矩形水池設計(蓼子終沉池)

矩形水池設計(蓼子終沉池)執(zhí)行規(guī)范:《混凝土結構設計標準》(GB/T50010-2010)2024年版,本文簡稱《混凝土規(guī)范》《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2011),本文簡稱《地基規(guī)范》《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2012),本文簡稱《荷載規(guī)范》《給水排水工程構筑物結構設計規(guī)范》(GB50069-2002),本文簡稱《給排水結構規(guī)范》《給水排水工程鋼筋混凝土水池結構設計規(guī)程》(CECS138-2002),本文簡稱《水池結構規(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:無頂蓋半地上長度L=5.900m,寬度B=5.900m,高度H=6.600m,底板底標高=-4.900m池底厚h3=500mm,池壁厚t1=400mm,底板外挑長度t2=400mm注：地面標高為±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=1.00地下水位標高-0.500m,池內水深5.700m,池內水重度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活載調整系數(shù):其它1.00活荷載準永久值系數(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:池內外溫差10.0度,內力折減系數(shù)0.65,砼線膨脹系數(shù)1.00(10-5/°C)不考慮溫度材料強度折減1.4鋼筋砼信息混凝土:等級C30,重度25.00kN/m3,泊松比0.20縱筋保護層厚度(mm):池壁(內35,外35),底板(上35,下40)鋼筋級別:HRB400,裂縫寬度限值:0.20mm,配筋調整系數(shù):1.00按裂縫控制配筋計算構造配筋采用混凝土規(guī)范GB50010-20102計算內容(1)地基承載力驗算(2)抗浮驗算(3)荷載計算(4)內力(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:水池結構自重,土的豎向及側向壓力,內部盛水壓力.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的準永久組合.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計算池壁自重G2=1342.00kN底板自重G3=561.13kN水池結構自重Gc=G2+G3=1903.13kN(2)池內水重Gw計算池內水重Gw=1482.57kN(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=483.84kN底板外挑地下水重量Gs2=393.12kN基底以上的覆蓋土總重量Gt=Gt1+Gt2=483.84kN基底以上的地下水總重量Gs=Gs1+Gs2=393.12kN(4)活荷載作用Gh地面活荷載作用力Gh2=100.80kN活荷載作用力總和Gh=Gh2=100.80kN(5)基底壓力Pk基底面積:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=6.700×6.700=44.89m2基底壓強:Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(1903.13+1482.57+483.84+393.12+100.80)/44.890=97.20kN/m23.1.2修正地基承載力(1)計算基礎底面以上土的加權平均重度rmrm=[4.400×(20.00-10)+0.500×18.00]/4.900=10.82kN/m3(2)計算基礎底面以下土的重度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)=100.00+0.00×10.00×(6.000-3)+1.00×10.82×(4.900-0.5)=147.59kPa3.1.3結論:Pk=97.20<fa=147.59kPa,地基承載力滿足要求。3.2抗浮驗算抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=1903.13+483.84+393.12=2780.08kN浮力F=(5.900+2×0.400)×(5.900+2×0.400)×4.400×10.0×1.00=1975.16kNGk/F=2780.08/1975.16=1.41>Kf=1.05,抗浮滿足要求。3.3荷載計算3.3.1池壁荷載計算:(1)池外荷載:主動土壓力系數(shù)Ka=0.33側向土壓力荷載組合(kN/m2):部位(標高)土壓力標準值水壓力標準值活載標準值基本組合準永久組合池壁頂端(1.700)0.000.000.000.000.00地面(0.000)0.000.003.334.501.33地下水位處(-0.500)3.000.003.338.404.33底板頂面(-4.400)16.0039.003.3383.8056.33(2)池內底部水壓力:標準值=57.00kN/m2,基本組合設計值=74.10kN/m23.3.2底板荷載計算(池內無水，池外填土):水池結構自重標準值Gc=1903.13kN基礎底面以上土重標準值Gt=483.84kN基礎底面以上水重標準值Gs=393.12kN基礎底面以上活載標準值Gh=100.80kN水池底板以上全部豎向壓力基本組合:Qb=(1903.13×1.30+483.84×1.30+393.12×1.50+100.80×1.50×0.90×1.00)/44.890=85.29kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準永久組合:Qbe=(1903.13+483.84+393.12×1.00+10.00×10.080×0.40)/44.890=62.83kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=85.29-0.500×25.00×1.30=69.04kN/m2板底均布凈反力準永久組合:Qe=62.83-0.500×25.00=50.33kN/m23.3.3底板荷載計算(池內有水，池外無土):水池底板以上全部豎向壓力基本組合:Qb=[1903.13×1.30+(5.100×5.100×5.700)×10.00×1.30]/44.890=98.05kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=98.05-(0.500×25.00×1.30+5.700×10.00×1.30)=7.70kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準永久組合:Qbe=[1903.13+(5.100×5.100×5.700)×10.00]/44.890=75.42kN/m2板底均布凈反力準永久組合:Qe=75.42-(0.500×25.00+5.700×10.00)=5.92kN/m23.4內力,配筋及裂縫計算彎矩正負號規(guī)則:池壁:內側受拉為正,外側受拉為負底板:上側受拉為正,下側受拉為負荷載組合方式:1.池外土壓力作用(池內無水，池外填土)2.池內水壓力作用(池內有水，池外無土)3.池壁溫濕度作用(池內外溫差=池內溫度-池外溫度)(1)XZ(前后)側池壁內力: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=5.500m,lz=6.100m,三邊固定,頂邊簡支池壁類型:普通池壁,按雙向板計算1.池外填土,池內無水時,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)池外土內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M36.3730.15-80.46-93.440.00池外土+溫濕度作用內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池外土壓力36.3730.15-80.46-93.440.00溫濕度作用-37.96-41.17-50.38-44.87-0.00ΣM-1.59-11.02-130.84-138.31-0.00②準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)池外土內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M24.4520.27-54.09-62.820.00池外土+溫濕度作用內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池外土壓力24.4520.27-54.09-62.820.00溫濕度作用-28.12-30.50-37.32-33.24-0.00ΣM-3.67-10.23-91.41-96.05-0.002.池內有水，池外無土時,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)池內水內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M-32.16-26.6671.1582.63-0.00池內水+溫濕度作用內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池內水壓力-32.16-26.6671.1582.63-0.00溫濕度作用-37.96-41.17-50.38-44.87-0.00ΣM-70.11-67.8320.7737.760.00②準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)池內水內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M-24.74-20.5154.7363.56-0.00池內水+溫濕度作用內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池內水壓力-24.74-20.5154.7363.56-0.00溫濕度作用-28.12-30.50-37.32-33.24-0.00ΣM-52.85-51.0117.4130.320.00(2)YZ(左右)側池壁內力: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=5.500m,lz=6.100m,三邊固定,頂邊簡支池壁類型:普通池壁,按雙向板計算1.池外填土,池內無水時,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)池外土內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M36.3730.15-80.46-93.440.00池外土+溫濕度作用內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池外土壓力36.3730.15-80.46-93.440.00溫濕度作用-37.96-41.17-50.38-44.87-0.00ΣM-1.59-11.02-130.84-138.31-0.00②準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)池外土內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M24.4520.27-54.09-62.820.00池外土+溫濕度作用內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池外土壓力24.4520.27-54.09-62.820.00溫濕度作用-28.12-30.50-37.32-33.24-0.00ΣM-3.67-10.23-91.41-96.05-0.002.池內有水，池外無土時,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)池內水內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M-32.16-26.6671.1582.63-0.00池內水+溫濕度作用內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池內水壓力-32.16-26.6671.1582.63-0.00溫濕度作用-37.96-41.17-50.38-44.87-0.00ΣM-70.11-67.8320.7737.760.00②準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)池內水內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M-24.74-20.5154.7363.56-0.00池內水+溫濕度作用內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池內水壓力-24.74-20.5154.7363.56-0.00溫濕度作用-28.12-30.50-37.32-33.24-0.00ΣM-52.85-51.0117.4130.320.00(3)底板內力:計算跨度:lx=5.500m,ly=5.500m,四邊簡支+池壁傳遞彎矩按雙向板計算.1.池外填土,池內無水時,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)①基本組合作用彎矩表內力組合跨中Mx跨中My邊緣M0x邊緣M0y簡支基底反力92.2392.230.000.00池壁傳遞彎矩-66.25-66.25-138.31-138.31ΣM25.9825.98-138.31-138.31②準永久組合作用彎矩表內力組合跨中Mx跨中My邊緣M0x邊緣M0y簡支基底反力67.2367.230.000.00池壁傳遞彎矩-46.01-46.01-96.05-96.05ΣM21.2221.22-96.05-96.052.池內有水,池外無土時,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)①基本組合作用彎矩表內力組合跨中Mx跨中My邊緣M0x邊緣M0y簡支基底反力10.2810.280.000.00池壁傳遞彎矩39.5839.5882.6382.63ΣM49.8649.8682.6382.63②準永久組合作用彎矩表內力組合跨中Mx跨中My邊緣M0x邊緣M0y簡支基底反力7.917.910.000.00池壁傳遞彎矩30.4530.4563.5663.56ΣM38.3638.3663.5663.56(4)配筋及裂縫:配筋計算方法:按單筋受彎構件計算板受拉鋼筋.裂縫計算根據(jù)《給排水結構規(guī)范》附錄A公式計算.按基本組合彎矩計算配筋,按準永久組合彎矩計算裂縫,結果如下:①XZ(前后)側池壁配筋及裂縫表(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內側36.37800E14@1908100.11外側-70.11800E14@1709060.18跨中Az內側30.15800E14@1908100.09外側-67.83800E14@1808550.20邊緣A0x內側71.15800E14@1709060.19外側-130.841048E16@16012570.19邊緣A0z(底)內側82.63800E14@1609620.20外側-138.311110E16@15013400.18邊緣A0z(頂)內側0.00800E14@1908100.00外側-0.00800E14@1908100.00②YZ(左右)側池壁配筋及裂縫表(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。配筋部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度跨中Ay內側36.37800E14@1908100.11外側-70.11800E14@1709060.18跨中Az內側30.15800E14@1908100.09外側-67.83800E14@1808550.20邊緣A0y內側71.15800E14@1709060.19外側-130.841048E16@16012570.19邊緣A0z(底)內側82.63800E14@1609620.20外側-138.311110E16@15013400.18邊緣A0z(頂)內側0.00800E14@1908100.00外側-0.00800E14@1908100.00③底板配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm)配筋部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度跨中Ax上側49.861000E14@15010260.10下側0.001000E14@15010260.00跨中Ay上側49.861000E14@15010260.10下側0.001000E14@15010260.00邊緣A0x上側82.631000E14@15010260.17下側-138.311000E16@16012570.20邊緣A0y上側82.631000E14@15010260.17下側-138.311000E16@16012570.20裂縫驗算均滿足.現(xiàn)澆板式普通樓梯設計(蓼子終沉池樓梯)執(zhí)行規(guī)范:《混凝土結構設計標準》(GB/T50010-2010)2024年版,本文簡稱《混凝土規(guī)范》《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2012),本文簡稱《荷載規(guī)范》鋼筋：d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;Q-HRBF400;R-HRBF500-----------------------------------------------------------------------1已知條件：幾何信息:左標高=0.000m；右標高=1.700m平臺長度(左)=0mm；平臺長度(右)=0mm平臺厚度(左)=100mm；平臺厚度(右)=100mm內延長(左)=0mm；內延長(右)=0mm平臺梁尺寸:B2=200mm；H2=350mmB3=200mm；H3=350mm梯段長度=2340mm；踏步數(shù)=10梯板厚度=120mm；梯跨長度L0=2600mm,梯井寬:200mm平面類型:雙跑荷載信息:附加恒荷載=1.000kN/m2活荷載:3.500kN/m2恒載分項系數(shù):1.3；活載分項系數(shù):1.5；活載調整系數(shù):γL=1.00活載準永久值系數(shù)：0.5混凝土等級:C30,fc=14.30N/mm2混凝土容重:25.00kN/mm3配筋調整系數(shù):1.00；縱筋保護層厚度:c=15mm板縱筋等級:HRB400；fy=360N/mm2梁縱筋等級:HRB400；fy=360N/mm2梁箍筋等級:HPB300；fy=270N/mm2驗算信息:撓度限值:L0/200；裂縫限值:0.30mm計算要求:1)樓梯板計算；2)平臺梁計算；3)板裂縫驗算(按裂縫控制配筋計算)；4)板撓度驗算2荷載與內力計算：(1)荷載計算標準值(qk):斜梯段:10.209kN/m設計值(q):斜梯段:13.972kN/m準永久值(qe):斜梯段:8.459kN/m(2)內力計算:a.樓梯板:矩陣位移法求解。3計算結果：計算說明:(a)簡化方法:取板沿著寬度方向單位長度的板帶(b)計算方法:矩陣位移法單位說明:彎矩:kN.m/m 剪力:kN/m撓度:mm縱筋面積:mm2/m 截面尺寸:mm×mm裂縫:mm板段配筋計算結果:----------------------------------------------------------------------------------計算板段-1(斜梯段):截面B×H=1000×120截面:左中右彎矩(M):