悬臂式挡土墙计算书项目名称__________________________设计_____________校对_____________审核_____________ 计算时间 2017年11月3日（星期五）18:21图 1一、设计数据和设计依据1.基本参数挡土墙类型: 一般地区挡土墙墙顶标高: 1.100m墙前填土面标高: 0.000m2.土压力计算参数土压力计算方法: 库伦土压力主动土压力增大系数: λE = 1.03.安全系数抗滑移稳定安全系数: K C = 1.30抗倾覆稳定安全系数: K0 = 1.604.裂缝控制控制裂缝宽度: 否5.墙身截面尺寸墙身高: H = 2.100m墙顶宽: b = 0.250m墙面倾斜坡度: 1:m1 = 1:0.0000墙背倾斜坡度: 1:m2 = 1:0.0000墙趾板长度: B1 = 0.500m墙踵板长度: B3 = 0.500m墙趾板端部高: h1 = 0.400m墙趾板根部高: h2 = 0.400m墙踵板端部高: h3 = 0.400m墙踵板根部高: h4 = 0.400m墙底倾斜斜度: m3 = 0.000加腋类型: 两侧加腋墙面腋宽: y1 = 0.000m墙面腋高: y2 = 0.000m墙背腋宽: y3 = 0.000m墙背腋高: y4 = 0.000m6.墙身材料参数混凝土重度: γc = 25.00 KN/m3混凝土强度等级: C30墙背与土体间摩擦角: δ = 17.50°土对挡土墙基底的摩擦系数: μ = 0.600钢筋合力点至截面近边距离: a s = 35 mm纵向钢筋级别: HRB400纵向钢筋类别: 带肋钢筋箍筋级别: HRB4007.墙后填土表面参数表 1 墙后填土表面参数坡线编号与水平面夹角(°)坡线水平投影长(m)坡线长(m)换算土柱数1 0.00 2.00 2.00 0.00表 2 换算土柱参数土柱编号距坡线端部距离(m)土柱高度(m)土柱水平投影长(m)8.墙后填土性能参数表 3 墙后填土性能参数层号土层名称层厚(m)层底标高(m)重度γ(kN/m3)粘聚力c(kPa)内摩擦角φ(°)1 中砂7.000 -5.900 18.00 2.00 35.00 9.地基土参数地基土修正容许承载力: f a = 260.00kPa基底压力及偏心距验算: 按基底斜面长计算10.附加外力参数是否计算附加外力: 否11.基础参数基础类型: 天然地基 12.设计参考资料《混凝土结构设计规范》(GB 50010－2010） 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）《水工挡土墙设计规范》（TB10025-2006 J127-2006）《支挡结构设计手册》（第二版）, 尉希成等. 北京:中国建筑工业出版社，2004. 《特种结构设计》, 莫骄. 北京: 中国计划出版社.《公路支挡结构》, 凌天清等. 北京: 人民交通出版社, 2006.二、整体稳定性计算1.土压力计算计算高度: H c = 2.100m.土压力计算方法: 库伦土压力, 计算墙背为墙踵底部和墙顶墙背侧顶点连线的假想墙背. 墙背俯斜, 需判断是否存在第二破裂面, 计算后发现第二破裂面不存在.第一破裂面土压力:假想墙背与竖直面的夹角α0 = 13.392°, 第一破裂角α1 = 29.133°; 土压力大小 E a = 10.09kN;水平向分力 E ax = 6.70kN, 距墙趾顶点的竖直距离 Z ay = 0.702m; 竖直向分力 E ay = 7.55kN, 距墙趾顶点的水平距离 Z ax = 1.083m. 2.滑移稳定性验算(1) 作用在挡土墙上的各力系表 4 作用在挡土墙上的各力系名称和符号 大小 kN/m F x (kN/m) F y (kN/m) Z x (m) Z y (m) 墙体自重G c 23.13 0.00 23.13 0.625 0.682 墙后土重G r 6.19 0.00 6.19 0.885 0.967 墙前土重G f5.400.005.400.2500.700注[1]F x ——水平方向分力, 水平向左取正(余下全文相同)F y ——竖直方向分力, 竖直向下取正(余下全文相同) Z x ——作用点距墙趾点的水平距离(余下全文相同)Z y——作用点距墙趾点的竖直距离(余下全文相同)(2) 抗滑移稳定性系数基底摩擦系数为f = 0.600,底板坡度m 3 = 0.000.按挡土墙荷载组合系数表取最不利组合计算,最不利组合号为[1]: 平行于基底的抗滑移力为R T = 25.359kN平行于基底的滑移力为S T = 6.703kN抗滑移稳定性系数K c = R T S T = 25.3596.703= 3.784 ≥ 1.300 = [K c ],满足验算要求. 3.倾覆稳定性验算验算墙体绕墙趾旋转的倾覆稳定性, 最不利组合号为[1]: 倾覆力矩M y = 4.708kN·m抗倾覆力矩M 0 = 29.455kN·m抗倾覆稳定性系数K 0 = M 0M y = 29.4554.708= 6.256 ≥ 1.600 = [K 0]满足验算要求.三、基底应力和偏心距验算基底应力和偏心距验算方法: 按基底斜面长计算.表 5 荷载标准组合下作用于基底的力 组合号 总法向力F (kN) 总弯矩M (kN·m) Z n(m) 242.26524.750.586注[2] Z n——基础底面合力作用点距离墙趾点的距离表 6 基底应力及偏心距计算结果 组合 e (m) 验算结果 P k (kPa) 验算结果 P max(kPa) 验算结果P min(kPa) 零应力面积比 20.039e ≤ [e ]33.81p k ≤ f a40.22p max ≤ 1.2f a27.400.000[e ] = B 4 = 1.2504= 0.31m, f a = 260.00kPa.注[3] e ——基底偏心距;[e ] ——基底容许偏心距; P k ——基底平均应力;f a ——修正后的地基承载力特征值; P max ——基底最大应力; P min ——基底最小应力; B ——基底面的计算长度.四、截面配筋和裂缝计算受弯构件最小配筋率ρmin = max ⎝⎛⎭⎫0.45 f tf y , 0.20% = 0.200%;抗剪箍筋最小配箍率ρsv,min = 0.24 f tf yv= 0.095%.1.趾板根部1-1截面计算(1) 截面内力表 7 截面1-1竖向外力名称和符号 大小 (kN) F y (kN) Z x (m) Z y (m) 趾板自重G c 5.00 5.00 0.250 0.200 覆土自重G s5.405.400.2500.700表 8 截面1-1各内力项和组合号对应的基底反力内力项组合号P BnP Bnx (kN)P Bny (kN) Z Bnx Z Bny M 1 = 2.989kN·m 4 0.00 -25.42 0.244 0.000 M q = 2.214kN·m 5 0.00 -18.83 0.244 0.000 V = 11.378kN40.00-25.420.2440.000注[4] M 1 ——最大正弯矩设计值(使板底受拉为正弯矩);M 2 ——最大负弯矩设计值; M q ——弯矩准永久组合值; V ——最大剪力设计值;P Bn ——基底反力, 根据墙上部荷载效应取相应组合值计算.(2) 配筋计算截面计算高度:h = 400mm;下部抗弯纵筋计算面积: A s1cosη1 = 22.76mm2 < 800.00mm2 = ρmin bh,取A s1 = 800.00mm2选配钢筋: 14@180;实配面积: 855.21mm2;上部抗弯纵筋计算面积: A s2cosη2 = 0.00mm2 < 800.00mm2 = ρmin bh,取A s2 = 800.00mm2选配钢筋: 14@180;实配面积: 855.21mm2;抗剪配筋计算配筋率: 无需配置抗剪钢筋;裂缝宽度: ωmax = 0.003mm.2.踵板根部1'-1'截面计算(1) 土压力计算计算高度: H c = 1.700m.土压力计算方法: 库伦土压力, 计算墙背为墙踵顶部和墙顶墙背侧顶点连线的假想墙背.墙背俯斜, 需判断是否存在第二破裂面, 计算后发现第二破裂面不存在.第一破裂面土压力:假想墙背与竖直面的夹角α0 = 16.390°, 第一破裂角α1 = 28.564°;土压力大小E a = 6.90kN;水平向分力E ax = 4.31kN, 距墙趾顶点的竖直距离Z ay = 0.965m;竖直向分力E ay = 5.39kN, 距墙趾顶点的水平距离Z ax = 1.084m.(2) 截面内力表 9 截面1'-1'竖向外力名称和符号大小(kN)F y(kN)Z x(m)Z y(m)踵板自重G c 5.00 5.00 1.000 0.200 覆土自重G s7.65 7.65 0.917 0.967 表 10 截面1'-1'各内力项和组合号对应的土压力和基底反力内力项组合外力项大小(kN) F x(kN) F y(kN) Z x(m) Z y(m)M q = -0.015kN·m M2 = -0.021kN·m 54P Bn PBn14.9820.230.000.00-14.98-20.230.9930.9930.0000.00E y E y 2.522.52 0.000.00 2.522.521.1861.1860.6170.617V = 0.250kN 4 P Bn20.23 0.00 -20.23 0.993 0.000 E y 2.52 0.00 2.52 1.186 0.617注[5]M1——最大正弯矩设计值(使板顶部受拉为正弯矩);P Bn——基底反力, 根据墙上部荷载效应取相应组合值计算;E y——土压力值, 近似认为土压力沿计算高度线性分布, 按组合效应取值.(3) 配筋计算截面计算高度:h = 400mm;上部抗弯纵筋计算面积: A s1cosη1 = 0.00mm2 < 800.00mm2 = ρmin bh, 取A s1 = 800.00mm2选配钢筋: 14@180;实配面积: 855.21mm2;下部抗弯纵筋计算面积: A s2cosη2 = 0.16mm2 < 800.00mm2 = ρmin bh, 取A s2 = 800.00mm2选配钢筋: 14@180;实配面积: 855.21mm2;抗剪配筋计算配筋率: 无需配置抗剪钢筋;裂缝宽度: ωmax = 0.000mm.3.立板水平截面1"-1"截面计算(1) 立板土压力计算计算高度: H c = 0.567m.土压力计算方法: 库伦土压力, 计算墙背为立板计算截面以上的真实墙背.墙背俯斜, 需判断是否存在第二破裂面, 计算后发现第二破裂面不存在.第一破裂面土压力:假想墙背与竖直面的夹角α0 = 0.000°, 第一破裂角α1 = 27.806°;土压力大小E a = 0.04kN;水平向分力E ax = 0.04kN, 距墙趾顶点的竖直距离Z ay = 1.783m;竖直向分力E ay = 0.01kN, 距墙趾顶点的水平距离Z ax = 0.750m.(2) 截面内力表 11 截面1"-1"水平向外力名称和符号大小F x Z x Z y表 12 截面1"-1"各内力项和组合号对应的水平地震作用内力项组合外力项大小(kN) F x(kN) F y(kN) Z x(m) Z y(m)M1 = 0.014kN·m 4 P S0.00 0.00 0.00 0.625 1.817M q = 0.010kN·m 5 P S0.00 0.00 0.00 0.625 1.817V = 0.055kN 4 P S0.00 0.00 0.00 0.625 1.817注[6]P S——考虑地震作用下的墙身的水平地震作用.(3) 配筋计算截面计算高度:h = 250mm;墙背抗弯纵筋计算面积: A s1cosη1 = 0.18mm2 < 500.00mm2 = ρmin bh,取A s1 = 500.00mm2选配钢筋: 12@200;实配面积: 565.49mm2;墙面抗弯纵筋计算面积: A s2cosη2 = 0.00mm2 < 500.00mm2 = ρmin bh,取A s2 = 500.00mm2选配钢筋: 12@200;实配面积: 565.49mm2;抗剪配筋计算配筋率: 无需配置抗剪钢筋;裂缝宽度: ωmax = 0.000mm.4.立板水平截面2"-2"截面计算(1) 立板土压力计算计算高度: H c = 1.133m.土压力计算方法: 库伦土压力, 计算墙背为立板计算截面以上的真实墙背.墙背俯斜, 需判断是否存在第二破裂面, 计算后发现第二破裂面不存在.第一破裂面土压力:墙背与竖直面的夹角α0 = 0.000°, 第一破裂角α1 = 28.568°;土压力大小E a = 1.10kN;水平向分力E ax = 1.05kN, 距墙趾顶点的竖直距离Z ay = 1.383m;竖直向分力E ay = 0.33kN, 距墙趾顶点的水平距离Z ax = 0.750m.(2) 截面内力表 13 截面2"-2"水平向外力名称和符号大小F x Z x Z y表 14 截面2"-2"各内力项和组合号对应的水平地震作用内力项组合外力项大小(kN) F x(kN) F y(kN) Z x(m) Z y(m)M1 = 0.590kN·m 4 P S0.00 0.00 0.00 0.625 1.533M q = 0.437kN·m 5 P S0.00 0.00 0.00 0.625 1.533V = 1.416kN 4 P S0.00 0.00 0.00 0.625 1.533(3) 配筋计算截面计算高度:h = 250mm;墙背抗弯纵筋计算面积: A s1cosη1 = 7.63mm2 < 500.00mm2 = ρmin bh,取A s1 = 500.00mm2选配钢筋: 12@200;实配面积: 565.49mm2;墙面抗弯纵筋计算面积: A s2cosη2 = 0.00mm2 < 500.00mm2 = ρmin bh,取A s2 = 500.00mm2选配钢筋: 12@200;实配面积: 565.49mm2;抗剪配筋计算配筋率: 无需配置抗剪钢筋;裂缝宽度: ωmax = 0.001mm.5.立板水平截面3"-3"截面计算(1) 立板土压力计算计算高度: H c = 1.700m.土压力计算方法: 库伦土压力, 计算墙背为立板计算截面以上的真实墙背.墙背俯斜, 需判断是否存在第二破裂面, 计算后发现第二破裂面不存在.第一破裂面土压力:墙背与竖直面的夹角α0 = 0.000°, 第一破裂角α1 = 28.969°;土压力大小E a = 3.58kN;水平向分力E ax = 3.41kN, 距墙趾顶点的竖直距离Z ay = 0.995m;竖直向分力E ay = 1.08kN, 距墙趾顶点的水平距离Z ax = 0.750m.(2) 截面内力表 15 截面3"-3"水平向外力名称和符号大小F x Z x Z y表 16 截面3"-3"各内力项和组合号对应的水平地震作用内力项组合外力项大小(kN) F x(kN) F y(kN) Z x(m) Z y(m)M1 = 2.741kN·m 4 P S0.00 0.00 0.00 0.625 1.250 M q = 2.030kN·m 5 P S0.00 0.00 0.00 0.625 1.250 V = 4.605kN 4 P S0.00 0.00 0.00 0.625 1.250 (3) 配筋计算截面计算高度:h = 250mm;墙背抗弯纵筋计算面积: A s1cosη1 = 35.48mm2 < 500.00mm2 = ρmin bh, 取A s1 = 500.00mm2选配钢筋: 12@200;实配面积: 565.49mm2;墙面抗弯纵筋计算面积: A s2cosη2 = 0.00mm2 < 500.00mm2 = ρmin bh, 取A s2 = 500.00mm2选配钢筋: 12@200;实配面积: 565.49mm2;抗剪配筋计算配筋率: 无需配置抗剪钢筋;裂缝宽度: ωmax = 0.006mm.6.悬臂式挡土墙配筋方案表 17 悬臂式挡土墙配筋方案位置类型计算面积(mm2/m)主筋直径(mm)主筋间距(mm)实配面积(mm2/m)裂缝宽度(mm)墙立壁墙背纵向钢筋35.484 12 200 565.49 0.006 墙背水平钢筋——10 200 392.70 ——墙面纵向钢筋0.000 12 200 565.49 0.000 墙面水平钢筋——10 200 392.70 ——墙趾板底面纵向钢筋22.764 14 180 855.21 0.003 底面水平钢筋——14 250 615.75 ——顶面纵向钢筋0.000 14 180 855.21 0.000 顶面水平钢筋——14 250 615.75 ——墙踵板顶面纵向钢筋0.000 14 180 855.21 0.000 顶面水平钢筋——14 250 615.75 ——底面纵向钢筋0.157 14 180 855.21 0.000 底面水平钢筋——14 250 615.75 ——五、墙体配筋图图 2。