矩形水池設(shè)計(jì)(JSC-2)

矩形水池設(shè)計(jì)(JSC-2)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》(GB50010-2010(2015年版)),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》(GB50007-2011),本文簡(jiǎn)稱《地基規(guī)范》《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012),本文簡(jiǎn)稱《荷載規(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》鋼筋：d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;Q-HRBF400;R-HRBF500-----------------------------------------------------------------------1基本資料1.1幾何信息水池類型:無(wú)頂蓋半地上長(zhǎng)度L=12.400m,寬度B=9.150m,高度H=3.700m,底板底標(biāo)高=-4.000m池底厚h3=250mm,池壁厚t1=250mm,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度修正后的地基承載力特征值fa=180.00kPa地下水位標(biāo)高-2.100m,池內(nèi)水深1.800m,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1.30,其它1.30活荷載分項(xiàng)系數(shù):地下水壓1.30,其它1.50活載調(diào)整系數(shù):其它1.00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,內(nèi)力折減系數(shù)0.65,砼線膨脹系數(shù)1.00(10-5/°C)不考慮溫度材料強(qiáng)度折減1.4鋼筋砼信息混凝土:等級(jí)C30,重度25.00kN/m3,泊松比0.20縱筋保護(hù)層厚度(mm):池壁(內(nèi)35,外35),底板(上35,下35)鋼筋級(jí)別:HRB400,裂縫寬度限值:0.20mm,配筋調(diào)整系數(shù):1.00構(gòu)造配筋采用混凝土規(guī)范GB50010-20102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(guò)程及結(jié)果單位說(shuō)明:彎矩:kN.m/m鋼筋面積:mm2裂縫寬度:mm計(jì)算說(shuō)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.水池方位定義如下：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)算池壁自重G2=1946.70kN底板自重G3=8780.25kN水池結(jié)構(gòu)自重Gc=G2+G3=10726.95kN(2)池內(nèi)水重Gw計(jì)算池內(nèi)水重Gw=19502.28kN(3)覆土重量計(jì)算池頂覆土重量Gt1=0kN池頂?shù)叵滤亓縂s1=0kN底板外挑覆土重量Gt2=1424.95kN基底以上的覆蓋土總重量Gt=Gt1+Gt2=1424.95kN基底以上的地下水總重量Gs=Gs1+Gs2=0.00kN(4)活荷載作用Gh地面活荷載作用力Gh2=439.80kN活荷載作用力總和Gh=Gh2=439.80kN(5)基底壓力Pk基底面積:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=50.900×23.000=1170.70m2基底壓強(qiáng):Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(10726.95+19502.28+1424.95+0.00+439.80)/1170.700=27.41kN/m23.1.2結(jié)論:Pk=27.41<fa=180.00kPa,地基承載力滿足要求。3.2抗浮驗(yàn)算由于地下水位低于池底標(biāo)高,不需要進(jìn)行本項(xiàng)驗(yàn)算3.3荷載計(jì)算3.3.1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)永久組合池壁頂端(0.000)0.000.003.334.501.33地面(0.000)0.000.003.334.501.33底板頂面(-1.800)10.800.003.3318.5412.13(2)池內(nèi)底部水壓力:標(biāo)準(zhǔn)值=18.00kN/m2,基本組合設(shè)計(jì)值=23.40kN/m23.3.2底板荷載計(jì)算(池內(nèi)無(wú)水，池外填土):水池結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值Gc=10726.95kN基礎(chǔ)底面以上土重標(biāo)準(zhǔn)值Gt=1424.95kN基礎(chǔ)底面以上水重標(biāo)準(zhǔn)值Gs=0.00kN基礎(chǔ)底面以上活載標(biāo)準(zhǔn)值Gh=439.80kN水池底板以上全部豎向壓力基本組合:Qb=(10726.95×1.30+1424.95×1.30+0.00×1.30+439.80×1.50×0.90×1.00)/2341.400=7.00kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合:Qbe=(10726.95+1424.95+0.00×1.00+10.00×43.980×0.40)/2341.400=5.27kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=7.00-0.300×25.00×1.30=-2.75kN/m2板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合:Qe=5.27-0.300×25.00=-2.23kN/m23.4內(nèi)力,配筋及裂縫計(jì)算彎矩正負(fù)號(hào)規(guī)則: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(wú)水，池外填土)2.池內(nèi)水壓力作用(池內(nèi)有水，池外無(wú)土)3.池壁溫濕度作用(池內(nèi)外溫差=池內(nèi)溫度-池外溫度)池壁水平彎矩按池壁水平線剛度比進(jìn)行調(diào)整,線剛度比(XZ側(cè)/YZ側(cè))=1.000(XZ側(cè)池壁按豎向單向板計(jì)算,水平線剛度計(jì)算長(zhǎng)度取3.600m)(YZ側(cè)池壁按豎向單向板計(jì)算,水平線剛度計(jì)算長(zhǎng)度取3.600m)(1)XZ(前后)側(cè)池壁內(nèi)力:彎矩示意圖Mx——平行于lx方向板中心點(diǎn)的彎矩；Mz——平行于lz方向板中心點(diǎn)的彎矩；M0x——平行于lx方向板邊緣彎矩；M0z——平行于lz方向板邊緣彎矩。計(jì)算跨度:lx=50.000m,lz=1.800m,三邊固定,頂邊簡(jiǎn)支池壁類型:淺池壁,其它荷載作用下,按豎向單向板計(jì)算溫濕度應(yīng)力按雙向板計(jì)算池外土壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m):基本組合:-2.70,準(zhǔn)永久組合:-1.55池內(nèi)水壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m):基本組合:2.65,準(zhǔn)永久組合:2.041.池外填土,池內(nèi)無(wú)水時(shí),荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)①基本組合作用彎矩表(kN.m/m)池外土內(nèi)力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M0.002.38-2.70-4.860.00彎矩調(diào)整0.002.38-2.70-4.860.00池外土+溫濕度作用內(nèi)力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池外土壓力0.002.38-2.70-4.860.00溫濕度作用-21.35-18.57-31.37-33.22-0.00ΣM-21.35-16.19-34.07-38.07-0.00彎矩調(diào)整-21.35-16.19-34.07-38.07-0.00②準(zhǔn)永久組合作用彎矩表(kN.m/m)池外土內(nèi)力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M0.001.35-1.55-2.870.00彎矩調(diào)整0.001.35-1.55-2.870.00池外土+溫濕度作用內(nèi)力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池外土壓力0.001.35-1.55-2.870.00溫濕度作用-15.81-13.76-23.24-24.61-0.00ΣM-15.81-12.41-24.79-27.48-0.00彎矩調(diào)整-15.81-12.41-24.79-27.48-0.002.池內(nèi)有水，池外無(wú)土?xí)r,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)①基本組合作用彎矩表(kN.m/m)池內(nèi)水內(nèi)力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M-0.00-2.262.655.05-0.00彎矩調(diào)整-0.00-2.262.655.05-0.00池內(nèi)水+溫濕度作用內(nèi)力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池內(nèi)水壓力-0.00-2.262.655.05-0.00溫濕度作用-21.35-18.57-31.37-33.22-0.00ΣM-21.35-20.83-28.72-28.160.00彎矩調(diào)整-21.35-20.83-28.72-28.160.00②準(zhǔn)永久組合作用彎矩表(kN.m/m)池內(nèi)水內(nèi)力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M-0.00-1.742.043.89-0.00彎矩調(diào)整-0.00-1.742.043.89-0.00池內(nèi)水+溫濕度作用內(nèi)力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池內(nèi)水壓力-0.00-1.742.043.89-0.00溫濕度作用-15.81-13.76-23.24-24.61-0.00ΣM-15.81-15.50-21.20-20.720.00彎矩調(diào)整-15.81-15.50-21.20-20.720.00(2)YZ(左右)側(cè)池壁內(nèi)力:彎矩示意圖My——平行于ly方向板中心點(diǎn)的彎矩；Mz——平行于lz方向板中心點(diǎn)的彎矩；M0y——平行于ly方向板邊緣彎矩；M0z——平行于lz方向板邊緣彎矩。計(jì)算跨度:ly=22.100m,lz=1.800m,三邊固定,頂邊簡(jiǎn)支池壁類型:淺池壁,其它荷載作用下,按豎向單向板計(jì)算溫濕度應(yīng)力按雙向板計(jì)算池外土壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m):基本組合:-2.70,準(zhǔn)永久組合:-1.55池內(nèi)水壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m):基本組合:2.65,準(zhǔn)永久組合:2.041.池外填土,池內(nèi)無(wú)水時(shí),荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)①基本組合作用彎矩表(kN.m/m)池外土內(nèi)力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M0.002.38-2.70-4.860.00彎矩調(diào)整0.002.38-2.70-4.860.00池外土+溫濕度作用內(nèi)力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池外土壓力0.002.38-2.70-4.860.00溫濕度作用-21.35-18.57-31.37-33.22-0.00ΣM-21.35-16.19-34.07-38.07-0.00彎矩調(diào)整-21.35-16.19-34.07-38.07-0.00②準(zhǔn)永久組合作用彎矩表(kN.m/m)池外土內(nèi)力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M0.001.35-1.55-2.870.00彎矩調(diào)整0.001.35-1.55-2.870.00池外土+溫濕度作用內(nèi)力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池外土壓力0.001.35-1.55-2.870.00溫濕度作用-15.81-13.76-23.24-24.61-0.00ΣM-15.81-12.41-24.79-27.48-0.00彎矩調(diào)整-15.81-12.41-24.79-27.48-0.002.池內(nèi)有水，池外無(wú)土?xí)r,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)①基本組合作用彎矩表(kN.m/m)池內(nèi)水內(nèi)力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M-0.00-2.262.655.05-0.00彎矩調(diào)整-0.00-2.262.655.05-0.00池內(nèi)水+溫濕度作用內(nèi)力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池內(nèi)水壓力-0.00-2.262.655.05-0.00溫濕度作用-21.35-18.57-31.37-33.22-0.00ΣM-21.35-20.83-28.72-28.160.00彎矩調(diào)整-21.35-20.83-28.72-28.160.00②準(zhǔn)永久組合作用彎矩表(kN.m/m)池內(nèi)水內(nèi)力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M-0.00-1.742.043.89-0.00彎矩調(diào)整-0.00-1.742.043.89-0.00池內(nèi)水+溫濕度作用內(nèi)力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池內(nèi)水壓力-0.00-1.742.043.89-0.00溫濕度作用-15.81-13.76-23.24-24.61-0.00ΣM-15.81-15.50-21.20-20.720.00彎矩調(diào)整-15.81-15.50-21.20-20.720.00(3)底板內(nèi)力:計(jì)算跨度:lx=50.000m,ly=22.100m,四邊固定按單向板計(jì)算.池外填土,池內(nèi)無(wú)水時(shí),荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)內(nèi)力組合跨中Mx跨中My邊緣M0x邊緣M0y基本組合0.00-55.9576.41111.90準(zhǔn)永久組合0.00-45.4862.1190.96(4)配筋及裂縫:配筋計(jì)算方法:按單筋受彎構(gòu)件計(jì)算板受拉鋼筋.裂縫計(jì)算根據(jù)《混凝土規(guī)范》7.1.2條計(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,結(jié)果如下:①XZ(前后)側(cè)池壁配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm)配筋示意圖Ax——平行于lx方向的板跨中鋼筋；Az——平行于lz方向的板跨中鋼筋；A0x——平行于lx方向的板邊緣鋼筋；A0z——平行于lz方向的板邊緣鋼筋。配筋部位彎矩計(jì)算面積實(shí)配鋼筋實(shí)配面積裂縫寬度跨中Ax內(nèi)側(cè)0.00600E14@2506160.00外側(cè)-21.35600E14@2506160.04跨中Az內(nèi)側(cè)2.38600E14@2506160.00外側(cè)-20.83600E14@2506160.04邊緣A0x內(nèi)側(cè)2.65600E14@2506160.00外側(cè)-34.07600E14@2506160.11邊緣A0z(底)內(nèi)側(cè)5.05600E14@2506160.01外側(cè)-38.07600E14@2506160.15邊緣A0z(頂)內(nèi)側(cè)0.00600E14@2506160.00外側(cè)-0.00600E14@2506160.00②YZ(左右)側(cè)池壁配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm)配筋示意圖Ay——平行于ly方向的板跨中鋼筋；Az——平行于lz方向的板跨中鋼筋；A0y——平行于ly方向的板邊緣鋼筋；A0z——平行于lz方向的板邊緣鋼筋。配筋部位彎矩計(jì)算面積實(shí)配鋼筋實(shí)配面積裂縫寬度跨中Ay內(nèi)側(cè)0.00600E14@2506160.00外側(cè)-21.35600E14@2506160.04跨中Az內(nèi)側(cè)2.38600E14@2506160.00外側(cè)-20.83600E14@2506160.04邊緣A0y內(nèi)側(cè)2.65600E14@2506160.00外側(cè)-34.07600E14@2506160.11邊緣A0z(底)內(nèi)側(cè)5.05600E14@2506160.01外側(cè)-38.07600E14@2506160.15邊緣A0z(頂)內(nèi)側(cè)0.00600E14@2506160.00外側(cè)-0.00600E14@2506160.00③底板配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm)配筋部位彎矩計(jì)算面積實(shí)配鋼筋實(shí)配面積裂縫寬度跨中Ax上側(cè)0.00600E14@2506160.00下側(cè)0.00600E14@2506160.00跨中Ay上側(cè)-55.95616選筋失敗----下側(cè)0.00600E14@2506160.00邊緣A0x上側(cè)0.00600E14@2506160.00下側(cè)76.41851選筋失敗----邊緣A0y上側(cè)0.00600E14@2506160.00下側(cè)111.901274選筋失敗----裂縫驗(yàn)算均滿足.3.5混凝土工程量