矩形水池設計計算書

矩形水池設計(JSC-1)項目名稱構件編號日期設計校對審核執(zhí)行規(guī)范:《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2002),本文簡稱《混凝土規(guī)范》《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2002),本文簡稱《地基規(guī)范》《給水排水工程構筑物結構設計規(guī)范》(GB50069-2002),本文簡稱《給排水結構規(guī)范》《給水排水工程鋼筋混凝土水池結構設計規(guī)程》(CECS138-2002),本文簡稱《水池結構規(guī)程》-----------------------------------------------------------------------1基本資料1.1幾何信息水池類型:有頂蓋全地下長度L=18.500m,寬度B=3.200m,高度H=5.300m,底板底標高=-6.600m池底厚h3=400mm,池壁厚t1=300mm,池頂板厚h1=150mm,底板外挑長度t2=300mm注：地面標高為±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,土內摩擦角30度地基承載力特征值fak=100.0kPa,寬度修正系數ηb=0.00,埋深修正系數ηd=1.00地下水位標高-0.200m,池內水深4.400m,池內水重度10.00kN/m3,浮托力折減系數1.00,抗浮安全系數Kf=1.051.3荷載信息活荷載:地面10.00kN/m2,組合值系數0.90恒荷載分項系數:水池自重1.20,其它1.27活荷載分項系數:地下水壓1.27,其它1.27活荷載準永久值系數: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:池內外溫差10.0度,彎矩折減系數0.65,砼線膨脹系數1.00(10-5/°C)1.4鋼筋砼信息混凝土:等級C30,重度25.00kN/m3,泊松比0.20保護層厚度(mm):頂板(上35,下35),池壁(內35,外35),底板(上40,下40)鋼筋級別:HRB335,裂縫寬度限值:0.20mm,配筋調整系數:1.002計算內容(1)地基承載力驗算(2)抗浮驗算(3)荷載計算(4)內力(考慮溫度作用)計算(5)配筋計算(6)裂縫驗算(7)混凝土工程量計算3計算過程及結果單位說明:彎矩:kN.m/m鋼筋面積:mm2裂縫寬度:mm計算說明：雙向板計算按查表恒荷載:水池結構自重,土的豎向及側向壓力,內部盛水壓力.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.裂縫寬度計算按長期效應的準永久組合.3.1地基承載力驗算3.1.1基底壓力計算(1)水池自重Gc計算頂板自重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水池結構自重Gc=G1+G2+G3=222.00+1503.38+725.80=2451.18kN(2)池內水重Gw計算池內水重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池頂地下水重量Gs1=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: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)計算基礎底面以上土的加權平均重度rmrm=[6.400×(20.00-10)+0.200×18.00]/6.600=10.24kN/m3(2)計算基礎底面以下土的重度r考慮地下水作用，取浮重度，r=20.00-10=10.00kN/m3(3)根據基礎規(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結論:Pk=115.65<fa=162.48kPa,地基承載力滿足要求。3.2抗浮驗算抗浮力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荷載計算3.3.1頂板荷載計算:池頂的覆土壓力標準值:Pt=0.200×18.00+1.100×(20.00-10.0)=14.60kN/m2池頂的水壓力標準值:Ps=1.100×10.0=11.00kN/m2池頂板自重荷載標準值:P1=25.00×0.150=3.75kN/m2池頂活荷載標準值: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池頂均布荷載準永久組合:Qte=P1+Pt+0.40×Ph+1.00×Ps=33.35kN/m23.3.2池壁荷載計算:(1)池外荷載:主動土壓力系數Ka=0.33側向土壓力荷載組合(kN/m2):部位(標高)土壓力標準值水壓力標準值活載標準值基本組合準永久組合地面(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)池內底部水壓力:標準值=44.00kN/m2,基本組合設計值=55.88kN/m23.3.3底板荷載計算(池內無水，池外填土):水池結構自重標準值Gc=2451.18kN基礎底面以上土重標準值Gt=1715.29kN基礎底面以上水重標準值Gs=1454.00kN基礎底面以上活載標準值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永久組組合:QQe=81.444-0..400××25.000=71.444kNN/m23.4內力,,配筋及裂裂縫計算彎矩正正負號規(guī)則則:頂頂板:下側受拉拉為正,上側受拉拉為負池池壁:內側受拉拉為正,外側受拉拉為負底底板:上側受拉拉為正,下側受拉拉為負荷載組組合方式::11.池外土土壓力作用用(池內無水水，池外填填土)22.池內水水壓力作用用(池內有水水，池外無無土)33.池壁溫溫濕度作用用(池內外溫溫差=池內溫度度-池外溫度度)(1))頂板內力力:計算跨跨度:LLx=118.0550m,,Ly==2.7750mm,四邊邊簡支按單向向板計算..荷載組組合作用彎彎矩表(kN.mm/m)部位基本組合準永久組合下側-L向跨中中0.000.00B向向跨中45.7931.53上側-L向邊緣緣0.000.00B向向邊緣0.000.00(4))L側池壁壁內力:計算跨跨度:LLx=118.2000m,,Ly==4.7750mm,三邊固定定,頂邊簡支支池壁類類型:淺池壁壁,按豎向單單向板計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,準準永久組合合:-822.94池池內水壓力力作用角隅隅處彎矩((kN.mm/m)::基本組組合:444.13,,準永久久組合: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水壓力溫濕度作用基本組合內側-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-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準永久久組合作用用彎矩表((kN.mm/m)部位池外土壓力池內水壓力溫濕度作用準永久組合內側-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-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側池壁壁內力:計算跨跨度:LLx=22.9000m,Ly=4.7550m,三三邊固定,,頂邊簡支支池壁類類型:普通池池壁,按雙向板板計算基本組組合作用彎彎矩表(kN.mm/m)部位池外土壓力池內水壓力溫濕度作用基本組合內側-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-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準永久久組合作用用彎矩表((kN.mm/m)部位池外土壓力池內水壓力溫濕度作用準永久組合內側-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-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))底板內力力:計算跨跨度:Lxx=188.2000m,LLy=22.9000m,四邊固定定按單向向板計算..1.池池外填土,,池內無水水時,荷載組合合作用彎矩矩表(kN.mm/m)部位基本組合準永久組合下側-L向跨中中0.000.00B向向跨中33.4325.03上側-L向邊緣緣0.000.00B向向邊緣-66.87-50.07(7))配筋及裂裂縫:配筋計計算方法::按單筋受受彎構件計計算板受拉拉鋼筋.裂縫計計算根據《水水池結構規(guī)規(guī)程》附錄錄A公式計算算.式中Mq—在作用效效應準永久久組合下,,計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應變不均勻勻系數,當ψ<0.44時,取0.4;;當ψ>1.00時,取1.0σsq—按作用效效應準永久久組合計算算的截面縱縱向受拉鋼鋼筋應力((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數α1—系數,對受彎彎、大偏心心受壓構件件取α1=0;;對大偏偏心受拉構構件取α2—系數，對對受彎構件件取α2=1.00，對大偏偏心受壓構構件取α2=1-00.2×h0/e0,對大偏心心受拉構件件取α2=1+00.35××h0/e0。按基本本組合彎矩矩計算配筋筋,按準永久久組合彎矩矩計算裂縫縫,結果如下下:①頂板配筋筋及裂縫表表(彎矩:kNN.m/mm,面積積:mm2/m,裂縫:mmm)部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度下側-L向跨中中0.00322D16@200010050.00B向向跨中45.791646D18@150016960.14上側-L向邊緣緣0.00322D16@200010050.00B向向邊緣0.00322D16@200010050.00②L側池壁配配筋及裂縫縫表(彎矩:kNN.m/mm,面積積:mm2/m,裂縫:mmm)部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度內側-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-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)部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度內側-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-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.