設備筏板基礎計算

設備筏板基礎計算一、設計資料 1.結(jié)構(gòu)特性池型池壁上端池壁下端底面邊長Lx(m)底面邊長Ly(m)水池高度Lz(m)底板外挑長度Lc(m)敞口水池自由彈性固定7.202.703.400.30鋼筋級別混凝土強度等級混凝土重度(kN/m3)池內(nèi)水深(m)池內(nèi)水重度(kN/m3)最大裂縫寬度限值(mm)HRB400C3026.03.0010.00.20板類型板厚(mm)池內(nèi)側(cè)保護層(mm)池外側(cè)保護層(mm)正面壁板3005030側(cè)面壁板3005030底板4005040 2.荷載 抗震設防烈度:6度(0.05g) 棱邊不平衡彎矩不調(diào)整 內(nèi)外側(cè)壁面溫差t=10°C 基底標高:-0.20m 池外設計地面標高:0.00m 地下水最高水位標高:0.00m 地下水最低水位標高:-1.00m 地面堆積荷載:10kN/m2 回填土重度s=18kN/m3 回填土有效重度's=10kN/m3 回填土內(nèi)摩擦角s=30° 3.地基 修正后的地基承載力特征值fa=110kPa 地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)a=1.1 4.設計依據(jù)及參考資料 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012 《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50069-2002 《室外給水排水和燃氣熱力工程抗震設計規(guī)范》GB50032-2003 《給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設計規(guī)程》CECS138:2002 沈世杰主編.《給水排水工程結(jié)構(gòu)設計手冊》(第二版).北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007二、荷載計算 1.結(jié)構(gòu)自重 結(jié)構(gòu)自重: G1k=26.0×(5.58×3.00+25.74×0.40)=702.94kN 2.池內(nèi)盛水 池內(nèi)水壓力: Fwk=10.0×3.00=30.00kN/m2 池內(nèi)水重: 30.00×13.86=415.80kN 3.池外土側(cè)壓力 Ka=tan2(45-/2)=tan2(45-30/2)=0.33 壁板上端: Fep,k=0 壁板下端: Fep,k=0 4.池外水壓力 壁板上端: qgw,k=0 壁板下端: qgw,k=0 基底: qgw,k=10.0×0.20=2.00kN/m2(高水位) 合力:2.00×25.74=51.48kN qgw,k=0(低水位) 5.水平地震作用 壁板的自重慣性力: 正面壁板: FGW,k=m11gw=1.5×0.04×1.10×7.80=0.51kN/m2 側(cè)面壁板: FGW,k=m11gw=1.5×0.04×1.10×7.80=0.51kN/m2 合力:1.5×0.04×1.10×435.24×2×3.00/3.14=54.86kN(距基底2.310m) 動水壓力(正面壁板): Fwr,c=KHWHwfwr=0.05×10.0×3.00×0.22=0.33kN/m2 Fwrt,k=2KHWL1Hw2fwr=2×0.05×10.0×7.20×3.002×0.22=14.39kN 動水壓力(側(cè)面壁板): Fwr,c=KHWHwfwr=0.05×10.0×3.00×0.33=0.50kN/m2 Fwrt,k=2KHWL1Hw2fwr=2×0.05×10.0×2.70×3.002×0.33=8.07kN 動土壓力(壁板上端): Fep,k=0.33×18.0×-3.20=0.00kN/m2 Fes,k=0 動土壓力(壁板下端): Fep,k=0.33×=0.00kN/m2 Fes,k=0 動土壓力(基底): Fep,k=0.33×20.0×0.20=1.33kN/m2(高水位) Fes,k=KHFep,ktan=0.05×1.33×tan30=0.04kN/m2(高水位) Fep,k=0.33×18.0×0.20=1.20kN/m2(低水位) Fes,k=KHFep,ktan=0.05×1.20×tan30=0.03kN/m2(低水位) 動土壓力(合力): Fx=2.70×0.20×0.04/2=0.02kN(距基底0.067m)(高水位) Fx=2.70×0.20×0.03/2=0.02kN(距基底0.067m)(低水位) Fy=7.20×0.20×0.04/2=0.06kN(距基底0.067m)(高水位) Fy=7.20×0.20×0.03/2=0.05kN(距基底0.067m)(低水位) 基底彎矩: Mxk=54.86×2.310+14.39×1.900+0.06×0.067=154.06kN·m(高水位) Mxk=54.86×2.310+14.39×1.900+0.05×0.067=154.06kN·m(低水位) Myk=54.86×2.310+8.07×1.900+0.02×0.067=142.05kN·m(高水位) Myk=54.86×2.310+8.07×1.900+0.02×0.067=142.05kN·m(低水位)三、地基承載力驗算 faE=afa=1.1×80=88kPa 基底控制壓力: pk=(702.94+415.80)/25.74=43kPa<fa=110kPa pk=(702.94+415.80)/25.74=43kPa<faE=121kPa pkmax=(702.94+415.80)/25.74+154.06/14.16=54kPa<1.2faE=145kPa pkmin=(702.94+415.80)/25.74-154.06/14.16=33kPa>0四、抗浮驗算 Ksb=Gik/(qfw,kAF)=702.94/51.48=13.655>1.05五、荷載效應 彎矩以池內(nèi)側(cè)受拉為正(單位kN·m/m)；軸力以受壓為正(單位kN/m)；邊緣反力以指向池外為正(單位kN/m)。 1.正面壁板(6.90m×3.20m上邊自由三邊固定雙向受力)作用結(jié)構(gòu)自重池內(nèi)水壓力側(cè)向土壓力地面堆積荷載池外水壓力溫濕度作用上邊M0.00.00.00.00.00.0N0.00.00.00.00.00.0R0.00.00.00.00.00.0下邊M0.025.80.0-7.80.0-15.7N22.10.00.00.00.00.0R0.0-29.40.05.40.00.0左邊M0.019.10.0-10.80.0-16.8N0.0-12.60.03.60.00.0R0.0-16.70.05.70.00.0跨中Mx0.0-7.70.03.50.0-19.6Nx0.0-12.60.03.60.00.0跨中My0.0-4.90.01.00.0-16.1Ny11.00.00.00.00.00.0 地震作用:作用池內(nèi)有水池內(nèi)無水x方向地震y方向地震z方向地震x方向地震y方向地震z方向地震上邊M0.00.00.00.00.00.0N0.00.00.00.00.00.0R0.00.00.00.00.00.0下邊M0.0-2.00.00.0-1.20.0N0.00.00.00.00.00.0R0.01.40.00.00.80.0左邊M0.0-2.70.00.0-1.70.0N1.10.00.00.60.00.0R0.01.40.00.00.90.0右邊M0.0-2.70.00.0-1.70.0N-1.10.00.0-0.60.00.0R0.01.40.00.00.90.0跨中Mx0.00.90.00.00.50.0Nx0.00.00.00.00.00.0跨中My0.00.20.00.00.10.0Ny0.00.00.00.00.00.0 2.右側(cè)壁板(2.40m×3.20m上邊自由三邊固定雙向受力)作用結(jié)構(gòu)自重池內(nèi)水壓力側(cè)向土壓力地面堆積荷載池外水壓力溫濕度作用上邊M0.00.00.00.00.00.0N0.00.00.00.00.00.0R0.00.00.00.00.00.0下邊M0.06.50.0-1.10.0-17.6N14.30.00.00.00.00.0R0.0-15.10.02.00.00.0左邊M0.06.00.0-1.60.0-18.6N0.0-16.70.05.70.00.0R0.0-12.60.03.60.00.0跨中Mx0.0-2.60.00.80.0-17.1Nx0.0-16.70.05.70.00.0跨中My0.0-1.50.00.30.0-17.2Ny7.20.00.00.00.00.0 地震作用:作用池內(nèi)有水池內(nèi)無水x方向地震y方向地震z方向地震x方向地震y方向地震z方向地震上邊M0.00.00.00.00.00.0N0.00.00.00.00.00.0R0.00.00.00.00.00.0下邊M0.30.00.00.20.00.0N0.00.00.00.00.00.0R-0.60.00.0-0.30.00.0左邊M0.50.00.00.20.00.0N0.01.40.00.00.90.0R-1.10.00.0-0.60.00.0右邊M0.50.00.00.20.00.0N0.0-1.40.00.0-0.90.0R-1.10.00.0-0.60.00.0跨中Mx-0.30.00.0-0.10.00.0Nx0.00.00.00.00.00.0跨中My-0.10.00.0-0.00.00.0Ny0.00.00.00.00.00.0 3.背面壁板(6.90m×3.20m上邊自由三邊固定雙向受力)作用結(jié)構(gòu)自重池內(nèi)水壓力側(cè)向土壓力地面堆積荷載池外水壓力溫濕度作用上邊M0.00.00.00.00.00.0N0.00.00.00.00.00.0R0.00.00.00.00.00.0下邊M0.025.80.0-7.80.0-15.7N22.10.00.00.00.00.0R0.0-29.40.05.40.00.0左邊M0.019.10.0-10.80.0-16.8N0.0-12.60.03.60.00.0R0.0-16.70.05.70.00.0跨中Mx0.0-7.70.03.50.0-19.6Nx0.0-12.60.03.60.00.0跨中My0.0-4.90.01.00.0-16.1Ny11.00.00.00.00.00.0 地震作用:作用池內(nèi)有水池內(nèi)無水x方向地震y方向地震z方向地震x方向地震y方向地震z方向地震上邊M0.00.00.00.00.00.0N0.00.00.00.00.00.0R0.00.00.00.00.00.0下邊M0.02.00.00.01.20.0N0.00.00.00.00.00.0R0.0-1.40.00.0-0.80.0左邊M0.02.70.00.01.70.0N-1.10.00.0-0.60.00.0R0.0-1.40.00.0-0.90.0右邊M0.02.70.00.01.70.0N1.10.00.00.60.00.0R0.0-1.40.00.0-0.90.0跨中Mx0.0-0.90.00.0-0.50.0Nx0.00.00.00.00.00.0跨中My0.0-0.20.00.0-0.10.0Ny0.00.00.00.00.00.0 4.左側(cè)壁板(2.40m×3.20m上邊自由三邊固定雙向受力)作用結(jié)構(gòu)自重池內(nèi)水壓力側(cè)向土壓力地面堆積荷載池外水壓力溫濕度作用上邊M0.00.00.00.00.00.0N0.00.00.00.00.00.0R0.00.00.00.00.00.0下邊M0.06.50.0-1.10.0-17.6N14.30.00.00.00.00.0R0.0-15.10.02.00.00.0左邊M0.06.00.0-1.60.0-18.6N0.0-16.70.05.70.00.0R0.0-12.60.03.60.00.0跨中Mx0.0-2.60.00.80.0-17.1Nx0.0-16.70.05.70.00.0跨中My0.0-1.50.00.30.0-17.2Ny7.20.00.00.00.00.0 地震作用:作用池內(nèi)有水池內(nèi)無水x方向地震y方向地震z方向地震x方向地震y方向地震z方向地震上邊M0.00.00.00.00.00.0N0.00.00.00.00.00.0R0.00.00.00.00.00.0下邊M-0.30.00.0-0.20.00.0N0.00.00.00.00.00.0R0.60.00.00.30.00.0左邊M-0.50.00.0-0.20.00.0N0.0-1.40.00.0-0.90.0R1.10.00.00.60.00.0右邊M-0.50.00.0-0.20.00.0N0.01.40.00.00.90.0R1.10.00.00.60.00.0跨中Mx0.30.00.00.10.00.0Nx0.00.00.00.00.00.0跨中My0.10.00.00.00.00.0Ny0.00.00.00.00.00.0 5.底板(4.80m×2.40m四邊固定雙向受力)作用結(jié)構(gòu)自重池內(nèi)水壓力側(cè)向土壓力地面堆積荷載池外水壓力溫濕度作用上邊M-12.50.00.00.00.00.0N0.0-29.40.05.40.00.0R22.10.00.00.00.00.0左邊M-8.50.00.00.00.00.0N0.0-15.10.02.00.00.0R14.30.00.00.00.00.0跨中Mx1.80.00.00.00.00.0Nx0.0-15.10.02.00.00.0跨中My6.20.00.00.00.00.0Ny0.0-29.40.05.40.00.0 地震作用:作用池內(nèi)有水池內(nèi)無水x方向地震y方向地震z方向地震x方向地震y方向地震z方向地震上邊M0.00.00.00.00.00.0N0.01.40.00.00.80.0R0.00.00.00.00.00.0下邊M0.00.00.00.00.00.0N0.0-1.40.00.0-0.80.0R0.00.00.00.00.00.0左邊M0.00.00.00.00.00.0N0.60.00.00.30.00.0R0.00.00.00.00.00.0右邊M0.00.00.00.00.00.0N-0.60.00.0-0.30.00.0R0.00.00.00.00.00.0跨中Mx0.00.00.00.00.00.0Nx0.00.00.00.00.00.0跨中My0.00.00.00.00.00.0Ny0.00.00.00.00.00.0浮力作用：M上=0.0 M左=0.0 M跨中x=0.0 M跨中y=0.0六、配筋計算 N<0時，按拉彎構(gòu)件計算；N>=0時，按純彎構(gòu)件計算。 1.各部位計算結(jié)果板位上邊下邊左\右邊跨中x跨中y內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)正面壁板控制組合--5213311131M(kN·m/m)--32.8-29.7-4.4-4.4-37.3-37.31.3-28.8N(kN/m)--26.526.5-12.6-12.6-16.0-16.013.213.2計算面積(mm2/m)600600600600600600600600600600選配鋼筋12@15012@15012@15012@15012@15012@15012@15012@15012@15012@150實配面積(mm2/m)754754754754754754754754754754側(cè)面壁板控制組合--5171111131M(kN·m/m)--8.2-24.7-18.4-18.4-27.2-27.20.4-25.9N(kN/m)--17.217.2-21.3-21.3-21.3-21.38.68.6計算面積(mm2/m)600600600600600600600600600600選配鋼筋12@15012@15012@15012@15012@15012@15012@15012@15012@15012@150實配面積(mm2/m)754754754754754754754754754754底板控制組合1111111211M(kN·m/m)-15.0-15.0-15.0-15.0-10.2-10.22.11.87.47.4N(kN/m)-37.3-37.3-37.3-37.3-19.2-19.2-19.2-19.2-37.3-37.3計算面積(mm2/m)800800800800800800800800800800選配鋼筋14@15014@15014@15014@15014@15014@15014@15014@15014@15014@150實配面積(mm2/m)1026102610261026102610261026102610261026 2.效應組合 組合5: 1.30G1k+1.27Fwk(高水位) 組合3: 1.30G1k+1.00Fwk+1.50Ftk(高水位) 組合1: 1.30G1k+1.27Fwk+1.50Ftk(高水位) 組合13: 1.30G1k+1.27Fep,k+1.50qmk+1.27qgw,k(高水位) 組合21: 1.30G1k+1.27Fep,k+1.26qmk+1.27qgw,k+1.26Ftk(高水位) 組合17: 1.30G1k+1.27Fep,k+1.27qgw,k+1.50Ftk(高水位) 組合2: 1.00G1k+1.27Fwk+1.50Ftk(高水位) G1k——結(jié)構(gòu)自重標準值 Fwk——池內(nèi)水壓力標準值 Fsv,k——豎向土壓力標準值 Fep,k——側(cè)向土壓力標準值 Qk——頂板活荷載標準值 qmk——地面堆積荷載標準值 qgw,k——地下水壓力標準值 Ftk——溫(濕)度作用準值 FEHx,k——x方向水平地震作用標準值 FEHy,k——y方向水平地震作用標準值 FEV,k——豎向地震作用標準值 注：僅在計算面積為正的組合中，篩選控制組合。 3.結(jié)論 選配鋼筋:滿足要求七、抗裂度驗算 對軸心受拉構(gòu)件，應滿足:EQ\F(Nk,An+aEAs)<=actftk 對小偏心受拉構(gòu)件，應滿足:EQNk(\F(e0,gW0)+\F(1,A0))<=actftk 混凝土法向應力限值:ctftk=0.87×2.01=1.749MPa 1.各部位計算結(jié)果板位上邊下邊左\右邊跨中x跨中y內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)正面壁板控制組合----------Mk(kN·m/m)----------Nk(kN/m)----------ck(MPa)----------側(cè)面壁板控制組合----------Mk(kN·m/m)-------