擋土墻課程設(shè)計..

1、成都學(xué)院課程名稱：學(xué)院：專業(yè)：學(xué)號：年級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：二O一五年九月目錄1 .設(shè)計基本資料12 .擬定擋土墻截面尺寸13 .擋土墻自重及重心計算24 .墻后填土和車輛荷載所引起的土壓力計算35 .按基礎(chǔ)寬、深作修正的地基承載力特征值的計算56 .基底合力的偏心距驗算67 .地基承載力驗算78 .擋土墻及基礎(chǔ)沿基底平面和墻踵處地基水平面滑動穩(wěn)定驗算79 .擋土墻繞墻趾點的傾覆穩(wěn)定驗算910 .擋土墻身正截面強度和穩(wěn)定驗算取基頂截面為驗算911 .參考文獻14重力式擋土墻計算書1 .設(shè)計基本資料墻身及基礎(chǔ)填料及地基擋土類型仰斜式路肩墻填料不恢重度7(kN/m3)砂類土19墻高H(m)5.0

2、0填料內(nèi)摩擦角N()35墻間坡度1:0.25填料與墻背摩擦角6%墻背坡度1:0.25基礎(chǔ)頂面埋深(nj)1.08砌筑材料M5漿砌MU50>t石地基土類別重度乙(kN/m3)密實砂類土21砌筑材料的重度工(kN/m3)22.8地基土承載力特征值fa(kN)428地基坡度tan300.20基底與地基土摩擦系數(shù)片0.40療工砌體間的摩擦系數(shù)N0.70地基土摩擦系數(shù)也0.80公路等級及荷載強度片石砂漿砌體強度設(shè)計值公路等級一級抗壓fed(MPa)0.98汽車柿裁標準公路I-級軸心抗拉ftd(MPa)0.328墻頂護欄荷強度2qL(kN/m)9.8彎曲抗拉ftmd(MPa)0.352直接抗剪fvd

3、(MPa)0.4002 .擬定擋土墻截面尺寸已建擋土墻的截面尺寸見圖1,試規(guī)范規(guī)定對其進行驗算:S1肛腦質(zhì)尺寸(鄲:mm)3 .擋土墻自重及重心計算取單位墻長(1m),如圖2所示，將擋土墻截面劃分為三部分，截面各部分對應(yīng)的墻體重量為：G1=22.81.205.01=136.8(KN)G2=22.81.500.51=17.1(KN)G3=22.81.500.29/2=4.95®KN)截面各部分的重心至墻趾(口1)的距離：乙=0.30.50.25(50.251.2)/2=1.65(m)Z2=0.50.25/21.5/2=0.81(m)Z3=(1.51.43)/3=0.98(m)單位墻長的

4、自重重力為：G0=G1G2G3=136.817.14.959二1585(kN)全截面重心至墻趾的距離:Z0=(ZiGiZ2G2Z3G3)/G0143.35二(1.65123.60,8115.230.984.52)=1.54(m)82(單位;nm)4.墻后填土和車輛荷載所引起的土壓力計算當墻身高度為5m時，附加荷載標準值：-2q-16.25(kN/m)換算等代均布土層厚度為：h0=q;但2=0,86(m)19因基礎(chǔ)埋置較淺，不計墻前被動土壓力。當采用庫侖土壓力理論計算墻后填土和車輛荷載引起的主動土壓力時候，計算圖式如圖3所示：13擋土肘勵計算酎俾隹mm)按土壓力計算公式，計算結(jié)果如下:-arct

5、an(-0.25)-14.04,'=：=35-14.0435/2=38.46八2dh0A-tanH(H2h。)因d=0,故A=Tan:=0.25tan?-tan'(cot:tan-)(tan-A)=-tan38.46.(cot35tan38.46)(tan38.460.25)=0.73,口=36.11K=cos(u)(tanftan;)tan36.11-0.25=cos(36.1135)0.16sin(36.1138.46)hi=tantan墻頂至后踵點(。2)的墻背高度為：H=5.79(m)K1=12hoZy十h0一5.790.86-H=331.30-0.29=1.86(m)

6、,hi2ho20.86,“1=1=1=1.30HH5.79后踵點土壓力為：E-1K-K1H2-1190.161.305.792=66.24(kN/m)22單位墻長(1m)上土壓力的水平分量：Ex=Ecos(：、)1=66.24cos(-14.0417.5)1=66.12(kN)單位墻長(1m)上土壓力的豎直分量：Ey=Esin(：、.)1=66.24sin(-14.0417.5)1=4.00(kN)土壓力水平分量的作用點至墻趾的距離:土壓力豎直分量的作用點至墻趾的距離：Zx=B4-(Zy：H)tan：=1.43-(1.860.29)tan(-14.04)=1.97(m)5.按基礎(chǔ)寬、深作修正的

7、地基承載力特征值f1：的計算基礎(chǔ)最小深(算至墻趾點)：h埋=1.6+H2=1.6+0.5=2.10(m)>1.0(m)符合基礎(chǔ)最小埋深的規(guī)定；但h埋<3.0m),且基礎(chǔ)寬度B1=1.43<2.0(m)'所以修正后的地基承載力特征值f等于地基承載力特征值fao當采用荷載組合H時，地基承載力特征值提高系數(shù)K=1.0,一，故fa=1.0x428=428(kPa)驗算地基承載力時，計入作用在擋土墻頂面的護欄荷載強度qL與車輛附加荷載標準值q,基底應(yīng)力計算的力系圖可參見圖4.qL=7.BKNq=L6.25kN/r£圖4擋土蠟物婚算力祁式評住rm6.基底合力的偏心距驗算

8、按規(guī)定：在地基承載力計算中，基礎(chǔ)的作用效應(yīng)取正常使用極限狀態(tài)下作用效應(yīng)標準組合。作用于基底形心處的彎矩：-一UB4)cB4'cfeeB41Mk=G0MZ0-1+qLX0.5X1.925-,i+qM0.7M2.525-1(2廠<2廠<2J.匚仁B4、匚口AH7Ey.Zx1|-EyZx-I2)22)11.43、''1.43、,=158.859父1.541+7.8父0.5父1.925-1+16.25父0.7父2.525<2)22)<1.43I24.001.97-66.1220.291.86=28.835(kNm)2作用于傾斜基底的垂直力：Nk=G0(q

9、L0.5q0.7)EyCos0Exsin0=158.859(7.80.516.250.7)4.001cos11.3166.12sin11.31=195.38(kN)傾斜于基底合力的偏心距為:e0-MkNk16.040.087(m)：183.43B411.46=0.243(m)偏心距驗算符合規(guī)定。7.地基承載力驗算PmaxNkB416e01.B41)183.43X1.460.08716-170.56(kPa)1.46''NkPmin一B41183.43x1.460.0871 -6-80.72(kPa)1.46''基底最大壓應(yīng)力與地基承載力特征值比較:Pmax=17

10、0.56(kPa):二f：=408(kpa)地基承載力驗算通過。帽沿骷雌鼾面胸酸仕瓣圖式辟隹曾n8 .擋土墻及基礎(chǔ)沿基底平面、墻踵處地基水平面的滑動穩(wěn)定驗算按規(guī)定:計算擋土墻及地基穩(wěn)定時，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下的作用效應(yīng)組合。(1)沿基地平面滑動的穩(wěn)定性驗算(圖5)不計墻前填土的被動土壓力，即Ep=0,計入作用于墻頂?shù)淖o欄重力?；瑒臃€(wěn)定方程應(yīng)符合：8.1 G。Qi(EyExtan°)N(1.1G。QiEy)taq)-Q1EX0按規(guī)定，土壓力作用的綜合效應(yīng)增長對擋土墻結(jié)構(gòu)起不利作用時，兀1=1.4,則有：X(158.859+7.8x0.5)+1.4黑(4.00+66.12黑0.

11、2)k0.4+1.1黑(158.859+7.8x0.5)+1.4父4.00】X0.2-1.4x66.12=28.2(kN)>0符合沿基底傾斜平面滑動穩(wěn)定方程的規(guī)定?？够瑒臃€(wěn)定系數(shù)：N=G°EyqL0.5=158.8594.007.80.5=166.76(kN)口(NExtan：0)J1(166.7666.120.2)0.4Kn=2.2ExNtan：066.12-166.760.2規(guī)定，荷載組合II時，抗滑動穩(wěn)定系數(shù)Kc=1.83>1.3,故本例沿傾斜基底的抗滑動穩(wěn)定系數(shù)，符合規(guī)范的規(guī)定。(2)沿過墻踵點水平面滑動穩(wěn)定性驗算(見圖6)計入傾斜基底與水平滑動面之間的土楔的重力

12、AN,砂性土粘聚力c=0N=1.43M0.29父21/2=4.35(kN)滑動穩(wěn)定方程應(yīng)符合：(1.1G。Q1Ey)n-Q1Ex=1.1M(158.859+7.8M0.5)+1.4父4.00卜0.80-1.4父66.12=55.14(KN)0即：計算結(jié)果符合滑動穩(wěn)定方程的規(guī)定0抗滑動穩(wěn)定系數(shù)：Kc=2.071.3(158.8597.80.54.004.35)0.866.12符合本細則抗滑動穩(wěn)定系數(shù)的規(guī)定GLEEx裕淵腦好面胭獻齦耨或®位mm)9 .擋土墻繞墻趾點的傾覆穩(wěn)定驗算不計墻前填土的被動土壓力，(1)傾覆穩(wěn)定方程應(yīng)符合：0.8GoZo+G(EyZx-ExZy)>0即：0.

13、8父(158.8591.54+7.8父0.5父1.925)+1.4父(4.00父1.9766.12父1.86)=40.576(kNm)0,計算結(jié)果符合傾覆穩(wěn)定方程的規(guī)定。(2)抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)：規(guī)定，荷載組合II時，抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)K。之1.50，故本例的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)符合規(guī)定。10 .擋土墻身正截面強度和穩(wěn)定驗算取基頂截面為驗算截面(1)基頂截面壓力計算(圖7)a7塞頂新f士匹加t算國丸彈也mn)由墻踵點土壓力的計算結(jié)果：心=0.16,ho=0.86(m)；基頂截面寬度：Bs=B2=1.20(m)；基頂截面處的計算墻高為：H=5.0(m)。42h020.86按：Ki=1=1=1.34;H51c1

14、C基頂處的士壓力為：E=，KaK1H2=1190.161.3452=50.92(kN/m)22單位墻長(1m)上土壓力的水平分量：Ex=Ecos(«+6)=50.92Mcos(14.04二+17.5,)=50.83(kN)單位墻長(1m)上土壓力的豎直分量:Ey=EMsin(口+6)=50.92sin(14.04二+17.5二)=3.07(kN)H.h0-I33K1土壓力水平分量的作用點至基頂截面前緣的力臂長度:5.000.86=1.88(m)331.34土壓力豎直分量的作用點至基頂截面前緣的力臂長度:Zx=BSH1tan：=1.201.88tan(14.04)=1.67(m)(2)

15、基頂截面偏心距驗算：截面寬度：Bs=B2=1.20(m)取單位墻長(1m),基頂截面以上墻身自重：Ns=G1=136.8(kN)墻身重心至驗算截面前緣力臂長度：Zy=(Bs-Htan口)/2=1.2-5父tan(-14.04口)】/2=1.23(m)墻頂防撞護欄重量換算集中力：Nl=qL0.5-7.80.5=3.90(kN)護欄換算集中力至驗算截面前緣的力臂長度：ZL=0.25H1tamt=1.50(m)Ng=NsNl=136.83.9=140.7(kN)Nq1=Ey=3.07(kN)按公式計算，查表取綜合數(shù)應(yīng)組合系數(shù)中ZC=1.0,并按規(guī)定，取荷載分項系數(shù)Gg=1.2Jq1=1.4,截面形心

16、上的豎向力組合設(shè)計值為：Nd='-zc(gNgQ1NQ1)=1.0(1.2127.51.43.07)=157.30(kN)基底截面形心處，墻身自重及護欄重量作用的力矩：BsBsMg=Ns(Zss)Nl(Zls)22=136.8父(1.23-0.6)+3.9"1.5-0.6)=89.69(kNm)基底截面形心處，墻身自重及護欄重量作用的力矩：Me=EyZxExZy=3.07父(1.670.6)50.83黑1.88=-92.28(kNm)I2)'按規(guī)定，分別取作用分項系數(shù)：g=0.9,Q1=1.4根據(jù)規(guī)定，取綜合效應(yīng)組合系數(shù)中ZC=1.0截面形心上的總力矩組合設(shè)計值：Md

17、="zc(gMgq1Me)=0.989.691.4(-92.28)-48.47(kNm)查表得合力偏心距容許限值為：院】=0.25Bs=0.251.2=0.3(m)截面上的軸向力合力偏心距：e0=|凹上|=一48'7=0.29(m)<0.3(m)|Nd|157.30符合偏心距驗算要求，應(yīng)按驗算受壓構(gòu)件墻身承載力。(3)截面承載力驗算：由前計算結(jié)果知，作用于截面形心上的豎向力組合設(shè)計值為：Nd=157.30(kN)按表規(guī)定，本擋土墻之結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為：丫。=1.0查表得長細比修正系數(shù)：=1.3由公式計算構(gòu)件的長細比：:s=2：H/Bs=21.35.0/1.2=10.83按

18、規(guī)定：1s=0.002，曳="29_0.24Bs1.2由公式得構(gòu)件軸向力的偏心距e0和長細比Ps對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)：1-256包甲k=鼻ML_1+12&)1+otsPs(Ps-3)k+1661IBs；L<Bs；j1-2560.2481=j=】1120.24210.00210.83(10.83-3)1160.2421=0.49A=1.0Bs=1.2(m2),由基本資料知：fed=0.98(Mpa)=980(kN/m2)墻身受壓構(gòu)件抗力效應(yīng)設(shè)計值：kAfed=0.491.2980=576.24(kN)因為¥0Nd=1.0M157.30=157.30(kN)c576.24(kN),符合本細貝U公式(6.3.8-1)的規(guī)定，所以截面尺寸滿足承載力驗算要求。(4)正截面直接受剪驗算：按規(guī)定，要求：0Vd-Afvd-JNGd計算截面上的剪力組合設(shè)計值：Vd=；Q1Ex=1.450.83=71.16(kN)NGd=zc(gNgqiNqi)=1.0(