悬臂式挡土墙计算书.doc

悬臂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(SL3792007)，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 50771997)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 = 0.30m，墙面上部高度H = 7.20m前趾宽度B2 = 1.00m，后踵宽度B3 = 5.20m前趾端部高度H2 = 0.80m，前趾根部高度H4 = 0.80m后踵端部高度H1 = 0.40m，后踵根部高度H3 = 0.80m墙背坡比 = 1 : 0.069，墙面坡比 = 1 : 0.000挡土墙底板前趾高程 0.00 m，底板底部坡比 0.000 : 1墙前填土顶面高程前地 0.50 m，墙前淤沙顶面高程沙 1.00 m3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 32.00度，水下回填土内摩擦角 32.00度回填土凝聚力C 0.00kN/m2地基土质为：松软墙底与地基间摩擦系数f 0.454回填土坡面参数：回填土表面折线段数为：1段折线起点距墙顶高差 0.00 m第一段折线水平夹角1 15.00度，折线水平长L1 2.00 m第二段折线水平夹角2 20.00度5材料参数：回填土湿容重s 18.00kN/m3，回填土浮容重f 10.00kN/m3混凝土强度等级： C15钢筋强度等级：一级，保护层厚度as = 0.050 m地基允许承载力o = 300.00 kPa6荷载计算参数：淤沙浮容重y 17.00kN/m3，淤沙内摩擦角s 15.00 度冰层厚度Tb 0.40 m，静冰压力系数 0.870计算浪压力时采用的位置类型：平原滨海地区风区长度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vo 24.000 m/s多年平均的最大风速vo 30.000 m/s冻胀墙体变形系数mo 0.700，冻胀量hd 30.00 mm地震动态分布系数为梯形分布，最大值m 2.00三、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完建情况基本正常挡水位基本设计洪水位基本冰冻情况基本施工情况特殊校核洪水位特殊地震情况特殊2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完建情况4.5001.5004.300正常挡水位4.5001.5004.300设计洪水位5.0002.0004.800冰冻情况4.5001.5004.300施工情况0.0000.0000.000校核洪水位5.8002.4005.600地震情况4.5001.500-4.3003计算公式：郎肯土压力计算公式如下：E 0.5H2KaEx Ecos()Ey Esin()Ka coscos-（cos2-cos2）1/2/cos+（cos2-cos2）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，方向与水平面成夹角Ka为主动土压力系数四、第1种荷载组合：完建情况1总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算：程序算得主动土压力系数Ka 0.351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水平土压力191.472.68-512.36垂直土压力0.001.67墙上土重46.974.58215.22墙上土重730.644.383196.84墙身自重212.962.26481.08墙前土压力-1.250.170.21墙后水压力11.250.50-5.63墙后水重46.974.58215.22墙前水压力-11.250.505.63墙前水重7.000.503.50扬压力-209.992.92-612.44190.22834.564117.70-1130.43所有垂直荷载之和G834.56kN所有水平荷载之和H190.22kN所有对墙前趾的稳定力矩之和MV4117.70kNm所有对墙前趾的倾覆力矩之和MH-1130.43kNm所有对墙前趾的力矩之和M2987.27kNm所有对墙底板形心的力矩之和Mo66.45kNm2抗滑稳定验算：抗滑稳定安全系数计算公式为：Kc fG/H （规范式6.3.5-1）从规范中表3.2.7查得，抗滑稳定安全系数Kc1.20Kc 0.450834.559/190.216 1.97Kc1.97Kc1.20，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Ko1.40抗倾覆稳定安全系数计算公式为：Ko MV / MHKo 4117.697 / 1130.429 3.64Ko3.64 Ko1.40，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6.3.1、6.3.2条进行校核。按照规范式6.3.3，基底应力计算公式为：Pmax G / A M / WPmin G / A M / W挡土墙底板面积A 7.00 m2，底板截面抵抗矩W 8.17 m3Pmax 834.56 / 7.00 66.45 / 8.17 127.37 kPaPmin 834.56 / 7.00 66.45 / 8.17 111.09 kPaPmax 127.37 1.2o 360.00，满足要求。(PminPmax)/2 119.23 o 300.00，满足要求Pmax/Pmin127.37/111.091.15 1.5，满足要求。5前趾根部内力：作用在前趾根部截面的弯矩M 35.27 kNm，剪力Q 108.66 kN6后踵根部内力：作用在后踵根部截面的弯矩M 846.85 kNm，剪力Q 161.96 kN7距挡土墙底部高度Hs = 0.80m水平截面内力：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水平土压力156.442.39-373.35垂直土压力0.000.23墙上土重0.170.380.07墙上土重32.680.237.58墙身自重98.97-0.11-10.49墙后水压力2.450.23-0.57墙后水重0.170.380.07墙前水压力-2.450.230.57156.44-376.130.00131.998距挡土墙底部高度Hs = 3.20m水平截面应力内力：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩水平土压力68.901.59-109.56垂直土压力0.000.21墙上土重14.660.213.01墙身自重55.99-0.07-4.1168.90-110.650.0070.659距挡土墙底部高度Hs = 5.60m水平截面内力：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩水平土压力17.050.80-13.64垂直土压力0.000.18墙上土重3.660.180.65墙身自重23.00-0.04-0.8917.05-13.880.0026.66五、第2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：程序算得主动土压力系数Ka 0.351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水平土压力191.472.68-512.36垂直土压力0.001.67墙上土重46.974.58215.22墙上土重730.644.383196.84墙身自重212.962.26481.08墙前土压力-1.250.170.21墙后水压力11.250.50-5.63墙后水重46.974.58215.22墙前水压力-11.250.505.63墙前水重7.000.503.50扬压力-209.992.92-612.44淤沙压力-3.610.672.41墙前沙重3.400.501.70186.61837.964121.80-1130.43所有垂直荷载之和G837.96kN所有水平荷载之和H186.61kN所有对墙前趾的稳定力矩之和MV4121.80kNm所有对墙前趾的倾覆力矩之和MH-1130.43kNm所有对墙前趾的力矩之和M2991.37kNm所有对墙底板形心的力矩之和Mo58.65kNm2抗滑稳定验算：抗滑稳定安全系数计算公式为：Kc fG/H （规范式6.3.5-1）从规范中表3.2.7查得，抗滑稳定安全系数Kc1.20Kc 0.450837.959/186.607 2.02Kc2.02Kc1.20，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Ko1.40抗倾覆稳定安全系数计算公式为：Ko MV / MHKo 4121.803 / 1130.429 3.65Ko3.65 Ko1.40，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6.3.1、6.3.2条进行校核。按照规范式6.3.3，基底应力计算公式为：Pmax G / A M / WPmin G / A M / W挡土墙底板面积A 7.00 m2，底板截面抵抗矩W 8.17 m3Pmax 837.96 / 7.00 58.65 / 8.17 126.90 kPaPmin 837.96 / 7.00 58.65 / 8.17 112.53 kPaPmax 126.90 1.2o 360.00，满足要求。(PminPmax)/2 119.71 o 300.00，满足要求Pmax/Pmin126.90/112.531.13 1.5，满足要求。5前趾根部内力：作用在前趾根部截面的弯矩M 35.08 kNm，剪力Q 108.33 kN6后踵根部内力：作用在后踵根部截面的弯矩M 833.77 kNm，剪力Q 158.15 kN7距挡土墙底部高度Hs = 0.80m水平截面内力：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水平土压力156.442.39-373.35垂直土压力0.000.23墙上土重0.170.380.07墙上土重32.680.237.58墙身自重98.97-0.11-10.49墙后水压力2.450.23-0.57墙后水重0.170.380.07墙前水压力-2.450.230.57淤沙压力-0.580.070.04墙前沙重3.40-0.90-3.06155.86-379.150.00135.398距挡土墙底部高度Hs = 3.20m水平截面应力内力：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩水平土压力68.901.59-109.56垂直土压力0.000.21墙上土重14.660.213.01墙身自重55.99-0.07-4.1168.90-110.650.0070.659距挡土墙底部高度Hs = 5.60m水平截面内力：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩水平土压力17.050.80-13.64垂直土压力0.000.18墙上土重3.660.180.65墙身自重23.00-0.04-0.8917.05-13.880.0026.66六、第3种荷载组合：设计洪水位1总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算：程序算得主动土压力系数Ka 0.351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水平土压力189.012.70-510.19垂直土压力0.001.67墙上土重73.304.50330.20墙上土重683.254.382989.88墙身自重212.962.26481.08墙前土压力-1.250.170.21墙后水压力20.000.67-13.33墙后水重73.304.50330.20墙前水压力-20.000.6713.33墙前水重12.000.506.00扬压力-244.993.00-734.93淤沙压力-3.610.672.41墙前沙重3.400.501.70184.15813.234155.01-1258.46所有垂直荷载之和G813.23kN所有水平荷载之和H184.15kN所有对墙前趾的稳定力矩之和MV4155.01kNm所有对墙前趾的倾覆力矩之和MH-1258.46kNm所有对墙前趾的力矩之和M2896.55kNm所有对墙底板形心的力矩之和Mo50.38kNm2抗滑稳定验算：抗滑稳定安全系数计算公式为：Kc fG/H （规范式6.3.5-1）从规范中表3.2.7查得，抗滑稳定安全系数Kc1.20Kc 0.450813.226/184.148 1.99Kc1.99Kc1.20，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Ko1.40抗倾覆稳定安全系数计算公式为：Ko MV / MHKo 4155.006 / 1258.460 3.30Ko3.30 Ko1.40，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6.3.1、6.3.2条进行校核。按照规范式6.3.3，基底应力计算公式为：Pmax G / A M / WPmin G / A M / W挡土墙底板面积A 7.00 m2，底板截面抵抗矩W 8.17 m3Pmax 813.23 / 7.00 50.38 / 8.17 122.35 kPaPmin 813.23 / 7.00 50.38 / 8.17 110.01 kPaPmax 122.35 1.2o 360.00，满足要求。(PminPmax)/2 116.18 o 300.00，满足要求Pmax/Pmin122.35/110.011.11 1.5故地基承载力不满足要求！5前趾根部内力：作用在前趾根部截面的弯矩M 43.69 kNm，剪力Q 124.62 kN6后踵根部内力：作用在后踵根部截面的弯矩M 963.51 kNm，剪力Q 183.57 kN7距挡土墙底部高度Hs = 0.80m水平截面内力：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水平土压力156.442.39-373.35垂直土压力0.000.23墙上土重0.170.380.07墙上土重32.680.237.58墙身自重98.97-0.11-10.49墙后水压力2.450.23-0.57墙后水重0.170.380.07墙前水压力-2.450.230.57淤沙压力-0.580.070.04墙前沙重3.40-0.90-3.06冰压力-85.003.50297.50冻胀压力77.631.91-148.14148.49-229.790.00135.398距挡土墙底部高度Hs = 3.20m水平截面应力内力：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩水平土压力68.901.59-109.56垂直土压力0.000.21墙上土重14.660.213.01墙身自重55.99-0.07-4.11冰压力-85.001.1093.50冻胀压力52.550.03-1.7536.45-18.910.0070.659距挡土墙底部高度Hs = 5.60m水平截面内力：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩水平土压力17.050.80-13.64垂直土压力0.000.18墙上土重3.660.180.65墙身自重23.00-0.04-0.89冻胀压力14.33-1.5722.4531.388.580.0026.66八、第5种荷载组合：施工情况1总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算：程序算得主动土压力系数Ka 0.351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水平土压力194.632.64-513.94垂直土压力0.001.67墙上土重815.194.403584.24墙身自重212.962.26481.08墙前土压力-2.250.170.38192.381028.154065.69-513.94所有垂直荷载之和G1028.15kN所有水平荷载之和H192.38kN所有对墙前趾的稳定力矩之和MV4065.69kNm所有对墙前趾的倾覆力矩之和MH-513.94kNm所有对墙前趾的力矩之和M3551.75kNm所有对墙底板形心的力矩之和Mo-46.63kNm2抗滑稳定验算：抗滑稳定安全系数计算公式为：Kc fG/H （规范式6.3.5-1）从规范中表3.2.7查得，抗滑稳定安全系数Kc1.05Kc 0.4501028.155/192.378 2.41Kc2.41Kc1.05，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条查得，抗倾覆稳定安全系数Ko1.30抗倾覆稳定安全系数计算公式为：Ko MV / MHKo 4065.694 / 513.941 7.91Ko7.91 Ko1.30，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6.3.1、6.3.2条进行校核。按照规范式6.3.3，基底应力计算公式为：Pmax G / A M / WPmin G / A M / W挡土墙底板面积A 7.00 m2，底板截面抵抗矩W 8.17 m3Pmax 1028.15 / 7.00 46.63 / 8.17 152.60 kPaPmin 1028.15 / 7.00 46.63 / 8.17 141.18 kPaPmax 152.60 1.2o 360.00，满足要求。(PminPmax)/2 146.89 o 300.00，满足要求Pmax/Pmin152.60/141.181.08 2.0，满足要求。5前趾根部内力：作用在前趾根部截面的弯矩M 64.33 kNm，剪力Q 128.38 kN6后踵根部内力：作用在后踵根部截面的弯矩M 355.98 kNm，剪力Q 104.04 kN7距挡土墙底部高度Hs = 0.80m水平截面内力：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水平土压力157.132.38-373.51垂直土压力0.000.23墙上土重32.980.237.69墙身自重98.97-0.11-10.49157.13-376.310.00131.958距挡土墙底部高度Hs = 3.20m水平截面应力内力：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩水平土压力68.901.59-109.56垂直土压力0.000.21墙上土重14.660.213.01墙身自重55.99-0.07-4.1168.90-110.650.0070.659距挡土墙底部高度Hs = 5.60m水平截面内力：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩水平土压力17.050.80-13.64垂直土压力0.000.18墙上土重3.660.180.65墙身自重23.00-0.04-0.8917.05-13.880.0026.66九、第6种荷载组合：校核洪水位1总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算：程序算得主动土压力系数Ka 0.351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水平土压力186.532.72-507.47垂直土压力0.001.67墙上土重94.494.47422.39墙上土重645.114.382823.94墙身自重212.962.26481.08墙前土压力-1.250.170.21墙后水压力28.800.80-23.04墙后水重94.494.47422.39墙前水压力-28.800.8023.04墙前水重16.000.508.00扬压力-286.993.02-865.59淤沙压力-3.610.672.41墙前沙重3.400.501.70181.67779.474185.15-1396.09所有垂直荷载之和G779.47kN所有水平荷载之和H181.67kN所有对墙前趾的稳定力矩之和MV4185.15kNm所有对墙前趾的倾覆力矩之和MH-1396.09kNm所有对墙前趾的力矩之和M2789.06kNm所有对墙底板形心的力矩之和Mo61.05kNm2抗滑稳定验算：抗滑稳定安全系数计算公式为：Kc fG/H （规范式6.3.5-1）从规范中表3.2.7查得，抗滑稳定安全系数Kc1.05Kc 0.450779.466/181.674 1.93Kc1.93Kc1.05，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条查得，抗倾覆稳定安全系数Ko1.30抗倾覆稳定安全系数计算公式为：Ko MV / MHKo 4185.151 / 1396.093 3.00Ko3.00 Ko1.30，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6.3.1、6.3.2条进行校核。按照规范式6.3.3，基底应力计算公式为：Pmax G / A M / WPmin G / A M / W挡土墙底板面积A 7.00 m2，底板截面抵抗矩W 8.17 m3Pmax 779.47 / 7.00 61.05 / 8.17 118.83 kPaPmin 779.47 / 7.00 61.05 / 8.17 103.88 kPaPmax 118.83 1.2o 360.00，满足要求。(PminPmax)/2 111.36 o 300.00，满足要求Pmax/Pmin118.83/103.881.14 2.0，满足要求。5前趾根部内力：作用在前趾根部截面的弯矩M 25.18 kNm，剪力Q 99.94 kN6后踵根部内力：作用在后踵根部截面的弯矩M 1056.93 kNm，剪力Q 194.27 kN7距挡土墙底部高度Hs = 0.80m水平截面内力：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水平土压力153.532.42-371.59垂直土压力0.000.23墙上土重0.890.360.32墙上土重31.380.237.11墙身自重98.97-0.11-10.49墙后水压力12.800.53-6.83墙后水重0.890.360.32墙前水压力-12.800.536.83淤沙压力-0.580.070.04墙前沙重3.40-0.90-3.06152.95-377.340.00135.538距挡土墙底部高度Hs = 3.20m水平截面应力内力：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩水平土压力68.901.59-109.56垂直土压力0.000.21墙上土重14.660.213.01墙身自重55.99-0.07-4.1168.90-110.650.0070.659距挡土墙底部高度Hs = 5.60m水平截面内力：力水平力竖向力力臂正力矩负力矩水平土压力17.050.80-13.64垂直土压力0.000.18墙上土重3.660.180.65墙身自重23.00-0.04-0.8917.05-13.880.0026.66十、第7种荷载组合：地震情况1总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算：程序算得主动土压力系数Ka 0.351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水平土压力191.472.68-512.36垂直土压力0.001.67墙上土重46.974.58215.22墙上土重730.644.383196.84墙身自重212.962.26481.08墙前土压力-1.250.170.21墙后水压力11.250.50-5.63墙后水重46.974.58215.22墙前水压力-11.250.505.63墙前水重7.000.503.50扬压力-209.992.92-612.44淤沙压力-3.610.672.41墙前沙重3.400.501.70186.61837.964121.80-1130.43所有垂直荷载之和G837.96kN所有水平荷载之和H186.61kN所有对墙前趾的稳定力矩之和MV4121.80kNm所有对墙