重力式擋土墻驗(yàn)算

1、重力式擋土墻驗(yàn)算執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：公路計(jì)算項(xiàng)目： 重力式擋土墻 17計(jì)算時(shí)間： 2014-10-25 11:27:17 星期六-原始條件: 墻身尺寸: 墻身高: 6.200(m) 墻頂寬: 1.000(m) 面坡傾斜坡度: 1:0.400 背坡傾斜坡度: 1:0.000 采用1個(gè)擴(kuò)展墻址臺(tái)階: 墻趾臺(tái)階b1: 0.500(m) 墻趾臺(tái)階h1: 1.000(m) 墻趾臺(tái)階面坡坡度為: 1:0.000 墻踵臺(tái)階b3: 0.500(m) 墻踵臺(tái)階h3: 1.000(m) 墻底傾斜坡率: 0.100:1 物理參數(shù): 圬工砌體容重: 24.000(kN/m3) 圬工之間摩擦系數(shù): 0.600 地基土摩擦系數(shù):

2、0.500 砌體種類: 片石砌體 砂漿標(biāo)號(hào): 7.5 石料強(qiáng)度(MPa): 30 擋土墻類型: 一般擋土墻 墻后填土內(nèi)摩擦角: 35.000(度) 墻后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墻后填土容重: 19.000(kN/m3) 墻背與墻后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 19.000(kN/m3) 修正后地基土容許承載力: 260.000(kPa) 地基土容許承載力提高系數(shù): 墻趾值提高系數(shù): 1.200 墻踵值提高系數(shù): 1.300 平均值提高系數(shù): 1.000 墻底摩擦系數(shù): 0.500 地基土類型: 土質(zhì)地基 地基土內(nèi)摩擦角: 35.000(度) 土壓力計(jì)算方法: 庫(kù)侖

3、 坡線土柱: 坡面線段數(shù): 2 折線序號(hào) 水平投影長(zhǎng)(m) 豎向投影長(zhǎng)(m) 換算土柱數(shù) 1 7.500 5.000 0 2 6.000 0.000 0 作用于墻上的附加外荷載數(shù): 1 (作用點(diǎn)坐標(biāo)相對(duì)于墻左上角點(diǎn)) 荷載號(hào) X Y P 作用角 (m) (m) (kN) (度) 1 0.000 0.000 0.000 0.000 坡面起始距離: 0.500(m) 地面橫坡角度: 0.000(度) 墻頂標(biāo)高: 0.000(m) 擋墻分段長(zhǎng)度: 10.000(m)=第 1 種情況: 組合1= 組合系數(shù): 1.000 1. 擋土墻結(jié)構(gòu)重力 分項(xiàng)系數(shù) = 1.200 2. 墻頂上的有效永久荷載 分項(xiàng)系

4、數(shù) = 1.400 3. 墻頂與第二破裂面間有效荷載 分項(xiàng)系數(shù) = 1.400 4. 填土側(cè)壓力 分項(xiàng)系數(shù) = 1.400 5. 車輛荷載引起的土側(cè)壓力 分項(xiàng)系數(shù) = 1.400 × 6. 附加力 分項(xiàng)系數(shù) = 1.000 = 土壓力計(jì)算 計(jì)算高度為 6.558(m)處的庫(kù)侖主動(dòng)土壓力 無(wú)荷載時(shí)的破裂角 = 36.980(度) 按實(shí)際墻背計(jì)算得到: 第1破裂角： 36.980(度) Ea=199.629 Ex=190.389 Ey=60.030(kN) 作用點(diǎn)高度 Zy=2.385(m) 墻身截面積 = 15.520(m2) 重量 = 372.488 kN 墻頂上的土重 = 1.58

5、3(kN) 重心坐標(biāo)(0.833,0.111)(相對(duì)于墻面坡上角點(diǎn))(一) 滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算 基底摩擦系數(shù) = 0.500 采用傾斜基底增強(qiáng)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性,計(jì)算過程如下: 基底傾斜角度 = 5.711 (度) Wn = 372.215(kN) En = 78.676(kN) Wt = 37.221(kN) Et = 183.471(kN) 滑移力= 146.250(kN) 抗滑力= 225.445(kN) 滑移驗(yàn)算滿足: Kc = 1.542 > 1.300 滑動(dòng)穩(wěn)定方程驗(yàn)算： 滑動(dòng)穩(wěn)定方程滿足: 方程值 = 44.094(kN) > 0.0 地基土摩擦系數(shù) = 0.500 地基土層水

6、平向: 滑移力= 190.389(kN) 抗滑力= 224.957(kN) 地基土層水平向: 滑移驗(yàn)算不滿足: Kc2 = 1.182 <= 1.300(二) 傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 相對(duì)于墻趾點(diǎn)，墻身重力的力臂 Zw = 2.371 (m) 相對(duì)于墻趾點(diǎn)，Ey的力臂 Zx = 3.580 (m) 相對(duì)于墻趾點(diǎn)，Ex的力臂 Zy = 2.027 (m) 驗(yàn)算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性 傾覆力矩= 385.984(kN-m) 抗傾覆力矩= 1103.659(kN-m) 傾覆驗(yàn)算滿足: K0 = 2.859 > 1.500 傾覆穩(wěn)定方程驗(yàn)算： 傾覆穩(wěn)定方程滿足: 方程值 = 471.492(kN

7、-m) > 0.0(三) 地基應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算 基礎(chǔ)為天然地基，驗(yàn)算墻底偏心距及壓應(yīng)力 取傾斜基底的傾斜寬度驗(yàn)算地基承載力和偏心距 作用于基礎(chǔ)底的總豎向力 = 450.891(kN) 作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=717.675(kN-m) 基礎(chǔ)底面寬度 B = 4.100 (m) 偏心距 e = 0.458(m) 基礎(chǔ)底面合力作用點(diǎn)距離基礎(chǔ)趾點(diǎn)的距離 Zn = 1.592(m) 基底壓應(yīng)力: 趾部=183.740 踵部=36.188(kPa) 最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之比 = 183.740 / 36.188 = 5.077 作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算滿足: e=0.458 <= 0.167

8、*4.100 = 0.683(m) 墻趾處地基承載力驗(yàn)算滿足: 壓應(yīng)力=183.740 <= 312.000(kPa) 墻踵處地基承載力驗(yàn)算滿足: 壓應(yīng)力=36.188 <= 338.000(kPa) 地基平均承載力驗(yàn)算滿足: 壓應(yīng)力=109.964 <= 260.000(kPa)(四) 基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算 基礎(chǔ)為天然地基，不作強(qiáng)度驗(yàn)算(五) 墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算 驗(yàn)算截面以上，墻身截面積 = 14.688(m2) 重量 = 352.512 kN 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，墻身重力的力臂 Zw = 2.352 (m) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ey的力臂 Zx = 3.580 (m) 相對(duì)于驗(yàn)

9、算截面外邊緣，Ex的力臂 Zy = 2.027 (m)容許應(yīng)力法: 法向應(yīng)力檢算: 作用于驗(yàn)算截面的總豎向力 = 414.125(kN) 作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=663.341(kN-m) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，合力作用力臂 Zn = 1.602(m) 截面寬度 B = 4.080 (m) 偏心距 e1 = 0.438(m) 截面上偏心距驗(yàn)算滿足: e1= 0.438 <= 0.250*4.080 = 1.020(m) 截面上壓應(yīng)力: 面坡=166.911 背坡=36.091(kPa) 壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 166.911 <= 1000.000(kPa) 切向應(yīng)力檢算: 剪

10、應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= -14.237 <= 90.000(kPa)極限狀態(tài)法: 重要性系數(shù)40 = 1.000 驗(yàn)算截面上的軸向力組合設(shè)計(jì)值Nd = 507.056(kN) 軸心力偏心影響系數(shù)醟 = 0.878 擋墻構(gòu)件的計(jì)算截面每沿米面積A = 4.080(m2) 材料抗壓極限強(qiáng)度Ra = 600000.000(kPa) 圬工構(gòu)件或材料的抗力分項(xiàng)系數(shù)鉬 = 2.310 偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)豮 = 1.000 計(jì)算強(qiáng)度時(shí): 強(qiáng)度驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 507.056 <= 930875.250(kN) 計(jì)算穩(wěn)定時(shí): 穩(wěn)定驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 507.056 &l

11、t;= 930612.438(kN)(六) 臺(tái)頂截面強(qiáng)度驗(yàn)算 土壓力計(jì)算 計(jì)算高度為 5.200(m)處的庫(kù)侖主動(dòng)土壓力 無(wú)荷載時(shí)的破裂角 = 38.610(度) 按實(shí)際墻背計(jì)算得到: 第1破裂角： 38.610(度) Ea=135.176 Ex=128.920 Ey=40.648(kN) 作用點(diǎn)高度 Zy=1.895(m) 墻身截面積 = 11.108(m2) 重量 = 266.592 kN 墻頂上的土重 = 1.583(kN) 重心坐標(biāo)(0.833,0.111)(相對(duì)于墻面坡上角點(diǎn)) 強(qiáng)度驗(yàn)算 驗(yàn)算截面以上，墻身截面積 = 10.608(m2) 重量 = 254.592 kN 相對(duì)于驗(yàn)算截

12、面外邊緣，墻身重力的力臂 Zw = 1.972 (m) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ey的力臂 Zx = 3.080 (m) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ex的力臂 Zy = 1.895 (m)容許應(yīng)力法: 法向應(yīng)力檢算: 作用于驗(yàn)算截面的總豎向力 = 296.824(kN) 作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=387.451(kN-m) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，合力作用力臂 Zn = 1.305(m) 截面寬度 B = 3.080 (m) 偏心距 e1 = 0.235(m) 截面上偏心距驗(yàn)算滿足: e1= 0.235 <= 0.250*3.080 = 0.770(m) 截面上壓應(yīng)力: 面坡=140.429 背坡

13、=52.314(kPa) 壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 140.429 <= 1000.000(kPa) 切向應(yīng)力檢算: 剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= -15.966 <= 90.000(kPa)極限狀態(tài)法: 重要性系數(shù)50 = 1.000 驗(yàn)算截面上的軸向力組合設(shè)計(jì)值Nd = 362.418(kN) 軸心力偏心影響系數(shù)醟 = 0.935 擋墻構(gòu)件的計(jì)算截面每沿米面積A = 3.080(m2) 材料抗壓極限強(qiáng)度Ra = 600000.000(kPa) 圬工構(gòu)件或材料的抗力分項(xiàng)系數(shù)鉬 = 2.310 偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)豮 = 0.997 計(jì)算強(qiáng)度時(shí): 強(qiáng)度驗(yàn)算滿足:

14、計(jì)算值= 362.418 <= 747896.750(kN) 計(jì)算穩(wěn)定時(shí): 穩(wěn)定驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 362.418 <= 745823.563(kN)=第 2 種情況: 組合2= 組合系數(shù): 1.000 1. 擋土墻結(jié)構(gòu)重力 分項(xiàng)系數(shù) = 1.200 2. 墻頂上的有效永久荷載 分項(xiàng)系數(shù) = 1.400 3. 墻頂與第二破裂面間有效荷載 分項(xiàng)系數(shù) = 1.400 4. 填土側(cè)壓力 分項(xiàng)系數(shù) = 1.400 5. 車輛荷載引起的土側(cè)壓力 分項(xiàng)系數(shù) = 1.400 6. 附加力 分項(xiàng)系數(shù) = 1.000 = 土壓力計(jì)算 計(jì)算高度為 6.558(m)處的庫(kù)侖主動(dòng)土壓力 無(wú)荷載時(shí)的破裂角

15、 = 36.980(度) 按實(shí)際墻背計(jì)算得到: 第1破裂角： 36.980(度) Ea=199.629 Ex=190.389 Ey=60.030(kN) 作用點(diǎn)高度 Zy=2.385(m) 墻身截面積 = 15.520(m2) 重量 = 372.488 kN 墻頂上的土重 = 1.583(kN) 重心坐標(biāo)(0.833,0.111)(相對(duì)于墻面坡上角點(diǎn))(一) 滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算 基底摩擦系數(shù) = 0.500 采用傾斜基底增強(qiáng)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性,計(jì)算過程如下: 基底傾斜角度 = 5.711 (度) Wn = 372.215(kN) En = 78.676(kN) Wt = 37.221(kN) Et =

16、183.471(kN) 滑移力= 146.250(kN) 抗滑力= 225.445(kN) 滑移驗(yàn)算滿足: Kc = 1.542 > 1.300 滑動(dòng)穩(wěn)定方程驗(yàn)算： 滑動(dòng)穩(wěn)定方程滿足: 方程值 = 44.094(kN) > 0.0 地基土摩擦系數(shù) = 0.500 地基土層水平向: 滑移力= 190.389(kN) 抗滑力= 224.957(kN) 地基土層水平向: 滑移驗(yàn)算不滿足: Kc2 = 1.182 <= 1.300(二) 傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 相對(duì)于墻趾點(diǎn)，墻身重力的力臂 Zw = 2.371 (m) 相對(duì)于墻趾點(diǎn)，Ey的力臂 Zx = 3.580 (m) 相對(duì)于墻趾點(diǎn)，E

17、x的力臂 Zy = 2.027 (m) 驗(yàn)算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性 傾覆力矩= 385.984(kN-m) 抗傾覆力矩= 1103.659(kN-m) 傾覆驗(yàn)算滿足: K0 = 2.859 > 1.500 傾覆穩(wěn)定方程驗(yàn)算： 傾覆穩(wěn)定方程滿足: 方程值 = 471.492(kN-m) > 0.0(三) 地基應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算 基礎(chǔ)為天然地基，驗(yàn)算墻底偏心距及壓應(yīng)力 取傾斜基底的傾斜寬度驗(yàn)算地基承載力和偏心距 作用于基礎(chǔ)底的總豎向力 = 450.891(kN) 作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=717.675(kN-m) 基礎(chǔ)底面寬度 B = 4.100 (m) 偏心距 e = 0.458(m

18、) 基礎(chǔ)底面合力作用點(diǎn)距離基礎(chǔ)趾點(diǎn)的距離 Zn = 1.592(m) 基底壓應(yīng)力: 趾部=183.740 踵部=36.188(kPa) 最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之比 = 183.740 / 36.188 = 5.077 作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算滿足: e=0.458 <= 0.167*4.100 = 0.683(m) 墻趾處地基承載力驗(yàn)算滿足: 壓應(yīng)力=183.740 <= 312.000(kPa) 墻踵處地基承載力驗(yàn)算滿足: 壓應(yīng)力=36.188 <= 338.000(kPa) 地基平均承載力驗(yàn)算滿足: 壓應(yīng)力=109.964 <= 260.000(kPa)(四) 基礎(chǔ)強(qiáng)

19、度驗(yàn)算 基礎(chǔ)為天然地基，不作強(qiáng)度驗(yàn)算(五) 墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算 驗(yàn)算截面以上，墻身截面積 = 14.688(m2) 重量 = 352.512 kN 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，墻身重力的力臂 Zw = 2.352 (m) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ey的力臂 Zx = 3.580 (m) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ex的力臂 Zy = 2.027 (m)容許應(yīng)力法: 法向應(yīng)力檢算: 作用于驗(yàn)算截面的總豎向力 = 414.125(kN) 作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=663.341(kN-m) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，合力作用力臂 Zn = 1.602(m) 截面寬度 B = 4.080 (m) 偏心距 e1 = 0.

20、438(m) 截面上偏心距驗(yàn)算滿足: e1= 0.438 <= 0.250*4.080 = 1.020(m) 截面上壓應(yīng)力: 面坡=166.911 背坡=36.091(kPa) 壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 166.911 <= 1000.000(kPa) 切向應(yīng)力檢算: 剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= -14.237 <= 90.000(kPa)極限狀態(tài)法: 重要性系數(shù)70 = 1.000 驗(yàn)算截面上的軸向力組合設(shè)計(jì)值Nd = 507.056(kN) 軸心力偏心影響系數(shù)醟 = 0.878 擋墻構(gòu)件的計(jì)算截面每沿米面積A = 4.080(m2) 材料抗壓極限強(qiáng)度Ra = 60000

21、0.000(kPa) 圬工構(gòu)件或材料的抗力分項(xiàng)系數(shù)鉬 = 2.310 偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)豮 = 1.000 計(jì)算強(qiáng)度時(shí): 強(qiáng)度驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 507.056 <= 930875.250(kN) 計(jì)算穩(wěn)定時(shí): 穩(wěn)定驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 507.056 <= 930612.438(kN)(六) 臺(tái)頂截面強(qiáng)度驗(yàn)算 土壓力計(jì)算 計(jì)算高度為 5.200(m)處的庫(kù)侖主動(dòng)土壓力 無(wú)荷載時(shí)的破裂角 = 38.610(度) 按實(shí)際墻背計(jì)算得到: 第1破裂角： 38.610(度) Ea=135.176 Ex=128.920 Ey=40.648(kN) 作用點(diǎn)高度 Zy=1.

22、895(m) 墻身截面積 = 11.108(m2) 重量 = 266.592 kN 墻頂上的土重 = 1.583(kN) 重心坐標(biāo)(0.833,0.111)(相對(duì)于墻面坡上角點(diǎn)) 強(qiáng)度驗(yàn)算 驗(yàn)算截面以上，墻身截面積 = 10.608(m2) 重量 = 254.592 kN 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，墻身重力的力臂 Zw = 1.972 (m) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ey的力臂 Zx = 3.080 (m) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ex的力臂 Zy = 1.895 (m)容許應(yīng)力法: 法向應(yīng)力檢算: 作用于驗(yàn)算截面的總豎向力 = 296.824(kN) 作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=387.451(kN-m

23、) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，合力作用力臂 Zn = 1.305(m) 截面寬度 B = 3.080 (m) 偏心距 e1 = 0.235(m) 截面上偏心距驗(yàn)算滿足: e1= 0.235 <= 0.250*3.080 = 0.770(m) 截面上壓應(yīng)力: 面坡=140.429 背坡=52.314(kPa) 壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 140.429 <= 1000.000(kPa) 切向應(yīng)力檢算: 剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= -15.966 <= 90.000(kPa)極限狀態(tài)法: 重要性系數(shù)80 = 1.000 驗(yàn)算截面上的軸向力組合設(shè)計(jì)值Nd = 362.418(kN) 軸

24、心力偏心影響系數(shù)醟 = 0.935 擋墻構(gòu)件的計(jì)算截面每沿米面積A = 3.080(m2) 材料抗壓極限強(qiáng)度Ra = 600000.000(kPa) 圬工構(gòu)件或材料的抗力分項(xiàng)系數(shù)鉬 = 2.310 偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)豮 = 0.997 計(jì)算強(qiáng)度時(shí): 強(qiáng)度驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 362.418 <= 747896.750(kN) 計(jì)算穩(wěn)定時(shí): 穩(wěn)定驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 362.418 <= 745823.563(kN)= 各組合最不利結(jié)果=(一) 滑移驗(yàn)算 安全系數(shù)最不利為：組合1(組合1) 抗滑力 = 225.445(kN),滑移力 = 146.250(kN)。

25、滑移驗(yàn)算滿足: Kc = 1.542 > 1.300 滑動(dòng)穩(wěn)定方程驗(yàn)算最不利為：組合1(組合1) 滑動(dòng)穩(wěn)定方程滿足: 方程值 = 44.094(kN) > 0.0 安全系數(shù)最不利為：組合1(組合1) 抗滑力 = 225.445(kN),滑移力 = 146.250(kN)。 地基土層水平向: 滑移驗(yàn)算不滿足: Kc2 = 1.182 <= 1.300(二) 傾覆驗(yàn)算 安全系數(shù)最不利為：組合1(組合1) 抗傾覆力矩 = 1103.659(kN-M),傾覆力矩 = 385.984(kN-m)。 傾覆驗(yàn)算滿足: K0 = 2.859 > 1.500 傾覆穩(wěn)定方程驗(yàn)算最不利為：組合1(組合1) 傾覆穩(wěn)定方程滿足: 方程值 = 471.492(kN-m) > 0.0(三) 地基驗(yàn)算 作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算最不利為：組合1(組合1) 作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算滿足: e=0.458 <= 0.167*4.100 = 0.683(m) 墻趾處地基承載力驗(yàn)算最不利為：組合1(組合1) 墻趾處地基承載力驗(yàn)算滿足: 壓應(yīng)力=183.740 <= 312.000(kPa) 墻踵處地基承載力驗(yàn)算最不利為：組合1(組合1) 墻踵處地基承載力驗(yàn)算滿足: 壓應(yīng)力=36.188 <= 338.000(kPa)地基平均承