水生態(tài)環(huán)境綜合治理項(xiàng)目-廢水提升池結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)

PAGE項(xiàng)目：水生態(tài)環(huán)境綜合治理項(xiàng)目廢水提升池結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)目錄一.計(jì)算說(shuō)明二.荷載統(tǒng)計(jì)三．池體計(jì)算一．計(jì)算說(shuō)明本工程為1層半埋式構(gòu)筑物。結(jié)構(gòu)高度為2.500m，結(jié)構(gòu)嵌固面取在基礎(chǔ)頂面。本工程建筑物結(jié)構(gòu)體系為抗震墻結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。設(shè)計(jì)使用年限為50年。本地區(qū)地震基本烈度為6度，建筑抗震設(shè)防類(lèi)別為丙類(lèi)。設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組?？拐鸬燃?jí)：四級(jí)。本工程建筑場(chǎng)地類(lèi)別：Ⅰ1類(lèi)，特征周期:0.25s?；撅L(fēng)壓0.40KN/m2，地面粗糙度為B類(lèi)。本工程地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)。采用筏板基礎(chǔ)，以中風(fēng)化砂巖層為持力層。二．荷載統(tǒng)計(jì)PAGE欄桿線(xiàn)荷載統(tǒng)一取4.0kN/m；面荷載：頂板不覆土（上人）：2.5kN/m2或無(wú)頂板三．池體計(jì)算一、設(shè)計(jì)資料 1.結(jié)構(gòu)特性池型池壁上端池壁下端底面邊長(zhǎng)Lx(m)底面邊長(zhǎng)Ly(m)水池高度Lz(m)底板外挑長(zhǎng)度Lc(m)敞口水池自由彈性固定3.502.502.800.30鋼筋級(jí)別混凝土強(qiáng)度等級(jí)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)HRB400C3026.02.0010.00.20板類(lèi)型板厚(mm)池內(nèi)側(cè)保護(hù)層(mm)池外側(cè)保護(hù)層(mm)正面壁板2505030側(cè)面壁板2505030底板3005040 2.荷載 抗震設(shè)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(biāo)高:-2.50m 池外設(shè)計(jì)地面標(biāo)高:0.00m 地下水最高水位標(biāo)高:-0.50m 地下水最低水位標(biāo)高:-3.00m 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=100kPa 地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)a=1.3 4.設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)規(guī)范》GB50069-2002 《室外給水排水和燃?xì)鉄崃こ炭拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》GB50032-2003 《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 沈世杰主編.《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007二、荷載計(jì)算 1.結(jié)構(gòu)自重 結(jié)構(gòu)自重: G1k=26.0×(2.75×2.50+12.71×0.30)=277.89kN 2.池內(nèi)盛水 池內(nèi)水壓力: Fwk=10.0×2.00=20.00kN/m2 池內(nèi)水重: 20.00×6.00=120.00kN 3.覆土重 3.96×(18.0×0.50+20.0×1.70)=170.28kN(高水位) 3.96×18.0×2.20=156.82kN(低水位) 4.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=0.33×(18.0×0.50+10.0×1.85)=9.17kN/m2(高水位) Fep,k=0.33×18.0×2.35=14.10kN/m2(低水位) 5.池外水壓力 壁板上端: qgw,k=0 壁板下端: qgw,k=10.0×1.85=18.50kN/m2(高水位) qgw,k=0(低水位) 基底: qgw,k=10.0×2.00=20.00kN/m2(高水位) 合力:20.00×12.71=254.20kN qgw,k=0(低水位) 6.水平地震作用 壁板的自重慣性力: 正面壁板: FGW,k=mKHgw/3=1.5×0.05×6.50/3=0.16kN/m2 側(cè)面壁板: FGW,k=mKHgw/3=1.5×0.05×6.50/3=0.16kN/m2 合力:1.5×0.05×178.75/3=4.47kN(距基底1.550m) 動(dòng)水壓力(正面壁板): Fwr,c=KHWHwfwr=0.05×10.0×2.00×0.20=0.20kN/m2 Fwrt,k=2KHWL1Hw2fwr=2×0.05×10.0×3.50×2.002×0.20=2.80kN 動(dòng)水壓力(側(cè)面壁板): Fwr,c=KHWHwfwr=0.05×10.0×2.00×0.23=0.23kN/m2 Fwrt,k=2KHWL1Hw2fwr=2×0.05×10.0×2.50×2.002×0.23=2.35kN 動(dòng)土壓力(壁板上端): Fep,k=0.33×18.0×-0.30=0.00kN/m2 Fes,k=0 動(dòng)土壓力(壁板下端): Fep,k=0.33×(18.0×0.50+20.0×1.85)=15.33kN/m2(高水位) Fes,k=KHFep,ktan=0.05×15.33×tan30=0.44kN/m2(高水位) Fep,k=0.33×18.0×2.35=14.10kN/m2(低水位) Fes,k=KHFep,ktan=0.05×14.10×tan30=0.41kN/m2(低水位) 動(dòng)土壓力(基底): Fep,k=0.33×(18.0×0.50+20.0×2.00)=16.33kN/m2(高水位) Fes,k=KHFep,ktan=0.05×16.33×tan30=0.47kN/m2(高水位) Fep,k=0.33×18.0×2.50=15.00kN/m2(低水位) Fes,k=KHFep,ktan=0.05×15.00×tan30=0.43kN/m2(低水位) 動(dòng)土壓力(合力): Fx=2.50×2.50×0.47/2=2.95kN(距基底0.833m)(高水位) Fx=2.50×2.50×0.43/2=2.71kN(距基底0.833m)(低水位) Fy=3.50×2.50×0.47/2=4.13kN(距基底0.833m)(高水位) Fy=3.50×2.50×0.43/2=3.79kN(距基底0.833m)(低水位) 基底彎矩: Mxk=4.47×1.550+2.80×1.300+4.13×0.833=14.00kN·m(高水位) Mxk=4.47×1.550+2.80×1.300+3.79×0.833=13.72kN·m(低水位) Myk=4.47×1.550+2.35×1.300+2.95×0.833=12.44kN·m(高水位) Myk=4.47×1.550+2.35×1.300+2.71×0.833=12.24kN·m(低水位)三、地基承載力驗(yàn)算 faE=afa=1.3×100=130kPa 基底控制壓力: pk=(277.89+170.28+120.00)/12.71=45kPa<fa=100kPa pk=(277.89+170.28+120.00)/12.71=45kPa<faE=130kPa pkmax=(277.89+170.28+120.00)/12.71+14.00/6.57=47kPa<1.2faE=156kPa pkmin=(277.89+170.28+120.00)/12.71-14.00/6.57=43kPa>0四、抗浮驗(yàn)算 Ksb=Gik/(qfw,kAF)=448.17/254.20=1.763>1.05五、荷載效應(yīng) 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(3.25m×2.65m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(高水位)側(cè)向土壓力(低水位)地面堆積荷載池外水壓力(高水位)池外水壓力(低水位)溫濕度作用上邊M0.00.00.00.00.00.00.00.0N0.00.00.00.00.00.00.00.0R0.00.00.00.00.00.00.00.0下邊M0.04.7-2.6-4.0-2.0-4.00.0-13.2N17.10.00.00.00.00.00.00.0R0.0-10.85.38.12.79.70.00.0左邊M0.03.4-2.0-3.0-3.1-2.70.0-13.1N0.0-5.23.04.73.24.30.00.0R0.0-5.63.45.23.74.60.00.0跨中Mx0.0-1.50.91.41.41.20.0-12.8Nx0.0-5.23.04.73.24.30.00.0跨中My0.0-1.40.81.20.61.20.0-11.7Ny8.60.00.00.00.00.00.00.0 地震作用:作用池內(nèi)有水池內(nèi)無(wú)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M0.0-0.30.00.0-0.20.0N0.00.00.00.00.00.0R0.00.60.00.00.40.0左邊M0.0-0.40.00.0-0.20.0N0.50.00.00.30.00.0R0.00.60.00.00.30.0右邊M0.0-0.40.00.0-0.20.0N-0.50.00.0-0.30.00.0R0.00.60.00.00.30.0跨中Mx0.00.20.00.00.10.0Nx0.00.00.00.00.00.0跨中My0.00.10.00.00.10.0Ny0.00.00.00.00.00.0 2.右側(cè)壁板(2.25m×2.65m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(高水位)側(cè)向土壓力(低水位)地面堆積荷載池外水壓力(高水位)池外水壓力(低水位)溫濕度作用上邊M0.00.00.00.00.00.00.00.0N0.00.00.00.00.00.00.00.0R0.00.00.00.00.00.00.00.0下邊M0.02.9-1.5-2.4-0.9-2.50.0-12.5N12.50.00.00.00.00.00.00.0R0.0-8.64.16.41.97.80.00.0左邊M0.02.7-1.4-2.2-1.4-2.40.0-13.0N0.0-5.63.45.23.74.60.00.0R0.0-5.23.04.73.24.30.00.0跨中Mx0.0-1.20.61.00.71.10.0-11.9Nx0.0-5.63.45.23.74.60.00.0跨中My0.0-0.90.40.60.30.80.0-11.9Ny6.30.00.00.00.00.00.00.0 地震作用:作用池內(nèi)有水池內(nèi)無(wú)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M0.20.00.00.10.00.0N0.00.00.00.00.00.0R-0.40.00.0-0.30.00.0左邊M0.20.00.00.10.00.0N0.00.60.00.00.30.0R-0.50.00.0-0.30.00.0右邊M0.20.00.00.10.00.0N0.0-0.60.00.0-0.30.0R-0.50.00.0-0.30.00.0跨中Mx-0.10.00.0-0.10.00.0Nx0.00.00.00.00.00.0跨中My-0.10.00.0-0.00.00.0Ny0.00.00.00.00.00.0 3.背面壁板(3.25m×2.65m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(高水位)側(cè)向土壓力(低水位)地面堆積荷載池外水壓力(高水位)池外水壓力(低水位)溫濕度作用上邊M0.00.00.00.00.00.00.00.0N0.00.00.00.00.00.00.00.0R0.00.00.00.00.00.00.00.0下邊M0.04.7-2.6-4.0-2.0-4.00.0-13.2N17.10.00.00.00.00.00.00.0R0.0-10.85.38.12.79.70.00.0左邊M0.03.4-2.0-3.0-3.1-2.70.0-13.1N0.0-5.23.04.73.24.30.00.0R0.0-5.63.45.23.74.60.00.0跨中Mx0.0-1.50.91.41.41.20.0-12.8Nx0.0-5.23.04.73.24.30.00.0跨中My0.0-1.40.81.20.61.20.0-11.7Ny8.60.00.00.00.00.00.00.0 地震作用:作用池內(nèi)有水池內(nèi)無(wú)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M0.00.30.00.00.20.0N0.00.00.00.00.00.0R0.0-0.60.00.0-0.40.0左邊M0.00.40.00.00.20.0N-0.50.00.0-0.30.00.0R0.0-0.60.00.0-0.30.0右邊M0.00.40.00.00.20.0N0.50.00.00.30.00.0R0.0-0.60.00.0-0.30.0跨中Mx0.0-0.20.00.0-0.10.0Nx0.00.00.00.00.00.0跨中My0.0-0.10.00.0-0.10.0Ny0.00.00.00.00.00.0 4.左側(cè)壁板(2.25m×2.65m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(高水位)側(cè)向土壓力(低水位)地面堆積荷載池外水壓力(高水位)池外水壓力(低水位)溫濕度作用上邊M0.00.00.00.00.00.00.00.0N0.00.00.00.00.00.00.00.0R0.00.00.00.00.00.00.00.0下邊M0.02.9-1.5-2.4-0.9-2.50.0-12.5N12.50.00.00.00.00.00.00.0R0.0-8.64.16.41.97.80.00.0左邊M0.02.7-1.4-2.2-1.4-2.40.0-13.0N0.0-5.63.45.23.74.60.00.0R0.0-5.23.04.73.24.30.00.0跨中Mx0.0-1.20.61.00.71.10.0-11.9Nx0.0-5.63.45.23.74.60.00.0跨中My0.0-0.90.40.60.30.80.0-11.9Ny6.30.00.00.00.00.00.00.0 地震作用:作用池內(nèi)有水池內(nèi)無(wú)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-0.20.00.0-0.10.00.0N0.00.00.00.00.00.0R0.40.00.00.30.00.0左邊M-0.20.00.0-0.10.00.0N0.0-0.60.00.0-0.30.0R0.50.00.00.30.00.0右邊M-0.20.00.0-0.10.00.0N0.00.60.00.00.30.0R0.50.00.00.30.00.0跨中Mx0.10.00.00.10.00.0Nx0.00.00.00.00.00.0跨中My0.10.00.00.00.00.0Ny0.00.00.00.00.00.0 5.底板(3.25m×2.25m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(高水位)側(cè)向土壓力(低水位)地面堆積荷載池外水壓力(高水位)池外水壓力(低水位)溫濕度作用上邊M-9.10.00.00.00.00.00.00.0N0.0-10.85.38.12.79.70.00.0R17.10.00.00.00.00.00.00.0左邊M-7.00.00.00.00.00.00.00.0N0.0-8.64.16.41.97.80.00.0R12.50.00.00.00.00.00.00.0跨中Mx2.20.00.00.00.00.00.00.0Nx0.0-8.64.16.41.97.80.00.0跨中My4.30.00.00.00.00.00.00.0Ny0.0-10.85.38.12.79.70.00.0 地震作用:作用池內(nèi)有水池內(nèi)無(wú)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M0.00.00.00.00.00.0N0.00.60.00.00.40.0R0.00.00.00.00.00.0下邊M0.00.00.00.00.00.0N0.0-0.60.00.0-0.40.0R0.00.00.00.00.00.0左邊M0.00.00.00.00.00.0N0.40.00.00.30.00.0R0.00.00.00.00.00.0右邊M0.00.00.00.00.00.0N-0.40.00.0-0.30.00.0R0.00.00.00.00.00.0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=1.1 M跨中y=2.1六、配筋計(jì)算 N<0時(shí)，按拉彎構(gòu)件計(jì)算；N>=0時(shí)，按純彎構(gòu)件計(jì)算。 1.各部位計(jì)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--5211111131M(kN·m/m)--6.0-27.5-14.1-14.1-19.9-19.93.3-18.1N(kN/m)--20.620.6-6.6-6.6-6.6-6.610.310.3計(jì)算面積(mm2/m)500500500500500500500500500500選配鋼筋10@15010@15010@15010@15010@15010@15010@15010@15010@15010@150實(shí)配面積(mm2/m)524524524524524524524524524524側(cè)面壁板控制組合--5171111131M(kN·m/m)--3.7-22.6-14.8-14.8-18.2-18.21.9-17.7N(kN/m)--15.015.0-7.2-7.2-7.2-7.27.57.5計(jì)算面積(mm2/m)500500500500500500500500500500選配鋼筋10@15010@15010@15010@15010@15010@15010@15010@15010@15010@150實(shí)配面積(mm2/m)524524524524524524524524524524底板控制組合1111111111M(kN·m/m)-10.9-10.9-10.9-10.9-8.4-8.42.62.65.25.2N(kN/m)-13.7-13.7-13.7-13.7-10.9-10.9-10.9-10.9-13.7-13.7計(jì)算面積(mm2/m)600600600600600600600600600600選配鋼筋12@15012@15012@15012@15012@15012@15012@15012@15012@15012@150實(shí)配面積(mm2/m)754754754754754754754754754754 2.效應(yīng)組合 組合5: 1.30G1k+1.27Fwk(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) G1k——結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值 Fwk——池內(nèi)水壓力標(biāo)準(zhǔn)值 Fsv,k——豎向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值 Fep,k——側(cè)向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值 Qk——頂板活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qmk——地面堆積荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qgw,k——地下水壓力標(biāo)準(zhǔn)值 Ftk——溫(濕)度作用準(zhǔn)值 FEHx,k——x方向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 FEHy,k——y方向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 FEV,k——豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 注：僅在計(jì)算面積為正的組合中，篩選控制組合。 3.結(jié)論 選配鋼筋:滿(mǎn)足要求七、抗裂度驗(yàn)算 對(duì)軸心受拉構(gòu)件，應(yīng)滿(mǎn)足:EQ\F(Nk,An+aEAs)<=actftk 對(duì)小偏心受拉構(gòu)件，應(yīng)滿(mǎn)足:EQNk(\F(e0,gW0)+\F(1,A0))<=actftk 混凝土法向應(yīng)力限值:ctftk=0.87×2.01=1.749MPa