扶壁式挡土墙计算书(理正).doc

扶壁式挡土墙验算[执行标准：公路]
计算项目： 扶壁式挡土墙 2
计算时间：2014-02-14 00:04:31 星期五
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原始条件:

墙身尺寸:
墙身总高: 11.000(m)
墙宽: 0.600(m)
墙趾悬挑长DL: 3.200(m)
墙踵悬挑长DL1: 3.800(m)
底板高DH: 1.100(m)
墙趾端部高DH0: 0.800(m)
扶肋间距: 3.000(m)
扶肋厚: 0.600(m)
扶壁两端墙面板悬挑长度: 0.984(m)
设防滑凸榫:
防滑凸榫尺寸BT1: 1.600(m)
防滑凸榫尺寸BT: 1.500(m)
防滑凸榫尺寸HT: 0.800(m)
防滑凸榫被动土压力修正系数: 1.000
防滑凸榫容许弯曲拉应力: 1.520(MPa)
防滑凸榫容许剪应力: 1.520(MPa)
钢筋合力点到外皮距离: 50(mm)
墙趾埋深: 1.700(m)

物理参数:
混凝土墙体容重: 25.000(kN/m3)
混凝土强度等级: C35
纵筋级别: HRB400
抗剪腹筋级别: HRB400
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: 19.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)
地基土容重: 19.000(kN/m3)
修正后地基承载力特征值: 216.000(kPa)
地基承载力特征值提高系数:
墙趾值提高系数: 1.000
墙踵值提高系数: 1.000
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
地基土内摩擦角: 35.000(度)
土压力计算方法: 库仑

坡线土柱:
坡面线段数: 1
折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数
1 10.500 5.700 0

地面横坡角度: 0.000(度)
填土对横坡面的摩擦角: 35.000(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：《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)
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第 1 种情况: 1
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组合系数: 0.000
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[土压力计算] 计算高度为 11.000(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角 = 40.248(度)
按假想墙背计算得到:
第1破裂角： 41.508(度)
Ea=992.812(kN) Ex=582.751(kN) Ey=803.789(kN) 作用点高度 Zy=3.667(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=13.600(度) 第1破裂角=41.400(度)
Ea=886.310(kN) Ex=586.132(kN) Ey=664.827(kN) 作用点高度 Zy=3.849(m)
墙身截面积 = 15.020(m2) 重量 = 375.500 (kN)
整个墙踵上的土重(不包括超载) = 445.389(kN) 重心坐标(1.863,-5.716)(相对于墙面坡上角点)
墙趾板上的土重 = 45.600(kN) 相对于趾点力臂=1.493(m)
(一) 滑动稳定性验算
基底摩擦系数 = 0.500
采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基础底面宽度 B = 7.600 (m)
墙身重力的力臂 Zw = 3.653 (m)
Ey的力臂 Zx = 6.669 (m)
Ex的力臂 Zy = 3.849 (m)
作用于基础底的总竖向力 = 1531.316(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=5872.542(kN-m)
基础底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn = 3.835(m)
基础底压应力: 墙趾=195.927 凸榫前沿=198.269 墙踵=207.051(kPa)
凸榫前沿被动土压应力=727.326(kPa)

凸榫抗弯强度验算:

凸榫抗弯强度验算满足: 弯曲拉应力 = 620.652 <= 1520.000(kPa)

凸榫抗剪强度验算:

凸榫抗剪强度验算满足: 剪应力 = 387.907 <= 1520.000(kPa)

滑移力= 586.132(kN) 抗滑力= 1189.841(kN)
滑移验算满足: Kc = 2.030 > 1.300

滑动稳定方程验算：
滑动稳定方程满足: 方程值 = 257.203(kN) > 0.0

(二) 倾覆稳定性验算
相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 3.653 (m)
相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂 Zw1 = 5.063 (m)
相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂 Zw2 = 1.493 (m)
相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 6.669 (m)
相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 3.849 (m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩= 2255.927(kN-m) 抗倾覆力矩= 8128.470(kN-m)
倾覆验算满足: K0 = 3.603 > 1.500

倾覆稳定方程验算：
倾覆稳定方程满足: 方程值 = 5133.581(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 = 1531.316(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=5872.542(kN-m)
基础底面宽度 B = 7.600 (m) 偏心距 e = -0.035(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.835(m)
基底压应力: 趾部=195.927 踵部=207.051(kPa)
最大应力与最小应力之比 = 207.051 / 195.927 = 1.057

作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.035 <= 0.167*7.600 = 1.267(m)

墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=195.927 <= 216.000(kPa)

墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=207.051 <= 216.000(kPa)

地基平均承载力验算满足: 压应力=201.489 <= 216.000(kPa)

(四) 墙趾板强度计算
标准值:
作用于基础底的总竖向力 = 1531.316(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=5872.542(kN-m)
基础底面宽度 B = 7.600 (m) 偏心距 e = -0.035(m)
基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 3.835(m)
基础底压应力: 趾点=195.927 踵点=207.051(kPa)
设计值:
作用于基础底的总竖向力 = 1531.316(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=5872.542(kN-m)
基础底面宽度 B = 7.600 (m) 偏心距 e = -0.035(m)
基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 3.835(m)
基础底压应力: 趾点=195.927 踵点=207.051(kPa)
[趾板根部]
截面高度: H' = 1.100(m)
截面弯矩: M = 0.000(kN-m)
纵向受拉钢筋构造配筋：As = 2176.364(mm2)
截面剪力: Q = 0.000(kN)
剪力设计值 = 0.000(kN) < 798.000(kN)，可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：Av = 1.200(mm2/mm)。
截面弯矩: M(标准值) = 818.117(kN-m)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.522 > 鋐limit = 0.200(mm)！满足允许裂缝宽度的钢筋面积为：As = 5686.364(mm2)，对应的裂缝宽度为：0.200(mm)

(五) 墙踵板强度计算
标准值:
作用于基础底的总竖向力 = 1531.316(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=5872.542(kN-m)
基础底面宽度 B = 7.600 (m) 偏心距 e = -0.035(m)
基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 3.835(m)
基础底压应力: 趾点=195.927 踵点=207.051(kPa)
设计值:
作用于基础底的总竖向力 = 1531.316(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=5872.542(kN-m)
基础底面宽度 B = 7.600 (m) 偏心距 e = -0.035(m)
基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 3.835(m)
基础底压应力: 趾点=195.927 踵点=207.051(kPa)
截面高度: H' = 1.100(m)
踵板边缘的法向应力 = 287.566(kPa)
踵板边缘的法向应力标准值 = 423.541(kPa)
支座弯矩: M = 0.000(kN-m/m)
纵向受拉钢筋构造配筋：As = 2176.364(mm2)
支座弯矩: M(标准值) = 203.300(kN-m/m)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.130(mm) < 鋐limit = 0.200(mm)。
踵板与肋结合处剪力: Q = 0.000(kN/m)
剪力设计值 = 0.000(kN) < 798.000(kN)，可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：Av = 1.200(mm2/mm)。
跨中弯矩: M = 0.000(kN-m/m)
纵向受拉钢筋构造配筋：As = 2176.364(mm2)
跨中弯矩: M(标准值) = 121.980(kN-m/m)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.078(mm) < 鋐limit = 0.200(mm)。

(六) 墙面板强度计算
截面高度: H' = 0.600(m)
替代土压力图形中，面板的设计法向应力 = 48.462(kPa)
替代土压力图形中，面板的设计法向应力(标准值) = 48.462(kPa)
[水平向强度验算]
净跨长为2.400(m)
支座弯矩: M = 0.000(kN-m/m)
纵向受拉钢筋构造配筋：As = 1140.000(mm2)
支座弯矩: M(标准值) = 23.262(kN-m/m)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.054(mm) < 鋐limit = 0.200(mm)。
支座处剪力: Q = 0.000(kN/m)
剪力设计值 = 0.000(kN) < 418.000(kN)，可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：Av = 1.200(mm2/mm)。
跨中弯矩: M = 0.000(kN-m/m)
纵向受拉钢筋构造配筋：As = 1140.000(mm2)
跨中弯矩: M(标准值) = 13.957(kN-m/m)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.032(mm) < 鋐limit = 0.200(mm)。
[竖向强度验算]
最大正弯矩: M = 0.000(kN-m/m)
纵向受拉钢筋构造配筋：As = 1140.000(mm2)
最大正弯矩: M(标准值) = 17.272(kN-m/m)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.040(mm) < 鋐limit = 0.200(mm)。
最大负弯矩: M = 0.000(kN-m/m)
纵向受拉钢筋构造配筋：As = 1140.000(mm2)
最大负弯矩: M(标准值) = 69.087(kN-m/m)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.161(mm) < 鋐limit = 0.200(mm)。

(七) 肋板截面强度验算
[距离墙顶 2.475(m)处]
截面宽度 B = 0.600(m)
截面高度 H = 1.550(m)
翼缘宽度 BT = 1.200(m)
翼缘高度 HT = 0.600(m)
截面剪力 Q = 0.000(kN)
截面弯矩 M = 0.000(kN-m)
纵向受拉钢筋构造配筋：As = 1865.455(mm2)
转换为斜钢筋: As/cos = 1998(mm2)
剪力设计值 = 0.000(kN) < 684.000(kN)，可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：Av = 0.720(mm2/mm)。
截面弯矩 M(标准值) = 73.441(kN-m)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.033(mm) < 鋐limit = 0.200(mm)。
[距离墙顶 4.950(m)处]
截面宽度 B = 0.600(m)
截面高度 H = 2.500(m)
翼缘宽度 BT = 1.800(m)
翼缘高度 HT = 0.600(m)
截面剪力 Q = 0.000(kN)
截面弯矩 M = 0.000(kN-m)
纵向受拉钢筋构造配筋：As = 3046.909(mm2)
转换为斜钢筋: As/cos = 3264(mm2)
剪力设计值 = 0.000(kN) < 1117.200(kN)，可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：Av = 0.720(mm2/mm)。
截面弯矩 M(标准值) = 587.525(kN-m)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.100(mm) < 鋐limit = 0.200(mm)。
[距离墙顶 7.425(m)处]
截面宽度 B = 0.600(m)
截面高度 H = 3.450(m)
翼缘宽度 BT = 2.400(m)
翼缘高度 HT = 0.600(m)
截面剪力 Q = 0.000(kN)
截面弯矩 M = 0.000(kN-m)
纵向受拉钢筋构造配筋：As = 4228.364(mm2)
转换为斜钢筋: As/cos = 4529(mm2)
剪力设计值 = 0.000(kN) < 1550.400(kN)，可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：Av = 0.720(mm2/mm)。
截面弯矩 M(标准值) = 1982.895(kN-m)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.175(mm) < 鋐limit = 0.200(mm)。
[距离墙顶 9.900(m)处]
截面宽度 B = 0.600(m)
截面高度 H = 4.400(m)
翼缘宽度 BT = 3.000(m)
翼缘高度 HT = 0.600(m)
截面剪力 Q = 0.000(kN)
截面弯矩 M = 0.000(kN-m)
纵向受拉钢筋构造配筋：As = 5409.818(mm2)
转换为斜钢筋: As/cos = 5795(mm2)
剪力设计值 = 0.000(kN) < 1983.600(kN)，可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：Av = 0.720(mm2/mm)。
截面弯矩 M(标准值) = 4700.196(kN-m)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.253 > 鋐limit = 0.200(mm)！满足允许裂缝宽度的钢筋面积为：As = 6849.818(mm2)，对应的裂缝宽度为：0.200(mm)

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各组合最不利结果
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(一) 滑移验算

安全系数最不利为：组合1(1)
抗滑力 = 1189.841(kN),滑移力 = 586.132(kN)。

滑移验算满足: Kc = 2.030 > 1.300

滑动稳定方程验算最不利为：组合1(1)

滑动稳定方程满足: 方程值 = 257.203(kN) > 0.0

(二) 倾覆验算

安全系数最不利为：组合1(1)
抗倾覆力矩 = 8128.470(kN-M),倾覆力矩 = 2255.927(kN-m)。
倾覆验算满足: K0 = 3.603 > 1.500

滑动稳定方程验算最不利为：组合1(1)
倾覆稳定方程满足: 方程值 = 5133.581(kN-m) > 0.0

(三) 地基验算

作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(1)

作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.035 <= 0.167*7.600 = 1.267(m)

墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(1)

墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=195.927 <= 216.000(kPa)

墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(1)

墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=207.051 <= 216.000(kPa)

地基平均承载力验算最不利为：组合1(1)

地基平均承载力验算满足: 压应力=201.489 <= 216.000(kPa)

(四) 墙趾板强度计算
[趾板根部]
截面高度: H' = 1.100(m)
抗弯配筋面积最大值结果：组合1(1)
截面弯矩: M = 0.000(kN-m)
配筋面积: As = 5686(mm2)
抗剪配筋面积最大值结果：组合1(1)
截面剪力: Q = 0.000(kN)
配筋面积: Av = 1.200(mm2/m)
裂缝已控制在允许宽度mm以内,以上配
筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。
(五) 墙踵板强度计算
截面高度: H' = 1.100(m)
支座截面抗弯配筋面积最大值结果：组合1(1)
支座弯矩: M = 0.000(kN-m)
支座截面纵筋面积: As = 2176(mm2)
支座截面抗剪配筋面积最大值结果：组合1(1)
支座剪力: Q = 0.000(kN)
支座截面箍筋面积: Av = 1.200(mm2/m)
裂缝已控制在允许宽度mm以内,以上配
筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。
跨中截面配筋面积最大值结果：组合1(1)
跨中弯矩: M = 0.000(kN-m)
跨中截面配筋面积: As = 2176(mm2)
裂缝已控制在允许宽度mm以内,以上配
筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。
(六) 墙面板强度计算
截面高度: H' = 0.600(m)
[水平向强度验算]
跨中截面抗弯配筋面积最大值结果：组合1(1)
跨中截面弯矩: M = 0.000(kN-m/m)
跨中截面配筋面积: As = 1140(mm2)
裂缝已控制在允许宽度0.200mm以内,以上配
筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。
支座截面抗弯配筋面积最大值结果：组合1(1)
支座截面弯矩: M = 0.000(kN-m/m)
支座截面配筋面积: As = 1140(mm2)
支座截面抗剪配筋面积最大值结果：组合1(1)
支座截面剪力: Q = 0.000(kN/m)
支座截面配筋面积: Av = 1.200(mm2/m)
裂缝已控制在允许宽度0.200mm以内,以上配
筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。
[竖向强度验算]
截面配筋面积最大值结果：组合1(1)
最大正弯矩: M = 0.000(kN-m/m)
截面配筋面积: As = 1140(mm2)
裂缝已控制在允许宽度0.200mm以内,以上配
筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。
截面配筋面积最大值结果：组合1(1)
最大负弯矩: M = 0.000(kN-m/m)
截面配筋面积: As = 1140(mm2)
裂缝已控制在允许宽度0.200mm以内,以上配
筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。
(七) 肋板截面强度验算
[距离墙顶 2.475(m)处]
截面宽度 B = 0.600(m)
截面高度 H = 1.550(m)
翼缘宽度 BT = 1.200(m)
翼缘高度 HT = 0.600(m)
抗弯配筋面积最大值结果：组合1(1)
截面弯矩: M = 0.000(kN-m)
配筋面积: As = 1998(mm2)
抗剪配筋面积最大值结果：组合1(1)
截面弯矩: Q = 0.000(kN)
配筋面积: Av = 0.720(mm2/m)
裂缝已控制在允许宽度0.200mm以内,以上配
筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。
[距离墙顶 4.950(m)处]
截面宽度 B = 0.600(m)
截面高度 H = 2.500(m)
翼缘宽度 BT = 1.800(m)
翼缘高度 HT = 0.600(m)
抗弯配筋面积最大值结果：组合1(1)
截面弯矩: M = 0.000(kN-m)
配筋面积: As = 3264(mm2)
抗剪配筋面积最大值结果：组合1(1)
截面弯矩: Q = 0.000(kN)
配筋面积: Av = 0.720(mm2/m)
裂缝已控制在允许宽度0.200mm以内,以上配
筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。
[距离墙顶 7.425(m)处]
截面宽度 B = 0.600(m)
截面高度 H = 3.450(m)
翼缘宽度 BT = 2.400(m)
翼缘高度 HT = 0.600(m)
抗弯配筋面积最大值结果：组合1(1)
截面弯矩: M = 0.000(kN-m)
配筋面积: As = 4529(mm2)
抗剪配筋面积最大值结果：组合1(1)
截面弯矩: Q = 0.000(kN)
配筋面积: Av = 0.720(mm2/m)
裂缝已控制在允许宽度0.200mm以内,以上配
筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。
[距离墙顶 9.900(m)处]
截面宽度 B = 0.600(m)
截面高度 H = 4.400(m)
翼缘宽度 BT = 3.000(m)
翼缘高度 HT = 0.600(m)
抗弯配筋面积最大值结果：组合1(1)
截面弯矩: M = 0.000(kN-m)
配筋面积: As = 5795(mm2)
抗剪配筋面积最大值结果：组合1(1)
截面弯矩: Q = 0.000(kN)
配筋面积: Av = 0.720(mm2/m)
裂缝已控制在允许宽度0.200mm以内,以上配
筋面积为满足控制裂缝控制条件后的面积。