懸臂式擋土墻結(jié)構(gòu)計(jì)算

10扶壁式擋土墻構(gòu)造計(jì)算一、設(shè)計(jì)資料137.70.4C20筋混凝土構(gòu)造，斷面尺寸見(jiàn)附圖。2、墻背填土為粉質(zhì)粘土，容重19.0kN/m3，內(nèi)摩擦角0

25o。〔SL265—2023〕附錄D，墻背填土為粉質(zhì)粘土?xí)r，內(nèi)摩擦角按等值內(nèi)摩擦角法計(jì)算，等值內(nèi)摩擦角取290。3f050500kPa。4、活荷載為汽車(chē)—201005、抗滑動(dòng)和抗傾覆安全系數(shù)K 1.3，K 1.5。c o6、鋼筋混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：c1〕混凝土標(biāo)號(hào)C20,f=10000kpa，彈性模量cE 2.55107kPah

，抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)t

1100kPa。2〕 級(jí)鋼筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)

y310000

Es20108kPa。3〕鋼筋保護(hù)層厚度取α=50mm。7、最不利荷載組合：1：土壓力+水壓力+上部設(shè)備+掛—1002：土壓力+水壓力+上部設(shè)備+7度地震荷載。二、計(jì)算公式〔一〕土壓力P5901、掛—100h

312.5

=

312.5

=1.49。0 6.60.577H2a

19.0

6.60.5777.70土壓力〔0〕強(qiáng)度按下式計(jì)算：K coscoscos2cos2111cos2290.347aacoscos2cos211cos229 hK =9.82KN/m2o 0 (hH

H)Ka

=19〔1.49+7.7〕0.347=60.59KN/m2Ex271.1(KN)土壓力作用在基底截面的彎距M=1H6

2K (3ha 0

H)=792.9KN.m〔二〕墻身尺寸1、肋凈距L、肋外懸臂長(zhǎng)度L/和肋寬B假定底板厚度h=0.8m，則3H Hh1

=6.9mL=〔0.3～0.5〕H =2.07～3.45mL=3.0m1L/=0.41L=1.23mb=L/8～L/6=0.375～0.5，取b=0.5mB bmH2 1當(dāng)18kN/m3,f040

時(shí)，查表得容重修正系數(shù)107踵板長(zhǎng)度B3

按下式計(jì)算： KcEx B B3 f(Hh) 20(0,Ex

E)踵板修正長(zhǎng)度按下式計(jì)算1B mH3 2 1趾板長(zhǎng)度按下式計(jì)算： 2 B 0.5fH

0 H 0.25(B

B)1 K ( ) 2 3底板長(zhǎng)度B2、立壁厚度

B B1

C 0 HB B3 3立壁根部截面該截面的剪力Q 按下式計(jì)算：1Q E1

XHi

Hi

cos(0.5Hih0

)Ka截面彎矩M1

按下式計(jì)算：M M1 Hi

1H6

cos(0.5Hi

h)Ka04.1.2Q、M為1j 1jQ 1.2Q1j 1M 1.2M1j 1按配筋要求確定厚度取配筋率07%，則R /Rg aA (10.5)0截面有效厚度按下式計(jì)算：M M 1j cA bR00 a按斜裂縫限制要求確定截面有效厚度：Q1j1j0.05 Rb0取計(jì)算值大者。3、底板厚度計(jì)算作用于擋土墻基底總反力為：NKcEx /f底板厚度由踵板掌握，并假設(shè)地基反力近似地呈三角形分布〔 0。212N/B踵板根部截面截面的剪力02

0按下式計(jì)算： Q Q3 3i

B (H3i 1

h) h0 h

0.5B 13i B截面的彎矩按下式計(jì)算：M M

B 3i

[3(H

h)3 h

B3i]3 3i 6 1 0 h 3 1 B4.1.2Q、M為1j 1jQ 1.2Q3j 3M 1.2M3j 3按配筋要求確定厚度取配筋率

0.7%，則A 0.178，截面有效厚度按下式計(jì)算：0M M 3j cA bR00 a按斜裂縫限制要求確定厚度截面有效厚度為Q3j3j0.05 Rb0取計(jì)算值大者。〔三〕墻底穩(wěn)定和基底應(yīng)力驗(yàn)算1、求全墻總豎向力NMy踵板上填土重WZ

〔對(duì)趾板端部得力臂，以下同〕wW B(H3 1

h)0Z B BW 1 2

B /23墻體自重G及力臂ZG力壁自重WA

及力臂ZAW 1A 2

H (Bh 1

b)b2bBZ 2

B22

(B 2b)(B2

b)BA 3(bB2

) 3(bB ) 12夾塊自重WB

及力臂ZBW B

Bhh 2 3Z BB

B /22趾板自重WC

及力臂ZCW C1

bh0h11Z BC 2 1踵板自重WD

及力臂ZDW D

hBh 3 3Z B BD 1 2

B /23GW W W WA B C D((W Z W Z W Z W Z)/GGA AB BC CD D(3)趾板上覆土重WH

及力臂ZHWh(hh0)B1 11Zh B12全墻總豎向力及抗傾覆力矩為NWGWhM WZy W

GZ W ZG h h驗(yàn)算抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)K NfC EX驗(yàn)算抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)傾覆力矩M0M E y0 XMK y0 M0驗(yàn)算偏心矩Z (MN y

M )/N0eB/2Zn驗(yàn)算基底壓力maxmin

N(16e)B B〔四〕墻身配筋計(jì)算取最不利斷面立壁跟部截面計(jì)算。a=M/h2bf0 j c 0 ca=§(1-0.5§)0Rg/RayAg=fbh§/fyc 0三、計(jì)算成果1、墻身尺寸見(jiàn)以下圖。2、墻底穩(wěn)定和基底應(yīng)力計(jì)算成果見(jiàn)下表墻底穩(wěn)定和基底應(yīng)力計(jì)算成果見(jiàn)下表墻高〔米〕根底底寬〔米〕KCK0maxmin〔kN/m2〕〔kN/m2〕11.67.71.494.4200.6144.1106.81.644.7198.4124.385.651.825.0194.894.8均滿足要求。3、配筋計(jì)算成果見(jiàn)下表配筋計(jì)算成果表墻高 立壁跟部 Mi〔米〕〔米〕(kN·m)

a 0

Ag〔mm2〕

選用Ag〔mm2〕φ25@8511.6 1.02 1266.7 0.14 0.6 579410 0.95 825.0 0.11 0.5 40048 0.85 399.2 0.07 0.5 2197

(Ag=6266)φ22@85(Ag=4582)φ20@85(Ag=4011)經(jīng)計(jì)算，三種墻高斷面均滿足構(gòu)造要求，不需進(jìn)展斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算，按構(gòu)造配置箍筋即可。包墻計(jì)算書(shū)煙臺(tái)市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院二ΟΟ五年四月1.1根本資料邊墩計(jì)算填土均為粉質(zhì)粘土，容重19.0kN/m30

25o。按《水〔SL265—2023〕附錄D，墻背填土為粉質(zhì)粘土?xí)r，內(nèi)摩擦角按等值內(nèi)摩擦角法計(jì)算，等值內(nèi)摩擦角取290。邊墩順?biāo)?4.68.62厚度取α=50mm。最不利荷載組合：1：土壓力+水壓力+掛—1002：土壓力+水壓力+7荷載計(jì)算作用在墩底截面的彎距：M=532.9KN.m2〕土壓力+掛—100汽車(chē)荷載3F=aξGα/g=0.1*0.25*109.4*3=8.2KN。i1 h Ei iF=aξGα/g=0.1*0.25*〔109.4+3.4*1*24〕*1=4.8KN。i2 h Ei iF=aξGα/g=0.1*0.25*395*1=9.9KN。i3 h Ei iF=22.9KN。i作用在墩底截面的彎距M=8.2×6.9+4.8×3.45+9.9×0=73.1KN.m作用在墩底截面的彎距

=1.2*605.2=726.2KN.m1=1.2*〔361+73.1〕=520.9KN.m。211配筋及裂縫寬度計(jì)算1〕1.25α=γ M/h2bf=1.2*726.2*106*0.5/11902*1000*12.5=0.0252s d 0 ch=h-〔a+d/2〕=1250-50-20/2=11900查《水工混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2—18P44，γ =1.2d4—9P77，§=0.0252Afbh§/f=1209.2mm2。g c 0 y1.5α=γ M/h2bf=1.2*726.2*106/14402*1000*12.5=0.0336s d 0 c4—9P77，§=0.035Afbh§/f=2032.3mm2<A。g c 0 y gmingφggA＞ρ bh=0.15%×1000×1440=2160(mm2),g min 0滿足最小配筋率要求。2)最大裂縫寬度按下式計(jì)算P298：w=kwmax 0k=ααα×2.0×105/E=1.51 2 c s=0.5×10-5σ (3c+0.1d/ρ )0 ss teσ =M/(0.87hA)ss 0g況1底部截面：σ =168.7(N/mm2)；ssA=2α b=2×62.5×1000=1.25×105(mm2)te 2sρ =A/A=0.027＜0.03,取ρ =0.03te g te te=kw

=0.295(mm)＜0.30mm0 max 0滿足抗裂要求?！睤L5073—2023〕計(jì)算。承受擬靜力法計(jì)算地震作用效應(yīng)，各質(zhì)點(diǎn)水平向地震慣性力代表值按下式計(jì)算F=aξGα/gi h Ei i式中Fi—作用在質(zhì)點(diǎn)iξ—地震作用的效應(yīng)折減系數(shù)，取ξ=0.25；G—集中在質(zhì)點(diǎn)的重力作用標(biāo)準(zhǔn)值；Eiαii〔DL5073—2023〕8.1.3h

=0.1g；hg—重力加速度。

。i〔2〕中墩橫向應(yīng)力計(jì)算mzxmin

G M B A I 2min式中：σmax—墩底截面應(yīng)力的最大值和最小值〔MPa；minΣG—每米長(zhǎng)中墩上作用的垂直荷載的總和，ΣG=170.2KN。ΣM—每米長(zhǎng)中墩上各作用荷載對(duì)墩底截面順?biāo)鞣较蛑卅睲=53.82KN.mAA=1×0.8=0.8m2。BB=0.8m。II=1

×B3/12=0.043m3。max =713.4KN/m2=713.4kpa＜f=12500kpamax min σ =287.9KN/m2=287.9kpa＜f1300kPamin 由以上計(jì)算結(jié)果知，中墩墩底截面兩側(cè)在最不利受力條件下均滿足C25按構(gòu)造配置鋼筋即可。本工程中墩在鉛直方向?qū)倨氖軌簶?gòu)件，在水平方向?qū)偈芾瓨?gòu)件。按《水工混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》ρ5

=0.15%,取ρ=0.2%，鋼筋minA=0.2%×1000×1240=2480(mm2)。g豎向受力鋼筋選用7φ22＠150(A=2661mm2)，水平鋼筋選用φ12＠g200(A

=678mm2)。g3排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)水渠。橫向排水溝共設(shè)5道〔其中增設(shè)閘室后橫向排水溝一道，斷面尺寸為60×600mφ1000.