矩形水池結(jié)構(gòu)計(jì)算書解析

1、矩形水池結(jié)構(gòu)計(jì)算書項(xiàng)目名稱日 期設(shè)計(jì)者校對者一、示意圖：I、基本資料：1 依據(jù)規(guī)范及參考書目：水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(SL 191-2008)，以下簡稱砼規(guī)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50007-2002)，以下簡稱地基規(guī)范給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50069-2002)，以下簡稱給排水結(jié)規(guī)給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程(CECS138-2002),簡稱水池結(jié)規(guī)建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(第二版)2 幾何信息：水池類型：有頂蓋，半地下水池水池長度 L = 8600 mm, 寬度 B = 2700 mm , 高度 H = 5000 mm地面標(biāo)咼 =0.000 m , 池底標(biāo)咼 =-3

2、.900 m頂板厚度ti = 600 mm,頂板貼角c = 0 mm池壁厚度t3 = 600 mm,池壁貼角C1 = 0 mm底板中間厚度t2 = 800 mm,底板兩側(cè)厚度t4 = 0 mm底板貼角長度C2 = 0 mm,底板外挑長度a = 0 mm 頂板約束形式：固定池壁頂端約束形式：固定底板約束形式：固定3. 地基土、地下水和池內(nèi)水信息：地基土天然容重 丫 = 18.00 kN/m，天然容重 丫 m = 20.00 kN/m 地基土內(nèi)摩擦角 $ = 30.00度，地下水位標(biāo)高 =0.000 m池內(nèi)水深 Hw = 0.00 mm , 池內(nèi)水重度 丫 s = 10.00 kN/m地基承載力特

3、征值 fak = 120.00 kPa寬度修正系數(shù)n b = 0.00,埋深修正系數(shù)n d = 1.00修正后地基承載力特征值 fa = 154.00 kPa浮托力折減系數(shù) =1.00,抗浮安全系數(shù)Kf = 1.054荷載信息：頂板活荷載qi = 127.40 kN/m 2,地面活荷載q = 127.40 kN/m 2活荷載組合值系數(shù) =0.90恒荷載分項(xiàng)系數(shù)：池身的自重丫 G1 = 1.20,其它丫 g = 1.27活荷載分項(xiàng)系數(shù)：地下水壓力丫 Q1 = 1.27,其它丫 q = 1.27頂板活荷載準(zhǔn)永久值系數(shù) 2 q1 = 0.40地面活荷載準(zhǔn)永久值系數(shù) 2 q = 0.40 溫（濕）度變

4、化作用的準(zhǔn)永久值系數(shù) 2 t = 1.00 池內(nèi)外溫差或濕度當(dāng)量溫差t = 10.0度溫差作用彎矩折減系數(shù) n s = 0.65 混凝土線膨脹系數(shù) a c = 1.00 X 10-5 / C5材料信息：混凝土強(qiáng)度等級： C25 軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fck = 16.70 N/mm 2；軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 ftk = 1.78 N/mm2 軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fc = 11.90 N/mm2;軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ft = 1.27 N/mm 242混凝土彈性模量 Ec = 2.80X 104 N/mm2 縱向受力鋼筋種類： HRB335 鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy = 300 N/mm2 ;彈性模量Es

5、 = 2.00X 105 N/mm2鋼筋混凝土重度 丫 c = 25.0 kN/m3，泊松比卩c = 0.167內(nèi)側(cè)鋼筋保護(hù)層厚度 as = 35 mm，外側(cè)保護(hù)層厚度 as' = 35 mm裂縫寬度限值3 max = 0.200 mm,配筋調(diào)整系數(shù) =1.00三、地基承載力驗(yàn)算及抗浮驗(yàn)算：1 基底壓力計(jì)算：頂板及頂板貼角自重 G1 = 348.30 kN池壁自重 G2 = 1090.80 kN底板及底板貼角自重 G3 = 464.40 kN 水池自重 Gc = G1 G2 G3= 348.30 1090.80 464.40 = 1903.50 kN池內(nèi)水重 Gw = 0.00 kN

6、池頂覆土重量 Gt1 = 0.00 kN 池頂?shù)叵滤亓?Gs1 = 0.00 kN底板外挑覆土重量 Gt2 = 0.00 kN 底板外挑地下水重量 Gs2 = 0.00 kN 基底以上的覆蓋土總重量 Gt = Gt1 Gt2= 0.00 0.00 = 0.00 kN基底以上的地下水總重量 Gs = Gs1 Gs2= 0.00 0.00 = 0.00 kN頂板活荷載作用力 Gh1 = 2958.23 kN地面活荷載作用力 Gh2 = 0.00 kN活荷載作用力總和 Gh = Gh1 Gh2= 2958.23 0.00 = 2958.23 kN2基底面積 A = 23.22 m2209.38 k

7、N/m基底壓強(qiáng) Pk = (Gc + Gw + Gt + Gs + Gh) / A=(1903.50 + 0.00+ 0.00+ 0.00 + 2958.23)/23.220 =2. 修正地基承載力：依照建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范式 5.2.4:fa = fak+ n bX Y X (b 3) + n dX yX (d 0.5)fa = 120.00 + 0.00X 10.00X (3.0 3) + 1.00X 10.00X (3.9 0.5) 2=154.00 kN/m3 .地基承載力驗(yàn)算結(jié)論：2 2Pk = 209.38 kN/m > fa = 154.00 kN/m故地基承載力不滿足要求

8、。4. 抗浮驗(yàn)算：抗浮力 Gk = Gc + Gt + Gs=1903.50 + 0.00 + 0.00 = 1903.50 kN浮力 F = 905.58 kNGk / F = 1903.50 / 905.58 = 2.10 > Kf = 1.05故抗浮驗(yàn)算滿足要求。四、荷載計(jì)算：1. 頂板荷載計(jì)算：池頂?shù)母餐翂毫?biāo)準(zhǔn)值ptd1 = 0.00 kN/m 22池頂?shù)乃畨毫?biāo)準(zhǔn)值 Ps1 = 0.00 kN/m2池頂板自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值PG1 = 15.00 kN/m池頂活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q = 127.40 kN/m 2池頂均布荷載基本組合：Qt = Y G1 >pG1 + 丫 G Xtd

9、1 + Y Q1 XPs1 + Y Q Xq=1.20 X 15.00+ 1.27 X 0.00+ 1.27 X 0.00 + 1.27 X 127.402=179.80 kN/m池頂均布荷載準(zhǔn)永久組合：Qtk = PG1 + Ptd1+ “ sX Ps1+ “ qXq=15.00+ 0.00+ 1.00 X 0.00+ 0.40 X 127.40=65.96 kN/m22. 池壁荷載計(jì)算：池外荷載：主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka = 0.333側(cè)向壓力荷載組合(kN/m 2):表中：Hi -距池底高度，m2ptk -作用在池壁的土壓力標(biāo)準(zhǔn)值，kN/mPsk -作用在池壁的地下水壓力標(biāo)準(zhǔn)值，kN/m2pq

10、k -地面活荷載作用在池壁的側(cè)向壓力標(biāo)準(zhǔn)值，kN/m2Qw -作用在池壁的側(cè)向壓力基本組合值，kN/m2Qwk -作用在池壁的側(cè)向壓力準(zhǔn)永久組合值，kN/m2HiptkPskPqkQwQwk3.10.000.0042.4748.5416.990.010.3331.0042.47101.0358.32池內(nèi)底部水壓力：2標(biāo)準(zhǔn)值 psk = 0.00 kN/m2基本組合設(shè)計(jì)值ps = 0.00 kN/m3 底板荷載計(jì)算(池內(nèi)無水，池外填土 )：水池結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值 Gc = 1903.50 kN基礎(chǔ)底面以上土重標(biāo)準(zhǔn)值Gt = 0.00 kN基礎(chǔ)底面以上水重標(biāo)準(zhǔn)值Gs = 0.00 kN基礎(chǔ)底面以上活載

11、標(biāo)準(zhǔn)值Gh = 2958.23 kN水池底板以上全部豎向壓力基本組合：Qb = (丫 G1 X3c + 丫 G >Gt+ 丫 Q1 XGs+ 丫 Q>Oh)/A=(1.20X 1903.50 + 1.27X 0.00 + 1.27 X 0.00+ 1.27 X 2958.23)2/23.220 = 260.17 kN/m水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合：Qbk =( Gc+ Gt+ “ sX Gs+ “ qXGq+ “ q1 X3q1) /A=(1903.50 + 0.00 + 1.00X 0.00 + 0.40X 0.00+ 0.40X 2958.23) /23.220=132

12、.94 kN/m2板底均布凈反力基本組合：2Q = 260.17- 1.20X 25.0X 0.800 = 236.17 kN/m板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合：2Qk = 132.94 25.0X 0.800 = 112.94 kN/m4 底板荷載計(jì)算(池內(nèi)有水，池外無土 )：水池底板以上全部豎向壓力基本組合：Qb = (丫 G1 XGc + 丫 G XGw + 丫 QX3h)/A2=(1.20X 1903.50 + 1.27X 0.00 + 1.27X 2958.23) /23.220 = 260.17 kN/m水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合：Qbk =( Gc+ Gw + “ q1 X3q

13、1 ) /A=(1903.50 + 0.00+ 0.40 X 2958.23) /23.220=132.94 kN/m2板底均布凈反力基本組合：2Q = 260.17 1.20X 25.0X 0.800 1.27X 10.00X 0.00 = 236.17 kN/m板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合：2Qk = 132.94 25.0X 0.800 10.00X 0.00 = 112.94 kN/m五、內(nèi)力計(jì)算：彎矩正負(fù)號規(guī)則：頂板：下側(cè)受拉為正，上側(cè)受拉為負(fù)池壁：內(nèi)側(cè)受拉為正，外側(cè)受拉為負(fù)底板：上側(cè)受拉為正，下側(cè)受拉為負(fù)荷載組合方式：1、池外土壓力作用(池內(nèi)無水，池外填土)2、池內(nèi)水壓力作用(池內(nèi)有水

14、，池外無土)3、池壁溫濕度作用（池內(nèi)外溫差=池內(nèi)溫度-池外溫度）1 頂板內(nèi)力計(jì)算：計(jì)算跨度：Lx = 8.000 m, Ly = 2.100 m，四邊固定 Lx /Ly = 3.81 > 2.0 ,按y向的單向板計(jì)算。荷載組合作用彎矩表（kN m/m）:部位基本組合準(zhǔn)永久組合頂板L向跨中-下側(cè)0.000.00頂板L向跨中-上側(cè)0.000.00頂板L向邊緣-下側(cè)0.000.00頂板L向邊緣-上側(cè)0.000.00頂板B向跨中-下側(cè)33.0412.12頂板B向跨中-上側(cè)0.000.00頂板B向邊緣-上側(cè)-66.08-24.24頂板B向邊緣-下側(cè)0.000.002. L側(cè)池壁內(nèi)力計(jì)算：計(jì)算跨度：

15、Lx = 8.000 m, Ly = 3.900 m，四邊固定池壁類型：淺池壁，按豎向單向板計(jì)算考慮水平角隅處的局部彎矩，最大水平向彎矩系數(shù)me = -0.029基本組合作用彎矩表（kN m/m）:表中：Mi -池外填土，池內(nèi)無水時(shí)，池壁的基本組合作用彎矩值 M2 -池內(nèi)有水，池外無土?xí)r，池壁的基本組合作用彎矩值 Mo -溫濕度作用下，池壁的基本組合作用彎矩值部位M1M2Mo基本組合L側(cè)墻橫向跨中-內(nèi)側(cè)0.00-0.00L側(cè)墻橫向跨中-外側(cè)-0.00-0.00L側(cè)墻橫向邊緣-內(nèi)側(cè)-0.00-0.00L側(cè)墻橫向邊緣-外側(cè)-14.70-74.92-89.62L側(cè)墻豎向跨中-內(nèi)側(cè)0.00-0.00L

16、側(cè)墻豎向跨中-外側(cè)-0.00-62.41-62.41L側(cè)墻豎向下邊緣-內(nèi)側(cè)-0.00-0.00L側(cè)墻豎向下邊緣-外側(cè)-0.00-62.41-62.41L側(cè)墻豎向上邊緣-內(nèi)側(cè)-0.00-0.00L側(cè)墻豎向上邊緣-外側(cè)-0.00-62.41-62.41準(zhǔn)永久組合作用彎矩表（kN m/m）:表中：Mki -池外填土，池內(nèi)無水時(shí)，池壁的準(zhǔn)永久組合作用彎矩值MK2 -池內(nèi)有水，池外無土?xí)r，池壁的準(zhǔn)永久組合作用彎矩值 Mko -溫濕度作用下，池壁的準(zhǔn)永久組合作用彎矩值部位M K1M K2M KO準(zhǔn)永久組合L側(cè)墻橫向跨中-內(nèi)側(cè)0.00-0.00L側(cè)墻橫向跨中-外側(cè)-0.00-0.00L側(cè)墻橫向邊緣-內(nèi)側(cè)-0

17、.00-0.00L側(cè)墻橫向邊緣-外側(cè)-7.19-65.55-72.73L側(cè)墻豎向跨中-內(nèi)側(cè)0.00-0.00L側(cè)墻豎向跨中-外側(cè)-0.00-54.60-54.60L側(cè)墻豎向下邊緣-內(nèi)側(cè)-0.00-0.00L側(cè)墻豎向下邊緣-外側(cè)-0.00-54.60-54.60L側(cè)墻豎向上邊緣-內(nèi)側(cè)-0.00-0.00L側(cè)墻豎向上邊緣-外側(cè)-0.00-54.60-54.603. B側(cè)池壁內(nèi)力計(jì)算：計(jì)算跨度：Lx = 2.100 m, Ly = 3.900 m，四邊固定池壁類型：普通池壁，按雙向板計(jì)算基本組合作用彎矩表（kN m/m）:表中：Mi -池外填土，池內(nèi)無水時(shí)，池壁的基本組合作用彎矩值 M2 -池內(nèi)有水

18、，池外無土?xí)r，池壁的基本組合作用彎矩值 Mo -溫濕度作用下，池壁的基本組合作用彎矩值部位M1M2Mo基本組合B側(cè)墻橫向跨中-內(nèi)側(cè)12.79-12.79B側(cè)墻橫向跨中-外側(cè)-0.00-74.92B側(cè)墻橫向邊緣-內(nèi)側(cè)-0.00-0.00B側(cè)墻橫向邊緣-外側(cè)-24.52-74.92-99.43B側(cè)墻豎向跨中-內(nèi)側(cè)5.49-5.49B側(cè)墻豎向跨中-外側(cè)-0.00-62.41-74.92B側(cè)墻豎向下邊緣-內(nèi)側(cè)-0.00-0.00B側(cè)墻豎向下邊緣-外側(cè)-21.90-62.41-96.82B側(cè)墻豎向上邊緣-內(nèi)側(cè)-0.00-0.00B側(cè)墻豎向上邊緣-外側(cè)-21.90-62.41-96.82準(zhǔn)永久組合作用彎矩

19、表（kN m/m）:表中：Mki -池外填土，池內(nèi)無水時(shí)，池壁的準(zhǔn)永久組合作用彎矩值MK2 -池內(nèi)有水，池外無土?xí)r，池壁的準(zhǔn)永久組合作用彎矩值 Mko -溫濕度作用下，池壁的準(zhǔn)永久組合作用彎矩值部位M K1M K2M KO準(zhǔn)永久組合B側(cè)墻橫向跨中-內(nèi)側(cè)6.35-6.35B側(cè)墻橫向跨中-外側(cè)-0.00-65.55B側(cè)墻橫向邊緣-內(nèi)側(cè)-0.00-0.00B側(cè)墻橫向邊緣-外側(cè)-11.65-65.55-77.19B側(cè)墻豎向跨中-內(nèi)側(cè)3.23-3.23B側(cè)墻豎向跨中-外側(cè)-0.00-54.60-65.55B側(cè)墻豎向下邊緣-內(nèi)側(cè)-0.00-0.00B側(cè)墻豎向下邊緣-外側(cè)-11.90-54.60-77.45

20、B側(cè)墻豎向上邊緣-內(nèi)側(cè)-0.00-0.00B側(cè)墻豎向上邊緣-外側(cè)-11.90-54.60-77.454底板內(nèi)力計(jì)算：計(jì)算跨度：Lx = 8.000 m, Ly = 2.100 m，四邊固定 Lx /Ly = 3.81 > 2.0 ,按y向的單向板計(jì)算?；窘M合作用彎矩表（kN m/m）:表中：Mi -池外填土，池內(nèi)無水時(shí)，基底反力對底板作用的彎矩 M2 -池內(nèi)有水，池外無土?xí)r，基底反力對底板作用的彎矩部位M1M2基本組合底板L向跨中-上側(cè)0.000.000.00底板L向跨中-下側(cè)0.000.000.00底板L向邊緣-上側(cè)0.000.000.00底板L向邊緣-下側(cè)0.000.000.00底

21、板B向跨中-上側(cè)130.19130.19130.19底板B向跨中-下側(cè)130.19130.190.00底板B向邊緣-上側(cè)0.000.000.00底板B向邊緣-下側(cè)0.000.000.00準(zhǔn)永久組合作用彎矩表（kN m/m）:表中：Mki -池外填土，池內(nèi)無水時(shí)，基底反力對底板作用的彎矩MK2 -池內(nèi)有水，池外無土?xí)r，基底反力對底板作用的彎矩部位M K1M K2準(zhǔn)永久組合底板L向跨中-上側(cè)0.000.000.00底板L向跨中-下側(cè)0.000.000.00底板L向邊緣-上側(cè)0.000.000.00底板L向邊緣-下側(cè)0.000.000.00底板B向跨中-上側(cè)62.2662.2662.26底板B向跨中

22、-下側(cè)62.2662.260.00底板B向邊緣-上側(cè)0.000.000.00底板B向邊緣-下側(cè)0.000.000.00六、配筋及裂縫計(jì)算:配筋計(jì)算方法：依據(jù)砼規(guī)第 抗裂驗(yàn)算根據(jù)：依據(jù)砼規(guī)第 裂縫寬度計(jì)算：依據(jù)砼規(guī)第6.2條規(guī)定按單筋受彎構(gòu)件計(jì)算。8.7條進(jìn)行抗裂驗(yàn)算。8.8條進(jìn)行裂縫寬度計(jì)算。按基本組合彎矩計(jì)算配筋，按準(zhǔn)永久組合彎矩計(jì)算裂縫。1 表中符號意義：M -截面的基本組合作用彎矩值，kN m/mMk -截面的準(zhǔn)永久組合作用彎矩值，kN m/mAs -截面的鋼筋計(jì)算面積，mm2/mAs'-截面的鋼筋實(shí)配面積，mm2/mWmax - 截面的裂縫寬度，mm2 頂板配筋及裂縫表：部位M

23、MkAs實(shí)配鋼筋A(yù)s'omax頂板L向跨中-下側(cè)0.000.008480 121308700.000頂板L向跨中-上側(cè)0.000.008480 121308700.000頂板L向邊緣-下側(cè)0.000.008480 121308700.000頂板L向邊緣-上側(cè)0.000.008480 121308700.000頂板B向跨中-下側(cè)33.0412.128480 121308700.026頂板B向跨中-上側(cè)0.000.008480 121308700.000頂板B向邊緣-上側(cè)-66.08-24.248480 121308700.052頂板B向邊緣-下側(cè)0.000.008480 12130870

24、0.0003. L側(cè)池壁配筋及裂縫表:部位MMkAs實(shí)配鋼筋A(yù)s'GJmaxL側(cè)墻橫向跨中-內(nèi)側(cè)0.000.008480 121308700.000L側(cè)墻橫向邊緣-內(nèi)側(cè)0.000.008480 121308700.000L側(cè)墻橫向跨中-外側(cè)0.000.008480 121308700.000L側(cè)墻橫向邊緣-外側(cè)-89.62-72.738480 121308700.155L側(cè)墻豎向跨中-內(nèi)側(cè)0.000.008480 121308700.000L側(cè)墻豎向下邊緣-內(nèi)側(cè)0.000.008480 121308700.000L側(cè)墻豎向上邊緣-內(nèi)側(cè)0.000.008480 121308700.000L側(cè)墻豎向跨中-外側(cè)-62.41-54.608480 121308700.117L側(cè)墻豎向下邊緣-外側(cè)-62.41-54.60