消防水池池壁計算書

矩形水池設(shè)計(JSC-1)執(zhí)行規(guī)范:《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010),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:有頂蓋半地上長度L=9.700m,寬度B=6.500m,高度H=5.650m,底板底標(biāo)高=-5.250m池底厚h3=400mm,池壁厚t1=300mm,池頂板厚h1=250mm,底板外挑長度t2=200mm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=220.0kPa,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-4.000m,池內(nèi)水深0.000m,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:池頂板35.00kN/m2,地面35.00kN/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C40,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計算頂板自重G1=L×B×h1×γc=9.700×6.500×0.250×25.00=394.06kN池壁自重G2=[2×(L+B)-4×t1]×[H-h1-h3]×t1×γc=[2×(9.700+6.500)-4×0.300]×[5.650-0.250-0.400]×0.300×25.00=1170.00kN底板自重G3=(L+2×t2)×(B+2×t2)×h3×γc=(9.700+2×0.200)×(6.500+2×0.200)×0.400×25.00=696.90kN水池結(jié)構(gòu)自重Gc=G1+G2+G3=394.06+1170.00+696.90=2260.96kN(2)池內(nèi)水重Gw計算池內(nèi)水重Gw=(L-2×t1)×(B-2×t1)×Hw×rw=(9.700-2×0.300)×(6.500-2×0.300)×0.000×10.00=0.00kN(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=6.640×4.000×18.00+6.640×0.850(20.00-10.0)=534.52kN底板外挑地下水重量Gs2=6.640×0.850×10.0=56.44kN基底以上的覆蓋土總重量Gt=Gt1+Gt2=534.52kN基底以上的地下水總重量Gs=Gs1+Gs2=56.44kN(4)活荷載作用Gh頂板活荷載作用力Gh1=9.700×6.500×35.00=2206.75kN地面活荷載作用力Gh2=6.640×35.00=232.40kN活荷載作用力總和Gh=Gh1+Gh2=2206.75+232.40=2439.15kN(5)基底壓力Pk基底面積:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=10.100×6.900=69.69m2基底壓強(qiáng):Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(2260.96+0.00+534.52+56.44+2439.15)/69.690=75.92kN/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=[1.250×(20.00-10)+4.000×18.00]/5.250=16.10kN/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)=220.00+0.00×10.00×(6.000-3)+1.00×16.10×(5.250-0.5)=296.45kPa3.1.3結(jié)論:Pk=75.92<fa=296.45kPa,地基承載力滿足要求。3.2抗浮驗算抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=2260.96+534.52+56.44=2851.92kN浮力F=(9.700+2×0.200)×(6.500+2×0.200)×1.250×10.0×1.00=871.13kNGk/F=2851.92/871.13=3.27>Kf=1.05,抗浮滿足要求。3.3荷載計算3.3.1頂板荷載計算:池頂板自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值:P1=25.00×0.250=6.25kN/m2頂板活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Ph1=35.00kN/m2池頂均布荷載基本組合:Qt=1.30×P1+0.90×1.50×1.00×Ph1=55.38kN/m2池頂均布荷載準(zhǔn)永久組合:Qte=P1+0.40×Ph1=20.25kN/m23.3.2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(0.275)0.000.000.000.000.00地面(0.000)0.000.0011.6715.754.67地下水位處(-4.000)24.000.0011.6746.9528.67底板頂面(-4.850)26.838.5011.6763.3840.00(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/m23.3.3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=2260.96kN基礎(chǔ)底面以上土重標(biāo)準(zhǔn)值Gt=534.52kN基礎(chǔ)底面以上水重標(biāo)準(zhǔn)值Gs=56.44kN基礎(chǔ)底面以上活載標(biāo)準(zhǔn)值Gh=2439.15kN水池底板以上全部豎向壓力基本組合:Qb=(2260.96×1.30+534.52×1.30+56.44×1.50+2439.15×1.50×0.90×1.00)/69.690=100.61kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合:Qbe=(2260.96+534.52+56.44×1.00+35.00×63.050×0.40+35.00×6.640×0.40)/69.690=54.92kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=100.61-0.400×25.00×1.30=87.61kN/m2板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合:Qe=54.92-0.400×25.00=44.92kN/m23.4內(nèi)力,配筋及裂縫計算彎矩正負(fù)號規(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)頂板內(nèi)力:彎矩示意圖Mx——平行于lx方向板中心點的彎矩；My——平行于ly方向板中心點的彎矩；M0x——平行于lx方向板邊緣彎矩；M0y——平行于ly方向板邊緣彎矩。計算跨度:lx=9.400m,ly=6.200m,四邊固定按雙向板計算.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35.7476.85-120.40-160.35準(zhǔn)永久組合13.0728.10-44.03-58.64(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=9.400m,lz=5.125m,四邊固定池壁類型: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)M16.4741.25-56.90-92.57-70.61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16.4741.25-56.90-92.57-70.61溫濕度作用-26.74-26.74-26.74-26.74-26.74ΣM-10.2714.51-83.64-119.30-97.34②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)M9.8123.28-31.87-53.78-37.49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9.8123.28-31.87-53.78-37.49溫濕度作用-19.80-19.80-19.80-19.80-19.80ΣM-10.003.47-51.68-73.58-57.292.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-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00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-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00溫濕度作用-26.74-26.74-26.74-26.74-26.74ΣM-26.74-26.74-26.74-26.74-26.74②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-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00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-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00溫濕度作用-19.80-19.80-19.80-19.80-19.80ΣM-19.80-19.80-19.80-19.80-19.80(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=6.200m,lz=5.125m,四邊固定池壁類型: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)M20.5030.10-55.71-75.21-53.67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20.5030.10-55.71-75.21-53.67溫濕度作用-26.74-26.74-26.74-26.74-26.74ΣM-6.233.36-82.45-101.95-80.41②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)M11.4917.03-31.12-44.02-28.04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11.4917.03-31.12-44.02-28.04溫濕度作用-19.80-19.80-19.80-19.80-19.80ΣM-8.31-2.77-50.93-63.83-47.852.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-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00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-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00溫濕度作用-26.74-26.74-26.74-26.74-26.74ΣM-26.74-26.74-26.74-26.74-26.74②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-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00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-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00溫濕度作用-19.80-19.80-19.80-19.80-19.80ΣM-19.80-19.80-19.80-19.80-19.80(5)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)《混凝土規(guī)范》7.1.2條計算.式中αcr—構(gòu)件受力特征系數(shù)wmax—最大裂縫寬度(mm)ψ—裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù),當(dāng)ψ<0.2時,取0.2;當(dāng)ψ>1.0時,取1.0;對直接承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，取1.0σs—按作用效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計算的截面縱向受拉鋼筋應(yīng)力(N/mm2)Es—鋼筋的彈性模量(N/mm2)cs—最外層縱向受拉鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度(mm):當(dāng)cs<20時，取cs=20;當(dāng)cs>65時，取cs=65ρte—以有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率Ate—有效受拉混凝土截面面積As—受拉區(qū)縱向普通鋼筋截面面積Ap—受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力筋截面面積deq—受拉區(qū)縱向等效鋼筋的直徑(mm)di—受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的公稱直徑ni—受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的根數(shù)di—受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的相對粘結(jié)特性系數(shù)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: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。配筋部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度跨中Ax內(nèi)側(cè)16.47641E16@10020110.01外側(cè)-26.74641E16@10020110.01跨中Az內(nèi)側(cè)41.25641E16@10020110.02外側(cè)-26.74641E16@10020