防浪墙结构计算

坝顶防浪墙结构计算书 一 计算条件 大坝防浪墙为二级建筑物 基本荷载组合条件下 容许抗滑稳定系数 抗倾 3 1 c K 覆安全系数 地基应力不均匀系数 特殊荷载组合条件下 容许抗滑 5 1 0 K 5 2 稳定系数 抗倾覆安全系数 地基应力不均匀系数 地基 1 1 c K 2 1 0 K 0 3 容许承载力 防浪墙后土的容重 18 6KN m3 内摩擦角 24 粘结力 KpaR160 18KPa 混凝土容重 25KN m3 c c 防浪墙采用悬臂式挡土墙形式 为钢筋混凝土结构 混凝土强度等级采用 C25 并选 用 级钢筋 结构计算采用以下数据 防浪墙结构系数 混凝土轴心抗压强度设计值 钢筋抗拉强2 1 d Mpafc 5 12 度设计值 Mpafy310 基本断面尺寸如图 1 所示 防浪墙底板上覆土层厚度为 2 3m 地上荷载等效为为一长 1 98m 高 1 2m 的等效土柱 图 1 防浪墙断面尺寸 二 稳定计算 1 基本荷载组合 基本荷载组合条件下 作用在防浪墙上的荷载有 防浪墙自重力 墙后主动土压力 踵板上覆土重力 地上荷载 扶推力 各种荷载如图 2 所示 图 2 防浪墙上作用荷载 基本荷载组合 防浪墙重力 KN 5 323 125 1 AG c 作用点位于防浪墙断面形心上 当以 O 点为坐标原点时 由张东明软件计算求得形心 坐标 0 424 0 888 本次计算采用换算内摩擦角的方法来计算粘性土的主动土压力 也就是将摩擦角的数 值增大 把粘聚力的影响考虑在内摩擦角的这一参数中 然后按砂性土的公式计算主动土 压力 按堤防设计规范公式计算等效内摩擦角 575 0 7 2 6 18 6 18 184 337 2184337 2 6 18 4 2 45 4 2 45 2 45 2 2 222 2 2 222 tgtg H C CHtgtgH tg D 主动土压力系数 133 0 2 45 2 D a tgK 墙后土体的总主动土压力 含等效地上荷载 KNKHP aa 44 22331 07 2 6 18 2 1 2 1 22 总主动土压力作用点位置距防浪墙堤底以上高度 mHha9 03 7 23 踵板上覆土压力 KNAG36 3274 1 6 18 22 作用点位于形心上 当以 O 点为坐标原点时 由张东明软件计算求得形心坐标 1 104 0 900 地上荷载等效土条自重 KNAG48 338 1 6 18 33 当以 O 点为坐标原点时 作用点坐标为 1 05 2 1 扶推力 当以 O 点为坐标原点时 作用点坐标为KNP75 0 175 0 1 0 3 2 5 水平方向合力 KNPPH a 19 2375 0 44 22 1 垂直方向合力 KNGGGG41 9848 3318 3275 32 321 各种荷载及相应的力矩如表 1 所示 表 1 作用在防浪墙上的各项荷载及对 o 点的力矩 力竖向力 KN 水平力 KN 力臂 m 力矩 KN m 力矩 KN m 重力32 50 42413 78 主动土压力22 440 920 2 扶推力0 752 51 88 上覆土重32 361 10435 73 等效土柱重33 481 0535 15 合力 矩 98 3423 1984 6622 08 基本荷载组合条件下 防浪墙的抗滑稳定系数 3 164 1 08 22 5 175 137 82 239 0 00 cc K tg H BcGtg K 对于粘性土基 上式中 可取室内饱和固结快剪试验内摩擦角的 0 9 倍 可取 0 0 c 室内饱和固结快剪试验凝聚力的 1 3 1 5 c 抗倾稳定系数 5 17 2 08 22 3 59 00 K M M K 偏心距 m G M B e26 0 64 0 9 0 41 98 08 2268 84 2 8 1 2 KpaKpa B e B G 63 552 85 2 07 0 6 1 2 83 140 6 1 max min 或者 KpaRKpa cp 16042 70 63 55 2 85 2 1 2 1 minmax 地基应力不均匀系数 5 253 1 63 55 2 85 min max 均满足稳定要求 2 特殊荷载组合 特殊荷载组合条件下 作用在防浪墙上的荷载有 防浪墙自重力 墙后地震主动土压 力 踵板上覆土重力 各种荷载作用如图 3 所示 图 2 防浪墙上作用荷载 特殊荷载组合 按堤防设计规范公式计算等效内摩擦角 188 0 3 2 6 18 6 18 184 333 2184333 2 6 18 4 2 45 4 2 45 2 45 2 2 22 2 2 22 tgtg H C CHtgtgH tg D 求得 7 68 D 主动土压力系数 035 0 2 45 2 D a tgK 静力条件下主动土压力 KNKHP aa 72 1 035 0 3 2 6 18 2 1 2 1 22 地震作用下的动土压力采用静力条件下的主动土压力数值增减一个百分数计算 aHed PtgkCP 1 式中 地震动土压力系数 与填土坡度及填土的内摩擦角有关 对本工程 查表 e C 取 4 0 水平地震系数 本工程地震设防烈度为 7 度 取 0 1 H k 静力条件下填土的内摩擦角 KNtgPd13 6 72 1 7 68 25 0 0 41 作用点位置距防浪墙堤底以上高度 mHha767 0 3 3 23 其余各种荷载同基本组合情况 作用在防浪墙上的各项荷载及对 o 点的力矩具体见表 2 表 2 作用在防浪墙上的各项荷载及对 o 点的力矩 力竖向力 KN 水平力 KN 力臂 m 力矩 KN m 力矩 KN m 重力430 43318 62 主动土压力6 130 7674 70 上覆土重59 891 20972 41 合力 矩 102 8991 034 70 特殊荷载组合条件下 防浪墙的抗滑稳定系数 1 15 7 13 6 5 17289 102 239 0 00 cc K tg H BcGtg K 抗倾稳定系数 2 1 4 19 7 4 03 91 00 K M M K 偏心距 m G M B e16 0 84 0 1 89 102 7 403 91 2 0 2 2 KpaKpa B e B G 75 2614 76 2 16 0 6 1 2 89 102 6 1 max min 或者 KpaRKpa cp 16045 51 75 2614 76 2 1 2 1 minmax 地基应力不均匀系数 385 2 75 26 14 76 min max 均满足稳定要求 三 结构计算 图 3 立墙上的作用荷载示意图 1 立墙的结构设计 作用在立墙上的荷载为墙后土压力 扶推力 如图 3 所示 对 A A 截面进行配筋计 算 对应墙高为 1 3m 和 2 95m 内力计算如下 mH3 1 1 mKNM A 07 1 3 175 0 3 5 1 009 0 2 03 1 6 18 2 1 2 mH95 2 2 mKNMB 08 3 95 275 0 3 15 3 009 0 2 095 2 6 18 2 1 2 对于 A A 截面 墙高 截面宽度取单宽计算 mH0 1 1 mKNM A 07 1 矩形截面高度 取保护层厚度为 25mm 则截面有效高度mmb1000 mmh300 则可求得截面抵抗系数 mmh275 0 0014 0 5 122751000 1007 1 2 1 2 6 2 0 c Ad s fhb M 相对受压区计算高度 0014 0 0014 0 211211 s 15 0 0056 0 310 5 12 0014 0 min y c f f 2 0 13 4 5 27100 15 0 cmbhAg 对于 B B 截面 墙高 截面宽度取单宽计算 mH95 2 2 mKNMB 08 3 矩形截面高度 取保护层厚度为 25mm 则截面有效高度mmb1000 mmh500 则有 mmh475 0 0013 0 5 124751000 1008 32 1 2 6 2 0 c Ad s fhb M 相对受压区计算高度 0013 0 0013 0 211211 s 15 0 0052 0 310 5 12 0013 0 min y c f f 2 0 13 7 5 47100 15 0 cmbhAg B B 截面配置 过 A A 截面加 25d 切断 2 根剩 3 根 250 16 2 04 8 cmAg A A 截面配置 过 A A 直通墙顶 250 16 2 04 8 cmAg 表 3 立墙各截面计算配筋量和实际配筋量 截面尺寸 cm 截 面 墙高 m 弯矩 m h 0 h w A Rhb MK A 2 0 0 g w R R 计算 c g A m2 配置 c g A m2 A1 00 830260 0010 00 1 0 0075 4 137 7 B2 8672 9636 7 32 7 0 00230 00 2 0 015 7 137 7 2 踵板的结构设计 作用在踵板上的荷载有踵板自重 上覆土重力 地上荷载 如图 4 所示 图 4 作用在踵板上的荷载 踵板固端荷载叠加强度 KNp34 6735 0 25 2 095 2 6 18 1 踵板末端荷载叠加强度 KNp38 662 025 2 01 3 6 18 2 踵板固端的弯矩 KN m4 575 1 38 6634 67 3 2 2 1 5 138 66 2 1 22 C M 踵板长 1 5m 截面宽度取单宽计算 矩形截面高KN m4 57 C Mmmb1