防浪墻結(jié)構(gòu)計(jì)算

壩頂防浪墻結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)一、計(jì)算條件大壩防浪墻為二級(jí)建筑物，基本荷載組合條件下，容許抗滑穩(wěn)定系數(shù)Iki=1.3，抗傾c覆安全系數(shù)上0]=1.5，地基應(yīng)力不均勻系數(shù)h]=2.5；特殊荷載組合條件下，容許抗滑穩(wěn)定系數(shù)Ik]=1.1，抗傾覆安全系數(shù)[k]=1.2，地基應(yīng)力不均勻系數(shù)lq]=3.0。地基容許c0承載力B]=160Kpa，防浪墻后土的容重丫=m3，內(nèi)摩擦角?=24，粘結(jié)力c=18KPa，混凝土容重Y=25KN/m3。c防浪墻采用懸臂式擋土墻形式，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C25，并選用II級(jí)鋼筋，結(jié)構(gòu)計(jì)算采用以下數(shù)據(jù)：防浪墻結(jié)構(gòu)系數(shù)Y=1.2，混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=12.5Mpa，鋼筋抗拉強(qiáng)度dc設(shè)計(jì)值f=310Mpa。y基本斷面尺寸如圖1所示，防浪墻底板上覆土層厚度為。地上荷載等效為為一長(zhǎng)，高的等效土柱?！?■44.-宀^■.■44.-宀^<;詵圖1防浪墻斷面尺寸二、穩(wěn)定計(jì)算1、基本荷載組合基本荷載組合條件下，作用在防浪墻上的荷載有：防浪墻自重力、墻后主動(dòng)土壓力、踵板上覆土重力，地上荷載、扶推力。各種荷載如圖2所示。 A形心(1.D5,2.1)粗W粗W"I2-1.Q.SSS)面欷1.、:；；：「I、" ----._圖2防浪墻上作用荷載（基本荷載組合）防浪墻重力：G1円CA二25X1.3二32.5KN作用點(diǎn)位于防浪墻斷面形心上，當(dāng)以0點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，由張東明軟件計(jì)算求得形心坐標(biāo)（，）。本次計(jì)算采用換算內(nèi)摩擦角的方法來(lái)計(jì)算粘性土的主動(dòng)土壓力。也就是將摩擦角的數(shù)值增大，把粘聚力的影響考慮在內(nèi)摩擦角的這一參數(shù)中，然后按砂性土的公式計(jì)算主動(dòng)土壓力。按堤防設(shè)計(jì)規(guī)范公式計(jì)算等效內(nèi)摩擦角：tg(45 )=:YH2tg2(45—￡)-4CHtg2(45—占)+竺2tg(45 )=4xI84xI82「18.6x2.72xtg233—4x18x2.7xtg233+18.6x2.72= =0.57518.6x2.72主動(dòng)土壓力系數(shù)：K=tg2（45。一與）=0.331a2墻后土體的總主動(dòng)土壓力（含等效地上荷載）：P=-yH2K=-x18.6x2.72x0.331=22.44KNa2a2總主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)位置距防浪墻堤底以上高度：h二H/3二2.7/3二0.9ma踵板上覆土壓力：G=yA=18.6x1.74二32.36KN22作用點(diǎn)位于形心上，當(dāng)以0點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，由張東明軟件計(jì)算求得形心坐標(biāo)（，地上荷載等效土條自重：G=yA=18.6x1.8=33.48KN33

當(dāng)以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，作用點(diǎn)坐標(biāo)為（，）。扶推力： P1=0.75x1二0.75KN，當(dāng)以0點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，作用點(diǎn)坐標(biāo)為（,）。水平方向合力：工H=P+P=22.44+0.75=23.19KNa1垂直方向合力：工G=G+G+G=32.75+32.18+33.48=98.41KN123各種荷載及相應(yīng)的力矩如表1所示。表1作用在防浪墻上的各項(xiàng)荷載及對(duì)。點(diǎn)的力矩力豎向力（KN）水平力（KN）力臂（m）力矩（+）（）力矩（一）（）重力主動(dòng)土壓力扶推力上覆土重等效土柱重合力（矩）基本荷載組合條件下，防浪墻的抗滑穩(wěn)定系數(shù)：tgp?工G+cB tg(0.9x23。)x82.37+1.5x17/5 ”J]…K= 0 0 = =1.64>LK」=1.3c 乙H 22.08 c對(duì)于粘性土基，上式中，90可取室內(nèi)飽和固結(jié)快剪試驗(yàn)內(nèi)摩擦角?的倍；c0可取室內(nèi)飽和固結(jié)快剪試驗(yàn)?zāi)哿的1/3~1/5?？箖A穩(wěn)定系數(shù)：K=徑=竺抗傾穩(wěn)定系數(shù)：K=徑=竺0乙M22.08=2.7>LK」=1.50偏心距：Qmaxmine=B-|M=必-沁一22.°8=0.9-0.64=0.26m偏心距：Qmaxmin2乙G2 98.41140.83(1土6X0.07)=85.2Kpa或者55.63Kpa22q=1(q +q)=1x(85.2+55.63)=70.42Kpa<\r」=160Kpacp2maxmin2Q 85.2 \」地基應(yīng)力不均勻系數(shù)：耳=—max= =L53<h」=2.5Q 55.63min均滿足穩(wěn)定要求。2、特殊荷載組合特殊荷載組合條件下，作用在防浪墻上的荷載有：防浪墻自重力、墻后地震主動(dòng)土壓力、踵板上覆土重力。各種荷載作用如圖3所示。

D主動(dòng)土壓力系數(shù)：K=tg2（45。一分）=0.035a2靜力條件下主動(dòng)土壓力：P=1YH2K=1x18.6x2.32x0.035=1.72KNa2a2地震作用下的動(dòng)土壓力采用靜力條件下的主動(dòng)土壓力數(shù)值增減一個(gè)百分?jǐn)?shù)計(jì)算：P=（1土C.k.tg申）Pd eH a式中：C－地震動(dòng)土壓力系數(shù)，與填土坡度及填土的內(nèi)摩擦角有關(guān)，對(duì)本工程，查表e??；k－水平地震系數(shù)，本工程地震設(shè)防烈度為7度，取。H9—靜力條件下填土的內(nèi)摩擦角。P二（1+4.0x0.25x.tg68.7。）x1.72二6.13KNd作用點(diǎn)位置距防浪墻堤底以上高度：h二H/3二2.3/3二0.767m

力豎向力（KN）水平力（KN）力臂（m）力矩（+）（）力矩（一）（）重力43主動(dòng)土壓力上覆土重合力（矩）其余各種荷載同基本組合情況，作用在防浪墻上的各項(xiàng)荷載及對(duì)。點(diǎn)的力矩具體見(jiàn)表2力豎向力（KN）水平力（KN）力臂（m）力矩（+）（）力矩（一）（）重力43主動(dòng)土壓力上覆土重合力（矩）其余各種荷載同基本組合情況，作用在防浪墻上的各項(xiàng)荷載及對(duì)。點(diǎn)的力矩具體見(jiàn)表2。表2作用在防浪墻上的各項(xiàng)荷載及對(duì)。點(diǎn)的力矩特殊荷載組合條件下，防浪墻的抗滑穩(wěn)定系數(shù)：tgp?工G+cB tg（0.9x23。）x102.89+2x17/5 「J]…K= 0 0 = =7.5>lK」=1.1c 乙H6.13抗傾穩(wěn)定系數(shù)：K0=yM+=91.03=19.4>[K]=1.2乙M4.7 0+偏心距：e=B=20-91.03一4.7=1-0.84=0.16m2 yG 2 102.89yQmax=——min—(1土星)二102.89(1土6X0.16)二76.14Kpa或者26.75KpaBB2 2Q=1(Q +Q)=1Xcp2maxmin2(76.14+26.75)=51.45Kpa<[r]=160Kpa76.14 []max=地基應(yīng)力不均勻系數(shù)：耳二一二2.85<hmax=地基應(yīng)力不均勻系數(shù)：耳二一Q26.75min均滿足穩(wěn)定要求。三、結(jié)構(gòu)計(jì)算圖3立墻上的作用荷載示意圖1．立墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作用在立墻上的荷載為墻后土壓力，扶推力，如圖3所示，對(duì)A—A截面進(jìn)行配筋計(jì)算,對(duì)應(yīng)墻高為和，內(nèi)力計(jì)算如下：H=1.3m1TOC\o"1-5"\h\zM=1x18.6x(1.3+0.2)2x0.009x15+0.75x1.3=1.07KNma2 3H二2.95m21 3.15M=—x18.6x(2.95+0.2)2x0.009x +0.75x2.95=3.08KNmb2 3對(duì)于A—A截面，墻高H二1.0m,M=1.07KN.m，截面寬度取單寬計(jì)算，1Ab=1000mm，矩形截面高度h=300mm，取保護(hù)層厚度為25mm，則截面有效高度h=275mm，則可求得截面抵抗系數(shù)：0Y.M

a=―d AsY.M

a=―d As b.h2f0c=0.00141000x2752x12.5相對(duì)受壓區(qū)計(jì)算高度：E=1—、：1—2a=1—\1—2x0.0014=0.0014TOC\o"1-5"\h\z" sf 12.5y=a厶=0.0014x=0.0056%vy=0.15%f 310 minyA=ybh=0.15%x100x27.5=4.13cm2g0對(duì)于B—B截面，墻高H=2.95m，M=3.08KN.m，截面寬度取單寬計(jì)算，2Bb=1000mm，矩形截面高度h=500mm，取保護(hù)層厚度為25mm，則截面有效高度h=475mm，則有：Y.M

a=―d AsY.M

a=―d As b.h2f0c=0.00131000x4752x12.5相對(duì)受壓區(qū)計(jì)算高度：E=1—\/1—2a=1—、：1一2x0.0013=0.0013sf 12.5y=a厶=0.0013x=0.0052%vy=0.15%f 310 minyA=ybh=0.15%x100x47.5=7.13cm2g0B—B截面配置016@250，A=8.04cm2，過(guò)A—A截面加25d，切斷2根剩3根。g

A—A截面配置016@250,A=8.04cm2，過(guò)a—a直通墻頂。g表3立墻各截面計(jì)算配筋量和實(shí)際配筋量截面4-dz■=■丄回高(m)彎矩(m)截面尺寸(cm)4 K.MA= A-0b.h2—0 wa—u=a—w—g計(jì)算Ag(cm2)酉己置Ag(cm2)hh0A3026%B%2.踵板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作用在踵板上的荷載有踵板自重，上覆土重力，地上荷載，如圖4所示圖4作用在踵板上的荷載踵板固端荷載疊加強(qiáng)度：P1=18.6x(2.95+0.2)+25x0.35=67.34KN踵板末端荷載疊加強(qiáng)度：P2=18.6x(3.1+0.2)+25x0.2=66.38KN踵板固端的彎矩：M=-x66.38x1.52+-x-x(67.34-66.38)x1.52=75.4KN.mTOC\o"1-5"\h\zC2 23踵板長(zhǎng)，Mc=75.4KN.m，截面寬度取單寬計(jì)算，b二1000mm，矩形截面高度h=350mm，取保護(hù)層厚度為25mm，則截面有效高度叫=325mm，則有：出x75?出x75?4x106 =0.0591000x3252x18.0A= A-0 b.h2R0w查表