扶壁式挡土墙计算书课件.doc

扶壁式挡土墙计算书 溢洪闸的上下游连接段边墙较高，采用C20扶壁式挡土墙。墙高自12.2～17.4m高不等，在此选用17.4m墙高为例进行计算。其余计算方法相同，不再一一列出。 (一)基本设计资料 1．钢筋砼扶壁式挡土墙，墙高H＝17.4m，埋入土中深度h＝1.4m，墙趾板按照无覆盖土考虑。 2．墙后回填土参数考虑墙过高，土压力过大，采用水泥土回填，容重取用γ=1.8T/m3。要求等值内摩擦角ψ≥55°。等值内摩擦角是指把粘聚力计入内摩擦角内的数值，其值可以用下式计算： 式中：ψ′，C为现场实测回填土的内摩擦角和粘聚力。 3．抗滑稳定系数KC≥1.3，倾覆稳定系数K0≥1.5，滑动摩擦系数f＝0.4。 4．C20砼抗压强度fC＝10.0N/mm2；抗拉强度f1＝1.10N/mm2 II级钢筋抗拉强度［σg］＝310N/mm2。 II级钢筋弹性模量Eg＝2.0×105 N/mm2 5．砼裂缝容许开展宽度δmax＝0.25mm (二)计算方法 1．计算的一般方法 扶壁式挡圭墙由趾板、踵板、墙面板及肋四部分组成，设计时取两肋跨中到跨中或肋中到肋中为一计算单元；对于趾板和肋分别按矩形或肋形悬壁梁考虑；对于墙面板和踵板是三向固定板，属超静定结构，按简化假定的近似方法进行计算。 具体计算采用《城市道路设计手册》中挡土墙设计的有关章节提供的简化方法。 2．墙面板和踵板计算荷载 (1)墙面板 为简化计算，近似采用图1中的梯形ABCDE来代替相应的法向应力图，外力图形中假设。对于两肋中点的正弯矩采用跨中1/2段承受最大土压力σPj(图2)；对于墙面板与肋固着端的负弯矩，采用第三个H1段承受最大土压力σPj(图3)。 (2)踵板 考虑踵板与墙面板的固着作用，作用于踵板上的法向应力按三角形分布计算，最大值在踵板端处等于W(图4)。 式中：M1－墙趾板固着端处的计算弯矩，(T·m)； 　　　σ2－踵板端处的地基反力，T/m2； 　　　γ－回填土容重，T/m3； 　　　γh－砼容重，T/m3。 3．墙面板和踵板的弯矩计算 (1)与肋相交处的水平负弯矩 墙面板： 踵板： (2)肋跨中点之水平正弯矩 墙面板： 踵板： (3)背面取垂直弯矩 墙面板最大垂直负弯矩M＝-0.03σH1·H1·l，垂直正弯矩为垂直负弯矩的1/4。 4．肋上的作用荷载及其厚度计算 取跨中一段的墙面板与肋共同作用，构成一变截面的悬壁式T形梁，其弯矩和剪力如下： ENfj＝γHiSwi(0.5Hi+hi)λ MHi＝ 式中：Swi为T形梁的受压区有效翼缘宽度，； 　　　b－肋宽； l－跨间净距。 (三)尺寸及配筋计算 1．土压力计算 2．基本尺寸的确定 (1)节跨布置 跨间净距：l=0.3~0.5H1=4.8~8.0m，取l=7.2m 悬壁长度l′＝0.41×7.2=2.915，取l′＝2.9m 肋厚度取b=900mm (2)确定墙面板及底板的厚度及底板宽 墙面板厚度采用初步设计时确定的顶宽600mm，底宽1000mm；初设底板厚度为1400mm。 ①根据墙面板的抗弯能力与外弯矩相等的原则，水平负弯矩控制： 采用配筋率μ＝0.5% 则α1＝0.270，λ1＝0.910，β1＝8.14，γ1＝219.8。 则 故面板厚度足够。 ②底板宽度的计算 (考虑到地基承载力较小，故取用较大的底宽) 取B1＝2.0m。 底板全宽为B＝B1+B2+B3＝2.0+1.0+6.0＝9.0m ③底板厚度的核算 1)按趾板弯矩核算 先计算底板的地基反力 土重及力臂：W＝16×6×1.8＝172.8T，Z＝1.5m 自重及力臂：W＝19×1.4+0.8×167×2.5＝63.5T，Z＝1.008m 总法向力：ΣN＝172.8+63.5＝236.3T 总弯矩：ΣM＝172.8×1.5-1.00×63.5-158.04＝37.16T·m 故 σmax=29.01T/m2　　σmin=23.5T/m2 即趾端处σ1=23.5T/m2　　踵端处σ2=29.0T/m2 则趾根部弯矩 设μ＝0.3%，则γ1＝359.0 2)按踵板弯矩核算 设μ＝0.5%，则γ1＝219.8 则 故认为底板厚度可以满足。 3．墙身稳定验算 全墙总法向力ΣM＝236.3T 总稳定力矩 My＝172.8×(1.5+3)+9×1.4×2.5×4.5+0.8×16×2.5×2.5＝999.35 T·m 验算抗滑安全系数 抗倾安全系数 故认为均满足要求。 4．墙体配筋及裂缝开展宽度的计算 (1)墙面板 ①最大水平负弯矩及裂缝开展宽度的计算 h0＝600-400＝560mm 故其计算出的配筋率小于最小配筋率，故采用最小配筋率(μ＝0.15%)配置N2。墙高8m以上为φ12＠100，墙高8m以下为φ14＠100，钢筋布置在面板背侧沿全长布置。 ②最大水