扶壁式擋土墻計(jì)算書(shū)

1、扶壁式擋土墻計(jì)算書(shū)溢洪閘的上下游連接段邊墻較高，采用C20扶壁式擋土墻。墻高自12.217.4m高不等，在此選用17.4m墻高為例進(jìn)行計(jì)算。其余計(jì)算方法相同，不再一一列出。(一)基本設(shè)計(jì)資料1鋼筋砼扶壁式擋土墻，墻高H17.4m，埋入土中深度h1.4m，墻趾板按照無(wú)覆蓋土考慮。2墻后回填土參數(shù)考慮墻過(guò)高，土壓力過(guò)大，采用水泥土回填，容重取用=1.8T/m3。要求等值內(nèi)摩擦角55°。等值內(nèi)摩擦角是指把粘聚力計(jì)入內(nèi)摩擦角內(nèi)的數(shù)值，其值可以用下式計(jì)算：式中：，C為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)回填土的內(nèi)摩擦角和粘聚力。3抗滑穩(wěn)定系數(shù)KC1.3，傾覆穩(wěn)定系數(shù)K01.5，滑動(dòng)摩擦系數(shù)f0.4。4C20砼抗壓強(qiáng)度f(wàn)C

2、10.0N/mm2；抗拉強(qiáng)度f(wàn)11.10N/mm2II級(jí)鋼筋抗拉強(qiáng)度g310N/mm2。II級(jí)鋼筋彈性模量Eg2.0×105 N/mm25砼裂縫容許開(kāi)展寬度max0.25mm(二)計(jì)算方法1計(jì)算的一般方法扶壁式擋圭墻由趾板、踵板、墻面板及肋四部分組成，設(shè)計(jì)時(shí)取兩肋跨中到跨中或肋中到肋中為一計(jì)算單元；對(duì)于趾板和肋分別按矩形或肋形懸壁梁考慮；對(duì)于墻面板和踵板是三向固定板，屬超靜定結(jié)構(gòu)，按簡(jiǎn)化假定的近似方法進(jìn)行計(jì)算。具體計(jì)算采用城市道路設(shè)計(jì)手冊(cè)中擋土墻設(shè)計(jì)的有關(guān)章節(jié)提供的簡(jiǎn)化方法。2墻面板和踵板計(jì)算荷載(1)墻面板為簡(jiǎn)化計(jì)算，近似采用圖1中的梯形ABCDE來(lái)代替相應(yīng)的法向應(yīng)力圖，外力圖形中

3、假設(shè)。對(duì)于兩肋中點(diǎn)的正彎矩采用跨中1/2段承受最大土壓力Pj(圖2)；對(duì)于墻面板與肋固著端的負(fù)彎矩，采用第三個(gè)H1段承受最大土壓力Pj(圖3)。(2)踵板考慮踵板與墻面板的固著作用，作用于踵板上的法向應(yīng)力按三角形分布計(jì)算，最大值在踵板端處等于W(圖4)。式中：M1墻趾板固著端處的計(jì)算彎矩，(T·m)；2踵板端處的地基反力，T/m2；回填土容重，T/m3；h砼容重，T/m3。3墻面板和踵板的彎矩計(jì)算(1)與肋相交處的水平負(fù)彎矩墻面板：踵板：(2)肋跨中點(diǎn)之水平正彎矩墻面板：踵板：(3)背面取垂直彎矩墻面板最大垂直負(fù)彎矩M-0.03H1·H1·l，垂直正彎矩為垂直負(fù)彎

4、矩的1/4。4肋上的作用荷載及其厚度計(jì)算取跨中一段的墻面板與肋共同作用，構(gòu)成一變截面的懸壁式T形梁，其彎矩和剪力如下：ENfjHiSwi(0.5Hi+hi)MHi式中：Swi為T(mén)形梁的受壓區(qū)有效翼緣寬度，；b肋寬；l跨間凈距。(三)尺寸及配筋計(jì)算1土壓力計(jì)算2基本尺寸的確定(1)節(jié)跨布置跨間凈距：l=0.30.5H1=4.88.0m，取l=7.2m懸壁長(zhǎng)度l0.41×7.2=2.915，取l2.9m肋厚度取b=900mm(2)確定墻面板及底板的厚度及底板寬墻面板厚度采用初步設(shè)計(jì)時(shí)確定的頂寬600mm，底寬1000mm；初設(shè)底板厚度為1400mm。根據(jù)墻面板的抗彎能力與外彎矩相等的原則

5、，水平負(fù)彎矩控制：采用配筋率0.5%則10.270，10.910，18.14，1219.8。則故面板厚度足夠。底板寬度的計(jì)算(考慮到地基承載力較小，故取用較大的底寬)取B12.0m。底板全寬為BB1+B2+B32.0+1.0+6.09.0m底板厚度的核算1)按趾板彎矩核算先計(jì)算底板的地基反力土重及力臂：W16×6×1.8172.8T，Z1.5m自重及力臂：W19×1.4+0.8×167×2.563.5T，Z1.008m總法向力：N172.8+63.5236.3T總彎矩：M172.8×1.5-1.00×63.5-158.043

6、7.16T·m故max=29.01T/m2min=23.5T/m2即趾端處1=23.5T/m2踵端處2=29.0T/m2則趾根部彎矩設(shè)0.3%，則1359.02)按踵板彎矩核算設(shè)0.5%，則1219.8則故認(rèn)為底板厚度可以滿(mǎn)足。3墻身穩(wěn)定驗(yàn)算全墻總法向力M236.3T總穩(wěn)定力矩My172.8×(1.5+3)+9×1.4×2.5×4.5+0.8×16×2.5×2.5999.35 T·m驗(yàn)算抗滑安全系數(shù)抗傾安全系數(shù)故認(rèn)為均滿(mǎn)足要求。4墻體配筋及裂縫開(kāi)展寬度的計(jì)算(1)墻面板最大水平負(fù)彎矩及裂縫開(kāi)展寬度的計(jì)算h

7、0600-400560mm故其計(jì)算出的配筋率小于最小配筋率，故采用最小配筋率(0.15%)配置N2。墻高8m以上為12100，墻高8m以下為14100，鋼筋布置在面板背側(cè)沿全長(zhǎng)布置。最大水平正彎矩故依舊采用最小配筋率配筋，布設(shè)N3在面板墻胸一側(cè)，布法同N2。墻面板與肋結(jié)合處中部1m高的條帶的剪力由下式計(jì)算X1h0=0.159×56089.04mm故不需配置箍筋最大垂直負(fù)彎矩故計(jì)算出的配筋率小于最小配筋率，采用最小配筋率配置N4，14100，置于N2外側(cè)(靠墻胸一側(cè))，下部埋入踵板內(nèi)。最大垂直正彎矩故依舊采用最小配筋率配置N5，14100，置于N3鋼筋內(nèi)側(cè)(靠墻背一側(cè))踵板頂面，平衡墻

8、面板最大垂直負(fù)彎矩的配筋計(jì)算故采用最小配筋率配置N8，14100，置于N6下面，縱向布置同N4。計(jì)算兩肋中間1寬的垂直墻條底部的剪力故不需配置箍筋面板配筋均采用最小配筋率進(jìn)行，經(jīng)驗(yàn)算各自的裂縫開(kāi)展寬度均小于0.25mm，裂縫具體計(jì)算可以參考以下踵板中的裂縫算法。(2)踵板的配筋及裂縫開(kāi)展寬度的計(jì)算趾根部的彎矩M147.36T·m趾端處剪力最大值35.46T最大水平縱向負(fù)彎矩的配筋和裂縫開(kāi)展寬度的計(jì)算按水平負(fù)彎矩配筋h0=1400-40=1360mm因彎矩較大，經(jīng)計(jì)算需配用較大的鋼筋面積才能滿(mǎn)足抗裂要求，選用928(Ag5542mm2)則鋼筋的實(shí)際應(yīng)力為故最大裂縫寬度為故踵板頂部沿縱向

9、布置鋼筋N6，其橫向布置為：外2m采用每延米928，中2m采用每延米628，內(nèi)2m采用每延米620。最大正彎矩的配筋和裂縫開(kāi)展寬度的計(jì)算經(jīng)過(guò)試算，需要較大的鋼筋面積才能滿(mǎn)足裂縫開(kāi)展要求，選用鋼筋N，925(Ag4418mm2)，鋼筋橫向布置同N6。則鋼筋應(yīng)力踵板端部與肋結(jié)合處的最大剪力計(jì)算故從理論上可以不配置箍筋，但為了增強(qiáng)鋼筋的整體性和提高抗剪，依舊在端部配置四肢箍筋10250。(3)趾板的配筋及裂縫開(kāi)展寬度的計(jì)算根據(jù)趾板厚度核算時(shí)的結(jié)果，取P%0.30%則選用鋼筋N1每延米2280(Ag4752mm2)。則N1鋼筋每隔一根延伸至踵板底部，起分布和架立筋作用。(4)肋的配筋及裂縫開(kāi)展寬度的計(jì)

10、算肋背受力鋼筋的計(jì)算選取4個(gè)截面(4m、8m、12m、16m)分別計(jì)算彎矩，配筋和裂縫，把計(jì)算結(jié)果列成表格如下：肋背受力鋼筋設(shè)置表表1Hi(m)梁高H(m)肋高B3i(m)有效翼緣寬度Swi彎矩鋼筋型號(hào)和根數(shù)(每延米)N11實(shí)際配筋面積(mm2)42220152027005.186201885838103010450069.12620188512540045006300326.591020422466216700060008100995.33102010226943注：表中鋼筋面積大都按水工大尺寸構(gòu)件的最小配筋率同時(shí)參照抗裂要求而定。截面應(yīng)力復(fù)核計(jì)算表表2Hi(m)h(mm)X(mm)Z鋼筋應(yīng)力g(N/mm2)42220402180263.23198013.6183810403770398.23537101.6012540071.965328.04433.275049.87162.4316700068.466931.54995.36599.78212.0裂縫開(kāi)展寬度計(jì)算表表3Hi(m)g(N/mm2)Ai(3d+a)b(mm)Stk413.6190000318.00.038101.6090000318.00.2412162.43142200209.350.21162