超能陆战队计算书

1、青岛理工大学第五届加筋土挡墙设计大赛设计方案报告参赛队名： 超能陆战队 参赛类别： 专业组 队 长： 孟德凯 班 级： 道桥131 学 号： 201304263 联系方式：队 员： 张婷婷 、王大双 二一六年 3 月 29 日一、 设计思路：（介绍形成参赛作品的整个思路）基本原理：加筋土是在土中加入筋料的一种复合土，通过在土中加入筋料，提高土体的抗剪强度，增加土体的稳定性。加筋土土挡墙的基本原理：利用筋条与土体的摩擦力与挡墙面上的土压力平衡来使挡墙发挥挡土的作用。 基本假定：因为比赛规则中说明挡墙发生明显变形时即结束比赛，且土体填料为干燥的洁净中粗砂，且土工格栅质地较

2、软，不能承受弯矩，所以做出如下假定1土体为弹性体；2竖向荷载对土体的作用面近似加载箱底面积3沙箱内尺寸（横截面）：高*宽=48cm*47cm计算思路：设计筋条分布位置 查阅基本参数 计算作用在墙面板上的水平土压力（自重荷载+附加荷载） 计算作用在拉筋位置的竖向土压力 拉筋计算（拉力+拉筋长度） 外部稳定性计算（抗倾覆，倾斜，整体滑动） 整体用料计算重点计算量：土压力(应用朗肯土压力理论)，筋条所受拉力（摩擦阻力，筋条长度、宽度，所对应墙面承受压力）二、设计图及设计说明：（介绍参赛作品设计图纸及相应设计说明） （一）设计图及图纸说明 拉筋布置位置 （单位cm） 1图中圆点为筋材布置位置，加筋体中

3、筋材前三层为横向宽度为20mm矩形条，后两层为横向宽度为30mm矩形条. 2为进行加固，将筋材末端设计为折扇状，增加筋材与土体的摩擦阻力 3为了防止挡墙倾覆，和四周漏沙现象，在其四周配置较多的筋材（二）基本参数的查阅与计算表1 基本条件项目对应值备注砂土重度rr=18kN/m3由干燥中粗沙性质知砂土内摩擦角=340由干燥中粗沙性质知砂土黏聚力CC=0由干燥中粗沙性质知加筋纸与砂土的摩擦因数=0.45查阅资料得纸筋抗拉强度TmTm=2N/mm查阅资料得砂箱内砂土填充完毕后，砂土体的尺寸L*b*h=75*47*481、砂箱装砂完毕并且抽离可移动板后，假设挡墙面仍然垂直于水平面，不发生明显变形。2、

4、考虑砂箱面板厚度对实际沙土体积的影响。主动土压力系数KaKa=tan2(450-/2) = tan2(450-170)=0.53静止土压力系数K0K0=1-sin=0.44 （三）破裂面分析 为了确定筋条锚固区位置，需要区分土体中的稳定区与活动区，可用0.3H法进行计算。具体计算如下：H1因为H=480mmH 则 0.3H=144mm 则 H2=0.3H/tan=271mmH2 H1=H-H2=480-271=209mm 所以，上部滑动区宽度为144mm 其高度为209mm=450-/2 下部滑动区高度为271mm 其宽度为（H-Z）*tan Z土层上表面到该位置的距离三、计算书：（详细介绍设

5、计计算的方法、计算参数、计算结果、结论等） （一）作用在墙面板上的水平压应力。 水平压应力通过下式计算：e=z+h（1） 墙后加筋填料产生的水平压应力 z=KirZi 当Zi6m时 Ki =K0(1-Zi/6)+KaZi/6 计算结果如下： （2）墙顶荷载产生的水平土压力（应力扩散角法） h=Kirh0L0/L、i 式中：h0土压力换算高度= =0.28m L0矩形加载板宽度0.2m L、i 图中取用300计算结果如下表综上，可得出总水平土压应力：结果如下表 （二）作用于拉筋位置的竖向土压力 竖向压应力通过下式计算v=v1+v2（1） 墙后土填料产生的竖向土压应力v1=rhi计算结果如下（2）

6、 墙顶面荷载产生竖向土压应力v2=rh0L0/L、i计算结果如下综上，可得出总土压应力：计算结果如下(三)拉筋设计 （1）拉筋拉力计算 第i层单根拉筋拉力Ti计算式如下： Ti=eSxSy SxSy目标拉筋所对应墙面板面积计算结果如下 前三层筋条20mm，抗拉强度Ta=40N，所以前三组满足要求 后两层筋条30mm，抗拉强度Ta=60N，所以后两组满足要求， 综上，筋条宽度配置满足要求。（3） 筋条长度计算无效长度La：按0.3H折线法确定，由第二项第三部分进行了计算，本处直接套用：当hi209mm时，筋条无效长度为144mm 当hi>209mm时，筋条无效长度为（H-hi）*tan28

7、0 hi土层上表面到该位置的距离 有效长度Lb： Lb=KfTi/(2*vbi) Kf筋带抗拔要求稳定性系数1.4 bi筋带宽度 筋带与填料的摩擦系数0.45筋条取用长度：（四）数据汇总共需要牛筋纸0.20401m2,，即2040.1cm2（五）外部稳定性验算： （1）单筋抗拉强度验算：前三层筋条20mm，抗拉强度Ta=40N>T1,T2,T3max所以前三组满足要求 后两层筋条30mm，抗拉强度Ta=60N>T4,T5max所以后两组满足要求， 综上，所有拉筋均符合该强度验算（2） 筋材抗拔稳定性验算：抗拔力Tp=2*vbiLb筋材抗拔稳定性安全系数均大于1.3，所以抗拔性满足要求。（3） 水平抗拉力计算Ts=mg/1.3=135.7N墙体可以抵抗135.7N的水平力，满足要求（4） 抗倾覆验算相对于墙趾点，墙体重力力臂Z1=0.2m相对于墙趾点，水平拉力力臂Z2=0.48m相对于墙趾点，附加荷载力臂Z3=0.17m倾覆力矩M1=F*0.48抗倾覆力矩M2=0.65*0.48*0.47*0.2/2