擋土墻設(shè)計和計算PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1擋土墻設(shè)計和計算擋土墻設(shè)計和計算第1頁/共114頁第2頁/共114頁第3頁/共114頁2)半重力式擋土墻 用混凝土灌注，在墻背設(shè)少量鋼筋，并將墻趾展寬(必要時設(shè)少量鋼筋)，或基底設(shè)凸榫，以減薄墻身，節(jié)省圬工。第4頁/共114頁第5頁/共114頁第6頁/共114頁第7頁/共114頁第8頁/共114頁第9頁/共114頁此外，還有加筋土擋土墻、錨定板式擋土墻等。第10頁/共114頁第11頁/共114頁第12頁/共114頁第13頁/共114頁第14頁/共114頁第15頁/共114頁第16頁/共114頁第17頁/共114頁第18頁/共114頁5)外界條件(如地震和浸水等)其中擋墻的位移方向和位移

2、量為土壓影響的主要因素。第19頁/共114頁K0靜止土壓力系數(shù) 當(dāng)擋土墻不產(chǎn)生位移和轉(zhuǎn)動時，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)。此時，作用在墻背上任意深度的靜止土壓應(yīng)力P0按下式計算：第20頁/共114頁第21頁/共114頁第22頁/共114頁1/3H處。（示意圖）第23頁/共114頁akak第24頁/共114頁）（76)2/45(2)2/45(90(2)2/45(22)2/45(200)2/45(2)2/45(20tgrcctgrcctgrckarctgrcHtgctgrHPa第25頁/共114頁大主應(yīng)力。最后墻后填土發(fā)生朗金被動破壞。rcKacHKarHEa222221rzyx第26頁/共114頁)

3、126(22112)116(22KpcHKprHEpEpEpKpcrzKpPp第27頁/共114頁第28頁/共114頁第29頁/共114頁2.庫侖主動土壓力公式當(dāng)墻后地面及墻背都為平面時第30頁/共114頁第31頁/共114頁)146()()()(02122itgtgctgtgtgitgtgxdxdEarzKadzdEaPa)245(212tgrHEa第32頁/共114頁第33頁/共114頁第34頁/共114頁第35頁/共114頁4.庫侖被動土壓力公式2222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cos21iaaiaaaKpKprHEpKp被動土壓力系數(shù)，其它符號意義同

4、前。 用庫侖公式計算被動土壓力，常會引起很大的誤差，而且偏于不安全，它隨a，和i角的加大而迅速增大，這主要是由于實際的破裂面不是一個平面的緣故。另外，要產(chǎn)生計算的全部被動土壓力，土體需要有較大的位移，而結(jié)合實際具體建筑物的特點和要求，一般不允許達到這個條件。因此，實際的被動土壓力不會達到計算的數(shù)值，故在設(shè)計時要考慮折減，采用庫侖公式計算的1/31/2等。第36頁/共114頁第37頁/共114頁第38頁/共114頁b.將均布荷載換成當(dāng)量土重。即用假象的土重來代替均布荷載（rh0=q）則當(dāng)量土層厚度為：h0=q/r則地面下某深度的土壓力為：KacKaqrztgctgqrzpa2)()245(2)2

5、45()(2KacKahzrpa2)(0第39頁/共114頁故:主動土壓力Pa=r(h+z)Ka0)cos(coscoshaiaih3)墻后填土有局部荷載，且地形復(fù)雜這時就會出現(xiàn)破裂面高于“荷載內(nèi)”和“荷載外”的問題第40頁/共114頁.),(0),(000000lchbaHfbhaHfABtgAV式中當(dāng)邊界條件一定時，A0,B0為常數(shù)，就可以從破裂棱體的幾何關(guān)系中求得。第41頁/共114頁第42頁/共114頁第43頁/共114頁)cos() sin(aWEa式中：W破裂體（下滑體）ABC的重量 破裂體與坡面BC間的摩擦角。當(dāng)坡面無地下水，并按規(guī)定挖臺階填筑時， 可采用填料的內(nèi)摩擦角。當(dāng)墻后地

6、面為一平面（包括有均布荷載）時,土壓應(yīng)力的分布如上圖所示。并可由此近似的計算土壓力的作用點位置。第44頁/共114頁第45頁/共114頁第46頁/共114頁設(shè)計烈度（）7 8 9非浸水1303 6 水下2 305 10 第47頁/共114頁第48頁/共114頁第49頁/共114頁6.粘性土的土壓力計算（1）朗金土壓力公式（2）綜合內(nèi)摩擦角法綜合內(nèi)摩擦角法是用增大內(nèi)摩擦角的方法來考慮粘聚力的影響，然后，按照砂性土的土壓力公式計算土壓力。綜合內(nèi)摩擦角 通常采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)0000)(Hf0第50頁/共114頁)(00rHctgarctgrHtgcrHtg由總土壓力相等推出：2)245(290)2()2

7、45(4)245(290220rHctgarctgrHctgrHctgarctg第51頁/共114頁000第52頁/共114頁第53頁/共114頁土壓力（滑坡推力）墻身重力墻頂上的有效荷載墻背與第二破裂面之間的有效荷載基底法向反力及摩擦力常水位時的靜水壓力和浮力附加力計算水位的靜水壓力和浮力水位退落時的動水壓力波浪壓力凍脹壓力和冰壓力溫度變化的影響第54頁/共114頁地震力施工及臨時荷載其它特殊力作用在擋土墻上的力系，一般只考慮主要力系。只有在浸水和地震等特殊情況下，才考慮附加力和特殊力的作用。擋土墻前部的被動土壓力，一般不予考慮。當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深，且地層穩(wěn)定，不受水流沖刷和擾動破壞時，結(jié)合墻身

8、的位移條件，可考慮適量的被動土壓力。第55頁/共114頁 1.3 （考慮主要力系時） 1.2 （主要力附加力）（2）傾覆安全系數(shù)K0K0 1.5 （主要力） 1.3 （主要力附加力）（3）偏心距（e0）e0 B/6 （B為墻底寬度） B/4 （巖石地基）第56頁/共114頁第57頁/共114頁第58頁/共114頁基底合力的偏心距(右圖)第59頁/共114頁KN.m.ZW、ZX、ZY 、ZPW 、EX、EY、EP對墻趾的力臂（m）N0MMy第60頁/共114頁第61頁/共114頁第62頁/共114頁第63頁/共114頁第64頁/共114頁墻大系數(shù)，一般H=1.01.52.52.擴大基礎(chǔ)設(shè)計當(dāng)擋土

9、墻受傾覆穩(wěn)定、基底應(yīng)力和偏心距控制時，可用擴大基礎(chǔ)，即加設(shè)墻趾臺階的方法解決放大腳墻趾臺階的寬度，根據(jù)傾覆穩(wěn)定、基底應(yīng)力和偏心距等條件，由試算確定。其具體要求如下：第79頁/共114頁（2）鋼筋混凝土底板當(dāng)基底應(yīng)力與地基容許承載力相差較大，需要加寬的 b較大時，為避免h1過高，可采用鋼筋混凝土底板。第80頁/共114頁抗彎要求：鋼筋面積AS第81頁/共114頁注意：*趾部懸臂頂面采用斜坡時，其端部之最小 厚度不得小于30cm。 *分布鋼筋按有關(guān)規(guī)范辦理。第82頁/共114頁第83頁/共114頁第84頁/共114頁第85頁/共114頁由此可知：a)改變胸坡：ZNMyK0 b)改變背坡：EM0 K

10、0 第86頁/共114頁第87頁/共114頁第88頁/共114頁基底傾斜度：一般地區(qū)擋土墻： 0.2:1（土質(zhì)地基） 0.3:1（巖石地基）浸水地區(qū)擋土墻：不設(shè)傾斜角（f小于0.5） 0.1:1（f大于等于0.5）有關(guān)計算斜底斜寬：斜底增加的高度：第89頁/共114頁第90頁/共114頁第91頁/共114頁第92頁/共114頁第93頁/共114頁附屬設(shè)備1)防護欄桿（H6m，且連續(xù)長度大于20m時）2)檢查梯第94頁/共114頁第95頁/共114頁第96頁/共114頁做成豎直通縫。第97頁/共114頁滲水土填筑，以利迅速宣泄積水，減少由于水位漲落引起的動水壓力。第98頁/共114頁第99頁/共114頁第100頁/共114頁第101頁/共114頁第102頁/共114頁第103頁/共114頁第104頁/共114頁第105頁/共114頁計算時，通常只考慮作用在墻背的主動土壓力，墻前回填土的土壓力可忽略不計，各截面的彎矩和剪力按下列公式計算：第106頁/共114頁第107頁/共114頁第108頁/共114頁當(dāng)按庫侖公式計算時，各截面的剪力和