3.0米高重力式擋墻驗(yàn)算（土壓力計(jì)算方法：庫(kù)倫）

3.0米高重力式擋墻驗(yàn)算（土壓力計(jì)算方法：庫(kù)倫）重力式擋墻驗(yàn)算計(jì)算項(xiàng)目：重力式擋墻1計(jì)算時(shí)間：2023-03-0714:33:53星期二執(zhí)行規(guī)范：[1]《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002），本文簡(jiǎn)稱《邊坡規(guī)范》[2]《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001），本文簡(jiǎn)稱《荷載規(guī)范》[3]《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010），本文簡(jiǎn)稱《抗震規(guī)范》[4]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010），本文簡(jiǎn)稱《混凝土規(guī)范》[5]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002），本文簡(jiǎn)稱《基礎(chǔ)規(guī)范》[6]《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50003-2001），本文簡(jiǎn)稱《砌體規(guī)范》----------------------------------------------------------------------[簡(jiǎn)圖]--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[已知條件]----------------------------------------------------------------------1.基本信息邊坡類型土質(zhì)邊坡邊坡等級(jí)二級(jí)墻身高(m)3.000采用擴(kuò)展墻趾臺(tái)階√墻頂寬(m)1.000├臺(tái)階尺寸b1(m)0.600面坡傾斜坡度(1:m)0.250├臺(tái)階尺寸h1(m)0.600背坡傾斜坡度(1:m)0.250├臺(tái)階尺寸b2(m)0.000墻底傾斜坡度(m:1)0.250├臺(tái)階尺寸h2(m)0.000采用擴(kuò)展墻踵臺(tái)階ㄨ└臺(tái)階與墻面坡度相同√采用鋼筋砼擴(kuò)展基礎(chǔ)√墻身材料種類素混凝土墻體容重(kN/m3)25.000砼強(qiáng)度等級(jí)C25受剪驗(yàn)算是否考慮軸力ㄨ鋼筋砼擴(kuò)展基礎(chǔ)：土壓力起算點(diǎn)結(jié)構(gòu)底面懸挑長(zhǎng)度(m)0.800根部高度(m)0.600端頭高度(m)0.500榫頭寬度(m)0.000榫頭高度(m)0.000基礎(chǔ)容重(kN/m3)25.000混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25鋼筋級(jí)別HRB400鋼筋合力點(diǎn)到外皮距離(mm)50.0002.巖土信息背側(cè)坡線數(shù)1面?zhèn)绕戮€數(shù)---墻趾埋深(m)1.200背側(cè)坡線水平投影長(zhǎng)豎向投影長(zhǎng)坡線長(zhǎng)坡線仰角荷載數(shù)序號(hào)(m)(m)(m)(度)12.0000.0002.0000.0000面?zhèn)绕戮€水平投影長(zhǎng)豎向投影長(zhǎng)坡線長(zhǎng)坡線仰角序號(hào)(m)(m)(m)(度)1------------2------------墻后填土層數(shù)1填土與墻背摩擦角(度)11.500墻后穩(wěn)定地面角(度)20.000填土與穩(wěn)定面摩擦角(度)10.750墻后土層土層厚重度浮重度粘聚力內(nèi)摩擦角序號(hào)(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1---20.000---3.00023.000地基巖土重度(kN/m3)20.100地基巖土粘聚力(kPa)16.970地基巖土內(nèi)摩擦角(度)10.750修正后承載力特征值(kPa)150.000地基巖土對(duì)基底摩擦系數(shù)0.200地基巖土間摩擦系數(shù)0.500基底寬度取斜面長(zhǎng)度3.荷載信息場(chǎng)地環(huán)境一般地區(qū)土壓力計(jì)算方法庫(kù)侖主動(dòng)巖土壓力增大系數(shù)1.000有限范圍填土土壓力√荷載組合數(shù)2序號(hào)組合名稱組合系數(shù)1組合1---2組合2---(1)組合1序號(hào)荷載名稱荷載類型是否參與分項(xiàng)系數(shù)1擋墻結(jié)構(gòu)自重永久荷載√1.0002墻頂與第二破裂面間有效荷載永久荷載√1.0003墻背側(cè)巖土側(cè)壓力永久荷載√1.0004墻背側(cè)地表荷載引起巖土側(cè)壓力可變荷載√1.000(2)組合2序號(hào)荷載名稱荷載類型是否參與分項(xiàng)系數(shù)1擋墻結(jié)構(gòu)自重永久荷載√1.0002墻頂與第二破裂面間有效荷載永久荷載√1.0003墻背側(cè)巖土側(cè)壓力永久荷載√1.0004墻背側(cè)地表荷載引起巖土側(cè)壓力可變荷載√1.000----------------------------------------------------------------------[計(jì)算內(nèi)容]----------------------------------------------------------------------（1）墻身力系計(jì)算（2）滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算（3）傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算（4）地基承載力及偏心距驗(yàn)算（5）基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算（6）墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算（7）臺(tái)頂截面強(qiáng)度驗(yàn)算----------------------------------------------------------------------[計(jì)算結(jié)果]----------------------------------------------------------------------一、【組合1】(一)作用在擋土墻上的力系計(jì)算1巖土壓力計(jì)算(1)合力 按《邊坡規(guī)范》公式(6.2.8)計(jì)算有限范圍填土土壓力： Ea=39.150(kN)Ex=35.325(kN)Ey=16.877(kN)作用點(diǎn)高度Zy=1.276(m)(2)分布 巖土壓力分布見(jiàn)左側(cè)結(jié)果圖。2墻身重力計(jì)算 墻身截面積=6.891(m2)重量=172.283(kN)重心至墻趾的水平距離=1.826(m)(二)滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算 基底摩擦系數(shù)=0.200 因墻下基礎(chǔ)為鋼筋混凝土底板，所以需要驗(yàn)算基礎(chǔ)底面的滑移穩(wěn)定性 基礎(chǔ)截面積=2.485(m2)基礎(chǔ)重量Wj=62.127(kN) 采用傾斜基底增強(qiáng)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性,計(jì)算過(guò)程如下： 基底傾斜角度=14.036(度) 總豎向力=251.287(kN)，在基底面的法向分量=243.784(kN)，切向分量=60.946(kN) 總水平力=35.325(kN)，在基底面的法向分量=8.568(kN)，切向分量=34.271(kN) 滑移力=-26.675(kN)抗滑力=50.470(kN) 滑移力為負(fù)值，不計(jì)算抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù)！ 地基土摩擦系數(shù)=0.500 地基土土楔重=41.881(kN) 地基土層水平向:滑移力=35.325(kN)抗滑力=146.584(kN) 地基土層水平向:滑移驗(yàn)算滿足:Kc2=4.150>1.300(三)傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 相對(duì)于墻趾點(diǎn)： 墻身重力的力臂=1.826(m)Ey的力臂=2.988(m)Ex的力臂=0.449(m) 基礎(chǔ)為鋼筋混凝土底板，驗(yàn)算擋土墻繞基礎(chǔ)趾點(diǎn)傾覆穩(wěn)定性 基礎(chǔ)截面積=2.485(m2)基礎(chǔ)重量Wj=62.127kN 基礎(chǔ)重心距離基礎(chǔ)趾點(diǎn)的水平距離=2.142(m) 傾覆力矩=29.565(kN-m)抗傾覆力矩=672.420(kN-m) 傾覆驗(yàn)算滿足:K0=22.743>1.600(四)地基承載力及偏心距驗(yàn)算 基礎(chǔ)類型為鋼筋砼底板，驗(yàn)算底板下偏心距及壓應(yīng)力 基礎(chǔ)截面積=2.485(m2)基礎(chǔ)重量Wj=62.127(kN) 取傾斜基底的傾斜寬度驗(yàn)算地基承載力和偏心距 相對(duì)于墻趾點(diǎn)： 總豎向力(標(biāo)準(zhǔn)值)=252.351(kN)總彎矩(標(biāo)準(zhǔn)值)=642.855(kN-m)力臂Zn=2.547(m) 基礎(chǔ)底面寬度B=4.208(m)偏心距e=-0.443(m)(右偏) 作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算滿足：e=0.443≤0.250×4.208=1.052(m) 基底壓力(標(biāo)準(zhǔn)值)：墻趾=22.071(kPa)墻踵=97.856(kPa) 地基平均承載力驗(yàn)算滿足：pk=59.963≤fa=150.000(kPa) 基礎(chǔ)邊緣地基承載力驗(yàn)算滿足：pkmax=97.856≤1.2fa=1.2×150.000=180.000(kPa)(五)基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算 基礎(chǔ)為鋼筋混凝土底板，需要作強(qiáng)度驗(yàn)算 基礎(chǔ)截面積=2.485(m2)基礎(chǔ)重量Wj=62.127(kN) 取傾斜基底的傾斜寬度驗(yàn)算地基承載力和偏心距 基礎(chǔ)底面寬度B=4.208(m)偏心距e=-0.443(m)(右偏) 基礎(chǔ)底面合力作用點(diǎn)距離趾點(diǎn)的距離Zn=2.547(m) 基礎(chǔ)底壓力(設(shè)計(jì)值)：趾部=22.071(kPa)踵部=97.856(kPa)懸臂根部=36.477(kPa) 重要性系數(shù)γ0=1.000 混凝土底板基礎(chǔ)懸臂端部強(qiáng)度驗(yàn)算： 截面高度：H'=0.600(m) 截面彎矩：M=-3.085(kN-m) 截面剪力：Q=5.216(kN) 縱向受拉鋼筋：As=ξa1fcbh0/fy=16mm2ρ=0.00%<ρmin=0.20%按構(gòu)造配筋A(yù)s=1200mm2 抗剪截面驗(yàn)算：V=5.22kN<0.250βcfcbh0=1636.25kN截面滿足 抗剪承載力驗(yàn)算：5.22(kN)≤0.7βhftbh0=488.95(kN)滿足(六)墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算1巖土壓力不重新計(jì)算2墻身重力計(jì)算 墻身截面積=5.610(m2)重量=140.250(kN)重心至墻趾的水平距離=1.755(m)3截面驗(yàn)算 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣： 墻身重力的力臂=1.755(m)Ey的力臂=2.988(m)Ex的力臂=0.449(m) 相對(duì)于截面趾點(diǎn)： 總豎向力(設(shè)計(jì)值)=157.127(kN)總彎矩(設(shè)計(jì)值)=280.754(kN-m)力臂Zn=1.787(m) 截面寬度B=3.100(m)偏心距e=-0.237(m)(右偏) 截面上偏心距驗(yàn)算滿足：e=0.237≤0.225×3.100=0.697(m) 重要性系數(shù)γ0=1.000 驗(yàn)算截面上的軸向壓力設(shè)計(jì)值N=157.127(kN) 素混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)φ=1.000 每沿米混凝土受壓區(qū)面積A'c=3.574(m2) 素混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcc=10115.0(kPa) 受壓承載力驗(yàn)算滿足：γ0N=157.127<φf(shuō)ccA'c=36147.000(kN) 重要性系數(shù)γ0=1.000 驗(yàn)算截面上的剪力設(shè)計(jì)值V=35.325(kN) 軸向壓力設(shè)計(jì)值N=157.127(kN) 擋墻構(gòu)件的計(jì)算截面每沿米面積A=3.100(m2) 素混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fct=698.500(kPa) 計(jì)算截面的剪跨比λ=1.5 受剪承載力驗(yàn)算滿足:γ0V=35.325<1.75ftbh0/(λ+1)=1515.745(kPa)(七)臺(tái)頂截面強(qiáng)度驗(yàn)算1巖土壓力計(jì)算 按《邊坡規(guī)范》公式(6.2.8)計(jì)算有限范圍填土土壓力： Ea=7.367(kN)Ex=6.647(kN)Ey=3.176(kN)作用點(diǎn)高度Zy=0.800(m)2墻身重力計(jì)算 墻身截面積=3.840(m2)重量=96.000(kN)重心至墻趾的水平距離=1.100(m)3截面驗(yàn)算 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣： 墻身重力的力臂=1.100(m)Ey的力臂=2.000(m)Ex的力臂=0.800(m) 相對(duì)于截面趾點(diǎn)： 總豎向力(設(shè)計(jì)值)=99.176(kN)總彎矩(設(shè)計(jì)值)=106.634(kN-m)力臂Zn=1.075(m) 截面寬度B=2.200(m)偏心距e=0.025(m)(左偏) 截面上偏心距驗(yàn)算滿足：e=0.025≤0.225×2.200=0.495(m) 重要性系數(shù)γ0=1.000 驗(yàn)算截面上的軸向壓力設(shè)計(jì)值N=99.176(kN) 素混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)φ=1.000 每沿米混凝土受壓區(qū)面積A'c=2.150(m2) 素混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcc=10115.0(kPa) 受壓承載力驗(yàn)算滿足：γ0N=99.176<φf(shuō)ccA'c=21751.301(kN) 重要性系數(shù)γ0=1.000 驗(yàn)算截面上的剪力設(shè)計(jì)值V=6.647(kN) 軸向壓力設(shè)計(jì)值N=99.176(kN) 擋墻構(gòu)件的計(jì)算截面每沿米面積A=2.200(m2) 素混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fct=698.500(kPa) 計(jì)算截面的剪跨比λ=1.5 受剪承載力驗(yàn)算滿足:γ0V=6.647<1.75ftbh0/(λ+1)=1075.690(kPa)二、【組合2】(一)作用在擋土墻上的力系計(jì)算1巖土壓力計(jì)算(1)合力 按《邊坡規(guī)范》公式(6.2.8)計(jì)算有限范圍填土土壓力： Ea=39.150(kN)Ex=35.325(kN)Ey=16.877(kN)作用點(diǎn)高度Zy=1.276(m)(2)分布 巖土壓力分布見(jiàn)左側(cè)結(jié)果圖。2墻身重力計(jì)算 墻身截面積=6.891(m2)重量=172.283(kN)重心至墻趾的水平距離=1.826(m)(二)滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算 基底摩擦系數(shù)=0.200 因墻下基礎(chǔ)為鋼筋混凝土底板，所以需要驗(yàn)算基礎(chǔ)底面的滑移穩(wěn)定性 基礎(chǔ)截面積=2.485(m2)基礎(chǔ)重量Wj=62.127(kN) 采用傾斜基底增強(qiáng)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性,計(jì)算過(guò)程如下： 基底傾斜角度=14.036(度) 總豎向力=251.287(kN)，在基底面的法向分量=243.784(kN)，切向分量=60.946(kN) 總水平力=35.325(kN)，在基底面的法向分量=8.568(kN)，切向分量=34.271(kN) 滑移力=-26.675(kN)抗滑力=50.470(kN) 滑移力為負(fù)值，不計(jì)算抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù)！ 地基土摩擦系數(shù)=0.500 地基土土楔重=41.881(kN) 地基土層水平向:滑移力=35.325(kN)抗滑力=146.584(kN) 地基土層水平向:滑移驗(yàn)算滿足:Kc2=4.150>1.300(三)傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 相對(duì)于墻趾點(diǎn)： 墻身重力的力臂=1.826(m)Ey的力臂=2.988(m)Ex的力臂=0.449(m) 基礎(chǔ)為鋼筋混凝土底板，驗(yàn)算擋土墻繞基礎(chǔ)趾點(diǎn)傾覆穩(wěn)定性 基礎(chǔ)截面積=2.485(m2)基礎(chǔ)重量Wj=62.127kN 基礎(chǔ)重心距離基礎(chǔ)趾點(diǎn)的水平距離=2.142(m) 傾覆力矩=29.565(kN-m)抗傾覆力矩=672.420(kN-m) 傾覆驗(yàn)算滿足:K0=22.743>1.600(四)地基承載力及偏心距驗(yàn)算 基礎(chǔ)類型為鋼筋砼底板，驗(yàn)算底板下偏心距及壓應(yīng)力 基礎(chǔ)截面積=2.485(m2)基礎(chǔ)重量Wj=62.127(kN) 取傾斜基底的傾斜寬度驗(yàn)算地基承載力和偏心距 相對(duì)于墻趾點(diǎn)： 總豎向力(標(biāo)準(zhǔn)值)=252.351(kN)總彎矩(標(biāo)準(zhǔn)值)=642.855(kN-m)力臂Zn=2.547(m) 基礎(chǔ)底面寬度B=4.208(m)偏心距e=-0.443(m)(右偏) 作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算滿足：e=0.443≤0.250×4.208=1.052(m) 基底壓力(標(biāo)準(zhǔn)值)：墻趾=22.071(kPa)墻踵=97.856(kPa) 地基平均承載力驗(yàn)算滿足：pk=59.963≤fa=150.000(kPa) 基礎(chǔ)邊緣地基承載力驗(yàn)算滿足：pkmax=97.856≤1.2fa=1.2×150.000=180.000(kPa)(五)基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算 基礎(chǔ)為鋼筋混凝土底板，需要作強(qiáng)度驗(yàn)算 基礎(chǔ)截面積=2.485(m2)基礎(chǔ)重量Wj=62.127(kN) 取傾斜基底的傾斜寬度驗(yàn)算地基承載力和偏心距 基礎(chǔ)底面寬度B=4.208(m)偏心距e=-0.443(m)(右偏) 基礎(chǔ)底面合力作用點(diǎn)距離趾點(diǎn)的距離Zn=2.547(m) 基礎(chǔ)底壓力(設(shè)計(jì)值)：趾部=22.071(kPa)踵部=97.856(kPa)懸臂根部=36.477(kPa) 重要性系數(shù)γ0=1.000 混凝土底板基礎(chǔ)懸臂端部強(qiáng)度驗(yàn)算： 截面高度：H'=0.600(m) 截面彎矩：M=-3.085(kN-m) 截面剪力：Q=5.216(kN) 縱向受拉鋼筋：As=ξa1fcbh0/fy=16mm2ρ=0.00%<ρmin=0.20%按構(gòu)造配筋A(yù)s=1200mm2 抗剪截面驗(yàn)算：V=5.22kN<0.250βcfcbh0=1636.25kN截面滿足 抗剪承載力驗(yàn)算：5.22(kN)≤0.7βhftbh0=488.95(kN)滿足(六)墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算1巖土壓力不重新計(jì)算2墻身重力計(jì)算 墻身截面積=5.610(m2)重量=140.250(kN)重心至墻趾的水平距離=1.755(m)3截面驗(yàn)算 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣： 墻身重力的力臂=1.755(m)Ey的力臂=2.988(m)Ex的力臂=0.449(m) 相對(duì)于截面趾點(diǎn)： 總豎向力(設(shè)計(jì)值)=157.127(kN)總彎矩(設(shè)計(jì)值)=280.754(kN-m)力臂Zn=1.787(m) 截面寬度B=3.100(m)偏心距e=-0.237(m)(右偏) 截面上偏心距驗(yàn)算滿足：e=0.237≤0.225×3.100=0.697(m) 重要性系數(shù)γ0=1.000 驗(yàn)算截面上的軸向壓力設(shè)計(jì)值N=157.127(kN) 素混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)φ=1.000 每沿米混凝土受壓區(qū)面積A'c=3.574(m2) 素混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcc=10115.0(kPa) 受壓承載力驗(yàn)算滿足：γ0N=157.127<φf(shuō)ccA'c=36147.000(kN) 重要性系數(shù)γ0=1.000 驗(yàn)算截面上的剪力設(shè)計(jì)值V=35.325(kN) 軸向壓力設(shè)計(jì)值N=157.127(kN) 擋墻構(gòu)件的計(jì)算截面每沿米面積A=3.100(m2) 素混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fct=698.500(kPa) 計(jì)算截面的剪跨比λ=1.5 受剪承載力驗(yàn)算滿足:γ0V=35.325<1.75ftbh0/(λ+1)=1515.745(kPa)(七)臺(tái)頂截面強(qiáng)度驗(yàn)算1巖土壓力計(jì)算 按《邊坡規(guī)范》公式(6.2.8)計(jì)算有限范圍填土土壓力： Ea=7.367(kN)Ex=6.647(kN)Ey=3.176(kN)作用點(diǎn)高度Zy=0.800(m)2墻身重力計(jì)算 墻身截面積=3.840(m2)重量=96.000(kN)重心至墻趾的水平距離=1.100(m)3截面驗(yàn)算 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣： 墻身重力的力臂=1.100(m)Ey的力臂=2.000(m)Ex的力臂=0.800(m) 相對(duì)于截面趾點(diǎn)： 總豎向力(設(shè)計(jì)值)=99.176(kN)總彎矩(設(shè)計(jì)值)=106.634(kN-m)力臂Zn=1.075(m) 截面寬度B=2.200(m)偏心距e=0.025(m)(左偏) 截面上偏心距驗(yàn)算滿足：e=0.025≤0.225×2.200=0.495(m) 重要性系數(shù)γ0=1.000 驗(yàn)算截面上的軸向壓力設(shè)計(jì)值N=99.176(kN) 素混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)φ=1.000 每沿米混凝土受壓區(qū)面積A'c=2.150(m2) 素混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcc=10115.0(kPa) 受壓承載力驗(yàn)算滿足：γ0N=99.176<φf(shuō)ccA'c=21751.301(kN) 重要性系數(shù)γ0=1.000 驗(yàn)算截面上的剪力設(shè)計(jì)值V=6.647(kN) 軸向壓力設(shè)計(jì)值N=99.176(kN) 擋墻構(gòu)件的計(jì)算截面每沿米面積A=2.200(m2) 素混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fct=698.500(kPa) 計(jì)算截面的剪跨比λ=1.5 受剪承載力驗(yàn)算滿足:γ0V=6.647<1.75ftbh0/(λ+1)=1075.690(kPa)三、【各組合最不利結(jié)果】(一)滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算 抗滑移穩(wěn)定系數(shù)最不利為：組合2(組合2) 抗滑力=50.4