矩形水池設計(JSC-1)

項目名稱　　　　　　構件編號　　　　　　日　　期　　　　　　

設　　計　　　　　　�！　�對　　　　　　審　　核　　　　　　

執(zhí)行規(guī)范:

　　《混凝土結構設計規(guī)范》(GB 50010-201*), 本文簡稱《混凝土規(guī)范》

　　《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB 50007-201*), 本文簡稱《地基規(guī)范》

　　《建筑結構荷載規(guī)范》(GB 50009-201*), 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》(GB 50069-2002), 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》(CECS 138-2002), 本文簡稱《水池結構規(guī)程》

鋼筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; P - HRBF335; Q - HRBF400; R - HRBF500

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1 基本資料

1.1 幾何信息

水池類型: 無頂蓋 半地上

長度L=11.127m, 寬度B=23.727m, 高度H=2.289m, 底板底標高=-1.450m

池底厚h3=250mm, 池壁厚t1=200mm,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18.00 kN/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1.200m, 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=1.05

1.3 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)

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35)

鋼筋級別: HRB400, 裂縫寬度限值: 0.20mm, 配筋調整系數(shù): 1.00

構造配筋采用 混凝土規(guī)范GB50010-201*

2 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.

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=702.44kN

底板自重G3=1828.27kN

水池結構自重Gc=G2+G3=2530.71 kN

(2)池內水重Gm.hmlawpc.com2

3.1.2 修正地基承載力

(1)計算基礎底面以上土的加權平均重度rm

rm=[0.950×(20.00-10)+0.500×18.00]/1.450

= 12.76 kN/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 + ηb γ(b - 3) + ηdγm(d - 0.5)

= 100.00+0.00×10.00×(6.000-3)+1.00×12.76×(1.450-0.5)

= 112.12 kPa

3.1.3 結論: Pk=22.13 < fa=112.12 kPa, 地基承載力滿足要求。

3.2 抗浮驗算

抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=2530.71+456.36+199.66= 3186.73 kN

浮力F=(11.127+2×0.400)×(23.727+2×0.400)×0.950×10.0×1.00

=2778.97 kN

Gk/F=3186.73/2778.97=1.15 > 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(0.839)

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

地面(0.000)

0.00

0.00

3.33

3.81

1.33

地下水位處(-0.500)

3.00

0.00

3.33

7.62

4.33

底板頂面(-1.200)

5.33

7.00

3.33

19.47

13.67

(2)池內底部水壓力: 標準值= 12.00 kN/m2, 基本組合設計值= 15.24 kN/m2

3.3.2 底板荷載計算(池內無水，池外填土):

水池結構自重標準值Gc= 2530.71kN

基礎底面以上土重標準值Gt= 456.36kN

基礎底面以上水重標準值Gs= 199.66kN

基礎底面以上活載標準值Gh= 285.23kN

水池底板以上全部豎向壓力基本組合:

Qb = (2530.71×1.20+456.36×1.27+199.66×1.27+285.23×1.27×0.90×1.00)/292.523

= 14.34kN/m2

水池底板以上全部豎向壓力準永久組合:

Qbe = (2530.71+456.36+199.66×1.00+10.00×28.523×0.40)/292.523

= 11.28kN/m2

板底均布凈反力基本組合:

Q = 14.34-0.250×25.00×1.20

= 6.84 kN/m2

板底均布凈反力準永久組合:

Qe = 11.28-0.250×25.00

= 5.03 kN/m2

3.4 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)L側池壁內力:

計算跨度: Lx= 10.927 m, Ly= 2.039 m , 三邊固定,頂邊自由

池壁類型: 淺池壁,其它荷載作用下,按豎向單向板計算

溫濕度應力按雙向板計算

池外土壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m): 基本組合:-8.42, 準永久組合:-5.91

池內水壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m): 基本組合:6.59, 準永久組合:5.19

基本組合作用彎矩表(kN.m/m)

部位

池外土壓力

池內水壓力

溫濕度作用

基本組合

內側-水平跨中

0.00

-

-

0.00

水平邊緣

-

6.59

-

2.28

豎直跨中

0.00

-

-

-3.22

豎直上邊緣

-

-0.00

-

0.00

豎直下邊緣

-

10.56

-

3.66

外側-水平跨中

-

-0.00

-8.60

-8.60

水平邊緣

-8.42

-

-7.86

-12.55

豎直跨中

-

-0.00

-3.22

-3.90

豎直上邊緣

0.00

-

-0.00

-0.00

豎直下邊緣

-13.49

-

-4.91

-11.41

準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)

部位

池外土壓力

池內水壓力

溫濕度作用

準永久組合

內側-水平跨中

0.00

-

-

0.00

水平邊緣

-

5.19

-

1.80

豎直跨中

0.00

-

-

-2.82

豎直上邊緣

-

-0.00

-

0.00

豎直下邊緣

-

8.31

-

2.88

外側-水平跨中

-

-0.00

-7.53

-7.53

水平邊緣

-5.91

-

-6.88

-9.54

豎直跨中

-

-0.00

-2.82

-3.06

豎直上邊緣

0.00

-

-0.00

-0.00

豎直下邊緣

-9.47

-

-4.30

-8.22

(2)B側池壁內力:

計算跨度: Lx= 23.527 m, Ly= 2.039 m , 三邊固定,頂邊自由

池壁類型: 淺池壁,其它荷載作用下,按豎向單向板計算

溫濕度應力按雙向板計算

池外土壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m): 基本組合:-8.42, 準永久組合:-5.91

池內水壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m): 基本組合:6.59, 準永久組合:5.19

基本組合作用彎矩表(kN.m/m)

部位

池外土壓力

池內水壓力

溫濕度作用

基本組合

內側-水平跨中

0.00

-

-

0.00

水平邊緣

-

6.59

-

2.28

豎直跨中

0.00

-

-

-3.22

豎直上邊緣

-

-0.00

-

0.00

豎直下邊緣

-

10.56

-

3.66

外側-水平跨中

-

-0.00

-8.60

-8.60

水平邊緣

-8.42

-

-7.86

-12.55

豎直跨中

-

-0.00

-3.22

-3.90

豎直上邊緣

0.00

-

-0.00

-0.00

豎直下邊緣

-13.49

-

-4.91

-11.41

準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)

部位

池外土壓力

池內水壓力

溫濕度作用

準永久組合

內側-水平跨中

0.00

-

-

0.00

水平邊緣

-

5.19

-

1.80

豎直跨中

0.00

-

-

-2.82

豎直上邊緣

-

-0.00

-

0.00

豎直下邊緣

-

8.31

-

2.88

外側-水平跨中

-

-0.00

-7.53

-7.53

水平邊緣

-5.91

-

-6.88

-9.54

豎直跨中

-

-0.00

-2.82

-3.06

豎直上邊緣

0.00

-

-0.00

-0.00

豎直下邊緣

-9.47

-

-4.30

-8.22

(3)底板內力:

計算跨度:Lx= 10.927m, Ly= 23.527m , 四邊固定

按單向板計算.

1.池外填土,池內無水時,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)

部位

基本組合

準永久組合

上側-L向跨中

0.00

0.00

B向跨中

33.26

24.47

下側-L向邊緣

-45.42

-33.41

B向邊緣

-66.53

-48.93

(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:

①L側池壁配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m, 面積:mm2/m, 裂縫:mm)

部位

彎矩

計算面積

實配鋼筋

實配面積

裂縫寬度

內側-水平跨中

0.00

400

E12@150

754

0.00

水平邊緣

2.28

400

E12@150

754

0.01

豎直跨中

-3.22

400

E12@150

754

0.02

豎直上邊緣

0.00

400

E12@150

754

0.00

豎直下邊緣

3.66

400

E12@150

754

0.02

外側-水平跨中

-8.60

400

E12@150

754

0.04

水平邊緣

-12.55

400

E12@150

754

0.05

豎直跨中

-3.90

400

E12@150

754

0.02

豎直上邊緣

-0.00

400

E12@150

754

0.00

豎直下邊緣

-11.41

400

E12@150

754

0.04

②B側池壁配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m, 面積:mm2/m, 裂縫:mm)

部位

彎矩

計算面積

實配鋼筋

實配面積

裂縫寬度

內側-水平跨中

0.00

400

E12@150

754

0.00

水平邊緣

2.28

400

E12@150

754

0.01

豎直跨中

-3.22

400

E12@150

754

0.02

豎直上邊緣

0.00

400

E12@150

754

0.00

豎直下邊緣

3.66

400

E12@150

754

0.02

外側-水平跨中

-8.60

400

E12@150

754

0.04

水平邊緣

-12.55

400

E12@150

754

0.05

豎直跨中

-3.90

400

E12@150

754

0.02

豎直上邊緣

-0.00

400

E12@150

754

0.00

豎直下邊緣

-11.41

400

E12@150

754

0.04

③底板配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m, 面積:mm2/m, 裂縫:mm)

部位

彎矩

計算面積

實配鋼筋

實配面積

裂縫寬度

上側-L向跨中

0.00

500

E12@150

754

0.00

B向跨中

33.26

500

E12@150

754

0.12

L向邊緣

0.00

500

E12@150

754

0.00

B向邊緣

0.00

500

E12@150

754

0.00

下側-L向跨中

0.00

500

E12@150

754

0.00

B向跨中

0.00

500

E12@150

754

0.00

L向邊緣

-45.42

624

E12@150

754

0.17

B向邊緣

-66.53

932

E14@150

1026

0.19

裂縫驗算均滿足.

3.5 混凝土工程量計算:

(1)池壁: [(L-t1)+(B-t1)]×2×t1×h2

= [(11.127-0.200)+(23.727-0.200)]×2×0.200×2.039 = 28.10 m3

(2)底板: (L+2×t2)×(B+2×t2)×h3

= (11.127+2×0.400)×(23.727+2×0.400)×0.250 = 73.13 m3

(3)池外表面積: (L+2×t2)×(B+2×t2)×2+(2×B+2×L)×(H-h3)-(L-2×t1)×(b-2×t1)+(2×B+2×L+8×t2)×h3

= (11.127+2×0.400)×(23.727+2×0.400)×2+(2×23.727+2×11.127)×(2.289-0.250)-(11.127-2×0.200)×(23.727-2×0.200)+(2×23.727+2×11.127+8×0.400)×0.250

= 495.17 m2

(3)池內表面積: (L-2×t1)×(B-2×t1)×2+(L+B-4×t1)×2×(H-h3)

= (11.127-2×0.200)×(23.727-2×0.200)×2+(11.127+23.727-4×0.200)×2×(2.289-0.250)

= 639.29 m2

(4)水池混凝土總方量 = 28.10+73.13 = 101.23 m3

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【理正結構設計工具箱軟件 7.0PB1_SP1】 計算日期: 201*-11-12 11:12:48

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