1.懸臂式擋土墻計算書

./高速公路樁基及支擋結構設計懸臂式擋土墻設計計算1.1工程地質資料公路江門段K23+000--K23+110地面標高：150.00m；擋墻頂面標高：155.00m地層順序：1.種植土含腐殖質約0.4m；2.低液限粘土：可-硬塑,厚度大于1.0m；地基容許承載力200-250KPa;3.泥巖全風化。呈硬塑狀,厚度大于2.3m,地基容許承載力250KPa.4.硅化灰?guī)r：弱風化層,巖質較硬,厚度大于3.2m,地基容許承載力800KPa-1200KPa;1.2設計資料懸臂式路肩擋土墻墻高6m,頂寬b=0.25m,力壁面坡坡度1:m=1:0.05,基礎埋深h=1m。墻背填土重度γ=18kN/m3,摩擦角φ=30°。地基土摩擦角φD=30°,摩擦系數(shù)f=0.4,容許承載力[]=250KPa活荷載為公路-Ⅱ級,其等代土層厚度h0=0.7m。抗滑動和抗傾覆安全系數(shù)Kc≧1.3,K0≧1.5。鋼筋混凝土結構設計數(shù)據<1>混凝土標號C15,R=15MPa,抗壓設計強度Ra=8500kPa,彈性模量Eh=2.3×107kPa,抗拉設計強度Rl=1.05MPa<2>I級鋼筋抗拉設計強度Rg=2.4×105kPa,彈性模量Eg=2.1×108kPa<3>裂縫容許寬度δmax=0.2mm。2.土壓力計算由朗金公式計算土壓力〔β=0°得全墻土壓力E及力臂y為3.墻身尺寸計算3.1底板長度B假設底板厚度h3=0.5m,,則當γ=18kN/m3,f=0.40時,查表得重度修正系數(shù)μ=1.07得踵板長度B3為得踵板修正長度為得趾板長度為取B1=0.4m地板長度3.2力壁厚度力壁根部截面〔Hi=H1=5.5m得該截面的剪力Q1為根據《橋規(guī)》第條,計算力為<1>按配筋要求確定厚度取配筋率μ=0.7%,有截面有效厚度<2>按斜裂縫限制要求確定厚度截面有效厚度為力壁厚度由配筋率控制,取h0=0.48m,保護層厚度為0.04m,則力壁厚度為0.48+0.04=0.52m<B2=0.53m,符合假設。3.3底板厚度作用于擋土墻基底的總反力為底板厚度由踵板控制,并假設地基反力近似地呈三角形分布〔σ2=0,如右圖所示〔。。。。圖未畫踵板根部截面可得該截面的剪力為〔β=0°,σ2=0時該截面彎矩為根據《橋規(guī)》第條,計算力Q3j,M3j按配筋率要求取配筋率μ=0.7%,查表可得A0=0.178,有<2>按斜裂縫限制要求截面的有效厚度為踵板厚度由配筋率控制,取h0=0.43m,取保護層厚度為0.04m,則踵板厚度為0.43+0.04=0.47m〔與原假設的h3=0.5m符合。4.墻體穩(wěn)定性和基底應力驗算4.1求全墻總豎向力N和抗傾覆力矩My〔如圖所示……..未畫踵板上填土重W及力臂Zw〔對趾板端部的力臂,以下同墻體自重G及力臂ZG力臂自重WA及力臂ZA夾塊自重WB及力臂ZB趾板自重WC及力臂ZC踵板自重WD及力臂ZD趾板上覆土重Wh及力臂Zh全墻總豎向力及抗傾覆力矩為4.2驗算抗滑動穩(wěn)定性系數(shù)滿足要求4.3驗算抗滑穩(wěn)定系數(shù)傾覆力矩M0為滿足要求4.4驗算偏心距滿足要求4.5驗算基底應力滿足要求5.墻身配筋或裂縫開展寬度計算墻身配筋和裂縫開展寬度計算分別按力壁、趾板和踵板進行。為節(jié)省鋼筋,應根據構件長度大小將構件劃分為1~3段進行計算,以便確定鋼筋截斷點,本算例擋土墻的分段如下圖說所示〔…..未畫5.1力計算各計算截面的剪力Qi和彎矩Mi計算值列于下表各截面力值構件截面Qi<kN>Mi<kN*m>Qij<kN>Mij<kN*m>力壁a-a20.3816.3824.4619.66b-b64.7497.5077.69117c-c113.74229.67136.49275.6趾板d-d40.64.0748.724.88踵板f-f86.2348103.4857.6e-e85.12252.74102.14303.29注：Qij、Mij為按橋規(guī)第條換算的截面計算力。5.2配筋計算按《橋規(guī)》,利用有關公式計算各截面的配筋情況〔保護層厚度取0.04m。以力壁截面a-a-為例該截面有效厚度計算系數(shù)配筋率則所需鋼筋截面面積為同理,可得到其它截面的配筋情況,考慮工地方便施工,配筋選用彎矩最大截面處來配筋。具體分列于表3-2表3-2各截面配筋計算表構件截面Mij〔Kn*mh0<m>A0ξμ〔%Ag<cm2>選用鋼筋力壁a-a19.660.310.0250.0250.092.7916φ16b-b1170.410.0850.0890.3212.9616φ16c-c275.60.4850.1440.1560.5526.7516φ16趾板d-d4.880.460.0030.0030.010.4615φ16踵板f-f57.60.460.0330.0340.125.515φ16e-e303.290.460.1760.1950.6931.715φ163.5.3裂縫開展寬度計算根據原《橋規(guī)》第4.2.5條,構件最大裂縫寬度〔mm可按下列公式計算：式中：C1鋼筋表面形狀系數(shù),本文用螺紋鋼筋C1=1.0；C2荷載作用系數(shù),本文所有荷載都當作長期荷載,故C2=1.5；C3構件形式系數(shù),本文構件為板式受彎構件,故C3=1.15；d縱向受拉鋼筋直徑〔mm；μ含筋率；σg受拉鋼筋在使用荷載下的應力。同樣,以力壁a-a截面為例。配16φ16鋼筋,此時Ag=32.2cm2。實際配筋率為：受拉鋼筋應力為：〔滿足要求同理,可得各截面的裂縫寬度計算值如表3-3表3-3各截面裂縫寬度值構件截面Mi〔kN*mh0〔mμ〔%d<mm>σg<kPa>ξfmax<mm>力壁a-a19.660.311.041622638.450.08b-b1170.410.7916101865.440.47c-c275.60.4850.6616202844.091.11趾板d-d4.880.460.66164037.720.02踵板f-f57.60.460.661647658.290.26e-e303.290.460.6616250942.411.39由上表可知,各截面最大裂縫開展寬度均小于0.2mm,滿足要求。3.5.4斜截面抗剪強度驗算根據《橋規(guī)》第4.1.13條,如截面受彎構件滿足以下要求時,則不需進行斜截面抗剪計算,且僅按構造要求配置鋼筋；式中：Qj按《橋規(guī)》第4.1.13條,計算的截面最大剪力〔kN；Ri混凝土抗拉強度〔MPa；b截面寬度〔cm,取100cm；h0截面外受彎構件的有效厚度〔cm。各截面滿足以上要求的情況如表3-4所示。表3-4各截面滿足抗剪強度情況構件截面h0<cm>0.03