超能陸戰(zhàn)隊(duì)計(jì)算書

1、青島理工大學(xué)第五屆加筋土擋墻設(shè)計(jì)大賽設(shè)計(jì)方案報(bào)告參賽隊(duì)名： 超能陸戰(zhàn)隊(duì) 參賽類別： 專業(yè)組 隊(duì) 長(zhǎng)： 孟德凱 班 級(jí)： 道橋131 學(xué) 號(hào)： 201304263 聯(lián)系方式：隊(duì) 員： 張婷婷 、王大雙 二一六年 3 月 29 日一、 設(shè)計(jì)思路：（介紹形成參賽作品的整個(gè)思路）基本原理：加筋土是在土中加入筋料的一種復(fù)合土，通過在土中加入筋料，提高土體的抗剪強(qiáng)度，增加土體的穩(wěn)定性。加筋土土擋墻的基本原理：利用筋條與土體的摩擦力與擋墻面上的土壓力平衡來使擋墻發(fā)揮擋土的作用。 基本假定：因?yàn)楸荣愐?guī)則中說明擋墻發(fā)生明顯變形時(shí)即結(jié)束比賽，且土體填料為干燥的潔凈中粗砂，且土工格柵質(zhì)地較

2、軟，不能承受彎矩，所以做出如下假定1土體為彈性體；2豎向荷載對(duì)土體的作用面近似加載箱底面積3沙箱內(nèi)尺寸（橫截面）：高*寬=48cm*47cm計(jì)算思路：設(shè)計(jì)筋條分布位置 查閱基本參數(shù) 計(jì)算作用在墻面板上的水平土壓力（自重荷載+附加荷載） 計(jì)算作用在拉筋位置的豎向土壓力 拉筋計(jì)算（拉力+拉筋長(zhǎng)度） 外部穩(wěn)定性計(jì)算（抗傾覆，傾斜，整體滑動(dòng)） 整體用料計(jì)算重點(diǎn)計(jì)算量：土壓力(應(yīng)用朗肯土壓力理論)，筋條所受拉力（摩擦阻力，筋條長(zhǎng)度、寬度，所對(duì)應(yīng)墻面承受壓力）二、設(shè)計(jì)圖及設(shè)計(jì)說明：（介紹參賽作品設(shè)計(jì)圖紙及相應(yīng)設(shè)計(jì)說明） （一）設(shè)計(jì)圖及圖紙說明 拉筋布置位置 （單位cm） 1圖中圓點(diǎn)為筋材布置位置，加筋體中

3、筋材前三層為橫向?qū)挾葹?0mm矩形條，后兩層為橫向?qū)挾葹?0mm矩形條. 2為進(jìn)行加固，將筋材末端設(shè)計(jì)為折扇狀，增加筋材與土體的摩擦阻力 3為了防止擋墻傾覆，和四周漏沙現(xiàn)象，在其四周配置較多的筋材（二）基本參數(shù)的查閱與計(jì)算表1 基本條件項(xiàng)目對(duì)應(yīng)值備注砂土重度rr=18kN/m3由干燥中粗沙性質(zhì)知砂土內(nèi)摩擦角=340由干燥中粗沙性質(zhì)知砂土黏聚力CC=0由干燥中粗沙性質(zhì)知加筋紙與砂土的摩擦因數(shù)=0.45查閱資料得紙筋抗拉強(qiáng)度TmTm=2N/mm查閱資料得砂箱內(nèi)砂土填充完畢后，砂土體的尺寸L*b*h=75*47*481、砂箱裝砂完畢并且抽離可移動(dòng)板后，假設(shè)擋墻面仍然垂直于水平面，不發(fā)生明顯變形。2、

4、考慮砂箱面板厚度對(duì)實(shí)際沙土體積的影響。主動(dòng)土壓力系數(shù)KaKa=tan2(450-/2) = tan2(450-170)=0.53靜止土壓力系數(shù)K0K0=1-sin=0.44 （三）破裂面分析 為了確定筋條錨固區(qū)位置，需要區(qū)分土體中的穩(wěn)定區(qū)與活動(dòng)區(qū)，可用0.3H法進(jìn)行計(jì)算。具體計(jì)算如下：H1因?yàn)镠=480mmH 則 0.3H=144mm 則 H2=0.3H/tan=271mmH2 H1=H-H2=480-271=209mm 所以，上部滑動(dòng)區(qū)寬度為144mm 其高度為209mm=450-/2 下部滑動(dòng)區(qū)高度為271mm 其寬度為（H-Z）*tan Z土層上表面到該位置的距離三、計(jì)算書：（詳細(xì)介紹設(shè)

5、計(jì)計(jì)算的方法、計(jì)算參數(shù)、計(jì)算結(jié)果、結(jié)論等） （一）作用在墻面板上的水平壓應(yīng)力。 水平壓應(yīng)力通過下式計(jì)算：e=z+h（1） 墻后加筋填料產(chǎn)生的水平壓應(yīng)力 z=KirZi 當(dāng)Zi6m時(shí) Ki =K0(1-Zi/6)+KaZi/6 計(jì)算結(jié)果如下： （2）墻頂荷載產(chǎn)生的水平土壓力（應(yīng)力擴(kuò)散角法） h=Kirh0L0/L、i 式中：h0土壓力換算高度= =0.28m L0矩形加載板寬度0.2m L、i 圖中取用300計(jì)算結(jié)果如下表綜上，可得出總水平土壓應(yīng)力：結(jié)果如下表 （二）作用于拉筋位置的豎向土壓力 豎向壓應(yīng)力通過下式計(jì)算v=v1+v2（1） 墻后土填料產(chǎn)生的豎向土壓應(yīng)力v1=rhi計(jì)算結(jié)果如下（2）

6、 墻頂面荷載產(chǎn)生豎向土壓應(yīng)力v2=rh0L0/L、i計(jì)算結(jié)果如下綜上，可得出總土壓應(yīng)力：計(jì)算結(jié)果如下(三)拉筋設(shè)計(jì) （1）拉筋拉力計(jì)算 第i層單根拉筋拉力Ti計(jì)算式如下： Ti=eSxSy SxSy目標(biāo)拉筋所對(duì)應(yīng)墻面板面積計(jì)算結(jié)果如下 前三層筋條20mm，抗拉強(qiáng)度Ta=40N，所以前三組滿足要求 后兩層筋條30mm，抗拉強(qiáng)度Ta=60N，所以后兩組滿足要求， 綜上，筋條寬度配置滿足要求。（3） 筋條長(zhǎng)度計(jì)算無效長(zhǎng)度La：按0.3H折線法確定，由第二項(xiàng)第三部分進(jìn)行了計(jì)算，本處直接套用：當(dāng)hi209mm時(shí)，筋條無效長(zhǎng)度為144mm 當(dāng)hi>209mm時(shí)，筋條無效長(zhǎng)度為（H-hi）*tan28

7、0 hi土層上表面到該位置的距離 有效長(zhǎng)度Lb： Lb=KfTi/(2*vbi) Kf筋帶抗拔要求穩(wěn)定性系數(shù)1.4 bi筋帶寬度 筋帶與填料的摩擦系數(shù)0.45筋條取用長(zhǎng)度：（四）數(shù)據(jù)匯總共需要牛筋紙0.20401m2,，即2040.1cm2（五）外部穩(wěn)定性驗(yàn)算： （1）單筋抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算：前三層筋條20mm，抗拉強(qiáng)度Ta=40N>T1,T2,T3max所以前三組滿足要求 后兩層筋條30mm，抗拉強(qiáng)度Ta=60N>T4,T5max所以后兩組滿足要求， 綜上，所有拉筋均符合該強(qiáng)度驗(yàn)算（2） 筋材抗拔穩(wěn)定性驗(yàn)算：抗拔力Tp=2*vbiLb筋材抗拔穩(wěn)定性安全系數(shù)均大于1.3，所以抗拔性滿足要求。（3） 水平抗拉力計(jì)算Ts=mg/1.3=135.7N墻體可以抵抗135.7N的水平力，滿足要求（4） 抗傾覆驗(yàn)算相對(duì)于墻趾點(diǎn)，墻體重力力臂Z1=0.2m相對(duì)于墻趾點(diǎn)，水平拉力力臂Z2=0.48m相對(duì)于墻趾點(diǎn)，附加荷載力臂Z3=0.17m傾覆力矩M1=F*0.48抗傾覆力矩M2=0.65*0.48*0.47*0.2/2