支挡结构复习题 PPT课件

复习 刘红坡 lhp0301 2 课程主要内容 挡土墙的土压力计算 1重力式挡土墙 2短卸荷板挡土墙 3悬臂式挡土墙 4扶壁式挡土墙 5加筋土挡土墙 6锚杆挡土墙 7土钉墙 8锚定板挡土墙 9抗滑桩 3 复习时应 首先清楚各种支挡结构的适用性及构造要求 掌握作用在墙背上土压力的计算以及土压应力的分布 掌握各自的力学机理 掌握结构部件的内力计算 掌握结构稳定性的分析 抗滑 抗倾覆 掌握结构配筋设计 4 重力式挡土墙 重力式挡土墙 适用于一般地区 浸水地区 地震地区和特殊岩土地区的路肩 路堤和路堑等支挡工程 路肩 路堤和土质路堑重力式挡土墙高度不宜超过10m 石质路堑重力式挡土墙高度不宜超过12m 重力式挡土墙墙身材料应采用片石混凝土或混凝土 不得采用浆砌片石 5 短卸荷板挡土墙 地基强度较大 墙高大于6m 小于等于12m的路肩墙可采用短卸荷板式挡土墙 当墙高大于12m时不宜采用 6 薄壁式挡土墙 包括悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙 采用钢筋混凝土浇注 宜在石料缺乏 地基承载力较低的路堤地段采用 装配式的扶壁式挡土墙不宜在不良地质地段或地震动峰值加速度为0 2g及以上地区采用 悬臂式挡土墙高度不宜大于6m 扶壁式挡土墙高度不宜大于10m 7 锚杆挡土墙 一般地区岩质路堑地段 8 锚定板挡土墙 一般地区墙高不大于10m的路肩墙或路堤墙 9 加筋土挡土墙 适用于 级铁路一般地区和地震地区的路肩式挡土墙或路堤式挡土墙 单级墙高不宜大于10 墙高大于10 时应作特殊设计 10 土钉墙 土钉墙适用于一般地区土质及破碎软弱岩质路堑地段 在腐蚀性地层 膨胀土地段 及地下水较发育或边坡土质松散时 不宜采用土钉墙 土质边坡土钉总高度不应大于10 岩质边坡土钉墙总高度不应大于18 单级边坡土钉墙高度不宜大于10m 11 抗滑桩 抗滑桩可用于稳定滑坡 加固山体及加固其他特殊路基 12 支挡结构设计的步骤 准备工作 了解工程背景资金来源 投资规模 建设规模 用途及使用要求 项目规划 岩土 结构与施工程序等 取得工程设计原始资料工程地质条件 支挡结构的使用环境和抗震设防烈度 气象条件 其他技术条件 施工队伍素质 施工机械 场地及运输 水电供应 工期要求等 13 支挡结构设计的步骤 准备工作 收集设计参考资料收集相关的国家和地方标准 如各种设计规程 规范 常用设计手册 图表 支挡结构设计构造图集 相近的工程经验 计算软件等 制定工作计划支挡结构设计的具体工作内容 工作进度 支挡结构设计统一技术规定和措施等 14 支挡结构设计的步骤 确定支挡结构方案原则 在规范的限定条件下 满足使用要求 受力合理 技术可行 尽可能达到综合经济技术指标优良 方案确定主要考虑以下方面 除了考虑支挡的重要性 使用功能 环境地质条件外 还应满足各种方案的的适用条件 细部构造方案与布置 根据支挡结构承受的荷载大小 高度和支挡结构类型可确定 基础方案与布置 根据上部支挡结构形式和工程地质条件确定基础类型 支挡结构的主要构造措施及特殊部位的处理 15 支挡结构设计的步骤 支挡结构的布置和结构计算简图的确定支挡结构的布置就是在支挡结构方案的基础上 确定各支挡结构构件之间的互相关系 以确定支挡结构的传力路径 初步确定结构的全部尺寸 支挡结构的布置至少应使所有荷载在支挡结构的力学模型上都有唯一的传递路径 这就要求合理地确定支挡结构的计算模型 要求计算模型 能够反映结构的实际形状 截面尺寸 材料性能 边界条件及连接方式等 考虑支挡结构的施工偏差 初始位移及变形位移状况等对计算模型加以修定 16 支挡结构设计的步骤 支挡结构分析与设计计算 支挡结构的荷载不同的规范 甚至规范相同而支挡结构不同 荷载的计算方法不同 铁路路基支挡结构设计规范 TB10025 2006 里将荷载分为主力 附加力和特殊力 17 支挡结构设计的步骤 支挡结构分析与设计计算 支挡结构的承载能力和稳定性计算 按承载能力极限状态计算时 应按国家现行有关规范标准规定的作用对结构的整体进行荷载效应分析 验算其承载能力和整体稳定性 当支挡结构在施工和使用期间不同阶段有多种受力状况时 应分别进行分析 按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行荷载效应组合 并取最不利的荷载组合进行设计 支挡结构可能遭遇地震 爆炸 撞击等偶然作用时 应按有关规范进行 18 支挡结构设计的步骤 支挡结构分析与设计计算 满足正常使用极限状态 支挡结构周围环境有严格要求时 应对结构的变形进行计算 对钢筋混凝土构件的抗裂度及裂缝宽度进行计算 构造设计构造设计主要是指计算所需之外的构件最小尺寸 配筋 架立钢筋等 钢筋的锚固和截断的确定 构件支承条件的正确实现等 这些可参考构造手册确定 19 考试题型 单选题 20分 或10分 判断正误并解释 或许有 10分简答题 40分 5 8分计算题 不会出完整的设计 40分 3 4个要求 简单的公式要在理解的基础上记忆 复杂的公式不要求 20 考试 考试形式 闭卷 考试需带 证件 计算器 考试中不许借用 抄袭者 携带小抄者 取消考试资格 成绩计为0分 报告学校 考试时间和地点 关注教务网 21 成绩评定 成绩 出勤 5分 设计 25分 期末考试 0 7缺勤1次得 2分 设计根据完成情况 正确完成 评定 设计抄袭者设计分为0分 课程设计与第九周周三 11月3号 下午3 40 4 00之间准时交到道路与铁道教研室 过期未交者 设计分数计为0分 过期后交者 可酌情考虑设计分数0 3分 22 例题 几个 全国注册土木工程师 岩土 已考题目 23 2005年全国注册土木工程师 岩土 执业资格考试 专业案例 上午卷 19题采用土钉加固一破碎岩质边坡 其中某根土钉有效锚固长度L 4 0m 该土钉计算承受拉力E为188kN 锚孔直径d 108mm 锚孔壁对砂浆的黏结强度 0 25MPa 钉材与砂浆间黏结强度 g 2 4MPa 钉材直径db 32mm 该土钉抗拔安全系数最接近下列 选项中的值 AK 0 55BK 1 80CK 2 37DK 4 28 24 土钉墙的设计与计算 土钉墙的内部稳定性失稳由土钉的破坏引起 土钉可能产生哪些破坏 25 土钉墙的设计与计算 土钉墙内部稳定性检算 土钉抗拔稳定检算1 根据土钉与孔壁界面岩土粘结强度 确定有效锚固力Fi1 即 26 土钉墙的设计与计算 土钉墙内部稳定性检算 土钉抗拔稳定检算2 根据钉材与砂浆界面的粘结强度 g确定有效锚固力Fi2 即 g 钉材与砂浆间的粘结力 kPa 按砂浆标准抗压强度fck的10 取值 db 钉材直径 m 3 土钉抗拔力Fi取Fi1和Fi2中的小值 27 土钉墙的设计与计算 土钉墙内部稳定性检算 土钉抗拔稳定检算4 土钉抗拔稳定检算公式 K2 土钉抗拔安全系数 系数为1 8 土钉施工前 应进行现场拉拔试验 根据试验确定土钉摩阻力 验证设计所选取的参数是否合理 28 解 1 根据土钉与孔壁界面岩土粘结强度 确定有效锚固力Fi1Fi1 dh lei 3 14 0 108 4 250 339 1kN2 根据钉材与砂浆界面的粘结强度 g确定有效锚固力Fi2Fi2 db lei g 3 14 0 032 4 2400 965 1kN因为Fi1 Fi2 所以取Fi1 339 1kN作为土钉的有效锚固力 土钉抗拔安全系数K Fi1 E 1 8 29 2005年全国注册土木工程师 岩土 执业资格考试 专业案例 上午卷 20题一锚杆挡墙肋柱的某支点处垂直于挡墙面的反力Rn 250kN 锚杆对水平方向的倾角 25 肋柱的竖直倾角 15 锚孔直径D 108mm 砂浆与岩层面的极限剪应力 0 4MPa 计算安全系数K 2 5 当该锚杆非锚固段长度为2 0m时 问锚杆设计长度l最接近 Al 1 9mBl 3 9mCl 4 7mDl 6 7m 30 锚杆挡土墙的设计 锚杆 在风化岩层和土层中 孔壁对砂浆的摩阻力一般低于砂浆对锚杆的粘结力 可见 在钢筋有足够大的抗拉能力时 锚杆的极限抗拔力取决于锚固段地层对锚固段砂浆所能产生的最大粘结力 31 锚杆挡土墙的设计 锚杆 锚杆的截面设计作用于肋柱上的侧压力由锚杆承受 锚杆为轴心受拉构件 其每层锚杆所受拉力NP kN 为 R 由肋柱计算求得的支座反力 垂直于肋柱 肋柱的竖直倾角 锚杆的水平倾角 32 解 锚杆所受拉力NP为 锚杆的极限抗拔力 根据砂浆与岩层面的极限剪应力 确定F D lei 3 14 0 108 lei 400 135 6leiKN抗拔安全系数K F NP 2 5 即135 6lei 253 9 2 5 即lei 4 68m锚杆的计算长度l 有效锚固长度 非锚固段长度锚杆的计算长度l 4 68m 2m 6 68m 33 某风化破碎严重的岩质边坡高H 12m 采用土钉加固 水平与竖直方向均为每间隔1m打一排土钉 共12排 按 铁路路基支挡结构设计规范 TB10025 2006 提出的潜在破裂面估算方法 请问下列土钉非锚固段长度L 选项的计算有误 A第二排l2 1 4mB第四排l2 3 5mC第六排l2 4 8mD第八排l2 4 8m 34 土钉墙的设计与计算 潜在破裂面土钉墙内部加筋体分为锚固区和非锚固区 其分界面为潜在破裂面 根据大量试验和工程实践 土钉内部潜在破裂面可简化为折线形式 潜在破裂面 单级或多级墙体 距离墙面的距离l可按下列公式计算 土钉长度包括非锚固长度和有效锚固长度 非锚固长度根据墙面与土钉潜在破裂面的实际距离确定 有效锚固长度lei由土钉墙内部稳定检算确定 潜在破裂面 35 解 A第二排 距离墙顶hi 10m 6m l2 0 7 12 10 1 4mB第四排 距离墙顶hi 8m 6m l2 0 7 12 8 2 8mC第六排距离墙顶hi 6m 6m l2 0 35 12 4 2mD第八排距离墙顶hi 4m 6m l2 0 35 12 4 2m 36 某滑动面为折线型的均质滑坡 已知滑动面的C 10kPa 10 取滑坡推力计算安全系数K 1 15 则第 块滑体剩余下滑力T3最接近下列 个值 A39 9kN mB49 3kN mC79 2kN mD109 1kN m 37 滑坡推力的计算 按上式计算出的推力来作为支挡建筑物的设计荷载是不安全的 偏小 通过折减滑面的抗剪强度增大安全度 通过加大自重下滑力增加安全度 38 解 39 解 传递系数 i 40 第二块滑坡推力为负值 表示自该块以上滑坡稳定 计算F3时 取F2 0 41 重力式挡墙 基底面与土的摩擦系数 0 4 墙背与填土间摩擦角 15 问抗滑移稳定系数最接近下列 A1 20B1 25C1 30D1 3575 是墙背与水平面之间的夹角 42 抗滑稳定性验算 为保证挡土墙抗滑稳定性 应验算在土压力作用下及其它外力作用