矩形水池設(shè)計(jì)計(jì)算書

矩形水池設(shè)計(jì)(JSC-1)項(xiàng)目名稱構(gòu)件編號(hào)日期設(shè)計(jì)校對(duì)審核執(zhí)行規(guī)范:《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002),本文簡(jiǎn)稱《混凝土規(guī)范》《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002),本文簡(jiǎn)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),本文簡(jiǎn)稱《給排水結(jié)構(gòu)規(guī)范》《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),本文簡(jiǎn)稱《水池結(jié)構(gòu)規(guī)程》-----------------------------------------------------------------------1基本資料1.1幾何信息水池類型:有頂蓋全地下長(zhǎng)度L=18.500m,寬度B=3.200m,高度H=5.300m,底板底標(biāo)高=-6.600m池底厚h3=400mm,池壁厚t1=300mm,池頂板厚h1=150mm,底板外挑長(zhǎng)度t2=300mm注：地面標(biāo)高為±0.000。(平面圖)(剖面圖)1.2土水信息土天然重度18.00kN/m3,土飽和重度20.00kN/m3,土內(nèi)摩擦角30度地基承載力特征值fak=100.0kPa,寬度修正系數(shù)ηb=0.00,埋深修正系數(shù)ηd=1.00地下水位標(biāo)高-0.200m,池內(nèi)水深4.400m,池內(nèi)水重度10.00kN/m3,浮托力折減系數(shù)1.00,抗浮安全系數(shù)Kf=1.051.3荷載信息活荷載:地面10.00kN/m2,組合值系數(shù)0.90恒荷載分項(xiàng)系數(shù):水池自重1.20,其它1.27活荷載分項(xiàng)系數(shù):地下水壓1.27,其它1.27活荷載準(zhǔn)永久值系數(shù):頂板0.40,地面0.40,地下水1.00,溫濕度1.00考慮溫濕度作用:池內(nèi)外溫差10.0度,彎矩折減系數(shù)0.65,砼線膨脹系數(shù)1.00(10-5/°C)1.4鋼筋砼信息混凝土:等級(jí)C30,重度25.00kN/m3,泊松比0.20保護(hù)層厚度(mm):頂板(上35,下35),池壁(內(nèi)35,外35),底板(上40,下40)鋼筋級(jí)別:HRB335,裂縫寬度限值:0.20mm,配筋調(diào)整系數(shù):1.002計(jì)算內(nèi)容(1)地基承載力驗(yàn)算(2)抗浮驗(yàn)算(3)荷載計(jì)算(4)內(nèi)力(考慮溫度作用)計(jì)算(5)配筋計(jì)算(6)裂縫驗(yàn)算(7)混凝土工程量計(jì)算3計(jì)算過程及結(jié)果單位說明:彎矩:kN.m/m鋼筋面積:mm2裂縫寬度:mm計(jì)算說明：雙向板計(jì)算按查表恒荷載:水池結(jié)構(gòu)自重,土的豎向及側(cè)向壓力,內(nèi)部盛水壓力.活荷載:頂板活荷載,地面活荷載,地下水壓力,溫濕度變化作用.裂縫寬度計(jì)算按長(zhǎng)期效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合.3.1地基承載力驗(yàn)算3.1.1基底壓力計(jì)算(1)水池自重Gc計(jì)算頂板自重G1=L×B×h1×γc=18.500×3.200×0.150×25.00=222.00kN池壁自重G2=[2×(L+B)-4×t1]×[H-h1-h3]×t1×γc=[2×(18.500+3.200)-4×0.300]×[5.300-0.150-0.400]×0.300×25.00=1503.38kN底板自重G3=(L+2×t2)×(B+2×t2)×h3×γc=(18.500+2×0.300)×(3.200+2×0.300)×0.400×25.00=725.80kN水池結(jié)構(gòu)自重Gc=G1+G2+G3=222.00+1503.38+725.80=2451.18kN(2)池內(nèi)水重Gw計(jì)算池內(nèi)水重Gw=(L-2×t1)×(B-2×t1)×Hw×rw=(18.500-2×0.300)×(3.200-2×0.300)×4.400×10.00=2047.76kN(3)覆土重量計(jì)算池頂覆土重量Gt1=18.500×3.200×0.200×18.00+18.500×3.200×1.100(20.00-10.0)=864.32kN池頂?shù)叵滤亓縂s1=18.500×3.200×1.100×10.0=651.20kN底板外挑覆土重量Gt2=13.380×0.200×18.00+13.380×6.000(20.00-10.0)=850.97kN底板外挑地下水重量Gs2=13.380×6.000×10.0=802.80kN基底以上的覆蓋土總重量Gt=Gt1+Gt2=1715.29kN基底以上的地下水總重量Gs=Gs1+Gs2=1454.00kN(4)活荷載作用Gh池頂活荷載Gh=19.100×3.800×10.00=725.80kN(5)基底壓力Pk基底面積:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=19.100×3.800=72.58m2基底壓強(qiáng):Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(2451.18+2047.76+1715.29+1454.00+725.80)/72.580=115.65kN/m23.1.2修正地基承載力(1)計(jì)算基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度rmrm=[6.400×(20.00-10)+0.200×18.00]/6.600=10.24kN/m3(2)計(jì)算基礎(chǔ)底面以下土的重度r考慮地下水作用，取浮重度，r=20.00-10=10.00kN/m3(3)根據(jù)基礎(chǔ)規(guī)范的要求，修正地基承載力:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=100.00+0.00×10.00×(3.800-3)+1.00×10.24×(6.600-0.5)=162.48kPa3.1.3結(jié)論:Pk=115.65<fa=162.48kPa,地基承載力滿足要求。3.2抗浮驗(yàn)算抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=2451.18+1715.29+1454.00=5620.46kN浮力F=(18.500+2×0.300)×(3.200+2×0.300)×6.400×10.0×1.00=4645.12kNGk/F=5620.46/4645.12=1.21>Kf=1.05,抗浮滿足要求。3.3荷載計(jì)算3.3.1頂板荷載計(jì)算:池頂?shù)母餐翂毫?biāo)準(zhǔn)值:Pt=0.200×18.00+1.100×(20.00-10.0)=14.60kN/m2池頂?shù)乃畨毫?biāo)準(zhǔn)值:Ps=1.100×10.0=11.00kN/m2池頂板自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值:P1=25.00×0.150=3.75kN/m2池頂活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Ph=10.00kN/m2池頂均布荷載基本組合:Qt=1.20×P1+1.27×Pt+0.90×1.27×Ph+1.27×Ps=48.44kN/m2池頂均布荷載準(zhǔn)永久組合:Qte=P1+Pt+0.40×Ph+1.00×Ps=33.35kN/m23.3.2池壁荷載計(jì)算:(1)池外荷載:主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka=0.33側(cè)向土壓力荷載組合(kN/m2):部位(標(biāo)高)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值水壓力標(biāo)準(zhǔn)值活載標(biāo)準(zhǔn)值基本組合準(zhǔn)永久組合地面(0.0000)0.000.003.333.811.33地下水位處(--0.2000)1.200.003.335.332.53池壁頂端(-11.4500)5.3712.503.3326.5019.20底板頂面(-66.2000)21.2060.003.33106.9382.53(2)池內(nèi)底部水壓力:標(biāo)準(zhǔn)值=44.00kN/m2,基本組合設(shè)計(jì)值=55.88kN/m23.3.3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=2451.18kN基礎(chǔ)底面以上土重標(biāo)準(zhǔn)值Gt=1715.29kN基礎(chǔ)底面以上水重標(biāo)準(zhǔn)值Gs=1454.00kN基礎(chǔ)底面以上活載標(biāo)準(zhǔn)值Gh=725.80kN水池底板以上全部豎向壓力基本組合:Qb=(2451.18×1.20+1715.29×1.27+1454.00×1.27+725.80×1.27×0.90)/72.580=107.41kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合:Qbe=(2451.18+1715.29+1454.00×1.00+10.00×72.580×0.40)/72.580==81..44kNN/m2板底均均布凈反力力基本組合合:QQ=1107.441-0..400××25.000×1.200=995.411kN//m2板底均均布凈反力力準(zhǔn)永久組組合:QQe=81.444-0..400××25.000=71.444kNN/m23.4內(nèi)力,,配筋及裂裂縫計(jì)算彎矩正正負(fù)號(hào)規(guī)則則:頂頂板:下側(cè)受拉拉為正,上側(cè)受拉拉為負(fù)池池壁:內(nèi)側(cè)受拉拉為正,外側(cè)受拉拉為負(fù)底底板:上側(cè)受拉拉為正,下側(cè)受拉拉為負(fù)荷載組組合方式::11.池外土土壓力作用用(池內(nèi)無水水，池外填填土)22.池內(nèi)水水壓力作用用(池內(nèi)有水水，池外無無土)33.池壁溫溫濕度作用用(池內(nèi)外溫溫差=池內(nèi)溫度度-池外溫度度)(1))頂板內(nèi)力力:計(jì)算跨跨度:LLx=118.0550m,,Ly==2.7750mm,四邊邊簡(jiǎn)支按單向向板計(jì)算..荷載組組合作用彎彎矩表(kN.mm/m)部位基本組合準(zhǔn)永久組合下側(cè)-L向跨中中0.000.00B向向跨中45.7931.53上側(cè)-L向邊緣緣0.000.00B向向邊緣0.000.00(4))L側(cè)池壁壁內(nèi)力:計(jì)算跨跨度:LLx=118.2000m,,Ly==4.7750mm,三邊固定定,頂邊簡(jiǎn)支支池壁類類型:淺池壁壁,按豎向單單向板計(jì)算算池池外土壓力力作用角隅隅處彎矩((kN.mm/m)::基本組組合:-1108.996,準(zhǔn)準(zhǔn)永久組合合:-822.94池池內(nèi)水壓力力作用角隅隅處彎矩((kN.mm/m)::基本組組合:444.13,,準(zhǔn)永久久組合:334.755基本組組合作用彎彎矩表(kN.mm/m)部位池外土壓力池內(nèi)水壓力溫濕度作用基本組合內(nèi)側(cè)-水平跨中中0.00--0.00水平平邊緣-44.13-44.13豎直直跨中96.12--96.12豎直直上邊緣-0.00-0.00豎直直下邊緣-84.05-84.05外側(cè)-水平跨中中-0.000.00-0.00水平平邊緣-108.966--26.56-135.522豎直直跨中--37.57-12.54-50.11豎直直上邊緣0.00-0.00-0.00豎直直下邊緣-195.733--25.07-220.800準(zhǔn)永久久組合作用用彎矩表((kN.mm/m)部位池外土壓力池內(nèi)水壓力溫濕度作用準(zhǔn)永久組合內(nèi)側(cè)-水平跨中中0.00--0.00水平平邊緣-34.75-34.75豎直直跨中73.04--73.04豎直直上邊緣-0.00-0.00豎直直下邊緣-66.18-66.18外側(cè)-水平跨中中-0.000.00-0.00水平平邊緣-82.94--23.24-106.177豎直直跨中--29.58-10.97-40.55豎直直上邊緣0.00-0.00-0.00豎直直下邊緣-149.411--21.94-171.355(5))B側(cè)池壁壁內(nèi)力:計(jì)算跨跨度:LLx=22.9000m,Ly=4.7550m,三三邊固定,,頂邊簡(jiǎn)支支池壁類類型:普通池池壁,按雙向板板計(jì)算基本組組合作用彎彎矩表(kN.mm/m)部位池外土壓力池內(nèi)水壓力溫濕度作用基本組合內(nèi)側(cè)-水平跨中中23.08--23.08水平平邊緣-21.40-21.40豎直直跨中11.94--11.94豎直直上邊緣-0.00-0.00豎直直下邊緣-20.15-20.15外側(cè)-水平跨中中--9.93-19.10-29.03水平平邊緣-48.84--21.80-70.63豎直直跨中--6.15-20.06-26.21豎直直上邊緣0.00-0.00-0.00豎直直下邊緣-41.63--20.25-61.88準(zhǔn)永久久組合作用用彎矩表((kN.mm/m)部位池外土壓力池內(nèi)水壓力溫濕度作用準(zhǔn)永久組合內(nèi)側(cè)-水平跨中中17.62--17.62水平平邊緣-16.85-16.85豎直直跨中9.21--9.21豎直直上邊緣-0.00-0.00豎直直下邊緣-15.87-15.87外側(cè)-水平跨中中--7.82-16.71-24.53水平平邊緣-37.32--19.07-56.39豎直直跨中--4.84-17.55-22.39豎直直上邊緣0.00-0.00-0.00豎直直下邊緣-31.99--17.71-49.70(6))底板內(nèi)力力:計(jì)算跨跨度:Lxx=188.2000m,LLy=22.9000m,四邊固定定按單向向板計(jì)算..1.池池外填土,,池內(nèi)無水水時(shí),荷載組合合作用彎矩矩表(kN.mm/m)部位基本組合準(zhǔn)永久組合下側(cè)-L向跨中中0.000.00B向向跨中33.4325.03上側(cè)-L向邊緣緣0.000.00B向向邊緣-66.87-50.07(7))配筋及裂裂縫:配筋計(jì)計(jì)算方法::按單筋受受彎構(gòu)件計(jì)計(jì)算板受拉拉鋼筋.裂縫計(jì)計(jì)算根據(jù)《水水池結(jié)構(gòu)規(guī)規(guī)程》附錄錄A公式計(jì)算算.式中Mq—在作用效效應(yīng)準(zhǔn)永久久組合下,,計(jì)算截截面處的彎彎矩(N.mmm)wmmax—最大裂縫縫寬度(mm)ψ—裂縫間受受拉鋼筋應(yīng)應(yīng)變不均勻勻系數(shù),當(dāng)ψ<0.44時(shí),取0.4;;當(dāng)ψ>1.00時(shí),取1.0σsq—按作用效效應(yīng)準(zhǔn)永久久組合計(jì)算算的截面縱縱向受拉鋼鋼筋應(yīng)力((N/mmm2)Ess—鋼筋的彈彈性模量((N/mmm2)c—最外層縱縱向受拉鋼鋼筋的混凝凝土保護(hù)層層厚度(mm)d—縱向受拉拉鋼筋直徑徑(mm)ρte—以有效受受拉混凝土土截面面積積計(jì)算的縱縱向受拉鋼鋼筋配筋率率υ—縱向受拉拉鋼筋表面面特征系數(shù)數(shù)α1—系數(shù),對(duì)受彎彎、大偏心心受壓構(gòu)件件取α1=0;;對(duì)大偏偏心受拉構(gòu)構(gòu)件取α2—系數(shù)，對(duì)對(duì)受彎構(gòu)件件取α2=1.00，對(duì)大偏偏心受壓構(gòu)構(gòu)件取α2=1-00.2×h0/e0,對(duì)大偏心心受拉構(gòu)件件取α2=1+00.35××h0/e0。按基本本組合彎矩矩計(jì)算配筋筋,按準(zhǔn)永久久組合彎矩矩計(jì)算裂縫縫,結(jié)果如下下:①頂板配筋筋及裂縫表表(彎矩:kNN.m/mm,面積積:mm2/m,裂縫:mmm)部位彎矩計(jì)算面積實(shí)配鋼筋實(shí)配面積裂縫寬度下側(cè)-L向跨中中0.00322D16@200010050.00B向向跨中45.791646D18@150016960.14上側(cè)-L向邊緣緣0.00322D16@200010050.00B向向邊緣0.00322D16@200010050.00②L側(cè)池壁配配筋及裂縫縫表(彎矩:kNN.m/mm,面積積:mm2/m,裂縫:mmm)部位彎矩計(jì)算面積實(shí)配鋼筋實(shí)配面積裂縫寬度內(nèi)側(cè)-水平跨中中0.00643D16@25008040.00水平平邊緣44.13643D16@25008040.18豎直直跨中96.121301D16@150013400.19豎直直上邊緣0.00643D16@25008040.00豎直直下邊緣84.051129D16@170011830.18外側(cè)-水平跨中中-0.00643D16@25008040.00水平平邊緣-135.5221880D20@160019630.23豎直直跨中-50.11660D16@25008040.21豎直直上邊緣-0.00643D16@25008040.00豎直直下邊緣-220.8003259D20@9034910.17③B側(cè)池壁配配筋及裂縫縫表(彎矩:kNN.m/mm,面積積:mm2/m,裂縫:mmm)部位彎矩計(jì)算面積實(shí)配鋼筋實(shí)配面積裂縫寬度內(nèi)側(cè)-水平跨中中23.08643D16@25008040.09水平平邊緣21.40643D16@25008040.09豎直直跨中11.94643D16@25008040.05豎直直上邊緣0.00643D16@25008040.00豎直直下邊緣20.15643D16@25008040.08外側(cè)-水平跨中中-29.03643D16@25008040.13水平平邊緣-70.63941D16@21009570.22豎直直跨中-26.21643D16@25008040.