.60070.00070.000
093.6000.60070.00070.000
105.4000.60070.00070.000
第3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)
016.7000.30015.00015.000
028.5000.30015.0000.000
036.7000.60060.00060.000
048.5000.60060.0000.000
056.7000.60060.00060.000
068.5000.60060.0000.000
076.7000.60070.00070.000
088.5000.60070.0000.000
096.7000.60070.00070.000
108.5000.60070.0000.000
布置宽度B0=7.360(m)分布长度L0=17.752(m)荷载值SG=1375.000(kN)
换算土柱高度h0=0.554(m)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
42.858(度)
Ea=69.544(kN)Ex=69.416(kN)Ey=4.202(kN)作用点高度Zy=1.661(m)
墙身截面积=7.565(m2)重量=173.998(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=5.711(度)
Wn=173.134(kN)En=11.088(kN)Wt=17.313(kN)Et=68.654(kN)
滑移力=51.340(kN)抗滑力=92.111(kN)
滑移验算满足:
Kc=1.794>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=51.414(kN)>0.0
地基土层水平向:
滑移力=69.416(kN)抗滑力=90.989(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.311>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=1.779(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=2.464(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=1.456(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=101.100(kN-m)抗倾覆力矩=319.976(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.165>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=156.951(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=184.222(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=218.876(kN-m)
基础底面宽度B=2.059(m)偏心距e=-0.159(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.188(m)
基底压应力:
趾部=48.119踵部=130.825(kPa)
最大应力与最小应力之比=130.825/48.119=2.719
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=-0.159<=0.167*2.059=0.343(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=48.119<=240.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=130.825<=260.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=89.472<=200.000(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=7.350(m2)重量=169.050(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.791(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.464(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=1.456(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=173.252(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=212.033(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.224(m)
截面宽度B=2.100(m)偏心距e1=-0.174(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.174<=0.250*2.100=0.525(m)
截面上压应力:
面坡=41.522背坡=123.
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