矩形水池設(shè)計(jì)及池壁計(jì)算

1、-/矩形水池設(shè)計(jì)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(GB 50010-2002), 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(GB 50007-2002), 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：無頂蓋半地上長度 L=3.500m,寬度 B=3.500m,高度 H=3.900m,底板底標(biāo)高=-3.400m池底厚h3=400mm,池壁厚t1=250mm,底板外挑長度t2=400mm

2、注：地面標(biāo)高為土 0.000。(平面圖)(剖面圖)1.2土水信息土天然重度18.00 kN/m 3 , 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=120.0kPa,寬度修正系數(shù)刀b=0.00,埋深修正系數(shù)刀d=1.00地下水位標(biāo)高-3.100m,池內(nèi)水深3.000m,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

3、下水1.00, 溫濕度1.001.4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,碎線膨月系數(shù)1.00(10 -5/° C) 鋼筋碎信息混凝土 ：等級(jí)C25,重度25.00kN/m 3,泊松比0.20保護(hù)層厚度(mm)：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)：1.00按裂縫控制配筋計(jì)算2 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:

4、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十算池壁自重 G2=2 X (L+B)-4 Xt1 XH-h1-h3 X t1 X 丫 c=2X (3.500+3.500)-4 X 0.250 X 3.900-0.200-0.400 X 0.250 X25.00=268.13kN(2)(3)(4)(5)3.1.2修正地基承載力底板自重 G3=(L+2Xt2) x(B+

5、2Xt2) X h3X T c =(3.500+2X 0.400) X (3.500+2 X 0.400) X 0.400 X 25.00= 184.90kN水池結(jié)構(gòu)自重Gc=G2+G3=453.03 kN池內(nèi)水重G創(chuàng)算池內(nèi)水重 Gw=(L-2 X t1) X (B-2 X t1) X HvW< rw =(3.500-2X 0.250) X (3.500-2 X 0.250) X 3.000 X 10.00= 270.00 kN覆土重量計(jì)算池頂覆土重量Gt1= 0 kN池頂?shù)叵滤亓縂s1= 0 kN底板外挑覆土重量 Gt2= 6.240 X (3.400-0.400) = 18.72

6、kN基底以上的覆蓋土總重量Gt = Gt1 + Gt2 = 18.72 kN基底以上的地下水總重量Gs = Gs1 + Gs2 = 0.00 kN活荷載作用Gh頂板活荷載作用力地面活荷載作用力活荷載作用力總和基底壓力Pk基底面積: A=(L+2Gh1= 3.500 X 3.500 X 1.50= 18.38 kNGh2= 6.240 X 10.00= 62.40 kNGh=Gh1+Gh2=18.38+62.40= 80.78 kNX t2) X (B+2 X t2)=4.300 X 4.300 = 18.49 m基底壓強(qiáng): Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(453.03+270.0

7、0+18.72+0.00+80.78)/18.490= 44.48 kN/m(1) 計(jì)算基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度rmrm=0.300 x (20.00-10)+3.100 x 18.00/3.4003=17.29 kN/m(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/m 3(3) 根據(jù)基礎(chǔ)規(guī)范的要求，修正地基承載力：fa = fak +r b y (b - 3) +仆丫 m(d - 0.5)=120.00+0.00 X 10.00 X (4.300-3)+1.00 X 17.29 X (3.400-0.5)=170.15 kPa3.1.3

8、 結(jié)論：Pk=44.48 < fa=170.15 kPa,3.2抗浮驗(yàn)算地基承載力滿足要求?？垢×?Gk=Gc+Gt+Gs=453.03+18.72+0.00= 471.75 kN浮力 F=(3.500+2 X 0.400) X (3.500+2 X 0.400) X 0.300 X 10.0 X 1.00=55.47 kNGk/F=471.75/55.47=8.50 > Kf=1.05,3.3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/m 2):抗浮滿足要求。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)

9、永久組合池壁頂端(0.500)0.000.000.000.000.00地面(0.000)0.000.003.334.231.33底板頂囿(-3.000)18.000.003.3327.0919.332(2)池內(nèi)底部水壓力：標(biāo)準(zhǔn)值=30.00 kN/m3.3.2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= 453.03kN基本組合設(shè)計(jì)值 =38.10 kN/m 2基礎(chǔ)底面以上土重標(biāo)準(zhǔn)值 基礎(chǔ)底面以上水重標(biāo)準(zhǔn)值 基礎(chǔ)底面以上活載標(biāo)準(zhǔn)值Gt= 18.72kNGs= 0.00kNGh= 80.78kN水池底板以上全部豎向壓力基本組合Qb = (453.03=36.24kN/mX 1

10、.20+18.72 X 1.27+0.0021.27+80.78 X 1.27)/18.490水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合Qbe = (453.03+18.72+0.00X 1.00+1.5012.250 X 0.40+10.00 X 6.240 X 0.40)/18.490=27.26kN/m板底均布凈反力基本組合Q = 36.24-0.400=24.24 kN/mX 25.00 X 1.202板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合：X 25.00Qe = 27.26-0.400=17.26 kN/m3.4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

11、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）（3）L側(cè)池壁內(nèi)力：計(jì)算跨度：Lx= 3.250 m, Ly= 3.500 m ,三邊固定,頂邊自由池壁類型：普通池壁，按雙向板計(jì)算基本組合作用彎矩表（kN.m/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4.16-4.16水平邊緣-12.76-12.76豎直跨中2.67-2.67豎直上邊緣-0.00-0.00豎直卜邊緣-14.64-14.64外側(cè)-水平跨中-5.74-11.97-17.71水平邊緣-9.24-14.0

12、0-23.24豎直跨中-3.72-11.29-15.01豎直上邊緣0.00-0.00-0.00豎直卜邊緣-10.50-13.48-23.98準(zhǔn)永久組合作用彎矩表（kN.m/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2.91-2.91水平邊緣-10.04-10.04豎直跨中1.89-1.89豎直上邊緣-0.00-0.00豎直卜邊緣-11.53-11.53外側(cè)-水平跨中-4.52-10.47-14.99水平邊緣-6.47-12.25-18.72豎直跨中-2.93-9.88-12.81豎直上邊緣0.00-0.00-0.00豎直卜邊緣-7.43-11.79-19.22(4)B側(cè)池壁

13、內(nèi)力：計(jì)算跨度：Lx= 3.250 m, Ly= 3.500 m ,三邊固定,頂邊自由池壁類型：普通池壁，按雙向板計(jì)算基本組合作用彎矩表（kN.m/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4.16-4.16水平邊緣-12.76-12.76豎直跨中2.67-2.67豎直上邊緣-0.00-0.00豎直卜邊緣-14.64-14.64外側(cè)-水平跨中-5.74-11.97-17.71水平邊緣-9.24-14.00-23.24豎直跨中-3.72-11.29-15.01豎直上邊緣0.00-0.00-0.00豎直卜邊緣-10.50-13.48-23.98匕配星小白"理來"

14、;沖準(zhǔn)永久組合作用彎矩表（kN.m/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2.91-2.91水平邊緣-10.04-10.04豎直跨中1.89-1.89豎直上邊緣-0.00-0.00豎直卜邊緣-11.53-11.53外側(cè)-水平跨中-4.52-10.47-14.99水平邊緣-6.47-12.25-18.72豎直跨中-2.93-9.88-12.81豎直上邊緣0.00-0.00-0.00豎直卜邊緣-7.43-11.79-19.22底板內(nèi)力：計(jì)算跨度：Lx= 3.250m, Ly= 3.250m ,四邊固定按雙向板計(jì)算.1.池外填土，池內(nèi)無水時(shí)，荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)

15、部位基本組合準(zhǔn)永久組合上側(cè)-L向跨中5.413.85B 向跨中5.413.85下側(cè)-L向邊緣-13.08-9.32B 向邊緣-13.08-9.32靖邛地 賺他 如亞川.電川1:(6)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)水池結(jié)構(gòu)規(guī)程附錄A公式方t算.Lax 1.8口% 1.5C 0.1121 代 UEs產(chǎn) te口 1.10.65 f tkM q0.87Ash 0式中Mq 在作用效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下,計(jì)算截面處的彎矩（N.mm）w max 最大裂縫范度（mm）少一裂縫間受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，當(dāng)少0.4時(shí)，取0.4;當(dāng)少1.0時(shí)，取1.0eq 一按作用效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計(jì)算

16、的截面縱向受拉鋼筋應(yīng)力（N/mm2）E s 一鋼筋的彈性模量（N/mnf）c最外層縱向受拉鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度（mm）d一 縱向受拉鋼筋直徑（mm）pte 一以有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率u 一縱向受拉鋼筋表面特征系數(shù)a 1 系數(shù)，對(duì)受彎、大偏心受壓構(gòu)件取a1=0 ;對(duì)大偏心受拉構(gòu)件取1110.281 2e0h0a 2 一系數(shù)，對(duì)受彎構(gòu)件取a2=1.0 ,對(duì)大偏心受壓構(gòu)件取 a 2=1-0.2 x hc/e 0,對(duì)大偏心受拉構(gòu)件取 a2=1+0.35 x hc/e 0。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： L側(cè)池壁配筋及裂縫表（彎矩:kN.m/m,面

17、積:mm/m,裂縫:mm）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4.16500D122005650.02水平邊緣12.76500D122005650.08豎直跨中2.67500D122005650.02豎直上邊 緣0.00500D122005650.00豎直卜邊 緣14.64500D122005650.10外側(cè)-水平跨中-17.71500D122005650.13水平邊緣-23.24500D122005650.16豎直跨中-15.01500D122005650.11豎直上邊 緣-0.00500D122005650.00豎直卜邊 緣-23.98500D122005650.16-/

18、ZEIE"苒等膽笠后用第一nwriiinriwrDwrin 二配國吁1 口閱時(shí)R尻湖山:r：X3JIE5ai5。唔cue項(xiàng)cm三oGO五如L就研題前勒T1ZB側(cè)池壁配筋及裂縫表（彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm）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4.16500D122005650.02水平邊緣12.76500D122005650.08豎直跨中2.67500D122005650.02豎直上邊 緣0.00500D122005650.00豎直卜邊 緣14.64500D122005650.10外側(cè)-水平跨中-17.71500D122005650.13水平邊

19、緣-23.24500D122005650.16豎直跨中-15.01500D122005650.11豎直上邊 緣-0.00500D122005650.00豎直卜邊 緣-23.98500D122005650.16尸ELU.夏S點(diǎn)莖室E口在小門il底tNMrjwnnorayfia度底用尻看虱山鑿誓迫善匕-/XJ1E5§ a 15a iscue項(xiàng)Mgo五如E1用生露繼*電mm底板配筋及裂縫表（彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm）部位彎矩計(jì)算面積實(shí)配鋼筋實(shí)配面積裂縫寬度上側(cè)-L向跨中5.41800D141908100.02B 向跨中5.41800D141908100.02下側(cè)-L

20、向邊緣-13.08800D141908100.04B 向邊緣-13.08800D141908100.04OMI箱IDW1SO(2)裂縫驗(yàn)算均滿足3.5混凝土工程量計(jì)算池壁：(L-t1)+(B-t1) X 2Xt1 X h2=(3.500-0.250)+(3.500-0.250)X 2 X 0.250 X 3.500 = 11.38 m底板：(L+2 X t2) X (B+2 X t2) X h33=(3.500+2X 0.400) X (3.500+2 X 0.400) X 0.400 = 7.40 m3水池混凝土總?cè)f量=11.38+7.40 = 18.77 m1-1池壁計(jì)算：1計(jì)算條件_計(jì)算板長=3.500(m);計(jì)算板寬=3.500(m);板厚=250(mm)_板容重=20.00(kN/m 3);板自重荷載設(shè)計(jì)值 =6.00(kN/m 2)恒載分項(xiàng)系數(shù)=1.20 ;活載分項(xiàng)系數(shù)=1.40荷載設(shè)計(jì)值(不包