扶壁式钢筋混凝土挡土墙设计

1扶壁式挡土墙验算[执行标准：公路]计算项目：扶壁挡土墙100803计算时间：2010-08-0310:36:05星期二------------------------------------------------------------------------原始条件:3.200.400.601.800.300.400.703.005.0030.0墙身尺寸:墙身总高:3.200(m)墙宽:0.400(m)墙趾悬挑长DL:0.600(m)墙踵悬挑长DL1:1.800(m)底板高DH:0.400(m)墙趾端部高DH0:0.300(m)扶肋间距:1.200(m)扶肋厚:0.400(m)扶壁两端墙面板悬挑长度:0.328(m)钢筋合力点到外皮距离:50(mm)墙趾埋深:0.700(m)物理参数:混凝土墙体容重:25.000(kN/m3)混凝土强度等级:C30纵筋级别:HRB335抗剪腹筋等级:HPB235裂缝计算钢筋直径:20(mm)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:18.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:17.500(度)地基土容重:18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力:160.000(kPa)地基土容许承载力提高系数: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2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:2折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数13.0000.000025.0000.0000作用于墙上的附加外荷载数:1(作用点坐标相对于墙左上角点)荷载号XYP作用角(m)(m)(kN)(度)10.0000.00030.000270.000地面横坡角度:20.000(度)墙顶标高:0.000(m)挡墙分段长度:10.000(m)钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》（GB50010--2002）=====================================================================第1种情况:组合1=============================================组合系数:1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.000√2.填土重力分项系数=1.000√3.填土侧压力分项系数=1.400√4.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.400√5.附加力分项系数=1.000√=============================================[土压力计算]计算高度为3.200(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=30.270(度)按假想墙背计算得到:第1破裂角：27.530(度)Ea=57.603Ex=24.928Ey=51.930(kN)作用点高度Zy=1.067(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=27.502(度)第1破裂角=27.490(度)Ea=54.091Ex=24.974Ey=47.980(kN)作用点高度Zy=1.067(m)墙身截面积=2.210(m2)重量=55.250kN整个墙踵上的土重=43.489(kN)重心坐标(0.934,-1.794)(相对于墙面坡上角点)墙趾板上的土重=3.780(kN)相对于趾点力臂=0.286(m))(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.500滑移力=24.974(kN)抗滑力=90.250(kN)滑移验算满足:Kc=3.6141.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足:方程值=70.008(kN)0.0(二)倾覆稳定性验算3相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.112(m)相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂Zw1=1.534(m)相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂Zw2=0.286(m)相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=2.245(m)相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=1.067(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=26.639(kN-m)抗倾覆力矩=254.945(kN-m)倾覆验算满足:K0=9.5701.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足:方程值=234.881(kN-m)0.0(三)地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力作用于基础底的总竖向力=180.500(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=228.306(kN-m)基础底面宽度B=2.800(m)偏心距e=0.135(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.265(m)基底压应力:趾部=83.133踵部=45.795(kPa)最大应力与最小应力之比=83.133/45.795=1.815作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.135=0.167*2.800=0.467(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=83.133=192.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=45.795=208.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=64.464=160.000(kPa)(四)墙趾板强度计算标准值:作用于基础底的总竖向力=180.500(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=228.306(kN-m)基础底面宽度B=2.800(m)偏心距e=0.135(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=1.265(m)基础底压应力:趾点=83.133踵点=45.795(kPa)设计值:作用于基础底的总竖向力=199.692(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=260.730(kN-m)基础底面宽度B=2.800(m)偏心距e=0.094(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=1.306(m)基础底压应力:趾点=85.736踵点=56.901(kPa)[趾板根部]截面高度:H'=0.400(m)截面剪力:Q=40.558(kN)截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋4截面弯矩:M=12.374(kN-m)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.03%Us_min=0.21%抗弯受拉筋:As=858(mm2)截面弯矩:M(标准值)=11.796(kN-m)最大裂缝宽度：δfmax=0.022(mm)。(五)墙踵板强度计算标准值:作用于基础底的总竖向力=180.500(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=228.306(kN-m)基础底面宽度B=2.800(m)偏心距e=0.135(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=1.265(m)基础底压应力:趾点=83.133踵点=45.795(kPa)设计值:作用于基础底的总竖向力=199.692(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=260.730(kN-m)基础底面宽度B=2.800(m)偏心距e=0.094(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=1.306(m)基础底压应力:趾点=85.736踵点=56.901(kPa)截面高度:H'=0.400(m)踵板边缘的法向应力=61.061(kPa)踵板边缘的法向应力标准值=50.415(kPa)踵板与肋结合处剪力:Q=24.425(kN/m)截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋跨中弯矩:M=1.954(kN-m/m)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.00%Us_min=0.21%抗弯受拉筋:As=858(mm2)跨中弯矩:M(标准值)=1.613(kN-m/m)最大裂缝宽度：δfmax=0.003(mm)。支座弯矩:M=3.257(kN-m/m)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.01%Us_min=0.21%抗弯受拉筋:As=858(mm2)支座弯矩:M(标准值)=2.689(kN-m/m)最大裂缝宽度：δfmax=0.005(mm)。(六)墙面板强度计算截面厚度:H'=0.400(m)替代土压力图形中，面板的设计法向应力=9.561(kPa)替代土压力图形中，面板的设计法向应力(标准值)=6.829(kPa)[水平向强度验算]净跨长为0.800(m)支座处剪力:Q=3.824(kN/m)截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋跨中弯矩:M=0.306(kN-m/m)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.00%Us_min=0.21%抗弯受拉筋:As=858(mm2)跨中弯矩:M(标准值)=0.219(kN-m/m)最大裂缝宽度：δfmax=0.000(mm)。支座弯矩:M=0.510(kN-m/m)5抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.00%Us_min=0.21%抗弯受拉筋:As=858(mm2)支座弯矩:M(标准值)=0.364(kN-m/m)最大裂缝宽度：δfmax=0.001(mm)。[竖向强度验算]最大正弯矩:M=0.321(kN-m/m)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.00%Us_min=0.21%抗弯受拉筋:As=858(mm2)最大正弯矩:M(标准值)=0.229(kN-m/m)最大裂缝宽度：δfmax=0.000(mm)。最大负弯矩:M=1.285(kN-m/m)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.00%Us_min=0.21%抗弯受拉筋:As=858(mm2)最大负弯矩:M(标准值)=0.918(kN-m/m)最大裂缝宽度：δfmax=0.002(mm)。(七)肋板截面强度验算[距离墙顶0.700(m)处]截面宽度B=0.400(m)截面高度H=0.850(m)翼缘宽度BT=0.600(m)翼缘高度HT=0.400(m)截面剪力Q=2.008(kN)截面弯矩M=0.468(kN-m)截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋抗弯受拉筋:As=729(mm2)转换为斜钢筋:As/cosα=867(mm2)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.00%Us_min=0.21%截面弯矩M(标准值)=0.335(kN-m)最大裂缝宽度：δfmax=0.000(mm)。[距离墙顶1.400(m)处]截面宽度B=0.400(m)截面高度H=1.300(m)翼缘宽度BT=0.800(m)翼缘高度HT=0.400(m)截面剪力Q=8.031(kN)截面弯矩M=3.748(kN-m)截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋抗弯受拉筋:As=1115(mm2)转换为斜钢筋:As/cosα=1326(mm2)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.00%Us_min=0.21%截面弯矩M(标准值)=2.677(kN-m)最大裂缝宽度：δfmax=0.001(mm)。[距离墙顶2.100(m)处]截面宽度B=0.400(m)截面高度H=1.750(m)翼缘宽度BT=1.000(m)6翼缘高度HT=0.400(m)截面剪力Q=18.069(kN)截面弯矩M=12.649(kN-m)截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋抗弯受拉筋:As=1501(mm2)转换为斜钢筋:As/cosα=1785(mm2)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.00%Us_min=0.21%截面弯矩M(标准值)=9.035(kN-m)最大裂缝宽度：δfmax=0.002(mm)。[距离墙顶2.800(m)处]截面宽度B=0.400(m)截面高度H=2.200(m)翼缘宽度BT=1.200(m)翼缘高度HT=0.400(m)截面剪力Q=32.123(kN)截面弯矩M=29.982(kN-m)截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋抗弯受拉筋:As=1888(mm2)转换为斜钢筋:As/cosα=2244(mm2)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.01%Us_min=0.21%截面弯矩M(标准值)=21.416(kN-m)最大裂缝宽度：δfmax=0.003(mm)。=====================================================================第2种情况:组合2=====================================