金桂路雨水?dāng)囝^管網(wǎng)整治工程結(jié)構(gòu)計算書

PAGEPAGE1金桂路雨水?dāng)囝^管網(wǎng)整治工程結(jié)構(gòu)計算書2019.12目錄1.設(shè)計資料 22.設(shè)計依據(jù) 23.頂管工作井計算 24.頂管接收井計算 65.消力池計算 10金桂路雨水?dāng)囝^管網(wǎng)整治工程結(jié)構(gòu)計算書設(shè)計資料金桂路位于金州大道南側(cè)，金開大道西北側(cè)，怡和路東南側(cè)，路經(jīng)黃泥灣水庫，與怡景路形成十字交叉口，路線全長約2.28km，支路I級雙向兩車道，道路標(biāo)準(zhǔn)路幅寬度為22m，設(shè)計車速為30km/h。本次設(shè)計主要為解決現(xiàn)狀1#路~7線路交叉口之間的金桂路斷頭雨水管網(wǎng)的整治，該斷頭管網(wǎng)匯集了來自2#路、金桂路1#路~7線路路段間道路路面及兩側(cè)地塊雨水。設(shè)計新建雨水管道，解決斷頭雨水管網(wǎng)排放。本次結(jié)構(gòu)計算內(nèi)容主要為頂管工作井及頂管接收井。設(shè)計依據(jù)1、《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2015）2、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）3、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-20102015年版）4、《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）6、《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007—2011）7、《給排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》 8、《土木工程特種結(jié)構(gòu)》 頂管工作井計算本工程共設(shè)2座工作井，土層和強風(fēng)化層考慮施加護壁加以支護，護壁最大深度約4.2m，內(nèi)空直徑5.0m，開挖外輪廓直徑6.2m,平均壁厚0.275m。1設(shè)計資料1.1基本信息圓形水池形式:敞口池內(nèi)液體重度10.0kN/m3浮托力折減系數(shù)0.10裂縫寬度限值0.20mm1.2荷載信息地面活荷載:10.00kN/m2活荷載組合系數(shù):0.90荷載分項系數(shù):自重:1.20其它恒載:1.27其它活載:1.40荷載準(zhǔn)永久值系數(shù):頂板活荷載:0.40地面堆積荷載:0.50溫(濕)度作用:1.00壁面溫差:-10.0℃溫差彎矩折減系數(shù):0.65混凝土線膨脹系數(shù):0.0000101.3混凝土與土信息土天然重度:20.00kN/m3土飽和重度:20.00kN/m3土內(nèi)摩擦角ψ:30.0度地基承載力特征值fak=140.00kPa基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)ηb=1.00、ηd=1.00混凝土等級:C30縱筋級別:HRB400混凝土重度:25.00kN/m3配筋調(diào)整系數(shù):1.20保護層厚度:位置池壁(mm)上側(cè)(內(nèi)側(cè))40下側(cè)(外側(cè))352計算內(nèi)容（1）荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算（2）內(nèi)力及配筋計算（3）抗裂度、裂縫計算3荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算護壁:恒荷載:護壁外側(cè)土壓力采用主動土壓力，護壁最大深度為4.2m，主動土壓力為：eeKc?計算處護壁底的土壓力為：28.00kN/m2護壁受到的土壓力如下圖所示：活荷載:溫差作用:-14.75kN.m/m地面活荷載:3.33kN/m24內(nèi)力及配筋計算:(軸力:kN彎矩:kN.m面積:mm2配筋面積:mm2/m)池壁:彎矩外側(cè)受拉為正，軸力受拉為正按《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》靜力計算查表池壁的約束條件:上端自由,下端固定池壁內(nèi)力計算查表系數(shù)H2/dt=4.2002/5.875×0.28=10.92荷載組合:使用時池內(nèi)無水：池內(nèi)無水，池外有土使用時池內(nèi)無水：基本組合:1.27×池外土作用＋0.90×1.40×(溫度作用＋地面活荷載)標(biāo)準(zhǔn)組合:1.00×池外土作用＋0.90×1.00×(溫度作用＋地面活荷載)準(zhǔn)永久組合:1.00×池外土作用＋1.00×溫度作用＋0.50×地面活荷載設(shè)計值/標(biāo)準(zhǔn)值/準(zhǔn)永久值位置豎向彎矩環(huán)向彎矩環(huán)向軸力0.00H-0.00/-0.00/-0.0015.48/11.06/12.29-11.38/-8.07/-4.180.10H4.53/3.23/3.5916.24/11.60/12.89-22.50/-16.82/-12.910.20H11.60/8.29/9.2017.42/12.44/13.82-74.15/-54.54/-53.790.30H16.51/11.80/13.1018.24/13.03/14.47-90.80/-67.28/-66.860.40H-0.08/-0.06/-0.06-0.01/-0.01/-0.01-86.41/-65.03/-63.220.50H-0.44/-0.34/-0.33-0.07/-0.06/-0.05-81.61/-62.44/-59.320.60H-1.08/-0.84/-0.80-0.18/-0.14/-0.13-79.27/-61.35/-57.570.70H-1.82/-1.42/-1.35-0.30/-0.24/-0.23-74.66/-57.99/-54.520.75H-1.98/-1.54/-1.48-0.33/-0.26/-0.25-67.74/-52.64/-49.620.80H-1.78/-1.39/-1.33-0.30/-0.23/-0.22-56.36/-43.82/-41.390.85H-1.04/-0.81/-0.79-0.17/-0.14/-0.13-41.08/-31.95/-30.230.90H19.20/13.75/15.1818.68/13.35/14.82-23.29/-18.12/-17.170.95H22.07/15.99/17.3019.16/13.72/15.17-7.41/-5.77/-5.471.00H26.49/19.44/20.5819.90/14.30/15.72-0.00/-0.00/-0.00池壁配筋及裂縫、抗裂度驗算:位置計算As配筋實際As裂縫寬度抗裂度豎向內(nèi)側(cè)550.0E14@1501026.30.06豎向外側(cè)550.0E14@1501026.30.06環(huán)向內(nèi)側(cè)550.0E14@1501026.30.051.18環(huán)向外側(cè)737.4E14@1501026.30.051.18池壁的豎向最大裂縫寬度:0.06<=0.20裂縫滿足要求池壁的環(huán)向最大抗裂度:1.18<=act×ftk=1.75抗裂度滿足要求池壁的環(huán)向最大裂縫寬度:0.05<=0.20裂縫滿足要求頂管接收井計算本工程共設(shè)1座接收井，土層和強風(fēng)化層考慮施加護壁加以支護，護壁最大深度約7.0m，內(nèi)空直徑4.0m，開挖外輪廓直徑5.2m,壁厚0.275m。1設(shè)計資料1.1基本信息圓形水池形式:敞口池內(nèi)液體重度10.0kN/m3浮托力折減系數(shù)0.10裂縫寬度限值0.20mm1.2荷載信息地面活荷載:10.00kN/m2活荷載組合系數(shù):0.90荷載分項系數(shù):自重:1.20其它恒載:1.27地下水壓:1.27其它活載:1.40荷載準(zhǔn)永久值系數(shù):頂板活荷載:0.40地面堆積荷載:0.50溫(濕)度作用:1.00壁面溫差:-10.0℃溫差彎矩折減系數(shù):0.65混凝土線膨脹系數(shù):0.0000101.3混凝土與土信息土天然重度:20.00kN/m3土飽和重度:20.00kN/m3土內(nèi)摩擦角ψ:30.0度地基承載力特征值fak=140.00kPa基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)ηb=1.00、ηd=1.00混凝土等級:C30縱筋級別:HRB400混凝土重度:25.00kN/m3配筋調(diào)整系數(shù):1.20保護層厚度:位置池壁(mm)上側(cè)(內(nèi)側(cè))40下側(cè)(外側(cè))352計算內(nèi)容（1）荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算（2）內(nèi)力及配筋計算（3）抗裂度、裂縫計算3荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算護壁:恒荷載:護壁外側(cè)土壓力采用主動土壓力，護壁最大深度為4.2m，主動土壓力為：eeKc?計算處護壁底的土壓力為：46.67kN/m2護壁受到的土壓力如下圖所示：活荷載:溫差作用:-17.55kN.m/m地面活荷載:3.33kN/m24地基承載力驗算:計算基礎(chǔ)底面的壓力：池壁內(nèi)壁圓面積:Aic=πR2=3.14×2.3002=16.62m2池壁外壁圓面積:At=π(R＋t)2=3.14×(2.300＋0.30)2=21.24m2池壁自重Gs=γc×As×H=25.00×4.62×7.000=808.17kN底板自重Gb=γc×Ab×t2=25.00×21.24×0.50=265.46kN水池自重Gp=Gs＋Gb=808.17＋265.46=1073.64kN池內(nèi)水自重Gw=pw×Aic=0.00×16.62=0.00kN基礎(chǔ)底面的壓力pk=(Gp＋Gw)/Ab=1073.64/21.24=50.55kPa基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m，需修正承載力特征值計算地基承載力特征值修正值：fa=fak＋ηbγ(b-3)＋ηdγm(d-0.5)地下水位位于底板下1m以下，不考慮地下水水池底板底下的土的重度γ=γ土=20.00kN/m3水池底板底以上土的加權(quán)平均重度γm=γ土=20.00kN/m3fa=140.00＋1.00×20.00×(5.200－3)＋1.00×20.00×(7.500－0.5)=324.00kPapk=50.55kPa<fa=324.00kPa地基承載力滿足5內(nèi)力及配筋計算:(軸力:kN彎矩:kN.m面積:mm2配筋面積:mm2/m)池壁:彎矩外側(cè)受拉為正，軸力受拉為正頂板:下側(cè)受拉為正,底板:上側(cè)受拉為正按《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》靜力計算查表池壁的約束條件:上端自由,下端固定池壁內(nèi)力計算查表系數(shù)H2/dt=7.0002/4.900×0.30=33.33荷載組合:使用時池內(nèi)無水：基本組合:1.27×池外土作用＋0.90×1.40×(溫度作用＋地面活荷載)標(biāo)準(zhǔn)組合:1.00×池外土作用＋0.90×1.00×(溫度作用＋地面活荷載)準(zhǔn)永久組合:1.00×池外土作用＋1.00×溫度作用＋0.50×地面活荷載設(shè)計值/標(biāo)準(zhǔn)值/準(zhǔn)永久值位置豎向彎矩環(huán)向彎矩環(huán)向軸力0.00H-0.00/-0.00/-0.0018.43/13.16/14.62-10.29/-7.35/-4.080.10H11.76/8.40/9.3420.39/14.56/16.18-24.81/-18.78/-15.520.20H21.25/15.18/16.8721.97/15.69/17.44-80.44/-59.58/-59.570.30H23.05/16.46/18.2922.27/15.91/17.67-63.60/-48.60/-46.120.40H22.54/16.10/17.8922.18/15.85/17.61-68.09/-52.86/-49.600.50H22.15/15.82/17.5822.12/15.80/17.55-83.12/-64.70/-61.430.60H22.07/15.77/17.5222.11/15.79/17.54-100.25/-78.17/-74.840.70H-0.57/-0.45/-0.43-0.10/-0.07/-0.07-118.55/-92.56/-89.160.75H-1.16/-0.90/-0.88-0.19/-0.15/-0.15-124.13/-96.97/-93.610.80H-2.09/-1.63/-1.59-0.35/-0.27/-0.26-121.77/-95.16/-92.020.85H-2.95/-2.31/-2.25-0.49/-0.39/-0.37-105.81/-82.71/-80.090.90H-2.11/-1.65/-1.61-0.35/-0.28/-0.27-72.32/-56.54/-54.800.95H24.43/17.61/19.3022.50/16.10/17.84-27.41/-21.43/-20.791.00H34.55/25.52/26.9824.19/17.42/19.12-0.00/-0.00/-0.00池壁配筋及裂縫、抗裂度驗算:位置計算As配筋實際As裂縫寬度抗裂度豎向內(nèi)側(cè)600.0E14@1501026.30.08豎向外側(cè)600.0E14@1501026.30.08環(huán)向內(nèi)側(cè)600.0E14@1501026.30.061.18環(huán)向外側(cè)791.3E14@1501026.30.061.18池壁的豎向最大裂縫寬度:0.08<=0.20裂縫滿足要求池壁的環(huán)向最大抗裂度:1.18<=act×ftk=1.75抗裂度滿足要求池壁的環(huán)向最大裂縫寬度:0.06<=0.20裂縫滿足要求消力池計算本工程共設(shè)1座消力池。1基本資料1.1幾何信息水池類型:無頂蓋半地上長度L=4.600m,寬度B=2.600m,高度H=2.300m,池底厚h3=300mm,池壁厚t1=300mm,底板外挑長度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=1.001.3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1.20,其它1.27活荷載分項系數(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,彎矩折減系數(shù)0.65,砼線膨脹系數(shù)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):池壁(內(nèi)35,外35),底板(上35,下35)鋼筋級別:HRB400,裂縫寬度限值:0.20mm,配筋調(diào)整系數(shù):1.002計算內(nèi)容(1)荷載計算(2)內(nèi)力(考慮溫度作用)計算(3)配筋計算(4)裂縫驗算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.3.1荷載計算3.1.1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(0.000)0.000.003.334.231.33地面(0.000)0.000.003.334.231.33底板頂面(-2.000)12.000.003.3319.4713.33(2)池內(nèi)底部水壓力:標(biāo)準(zhǔn)值=0.00kN/m2,基本組合設(shè)計值=0.00kN/m23.1.2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=303.00kN基礎(chǔ)底面以上土重標(biāo)準(zhǔn)值Gt=9.36kN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=64.74kN水池底板以上全部豎向壓力基本組合:Qb=(303.00×1.20+9.36×1.27+0.00×1.27+64.74×1.27)/16.640=27.51kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合:Qbe=(303.00+9.36+0.00×1.00+1.50×11.960×0.40+10.00×4.680×0.40)/16.640=20.33kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=27.51-0.300×25.00×1.20=18.51kN/m2板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合:Qe=20.33-0.300×25.00=12.83kN/m23.1.3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=[303.00×1.20+(4.000×2.000×0.000)×10.00×1.27]/16.640=21.85kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=21.85-(0.300×25.00×1.20+0.000×10.00×1.27)=12.85kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合:Qbe=[303.00+(4.000×2.000×0.000)×10.00]/16.640=18.21kN/m2板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合:Qe=18.21-(0.300×25.00+0.000×10.00)=10.71kN/m23.2內(nèi)力,配筋及裂縫計算彎矩正負號規(guī)則:池壁:內(nèi)側(cè)受拉為正,外側(cè)受拉為負底板:上側(cè)受拉為正,下側(cè)受拉為負荷載組合方式: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:計算跨度:Lx=4.300m,Ly=2.000m,三邊固定,頂邊自由池壁類型:普通池壁,按雙向板計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1.74--1.74水平邊緣--0.00-0.00豎直跨中1.03--1.03豎直上邊緣--0.00-0.00豎直下邊緣--0.00-0.00外側(cè)-水平跨中--0.00-19.77-19.77水平邊緣-5.39--19.17-24.56豎直跨中--0.00-10.63-10.63豎直上邊緣0.00--0.00-0.00豎直下邊緣-9.59--18.04-27.63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1.01--1.01水平邊緣--0.00-0.00豎直跨中0.74--0.74豎直上邊緣--0.00-0.00豎直下邊緣--0.00-0.00外側(cè)-水平跨中--0.00-17.30-17.30水平邊緣-3.17--16.77-19.94豎直跨中--0.00-9.30-9.30豎直上邊緣0.00--0.00-0.00豎直下邊緣-5.70--15.78-21.49(4)B側(cè)池壁內(nèi)力:計算跨度:Lx=2.300m,Ly=2.000m,三邊固定,頂邊自由池壁類型:普通池壁,按雙向板計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1.50--1.50水平邊緣--0.00-0.00豎直跨中1.01--1.01豎直上邊緣--0.00-0.00豎直下邊緣--0.00-0.00外側(cè)-水平跨中--0.00-18.58-18.58水平邊緣-3.44--21.61-25.04豎直跨中--0.00-16.07-16.07豎直上邊緣0.00--0.00-0.00豎直下邊緣-3.85--21.48-25.33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0.89--0.89水平邊緣--0.00-0.00豎直跨中0.66--0.66豎直上邊緣--0.00-0.00豎直下邊緣--0.00-0.00外側(cè)-水平跨中--0.00-16.25-16.25水平邊緣-2.07--18.90-20.98豎直跨中--0.00-14.06-14.06豎直上邊緣0.00--0.00-0.00豎直下邊緣-2.44--18.80-21.23(5)底板內(nèi)力:計算跨度:Lx=4.300m,Ly=2.300m,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)基本組合作用彎矩表部位簡支基底反力池壁傳遞彎矩彎矩疊加上側(cè)-L向跨中3.74--B向跨中9.33--下側(cè)-L向邊緣0.00-25.33-25.33B向邊緣0.00-27.63-27.63L向跨中--8.17-4.43B向跨中--19.15-9.82準(zhǔn)永久組合作用彎矩表部位簡支基底反力池壁傳遞彎矩彎矩疊加上側(cè)-L向跨中2.59--B向跨中6.46--下側(cè)-L向邊緣0.00-21.23-21.23B向邊緣0.00-21.49-21.49L向跨中--6.32-3.73B向跨中--15.11-8.652.池內(nèi)有水,池外無土?xí)r,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)基本組合作用彎矩表部位簡支基底反力池壁傳遞彎矩彎矩疊加上側(cè)-L向跨中2.600.002.60B向跨中6.480.006.48L向邊緣0.000.000.00B向邊緣0.000.000.00準(zhǔn)永久組合作用彎矩表部位簡支基底反力池壁傳遞彎矩彎矩疊加上側(cè)-L向跨中2.170.002.17B向跨中5.400.005.40L向邊緣0.000.000.00B向邊緣0.000.000.00(6)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)《水池結(jié)構(gòu)規(guī)程》附錄A公式計算.