【正文】 對(duì)于砂性土 0 1 sin 1 sin 3 5 0 .4 2 6kK ?? ? ? ? ? 200( ) ( 1 3 1 7 3 . 8 ) 0 . 4 2 6 3 3 . 0 6kq z K k N m??? ? ? ? ? ? ? 2 20 3 3 . 0 6 3= 1 4 . 8 82 0 2 0nlM k N m? ???中 6 20 5 5 20 10 27 30 0 ( 40 0 40 )s yMA m mf bh ??? ? ?? ? ?中中 02 7 7 . 8 0 . 0 8 % 0 . 7 9 %1 0 0 0 3 6 0sAbh? ? ? ? ??中中 簡(jiǎn)化公式適用 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 m i n 1 . 2 7m a x { 0 . 4 5 0 . 4 5 0 . 0 0 1 9 , 0 . 0 0 2 } 0 . 2 %300tyff??? ? ? ? ? ? 中 取 min %????中 ， 20 0 . 0 0 2 1 0 0 0 3 6 0 7 2 0sA b h m m?? ? ? ? ?中 選用 12150? ， 2754sA mm? 2 20 3 3 . 0 6 3= 2 4 . 8 0?，F(xiàn)以距離墻底 ~ （即距墻頂 4. 3m~3. 3m）區(qū)間的立板為例進(jìn)行計(jì)算。由于土體不存在滑動(dòng)趨勢(shì)，且墻面光滑，則靜止土壓力為水平方向。 4. 7 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 采用 25C 混凝土和 335HRB 級(jí) 鋼 筋 ， 21 1 .9cf N m m? ，21. 27tf N m m? ， 2300yf N m m? 。 4. 6 地基承載力驗(yàn)算 按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，各分項(xiàng)系數(shù)取 1. 0。 3 5 , 0k? ? ? ?? ????? ? ? ? ? 22222c o s ( )sin( ) sin( )c o s c o s( ) [ 1 ]c o s( ) c o s( )2c o s ( 3 5 2 7 .4 7 )sin( 3 5 3 5 ) sin( 3 5 0 )c o s 2 7 .4 7 c o s( 3 5 2 7 .4 7 ) [ 1 ]c o s( 3 5 2 7 .4 7 ) c o s( 2 7 .4 7 0 )0 .5 0 6kKakk??? ? ? ?? ? ?? ? ? ?????????????????? 其中： ? 為 墻背與豎直線之間夾角 ? 為 墻背與填土之間內(nèi)摩擦角，本設(shè)計(jì)取 k??? ? 為 填土表面與水平面夾角，填土表面水平，故 0?? 則： 5 . 6 3 . 2 8 5 t a n 2 7 . 6 2 3 . 8 8fxm? ? ? ? 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 2212 2 3 1 13 17 2 2 3 kfaaHHq H HzKEm?? ? ???? ? ? ? ? ???? 4. 3 自重與填土重力 1. 立板和底板自重 鋼筋混凝土標(biāo)準(zhǔn)重度 325c kN m? ? ，其自重為： 1 (0 . 4 5 . 6 0 . 4 8 . 8 ) 2 5 1 4 4kG k N? ? ? ? ? ? 15 . 6 0 . 40 . 4 5 . 6 0 . 4 8 . 8 ( 0 . 6 )22 1 . 5 80 . 4 5 . 6 0 . 4 8 . 8xm? ? ? ? ? ?????? 2. 填土重以及地面均布荷載總量 2 3 111 4 .6 8 .8 1 9 3 8 4 .622kmG B H k N?? ? ? ? ? ? 2 . 6 0. 4 2. 533xm? ? ? ? 墻身自重計(jì)算時(shí)，扶壁自重按填土計(jì)算，另墻趾上少量填土重量略去不計(jì) 導(dǎo)致各項(xiàng)驗(yàn)算稍偏安全。 1 ? 12311( ~ ) ( 0. 46 ~ 1. 84 )20 50. 311( ~ ) ( 2. 3 ~ 4. 6)42B H mBmB H m????? 1 2 3 0 . 6 0 . 4 4 . 6 5 . 6B B B B m? ? ? ? ? ? ? 擋土墻基本尺寸要求如下圖所示： 圖 41 擋土墻基本尺寸圖 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 4. 2 土壓力計(jì)算 由于填土表面水平，第一破裂面與鉛垂面夾角： 354 5 4 5 2 7 . 522i ?? ? ? ? ? ? 第二破裂面與鉛垂面的夾角： 354 5 4 5 2 7 . 522i ?? ? ? ? ? ? 墻頂 A 與墻踵 C 連線 AC 與鉛垂面的夾角： r c ta n 27 .47 27 .? ? ? ? 因?yàn)?27 .4 7 27 .5i??? ? ?，因此，不會(huì)在土體中出現(xiàn)第二破裂面，AC 連線為實(shí)際破裂面。兩 扶壁凈距 nl ， 取擋墻高度的 1/3~1/4，可取 ? ，本設(shè)計(jì)擬取 ? 。地基為粘性土，孔隙比 e=0. 79，液性指數(shù) IL=0. 25 ，地基承載力特征值260akf KN? ，地基土重度 319 /K N m? ? 。查規(guī)范取地基承載力深寬修正系數(shù) ： 0 .3, 1 .6bd????。 除受力鋼筋外，還需根據(jù)截面剪力配置箍筋，并按構(gòu)造要求布置構(gòu)造鋼筋。其間距應(yīng)滿足規(guī)范要求，必要時(shí)可采用束筋。 3. 4. 4 扶肋 扶肋背側(cè)的受拉鋼筋，應(yīng)根據(jù)扶肋的彎矩圖，選擇 2~3 個(gè)截面，分別計(jì)算所需的拉筋根數(shù)。在垂直于墻面板方向的鋼筋分布與墻踵板頂面縱向水平鋼筋相同。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 連接墻踵板與扶肋之間的 U 形鋼筋其開口向上。如鋼筋的間距很小，可以將其中一半在距墻踵端 B3/2 減一個(gè)鋼筋錨固長(zhǎng)度處切斷。該筋位于墻踵板頂面，垂直于墻面板方向。 3. 墻面板與扶肋間的 U 形拉筋 連接墻面板與扶肋的 U 形拉筋 ，其開口向扶肋的背側(cè)， 在扶肋水 平方向通長(zhǎng)布置。 外側(cè)豎向受力鋼筋從布置在墻面板臨空一側(cè)，承受墻面板的豎直正彎矩。該筋向下伸人墻踵板不少于一個(gè)鋼筋錨固長(zhǎng)度；向上在距墻踵板頂高 H1/4 加上一個(gè)鋼筋錨固長(zhǎng)度處切斷。 2. 豎向受力鋼筋 墻面板的豎向受力鋼筋也分內(nèi)、外兩側(cè)。為方便施工，可在扶肋中心切斷。 內(nèi)側(cè)水平受拉鋼筋布置在墻面板靠填土一側(cè)，承受水平負(fù)彎矩，以扶肋處支點(diǎn)彎矩設(shè)計(jì)，全墻可分為 3~4 段。 WL l b?? （中跨） l b?? （懸臂跨） 3. 3. 3 翼緣寬度 扶肋的受壓區(qū)有效翼緣高度 ib ，墻頂部 ibb? ，墻底部 iwbL? （或 212B ）中間為直線變化， 可知 ： 2112 ii Bhbb H?? 1ii hlbbH?? 3. 4 配筋設(shè)計(jì) 扶壁式擋土墻的墻面板、墻趾板、墻踵板按矩形截面受彎構(gòu)件配筋，洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 而扶肋按變截面“ T”形梁配筋。在土壓力 1HE 如圖 44(a)中，作用在 AB 面上的土壓力的水平分力作用下，產(chǎn)生的剪力和彎矩： 圖 44 扶肋計(jì)算圖式 0(0 .5 ) c o sh i i W i aQ h L h h K???? 2 01 ( 3 ) c os6hi i W i aM h L h h K???? 式中： hiQ hiM 為 高度 為 ih （從墻頂算起）截面處的剪力（ kN ）和彎矩（ kNm ）； WL 為 跨中至跨中的計(jì)算彎矩（ m ）。為簡(jiǎn)化計(jì)算，只考慮墻背主動(dòng)土壓力的水平分力，而扶肋和墻面板的自重以及土壓力的豎向分力忽略不計(jì)。 3. 3 扶肋設(shè)計(jì)計(jì)算 3. 3. 1 計(jì)算模型和計(jì)算荷載 扶肋可視為錨固在墻踵板上的“ T”形變截面懸臂梁，墻面板則作為該“ T”形梁的翼緣板，如圖 44(a)所示。由于墻踵板的寬度通常只有墻高的 1/3 左右，其值一般較小，對(duì)墻踵板橫向配筋不起控制作用，故不必計(jì)算此橫向彎矩。由于墻面板對(duì)墻踵板的支撐約束作用，在墻踵板與墻面板銜接處，墻踵板沿墻長(zhǎng)方向板條的彎曲變形為零，并向墻踵方向變形逐漸增大。 為簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè) W3 為中心荷載， W4 是懸臂端荷載 tyE 引起的，實(shí)際應(yīng)力呈虛線表示的二次拋物線分布，簡(jiǎn)化為實(shí)線表示的三角形分布； 1M引起的等代荷載的豎直應(yīng)力近似的假設(shè)呈拋物線，其重心位于距固支端5B3/8 處 ， 以 其 對(duì) 固 支 端 的 彎 矩 與 M1 平 衡 ， 可 得 墻 踵 處 的 應(yīng) 力25 1 MB? ? 。內(nèi)力計(jì)算時(shí)，可將墻踵板順墻長(zhǎng)方向劃分為若干單位長(zhǎng)度的水平板條，根據(jù)作用墻踵板上的荷載，對(duì)每一連續(xù)板條進(jìn)行彎矩、剪力計(jì)算，并假定豎向荷載在每一連續(xù)板條上的最大值均勻作用于板條上。設(shè)計(jì)時(shí)可采用中部 23l 范圍內(nèi)的豎直彎矩不變，兩端各 /6l 范圍內(nèi)的豎直彎矩教跨中減少一半的階梯形分布。其扶肋跨中的豎直彎矩沿墻高的分布如圖所示 4— 13a 所示：負(fù)彎矩出現(xiàn)雜墻背一側(cè)底部 H1/4 范圍內(nèi)；正彎矩出現(xiàn)在墻面一側(cè)，其最大值在第三個(gè) H1/4 段內(nèi)。 圖 31 墻面板的水平內(nèi)力 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 設(shè)計(jì)采用的彎矩值和實(shí)際彎矩值相比是偏安全的，如圖 41（ c)所示。各內(nèi)力分別為： 支點(diǎn)負(fù)彎矩 21 112 piMl??? 支點(diǎn)剪力 2piQl?? 跨中正彎矩 22 120 piMl?? 邊跨自由端彎矩 3 0M? 式中： l —— 扶肋凈間距（ m）。計(jì)算時(shí)將其沿墻高或墻長(zhǎng)劃分為若干單位寬度的水平板條和豎向板條，假定每一單元條上作用均布荷載，其大小為該條單元位置的平均值，近似按支撐于 扶肋上的連續(xù)板計(jì)算水平板條的彎矩和剪力；按固支于搶地板上的鋼架梁來(lái)計(jì)算豎向板條的彎矩。以鉛直線為準(zhǔn)，順時(shí)針為負(fù)，稱仰斜；反時(shí)針為正，稱俯斜； ? 為 墻摩擦角，由試驗(yàn)或按規(guī)范確定。總被動(dòng)土壓力的作用點(diǎn)在底面以上 3H 處，其方向與墻面法線成 ? 角，與水平面成 ??? 角。 222221 c o s ( )2 sin ( ) sin ( )c o s c o s( ) 1c o s( ) c o s( )12ppPHHK???? ? ? ?? ? ?? ? ? ?????????? ??????? （ 218） 式中 pK 稱為庫(kù)倫被動(dòng)土壓力系數(shù)， pK 是 , , ,???? 的函數(shù)；其余符號(hào)的意義同式（ 214）相同。楔體 ABC 的重量 W 的大小和方向?yàn)榧褐?P 和 R 的大小未知，由于土楔體上滑， P 和 R 的方向都在法線的上側(cè)。 主動(dòng)土壓力合力作用點(diǎn)在離墻底的即 H/3 高度處，作用方向與墻面的法線成 ? 角，與水平面成 ??? 角。 當(dāng)墻背直立（ 0?? ），墻面光滑（ 0?? ），填土表面水平（ 0?? ）時(shí)，主動(dòng)土壓力系數(shù) 2t (45 )2aKg ???，與 Rankine 主動(dòng)土壓力系數(shù)相同。 根據(jù)上述概念，當(dāng)取 0dPd?? 時(shí)， P 有最大值。所以當(dāng) ? 在和 90 ?? 之間變化為某一值時(shí)， P 必有一最大值。 ? 角改變時(shí)， P 值也隨之變化。按正弦定理 : si n( ) si n 180 ( )PW?? ? ? ??? ??? ? ??? 則 : sin ( )sin ( )WP ??? ? ??? ?? (213) 式中 90 ( )? ? ?? ? ? (214) 由公式可知 :P 是 ? 的函數(shù) ，不同的 ? 對(duì)應(yīng)著不同的 P 值。土楔體 ABC 在以上三個(gè)力的作用下處于極限平衡狀態(tài)，則由該三力構(gòu)成的力的矢量三角形必然閉合。力 P 的作用方向與墻面 AB 的法線的夾角 ? 就是土與墻之間的摩擦角，稱為外摩擦角。楔體下滑時(shí)， R 的位置在法線的下側(cè)?；衙媾c水平面的夾角為 ? ，取滑動(dòng)土楔 ABC作為隔離體進(jìn)行受力分析 (圖 23)。 基本假設(shè) ： 1. 墻后填土為均勻的無(wú)粘性土（ c=0），填土表面傾斜（ β＞ 0）； 2. 擋土墻是剛性的，墻背傾斜，傾角為 ε； 3. 墻面粗糙，墻背與土本之間存在摩擦力（ δ＞ 0）； 4. 滑動(dòng)破裂面為通過(guò)墻踵的平面。 2. 3. 2 朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算 從朗肯土壓力理論的基本原理可知，當(dāng)土體處于被動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，根據(jù)土的極限平衡條件式可得被動(dòng)土壓力強(qiáng)度 σ 1=PP，σ 3=σ z=rz，填土為粘性土?xí)r ： 2 ( 45 ) 2 ( 45 ) 222p p pp ztg c tg zK c K????? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 29） 填土為無(wú)粘性