扶壁式挡土墙计算书.doc

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1、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＝

2、0.4。4．C20砼抗压强度fC＝10.0N/mm2；抗拉强度f1＝1.10N/mm2II级钢筋抗拉强度［σg］＝310N/mm2。II级钢筋弹性模量Eg＝2.0×105N/mm25．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

3、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

4、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)λMHi＝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

5、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＝9.0m③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＝1.00

6、8m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＝359.02)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＝999.35T·m验算抗滑安全系数抗倾安全系数故认为均满

7、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最大水平正弯矩故依旧采用最小配筋率配筋，布设N3在面板墙胸一侧，布法同N2。③墙面板与肋结合处中部1m高的条带的剪力由下式计算X＝α1h0=0.159×560＝89.04mm故不需配