矩形水池設(shè)計(蓼子終沉池)

矩形水池設(shè)計(蓼子終沉池)執(zhí)行規(guī)范:《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50010-2010)2024年版,本文簡稱《混凝土規(guī)范》《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2011),本文簡稱《地基規(guī)范》《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012),本文簡稱《荷載規(guī)范》《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50069-2002),本文簡稱《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)計規(guī)程》(CECS138-2002),本文簡稱《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:無頂蓋半地上長度L=5.900m,寬度B=5.900m,高度H=6.600m,底板底標(biāo)高=-4.900m池底厚h3=500mm,池壁厚t1=400mm,底板外挑長度t2=400mm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-0.500m,池內(nèi)水深5.700m,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恒荷載分項系數(shù):水池自重1.30,其它1.30活荷載分項系數(shù):地下水壓1.50,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40)鋼筋級別:HRB400,裂縫寬度限值:0.20mm,配筋調(diào)整系數(shù):1.00按裂縫控制配筋計算構(gòu)造配筋采用混凝土規(guī)范GB50010-20102計算內(nèi)容(1)地基承載力驗算(2)抗浮驗算(3)荷載計算(4)內(nèi)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(jié)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(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.裂縫寬度計算按長期效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合.水池方位定義如下：3.1地基承載力驗算3.1.1基底壓力計算(1)水池自重Gc計算池壁自重G2=1342.00kN底板自重G3=561.13kN水池結(jié)構(gòu)自重Gc=G2+G3=1903.13kN(2)池內(nèi)水重Gw計算池內(nèi)水重Gw=1482.57kN(3)覆土重量計算池頂覆土重量Gt1=0kN池頂?shù)叵滤亓縂s1=0kN底板外挑覆土重量Gt2=483.84kN底板外挑地下水重量Gs2=393.12kN基底以上的覆蓋土總重量Gt=Gt1+Gt2=483.84kN基底以上的地下水總重量Gs=Gs1+Gs2=393.12kN(4)活荷載作用Gh地面活荷載作用力Gh2=100.80kN活荷載作用力總和Gh=Gh2=100.80kN(5)基底壓力Pk基底面積:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=6.700×6.700=44.89m2基底壓強(qiáng):Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(1903.13+1482.57+483.84+393.12+100.80)/44.890=97.20kN/m23.1.2修正地基承載力(1)計算基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度rmrm=[4.400×(20.00-10)+0.500×18.00]/4.900=10.82kN/m3(2)計算基礎(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)《地基規(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×(6.000-3)+1.00×10.82×(4.900-0.5)=147.59kPa3.1.3結(jié)論:Pk=97.20<fa=147.59kPa,地基承載力滿足要求。3.2抗浮驗算抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=1903.13+483.84+393.12=2780.08kN浮力F=(5.900+2×0.400)×(5.900+2×0.400)×4.400×10.0×1.00=1975.16kNGk/F=2780.08/1975.16=1.41>Kf=1.05,抗浮滿足要求。3.3荷載計算3.3.1池壁荷載計算:(1)池外荷載:主動土壓力系數(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(1.700)0.000.000.000.000.00地面(0.000)0.000.003.334.501.33地下水位處(-0.500)3.000.003.338.404.33底板頂面(-4.400)16.0039.003.3383.8056.33(2)池內(nèi)底部水壓力:標(biāo)準(zhǔn)值=57.00kN/m2,基本組合設(shè)計值=74.10kN/m23.3.2底板荷載計算(池內(nèi)無水，池外填土):水池結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值Gc=1903.13kN基礎(chǔ)底面以上土重標(biāo)準(zhǔn)值Gt=483.84kN基礎(chǔ)底面以上水重標(biāo)準(zhǔn)值Gs=393.12kN基礎(chǔ)底面以上活載標(biāo)準(zhǔn)值Gh=100.80kN水池底板以上全部豎向壓力基本組合:Qb=(1903.13×1.30+483.84×1.30+393.12×1.50+100.80×1.50×0.90×1.00)/44.890=85.29kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合:Qbe=(1903.13+483.84+393.12×1.00+10.00×10.080×0.40)/44.890=62.83kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=85.29-0.500×25.00×1.30=69.04kN/m2板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合:Qe=62.83-0.500×25.00=50.33kN/m23.3.3底板荷載計算(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=[1903.13×1.30+(5.100×5.100×5.700)×10.00×1.30]/44.890=98.05kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=98.05-(0.500×25.00×1.30+5.700×10.00×1.30)=7.70kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合:Qbe=[1903.13+(5.100×5.100×5.700)×10.00]/44.890=75.42kN/m2板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合:Qe=75.42-(0.500×25.00+5.700×10.00)=5.92kN/m23.4內(nèi)力,配筋及裂縫計算彎矩正負(fù)號規(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)無水，池外填土)2.池內(nèi)水壓力作用(池內(nèi)有水，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)XZ(前后)側(cè)池壁內(nèi)力:彎矩示意圖Mx——平行于lx方向板中心點的彎矩；Mz——平行于lz方向板中心點的彎矩；M0x——平行于lx方向板邊緣彎矩；M0z——平行于lz方向板邊緣彎矩。計算跨度:lx=5.500m,lz=6.100m,三邊固定,頂邊簡支池壁類型:普通池壁,按雙向板計算1.池外填土,池內(nèi)無水時,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)M36.3730.15-80.46-93.440.00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36.3730.15-80.46-93.440.00溫濕度作用-37.96-41.17-50.38-44.87-0.00ΣM-1.59-11.02-130.84-138.31-0.00②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)M24.4520.27-54.09-62.820.00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24.4520.27-54.09-62.820.00溫濕度作用-28.12-30.50-37.32-33.24-0.00ΣM-3.67-10.23-91.41-96.05-0.002.池內(nèi)有水，池外無土?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-32.16-26.6671.1582.63-0.00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-32.16-26.6671.1582.63-0.00溫濕度作用-37.96-41.17-50.38-44.87-0.00ΣM-70.11-67.8320.7737.760.00②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-24.74-20.5154.7363.56-0.00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-24.74-20.5154.7363.56-0.00溫濕度作用-28.12-30.50-37.32-33.24-0.00ΣM-52.85-51.0117.4130.320.00(2)YZ(左右)側(cè)池壁內(nèi)力:彎矩示意圖My——平行于ly方向板中心點的彎矩；Mz——平行于lz方向板中心點的彎矩；M0y——平行于ly方向板邊緣彎矩；M0z——平行于lz方向板邊緣彎矩。計算跨度:ly=5.500m,lz=6.100m,三邊固定,頂邊簡支池壁類型:普通池壁,按雙向板計算1.池外填土,池內(nèi)無水時,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)M36.3730.15-80.46-93.440.00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36.3730.15-80.46-93.440.00溫濕度作用-37.96-41.17-50.38-44.87-0.00ΣM-1.59-11.02-130.84-138.31-0.00②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)M24.4520.27-54.09-62.820.00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24.4520.27-54.09-62.820.00溫濕度作用-28.12-30.50-37.32-33.24-0.00ΣM-3.67-10.23-91.41-96.05-0.002.池內(nèi)有水，池外無土?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-32.16-26.6671.1582.63-0.00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-32.16-26.6671.1582.63-0.00溫濕度作用-37.96-41.17-50.38-44.87-0.00ΣM-70.11-67.8320.7737.760.00②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-24.74-20.5154.7363.56-0.00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-24.74-20.5154.7363.56-0.00溫濕度作用-28.12-30.50-37.32-33.24-0.00ΣM-52.85-51.0117.4130.320.00(3)底板內(nèi)力:計算跨度:lx=5.500m,ly=5.500m,四邊簡支+池壁傳遞彎矩按雙向板計算.1.池外填土,池內(nèi)無水時,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)①基本組合作用彎矩表內(nèi)力組合跨中Mx跨中My邊緣M0x邊緣M0y簡支基底反力92.2392.230.000.00池壁傳遞彎矩-66.25-66.25-138.31-138.31ΣM25.9825.98-138.31-138.31②準(zhǔn)永久組合作用彎矩表內(nèi)力組合跨中Mx跨中My邊緣M0x邊緣M0y簡支基底反力67.2367.230.000.00池壁傳遞彎矩-46.01-46.01-96.05-96.05ΣM21.2221.22-96.05-96.052.池內(nèi)有水,池外無土?xí)r,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)①基本組合作用彎矩表內(nèi)力組合跨中Mx跨中My邊緣M0x邊緣M0y簡支基底反力10.2810.280.000.00池壁傳遞彎矩39.5839.5882.6382.63ΣM49.8649.8682.6382.63②準(zhǔn)永久組合作用彎矩表內(nèi)力組合跨中Mx跨中My邊緣M0x邊緣M0y簡支基底反力7.917.910.000.00池壁傳遞彎矩30.4530.4563.5663.56ΣM38.3638.3663.5663.56(4)配筋及裂縫:配筋計算方法:按單筋受彎構(gòu)件計算板受拉鋼筋.裂縫計算根據(jù)《給排水結(jié)構(gòu)規(guī)范》附錄A公式計算.按基本組合彎矩計算配筋,按準(zhǔn)永久組合彎矩計算裂縫,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。配筋部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度跨中Ax內(nèi)側(cè)36.37800E14@1908100.11外側(cè)-70.11800E14@1709060.18跨中Az內(nèi)側(cè)30.15800E14@1908100.09外側(cè)-67.83800E14@1808550.20邊緣A0x內(nèi)側(cè)71.15800E14@1709060.19外側(cè)-130.841048E16@16012570.19邊緣A0z(底)內(nèi)側(cè)82.63800E14@1609620.20外側(cè)-138.311110E16@15013400.18邊緣A0z(頂)內(nèi)側(cè)0.00800E14@1908100.00外側(cè)-0.00800E14@1908100.00②YZ(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。配筋部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度跨中Ay內(nèi)側(cè)36.37800E14@1908100.11外側(cè)-70.11800E14@1709060.18跨中Az內(nèi)側(cè)30.15800E14@1908100.09外側(cè)-67.83800E14@1808550.20邊緣A0y內(nèi)側(cè)71.15800E14@1709060.19外側(cè)-130.841048E16@16012570.19邊緣A0z(底)內(nèi)側(cè)82.63800E14@1609620.20外側(cè)-138.311110E16@15013400.18邊緣A0z(頂)內(nèi)側(cè)0.00800E14@1908100.00外側(cè)-0.00800E14@1908100.00③底板配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm)配筋部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度跨中Ax上側(cè)49.861000E14@15010260.10下側(cè)0.001000E14@15010260.00跨中Ay上側(cè)49.861000E14@15010260.10下側(cè)0.001000E14@15010260.00邊緣A0x上側(cè)82.631000E14@15010260.17下側(cè)-138.311000E16@16012570.20邊緣A0y上側(cè)82.631000E14@15010260.17下側(cè)-138.311000E16@16012570.20裂縫驗算均滿足.現(xiàn)澆板式普通樓梯設(shè)計(蓼子終沉池樓梯)執(zhí)行規(guī)范:《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50010-2010)2024年版,本文簡稱《混凝土規(guī)范》《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012),本文簡稱《荷載規(guī)范》鋼筋：d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;Q-HRBF400;R-HRBF500-----------------------------------------------------------------------1已知條件：幾何信息:左標(biāo)高=0.000m；右標(biāo)高=1.700m平臺長度(左)=0mm；平臺長度(右)=0mm平臺厚度(左)=100mm；平臺厚度(右)=100mm內(nèi)延長(左)=0mm；內(nèi)延長(右)=0mm平臺梁尺寸:B2=200mm；H2=350mmB3=200mm；H3=350mm梯段長度=2340mm；踏步數(shù)=10梯板厚度=120mm；梯跨長度L0=2600mm,梯井寬:200mm平面類型:雙跑荷載信息:附加恒荷載=1.000kN/m2活荷載:3.500kN/m2恒載分項系數(shù):1.3；活載分項系數(shù):1.5；活載調(diào)整系數(shù):γL=1.00活載準(zhǔn)永久值系數(shù)：0.5混凝土等級:C30,fc=14.30N/mm2混凝土容重:25.00kN/mm3配筋調(diào)整系數(shù):1.00；縱筋保護(hù)層厚度:c=15mm板縱筋等級:HRB400；fy=360N/mm2梁縱筋等級:HRB400；fy=360N/mm2梁箍筋等級:HPB300；fy=270N/mm2驗算信息:撓度限值:L0/200；裂縫限值:0.30mm計算要求:1)樓梯板計算；2)平臺梁計算；3)板裂縫驗算(按裂縫控制配筋計算)；4)板撓度驗算2荷載與內(nèi)力計算：(1)荷載計算標(biāo)準(zhǔn)值(qk):斜梯段:10.209kN/m設(shè)計值(q):斜梯段:13.972kN/m準(zhǔn)永久值(qe):斜梯段:8.459kN/m(2)內(nèi)力計算:a.樓梯板:矩陣位移法求解。3計算結(jié)果：計算說明:(a)簡化方法:取板沿著寬度方向單位長度的板帶(b)計算方法:矩陣位移法單位說明:彎矩:kN.m/m 剪力:kN/m撓度:mm縱筋面積:mm2/m 截面尺寸:mm×mm裂縫:mm板段配筋計算結(jié)果:----------------------------------------------------------------------------------計算板段-1(斜梯段):截面B×H=1000×120截面:左中右彎矩(M):