扶壁式挡土墙计算表格讲课教案.xls

扶壁式挡土墙计算初始数值墙高h(m)4地面均布荷载标准值qk(kN/m)30填土内摩擦角标准值k35墙背与填料的摩擦角标准值35填土重度(kN/m)18基底摩擦系数0.35结构重要性系数o1墙背后边坡坡度0地震角1.5(7度0.1g=1.5),8度0.2g=3.0地基承载力特征值(kPa)170地基承载力修正系数b0.3地基承载力修正系数d1.6基础埋深d(m)0.8两扶壁净距ln(m)3立板厚度d1(m)0.3底板厚度d2(m)0.3保护层厚度(mm)50混凝土等级fc(N/mm)16.7混凝土等级ft(N/mm)1.57钢筋等级fy(N/mm)360箍筋钢筋等级fy(N/mm)270混凝土容重c(kN/m)26(一)主要尺寸的拟定为了保证基础埋深大于0.5m，取d=0.8m，挡土墙总高H=4+0.8=4.8用墙踵的竖直面作为假想墙背，计算得到主动土压力系数Ka=tan(45-k/2)=tan(45-35/2)=0.271根据抗滑移稳定要求：B2+B31.3(qkH+0.5H)Ka=3.038 m(qk+H)取B2+B3=3m其中B2=0.3mB3=3mEax=(qkH+0.5H)Ka=95.22kNz=qkH/2+0.5H/3=1.93mqkH+0.5HB11.6Eaxz-0.5(B2+B3)(B2+B3)(qk+H)=-0.658936计算结果为负数说明若仅为了保证稳定性的要求不需设置墙趾板，但为了减少 墙踵板配筋及使地基反力趋于均匀，取 B1=0.5 mB=B1+B2+B3=3.50m(二)土压力计算由于填土表面水平，第一破裂面与铅垂面的夹角i=45-k/2=27.5第二破裂面与铅垂面的夹角i=45-k/2=27.5墙项A与墙踵C连线AC与铅垂面的夹角=arctanB3/(H-d2)=33.7因为i，因此出现第二破裂面，按第二破裂面计算取=33.7得:Ka=0.89Ea=qkHKa+0.5HKa=313.27kN/m则：Eax=Eacos(+)=113.84kN/mzf=qkH/2+H/2H/3KaEa=1.93m Eaz=Easin(+)=291.86kN/mxf=B-zftan=2.21m(三)自重与填土重力1.立板+底板自重墙顶到底板顶Hi=H-d2=4.5m钢筋混凝土标准重度c，其自重为：G1=d2B+d1Hic=62.4kNx1=d2B/2+d1Hi(B1+d1/2)d1Hi+d2B=1.13m2.填土重及地面均布荷载总量G2=B3Hi/2=121.5kNx2=B1+d1+B3/3=1.80m墙身自重计算时，挂壁自重按填土计算，另墙趾上少量填土重量略去不计导致各项验算偏安全。(四)抗倾覆稳定验算稳定力矩：Mz=G1x1+G2x2+Eazxf=935.67kNm倾覆力矩：Mqk=Eazzf=219.47kNm则：Ki=Mz=935.67=4.3 1.6Mqk219.47满足搞倾覆稳定性要求。(五)抗滑移稳定性验算竖向力之各：N=G1+G2+Eaz=475.76kNm抗滑力：N=166.52kN滑移力：Eax=113.84kN则：Ks=N=166.52=1.46 1.3Eax113.84满足抗滑移稳定性要求。(六)地基承载力验算按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，各分项系数取1.0。欲求基底偏心距e，先计算总竖向力到墙趾的距离：a=Mz-MqkN=1.51eo=B/2-a=0.24m地基承载力修正值计算：fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5)=181.34kPa1.2fa=217.61kPa地基压力计算：Pkmax=N(1+6eo/B)B=192.931.2faPkmin=N(1-6eo/B)B=78.93Pkmax1.2fa，必然满足Pkfa。(七)结构设计1.立板设计.土压力计算立板荷载均考虑墙后静止土压力。由于土体不存在滑动趋势，且墙面光滑，则静止土压力为水平方向。Ko=1-sink=0.43立板顶部荷载1=qkKo=12.79kN/m立板底部荷载2=qk+HiKo=47.33kN/m立板均视三边固定一边自由的双向板进行计算则lox=3mloy=4.5mlo=3m.配筋计算查双向板计算系数表得：mx=0.0335my=0.0109mxo=-0.0774myo=-0.0572跨中Mx=mx2lo=14.27kNmAsx=1.35Mx=228.70mm0.9fyho由于最小配筋面积Asmin=520mm所以取Asx=Asmin=520mm选用跨中My=my2lo=4.64kNmAsx=1.35My=74.41mm0.9fyho由于最小配筋面积Asmin=520mm所以取Asy=Asmin=520mm选用支座Mxo=mxo2lo=-32.97kNmAsxo=1.35Mxo=528.40mm0.9fyho由于最小配筋面积Asmin=520mm所以取Asxo=Asmin=528mm选用支座Myo=myo2lo=-24.37kNmAsyo=1.35Myo=390.50mm0.9fyho由于最小配筋面积Asmin=520mm所以取Asyo=Asmin=520mm选用2.底板设计I由前计算得：P1=Pkmax=192.93kN/mP2=Pkmin=78.93kN/m =P3=177kN/m =P4=167kN/m.墙趾板端部弯矩与剪力M=B12P1+P3-3cd2-3(d-d2)/6=21.34kNmAs=1.35M=341.96mm0.9fyho由于最小配筋面积Asmin=520mm所以取Asyo=Asmin=520mm选用V=0.5(P1+P3)-cd2-(d-d2)B1=88 kN1.35V=119.20kN0.7ftbho=280.25kN1.35V所以板厚满足抗剪要求。.墙踵板计算踵板均视三边固定一边自由的双向板进行计算则lox=3mloy=3mlo=3m查双向板计算系数表得：mx=0.0228my=0.0223mxo=-0.0656myo=-0.0653配筋计算：板上均布荷载为qko=qk+cd2+Hi=118.8kN/mPa=qko-P4=48 kN/mPb=qko-P2=40kN/m跨中Mx=mxPblo=9.87kNmAsx=1.35Mx=158.09mm0.9fyho由于最小配筋面积Asmin=520mm所以取Asyo=Asmin=520mm选用As=341.96mm跨中My=myPblo=9.65kNmAsy=1.35My=154.63mm0.9fyho由于最小配筋面积Asmin=520mm所以取Asyo=Asmin=520mm选用支座Mxo=mxoPblo=-28.38kNmAsxo=1.35Mxo=454.87mm0.9fyho由于最小配筋面积Asmin=520mm所以取Asyo=Asmin=520mm选用支座Myo=myoPblo=-28.25kNmAsyo=1.35Myo=452.79mm0.9fyho由于最小配筋面积Asmin=520mm所以取Asyo=Asmin=520mm选用3.扶壁设计按变截面T型悬臂梁进行计算扶壁土压力应力分布如下图：q1=qklnKo=38.38kN/mq2=ln(qkHi)Ko=142.00kN/m梁底排三排钢筋,则as=130.00mmho=2870.00mm设计弯矩为：M=lnB3(q1Hi/2+q2Hi/3)=2694.14kNmfcbfhf(ho-hf/2)=4088.16kNm2694.14 4088.16所以属于一类T型截面按公式M=fcbfx(ho-x/2)解得：x=2342as则As=M/fy(ho-as)=2731mm选用剪力设计值为：V=lnB3Ea=2819kNV=0.7ftbho+1.25fyvAsv/shoAsv/s=1.93mm选用14 双肢箍,则s=159mm