平衡池計(jì)算書(shū)

執(zhí)行規(guī)范:《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010),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:有頂蓋半地上長(zhǎng)度L=4.500m,寬度B=4.500m,高度H=5.050m,底板底標(biāo)高=-2.800m池底厚h3=400mm,池壁厚t1=350mm,池頂板厚h1=180mm,底板外挑長(zhǎng)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度修正后的地基承載力特征值fa=300.00kPa地下水位標(biāo)高-20.000m,池內(nèi)水深3.350m,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:池頂板1.50kN/m2,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1.50,其它1.50活載調(diào)整系數(shù):地下水壓1.00,其它1.00活荷載準(zhǔn)永久值系數(shù):頂板0.90,地面0.90,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)考慮溫度材料強(qiáng)度折減：受熱溫度10.0℃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):頂板(上35,下35),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按裂縫控制配筋計(jì)算構(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)算頂板自重G1=91.13kN池壁自重G2=649.27kN底板自重G3=280.90kN水池結(jié)構(gòu)自重Gc=G1+G2+G3=1021.29kN(2)池內(nèi)水重Gw計(jì)算池內(nèi)水重Gw=483.74kN(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=338.69kN基底以上的覆蓋土總重量Gt=Gt1+Gt2=338.69kN基底以上的地下水總重量Gs=Gs1+Gs2=0.00kN(4)活荷載作用Gh頂板活荷載作用力Gh1=30.38kN地面活荷載作用力Gh2=78.40kN活荷載作用力總和Gh=Gh1+Gh2=108.78kN(5)基底壓力Pk基底面積:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=5.300×5.300=28.09m2基底壓強(qiáng):Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(1021.29+483.74+338.69+0.00+108.78)/28.090=69.51kN/m23.1.2結(jié)論:Pk=69.51<fa=300.00kPa,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頂板荷載計(jì)算:池頂板自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值:P1=25.00×0.180=4.50kN/m2頂板活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Ph1=1.50kN/m2池頂均布荷載基本組合:Qt=1.30×P1+0.90×1.50×1.00×Ph1=7.87kN/m2池頂均布荷載準(zhǔn)永久組合:Qte=P1+0.90×Ph1=5.85kN/m23.3.2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(2.070) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 地面(0.000) 0.00 0.00 3.33 4.50 3.00 底板頂面(-2.400) 14.40 0.00 3.33 23.22 17.40 (2)池內(nèi)底部水壓力:標(biāo)準(zhǔn)值=33.50kN/m2,基本組合設(shè)計(jì)值=43.55kN/m23.3.3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=1021.29kN基礎(chǔ)底面以上土重標(biāo)準(zhǔn)值Gt=338.69kN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=108.78kN水池底板以上全部豎向壓力基本組合:Qb=(1021.29×1.30+338.69×1.30+0.00×1.50×1.00+108.78×1.50×0.90×1.00)/28.090=68.17kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合:Qbe=(1021.29+338.69+0.00×1.00+1.50×20.250×0.90+10.00×7.840×0.90)/28.090=51.90kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=68.17-0.400×25.00×1.30=55.17kN/m2板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合:Qe=51.90-0.400×25.00=41.90kN/m23.4內(nèi)力,配筋及裂縫計(jì)算彎矩正負(fù)號(hào)規(guī)則:頂板:下側(cè)受拉為正,上側(cè)受拉為負(fù)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(1)頂板內(nèi)力:彎矩示意圖Mx——平行于lx方向板中心點(diǎn)的彎矩；My——平行于ly方向板中心點(diǎn)的彎矩；M0x——平行于lx方向板邊緣彎矩；M0y——平行于ly方向板邊緣彎矩。計(jì)算跨度:lx=3.980m,ly=3.980m,四邊簡(jiǎn)支按雙向板計(jì)算.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 5.51 5.51 0.00 0.00 準(zhǔn)永久組合 4.09 4.09 0.00 0.00 (2)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=4.150m,lz=4.470m,三邊固定,頂邊簡(jiǎn)支池壁類型:普通池壁,按雙向板計(jì)算1.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) M 5.52 4.71 -12.32 -14.50 0.00 彎矩調(diào)整 5.52 4.71 -12.32 -14.50 0.00 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 5.52 4.71 -12.32 -14.50 0.00 溫濕度作用 -28.92 -31.38 -38.89 -34.61 -0.00 ΣM -23.40 -26.67 -51.22 -49.11 -0.00 彎矩調(diào)整 -23.40 -26.67 -51.22 -49.11 -0.00 ②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) M 4.14 3.53 -9.23 -10.87 0.00 彎矩調(diào)整 4.14 3.53 -9.23 -10.87 0.00 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 4.14 3.53 -9.23 -10.87 0.00 溫濕度作用 -21.42 -23.24 -28.81 -25.63 -0.00 ΣM -17.29 -19.71 -38.04 -36.50 -0.00 彎矩調(diào)整 -17.29 -19.71 -38.04 -36.50 -0.00 2.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 -10.35 -8.84 23.11 27.20 -0.00 彎矩調(diào)整 -10.35 -8.84 23.11 27.20 -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 -10.35 -8.84 23.11 27.20 -0.00 溫濕度作用 -28.92 -31.38 -38.89 -34.61 -0.00 ΣM -39.27 -40.22 -15.78 -7.41 0.00 彎矩調(diào)整 -39.27 -40.22 -15.78 -7.41 0.00 ②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 -7.96 -6.80 17.78 20.92 -0.00 彎矩調(diào)整 -7.96 -6.80 17.78 20.92 -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 -7.96 -6.80 17.78 20.92 -0.00 溫濕度作用 -21.42 -23.24 -28.81 -25.63 -0.00 ΣM -29.38 -30.04 -11.03 -4.71 0.00 彎矩調(diào)整 -29.38 -30.04 -11.03 -4.71 0.00 (3)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=4.150m,lz=4.470m,三邊固定,頂邊簡(jiǎn)支池壁類型:普通池壁,按雙向板計(jì)算1.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) M 5.52 4.71 -12.32 -14.50 0.00 彎矩調(diào)整 5.52 4.71 -12.32 -14.50 0.00 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 5.52 4.71 -12.32 -14.50 0.00 溫濕度作用 -28.92 -31.38 -38.89 -34.61 -0.00 ΣM -23.40 -26.67 -51.22 -49.11 -0.00 彎矩調(diào)整 -23.40 -26.67 -51.22 -49.11 -0.00 ②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) M 4.14 3.53 -9.23 -10.87 0.00 彎矩調(diào)整 4.14 3.53 -9.23 -10.87 0.00 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 4.14 3.53 -9.23 -10.87 0.00 溫濕度作用 -21.42 -23.24 -28.81 -25.63 -0.00 ΣM -17.29 -19.71 -38.04 -36.50 -0.00 彎矩調(diào)整 -17.29 -19.71 -38.04 -36.50 -0.00 2.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 -10.35 -8.84 23.11 27.20 -0.00 彎矩調(diào)整 -10.35 -8.84 23.11 27.20 -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 -10.35 -8.84 23.11 27.20 -0.00 溫濕度作用 -28.92 -31.38 -38.89 -34.61 -0.00 ΣM -39.27 -40.22 -15.78 -7.41 0.00 彎矩調(diào)整 -39.27 -40.22 -15.78 -7.41 0.00 ②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 -7.96 -6.80 17.78 20.92 -0.00 彎矩調(diào)整 -7.96 -6.80 17.78 20.92 -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 -7.96 -6.80 17.78 20.92 -0.00 溫濕度作用 -21.42 -23.24 -28.81 -25.63 -0.00 ΣM -29.38 -30.04 -11.03 -4.71 0.00 彎矩調(diào)整 -29.38 -30.04 -11.03 -4.71 0.00 (4)底板內(nèi)力:計(jì)算跨度:lx=4.150m,ly=4.150m,四邊固定按雙向板計(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 20.07 20.07 -48.55 -48.55 準(zhǔn)永久組合 15.24 15.24 -36.88 -36.88 (5)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)《給排水結(jié)構(gòu)規(guī)范》附錄A公式計(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:①頂板配筋及裂縫表(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；Ay——平行于ly方向的板跨中鋼筋；A0x——平行于lx方向的板邊緣鋼筋；A0y——平行于ly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 下側(cè) 5.51 360 E12@250 452 0.06 跨中Ay 下側(cè) 5.51 360 E12@250 452 0.06 邊緣A0x 上側(cè) 0.00 360 E12@250 452 0.00 邊緣A0y 上側(cè) 0.00 360 E12@250 452 0.00 ②XZ(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) 5.52 700 E14@210 733 0.02 外側(cè) -39.27 700 E14@210 733 0.16 跨中Az 內(nèi)側(cè) 4.71 700 E14@210 733 0.02 外側(cè) -40.22 700 E14@210 733 0.16 邊緣A0x 內(nèi)側(cè) 23.11 700 E14@210 733 0.10 外側(cè) -51.22 700 E12@160 707 0.19 邊緣A0z(底) 內(nèi)側(cè) 27.20 700 E14@210 733 0.11 外側(cè) -49.11 700 E14@210 733 0.20 邊緣A0z(頂) 內(nèi)側(cè) 0.00 700 E14@210 733 0.00 外側(cè) -0.00 700 E14@210 733 0.00 ③YZ(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) 5.52 700 E14@210 733 0.02 外側(cè) -39.27 700 E14@210 733 0.16 跨中Az 內(nèi)側(cè) 4.71 700 E14@210 733 0.02 外側(cè) -40.22 700 E14@210 733 0.16 邊緣A0y 內(nèi)側(cè) 23.11 700 E14@210 733 0.10 外側(cè) -51.22 700 E12@160 707 0.19 邊緣A0z(底) 內(nèi)側(cè) 27.20 700 E14@210 733 0.11 外側(cè) -49.11 700 E14@210 733 0.20 邊緣A0z(頂) 內(nèi)側(cè) 0.00 700 E14@210 733 0.00 外側(cè) -0.00 700 E14@210 733 0.00 ④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