料仓挡墙设计.docx

料仓悬臂挡料墙设计
1.概况
本工程骨料调节料仓仓壁采用悬臂式挡土墙结构， 4级建筑物，墙高6.5m，埋深0.5m。其位于松绑水电站右岸，承担NO1、NO2两座拌合楼临时储料。料仓底部设置地弄作为供料通道。其型号尺寸如下图：

挡料墙尺寸图
2.设计依据
2.1 主要设计规范及参考资料
1）《水工挡土墙设计规范》（SL379-2007）；
2）《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）；
3）《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077-1997）；
2.2 地质条件
2.3设计参数
1）悬臂式挡土墙为钢筋混凝土结构，结构和强度计算采用以下数据，土压力荷载分项取1.2，设置排水孔，根据本工程特点，可不考虑水压力作用。
2）地基容许承载力[R]=500kN/m2；基底摩擦系数f=0.4；墙后填料为砂砾石料，内摩擦角33.5°，重度16.5kN/m3；抗滑稳定系数Kt≥1.2；抗倾稳定系数K0≥1.5。
3）混凝土采用C20,各项强度指标如下：
fc=9.6MPa, ft=1.10MPa;
钢筋采用HRB335级，各项强度指标如下：
fy=300MPa。
3.挡料墙稳定性计算
3.1土压力计算
按假想墙背计算得到:
第1破裂角： 31.6°，判断是否存在第二破裂面，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=17.7 °。
Ea=290.63kN/m，Ex=180.42kN/m， Ey=227.84kN/m，作用点高度 Zy=2.65m。
墙身截面积=11.48m2，重量=189.47kN/m，重心距前趾水平距离=2.26m
整个墙踵上的土重=111.75(kN) 重心前趾水平距离=1.36m
3.2稳定性验算
1) 滑动稳定性验算
基底摩擦系数= 0.400
滑移力= 180.42(kN) 抗滑力=558.45(kN)
滑移验算满足: Kc =1.238>1.200 。
2) 倾覆稳定性验算
相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.402 (m)
相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂Zw1=2.39 (m)
相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx=3.01 (m)
相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy=2.650(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩= 478.79(kN.m) 抗倾覆力矩= 1350.82(kN.m)
倾覆验算满足: K0 = 2.82> 1.500 。
3.3承载力验算
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 = 558.45(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=872.03kN.m)
基础底面宽度B= 4.300m 偏心距 e = 0.588m
基底压应力: 趾部=236.51kPa 踵部=23.23kPa
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.588 ≤0.250×4.300 =1.075m
墙趾处地基承载力验算满足:压应力=236.51≤ 650.000kPa
墙踵处地基承载力验算满足:压应力=23.23 <= 600.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:压应力=129.87 <= 500.000(kPa)
4.挡料墙结构设计
4.1立墙的结构设计
1）作用在立墙上的荷载计算

2）立墙内力计算
立墙A、B两个截面的内力，对应墙高分别为4.5m、6.0m。
HA=4.5m；
MA=1.2×1/2×16.5×4.52×COS(β) ×1/3×4.5=196.82kN.m/m。
HB=6.0m；
MB=1.2×1/2×16.5×6.02×COS(β) ×1/3×6.0=466.53kN.m/m。
3）截面强度验算与配筋计算
①B-B’截面，墙高6.0m，h=700mm，h0=660mm。
x=h0-h02-2KMα1fcb=90.9mm
As=2910.0mm2/m
配20@100(As=3142mm2/mm)。
A-A’截面，墙高4.5m，h=600mm，h0=560mm。
x=h0-h02-2KMα1fcb=43.82mm
As=1402.1mm2/m
配20@200(As=1571mm2/mm)。

②③④⑥⑤

(四) 墙趾板强度计算
标准值:
作用于基础底的总竖向力 = 563.111(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1135.558(kN-m)
基础底面宽度 B = 4.700 (m) 偏心距 e = 0.333(m)
基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 2.017(m)
基础底压应力: 趾点=170.807 踵点=68.814(kPa)
设计值:
作用于基础底的总竖向力 = 675.733(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1362.669(kN-m)
基础底面宽度 B = 4.700 (m) 偏心距 e = 0.333(m)
基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 2.017(m)
基础底压应力: 趾点=204.969 踵点=82.577(kPa)
[趾板根部]
截面高度: H' = 0.500(m)
截面剪力: Q = 179.448(kN)
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
截面弯矩: M = 91.894(kN-m)
抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.14% < Us_min=0.20%
抗弯受拉筋: As = 1000(mm2)
截面弯矩: M(标准值) = 75.537(kN-m)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.278(mm)。
(五) 墙踵板强度计算
标准值:
作用于基础底的总竖向力 = 563.111(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1135.558(kN-m)
基础底面宽度 B = 4.700 (m) 偏心距 e = 0.333(m)
基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 2.017(m)
基础底压应力: 趾点=170.807 踵点=68.814(kPa)
设计值:
作用于基础底的总竖向力 = 675.733(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1362.669(kN-m)
基础底面宽度 B = 4.700 (m) 偏心距 e = 0.333(m)
基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 2.017(m)
基础底压应力: 趾点=204.969 踵点=82.577(kPa)
[踵板根部]
截面高度: H' = 0.500(m)
截面剪力: Q = 186.318(kN)
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
截面弯矩: M = 295.808(kN-m)
抗弯受拉筋: As = 2389(mm2)
转换为斜钢筋: As/cos5= 2395(mm2)
截面弯矩: M(标准值) = 246.507(kN-m)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.469(mm)。
(六) 立墙截面强度验算
[距离墙顶 1.500(m)处]
截面宽度 B' = 0.475(m)
截面剪力 Q = 18.308(kN)
截面弯矩 M = 9.492(kN-m)
截面弯矩 M(标准值) = 7.910(kN-m)
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.02% < Us_min=0.20%
抗弯受拉筋: As = 950(mm2)
转换为斜钢筋: As/cos6= 951(mm2)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.011(mm)。
[距离墙顶 3.000(m)处]
截面宽度 B' = 0.550(m)
截面剪力 Q = 57.716(kN)
截面弯矩 M = 64.623(kN-m)
截面弯矩 M(标准值) = 53.853(kN-m)
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.08% < Us_min=0.20%
抗弯受拉筋: As = 1100(mm2)
转换为斜钢筋: As/cos6= 1101(mm2)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.058(mm)。
[距离墙顶 4.500(m)处]
截面宽度 B' = 0.625(m)
截面剪力 Q = 112.215(kN)
截面弯矩 M = 190.185(kN-m)
截面弯矩 M(标准值) = 158.487(kN-m)
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.18% < Us_min=0.20%
抗弯受拉筋: As = 1250(mm2)
转换为斜钢筋: As/cos6= 1252(mm2)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.442(mm)。
[距离墙顶 6.000(m)处]
截面宽度 B' = 0.700(m)
截面剪力 Q = 181.808(kN)
截面弯矩 M = 408.816(kN-m)
截面弯矩 M(标准值) = 340.680(kN-m)
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
抗弯受拉筋: As = 2214(mm2)
转换为斜钢筋: As/cos6= 2217(mm2)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.493(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(一般情况)
抗滑力 = 225.244(kN),滑移力 = 173.633(kN)。
滑移验算满足: Kc = 1.297 > 1.200

(二) 倾覆验算

安全系数最不利为：组合1(一般情况)
抗倾覆力矩 = 1600.524(kN-M),倾覆力矩 = 464.967(kN-m)。
倾覆验算满足: K0 = 3.442 > 1.500

(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(一般情况)

作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.333 <= 0.250*4.700 = 1.175(m)

墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)

墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=170.807 <= 600.000(kPa)

墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)

墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=68.814 <= 650.000(kPa)

地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况)

地基平均承载力验算满足: 压应力=119.811 <= 500.000(kPa)

(四) 墙趾板强度计算
[趾板根部]
截面高度: H' = 0.500(m)
截面剪力最不利结果：组合1(一般情况)
截面剪力: Q = 179.448(kN)
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
配筋面积最大值结果：组合1(一般情况)
截面弯矩: M = 91.894(kN-m)
配筋面积: As = 1000(mm2)
裂缝计算最不利结果：组合1(一般情况)
裂缝宽度: w = 0.278(mm)

(五) 墙踵板强度计算
[踵板根部]
截面高度: H' = 0.500(m)
截面剪力最不利结果：组合1(一般情况)
截面剪力: Q = 186.318(kN)
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
配筋面积最大值结果：组合1(一般情况)
截面弯矩: M = 295.808(kN-m)
配筋面积: As = 2395(mm2)
裂缝计算最不利结果：组合1(一般情况)
裂缝宽度: w = 0.469(mm)

(六) 立墙截面强度验算
[距离墙顶 1.500(m)处]
截面宽度 B' = 0.475(m)
截面剪力最不利结果：组合1(一般情况)
截面剪力: Q = 18.308(kN)
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
配筋面积最大值结果：组合1(一般情况)
截面弯矩: M = 9.492(kN-m)
配筋面积: As = 951(mm2)
裂缝计算最不利结果：组合1(一般情况)
裂缝宽度: w = 0.011(mm)
[距离墙顶 3.000(m)处]
截面宽度 B' = 0.550(m)
截面剪力最不利结果：组合1(一般情况)
截面剪力: Q = 57.716(kN)
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
配筋面积最大值结果：组合1(一般情况)
截面弯矩: M = 64.623(kN-m)
配筋面积: As = 1101(mm2)
裂缝计算最不利结果：组合1(一般情况)
裂缝宽度: w = 0.058(mm)
[距离墙顶 4.500(m)处]
截面宽度 B' = 0.625(m)
截面剪力最不利结果：组合1(一般情况)
截面剪力: Q = 112.215(kN)
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
配筋面积最大值结果：组合1(一般情况)
截面弯矩: M = 190.185(kN-m)
配筋面积: As = 1252(mm2)
裂缝计算最不利结果：组合1(一般情况)
裂缝宽度: w = 0.442(mm)
[距离墙顶 6.000(m)处]
截面宽度 B' = 0.700(m)
截面剪力最不利结果：组合1(一般情况)
截面剪力: Q = 181.808(kN)
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
配筋面积最大值结果：组合1(一般情况)
截面弯矩: M = 408.816(kN-m)
配筋面积: As = 2217(mm2)
裂缝计算最不利结果：组合1(一般情况)
裂缝宽度: w = 0.493(mm)