锚杆挡土墙设计计算书(李林桂631202100110)

锚杆挡土墙设计计算书

锚杆挡土墙墙高8m，土体参数内摩擦角45°，土体重度21KN/m3,边坡坡度为40°，岩质边坡，底部假定自由，按《建筑边坡工程技术规范》计算。

(一）、内力计算：

1、土压力合力计算：

σ

A =0σ

E

=r·H=21×8=168KN/m2

合力E=1/2×r·H2=1/2×21×82=672KN 2、土压力的分布：

e hk =

H E hk 9.0=8

9.0672⨯=93.33KN/m 2

布置锚杆后，相当于添加了活动绞约束，如下图：

m

KN l l M AB AB B ·47.1196

6.128032p 2

-=⨯=⨯-=m

KN l M DE D ·1402

12802p 2

2-=⨯-=-=CD

CD

CD BC BC BC CD D CD BC C BC B l b l a l M l l M l M ωω66)(2--

=+++dx

x x M a BC

l BC BC ⋅⋅=⎰0

)(ω

dx

x px M x R BC

l B B ⋅⋅-+=⎰

2

)2

(24

634

22BC BC B BC C pl l M l M -

+=同理，可得24

634

22CD CD D CD C CD

CD pl l M l M b -

+=ω故)

222

(812

D B BC

C M M pl M --=]14047.119227.2280[812）（+⨯+⨯=m

KN ·44.192=M B =-119.47KN·m M C =-192.44KN·m M D =-140KN·m BC 跨最大弯矩M=102.17KN·m CD 跨最大弯矩M=92.10KN·m (二)、肋柱和挡土板的结构设计：

采用HRB400级钢筋，查得f y =3.6×105

kPa ,E s =2×108

kPa,εcu =0.0033,C30混凝土抗压强度f c =1430kPa。重要性系数为γ0=1.0。根据《建筑荷载规范GB50330-2002》3.2.4规定：当永久荷载对结构不利时，由永久效应荷载控制的组合，荷载分项系数γG =1.35。假定截面b=h=500mm 1、

肋柱跨中最大弯矩处的配筋：

设计弯矩M=γ0γG M bcmax =1.0×1.35×102.17=137.93KN·m 有效截面高度h 0=(500-40-10)mm=0.45m 受压区高度：

5176

.00033

.0200000000360000

18

.011b =⨯+

=

+

=

cu

S y

E f εβζ)

211(2

010h b f M

h x c ⨯⨯⨯-

-=α=)45

.05.0143000.193

.137211(45.02

⨯⨯⨯⨯-

-⨯=0.045m

A s =xbf c /f y =0.045×0.5×14300/360000=893.75mm

2

ρ=A s /(bh 0)=8.94×10-4

/(0.5×0.45)=0.397%>ρmin =0.2%采用3Ф20的HRB400级钢筋，A g =9.42×10-4

m 2

截面效核：

m

h m b

f A b c

g 23.00474.05

.014300.136

42.9f x 01y

=<=⨯⨯⨯=

⨯⨯⨯=

ζαρ=A g /(bh 0)=9.42×36/(0.5×0.45)=0.42%>0.2%

48.144)2

0474

.045.0(0474.05.0143000.1)2(f 01=-⨯⨯⨯⨯=-x h bx c αKN·m

每根钢筋承担的弯矩：144.48/3=48.159KN·m 2、肋柱上支点弯矩的配筋

设计弯矩M=γ0γG M c =1.0×1.35×192.44=252.14KN·m 受压区高度：

)211(2

10h b f M

h x c ⨯⨯⨯-

-=α=)45

.05.0143000.114

.252211(45.02

⨯⨯⨯⨯-

-⨯=0.0867m

A s =xbf c /f y =0.0867×0.5×14300/360000=1722.38mm

2

ρ=A s /(bh 0)=1.722×10-3

/(0.5×0.45)=0.766%>ρmin =0.2%采用6Ф20的HRB400级钢筋，A g =1.884×10-3

m 2

截面效核：

m

h m b

f A b c

g 23.00949.05

.014300.136

84.18f x 01y

=<=⨯⨯⨯=

⨯⨯⨯=

ζαρ=A g /(bh 0)=1.884×10-3

/(0.5×0.45)=0.84%>0.2%

14.273)2

0949

.045.0(0949.05.0143000.1)2(f 01=-⨯⨯⨯⨯=-x h bx c αKN·m

每根钢筋承担的弯矩：273.14/6=45.52KN·m 3、裂缝最大宽度和挠度验算：（1）、裂缝最大宽度验算：

钢筋弹性模量E s =2×108

kPa,整个截面最大弯矩M max =192.44KN·m,截面面积A g =1.884×10-3

m 2，h 0=0.45m。

230sk /218.253)10884.145.087.0/(192.44)87.0/(m KN A h M s k =⨯⨯⨯=⨯⨯=-σ01507

.05.0/10884.1)5.0/(33=⨯=⨯⨯=-h b A s te ρf tk =2010kPa

7576

.0)25321801507.0/(201065.01.1)/(f 65.0-1.1=⨯⨯-=⨯=sk te tk σρψαcr =2.1

c=40mm d=20mm

08.09.1(cr te

eq s sk

d c E ρσψ

αω+=01507.020

08.0409.1(10

22532187576.01.28

⨯+⨯⨯⨯

⨯=mm mm 2.037.0>=不满足要求，故内侧钢筋改用采用12Ф20的HRB400级钢筋，A g =3.77×10-3

m 2

;外侧钢筋改用采用6Ф20的HRB400级钢筋，A g =1.88×10-3

m

2