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1、第一局部设计任务书1设计要求上海郊县某水厂拟设一半地下式矩形钢筋混凝土清水池，容量为1500m3o 考虑到厂区绿化环境，该池所在地完成绿化后，包括覆土厚度在内，露出地面高 度不宜超过2.5m。2设计参数2.1水文和地质条件1）最高地下水位在地面以下1.0m。2）持力层地基属于黄褐色亚粘土，容许地基承载力=100河/相2。3） 土壤内摩擦角=30。4） 土壤天然容重r = 8KN面o2.2统一技术条件1）回填土较松，抗浮验算时可以不考虑土壤内摩擦角。2）池顶活荷载取= 3.0欢/机2。3）池顶覆土容重厂= 16KN/3,按静荷载考虑。4）根据混凝土结构设计规范（GB50010-2002）,本水池
2、平安等级为二级， 结构构件的重要性系数取为 =1.0。5）整体抗浮平安系数K=L15,局部抗浮平安系数K=L0。6）顶盖可不考虑裂缝要求，池壁及底板应满足裂缝宽度不超过0.2mm。7）池内外表及外外表均采用1： 2水泥砂浆抹面厚20mm,池外外表均刷冷 底子油一道，热沥青一道（按O.lKN/n?计）。8）顶板和底板均采用别离式配筋。9）底板下满铺10cm厚素混凝土垫层。10）水泥砂浆容重20KN/m3,钢筋混凝土容重25KN/m3,水容重lOKN/nP。2.5 池底计算2.5.1 板体积：V=25. 4X17. 6X0. 2=89.41 m3荷载：0=89.41X25=2235. 25 荷2.
3、5.2 主梁体积：V= (17.6-0.35X2) X0.25X (0.6-0. 2) X5=8. 45m3荷载:G=8. 45X25=211.25 荷253次梁(0. 4-0. 2 ) X(0. 4-0. 2 ) X体积：V= (25. 4-0. 7) X0. 2X (0. 4-0. 2) X 5-0. 2 X 0. 25 X25=4. 69 m3荷载：G=4. 69X25=117.25kN圈梁圈梁体积：体(17.6+25. 4-0.7)X2X0. 35X (0. 4-0.2) =5. 92荷载:G=5. 92X25=148. 00荷载:G=5. 92X25=148. 00kN255粉刷层面
4、积:面积:S=(17. 6-0. 7) *(25.4 0. 7)10* (0.3+0.15*2) *(0. 3+0. 15*2)=413. 83 m2体积:体积:V=0. 02X413. 83=8. 28 m3荷载:G=20X8. 28=165. 60 kN256池底总重荷载：G = 2235. 25+211. 25+117. 25+148. 00+165. 60=2877. 35 kN覆土计算覆土为1m,覆土体积=池内壁以上总体积一池顶体积体积：体25. 4X17. 6义 1-53.64-10. 14-6.57-8. 29-22.56- (243.8-34.4)X0. 02-341.65 m
5、3荷载：G=341. 65X 16=5466. 40 kN2.6 垫层计算底板下满铺10cm素砂垫层垫层总面积：池底外外表正面垫层面积:25.4X17.6 = 447. 04 m2池底外外表主次梁侧面垫层面积：A区16格面积为：16* (2*(0. 6-0. 2) *(2.9-0.2)+2*(0.4-0.2) *(4.2-0.25) =59. 84m2B区8格面积为：8* (2*(0. 6-0. 2) *(2. 9-0. 25-0. 1)+2*(0. 4-0. 2) *(4. 2-0. 25) =28. 96 m2C区8格面积为：8* (2* (0. 4-0. 2) * (4. 2-0. 25
6、-0. 125) + (0. 4-0. 2) * (2. 9-0. 2) + (0. 6-0. 2) *(2.9-0. 2) )=25. 20 m2D区4格面积为：4* (2*(0. 4-0. 2)*(4. 2-0. 25-0. 125)+ (0. 4-0. 2)*(2. 9-0. 1-0. 25)+ (0. 6-0. 2)*(2. 9-0. 1-0. 25) =12.24 m2圈梁外侧垫层面积=2义(17.6 + 25.4) X0.4 = 34. 40 m2池底外外表侧面垫层总面积= 34. 40+59. 84+28. 96+25. 20+12. 24=160. 64 m2底板垫层总面积=4
7、47. 04+160. 64=607. 68 m2体积:V=0. 1X607. 68=60. 77 m3荷载：60. 77X23=1397.71 kN2.7 活荷载q=25. 4X 17. 6X3, 0=1341. 12 kN2.8 抗浮运算池体总重 + 池顶覆土2738.98 +103.50 +1900.45 + 73.38 + 2877.35 + 5466.40 4 仆ir=1. 431. 15总浮力总浮力10x(1.8x25.4x17. 6+89. 41+8. 45+4. 69+5. 92+8.28)符合要求。2.9 地基验算水池总重+池顶覆土重+垫层重+装满水的重量+活荷载f=占地面积
8、其中，水池总重、池顶覆土重和装满水的重量按对设计不利的恒载考虑, 分项系数为L2,垫层按对设计有利的恒载考虑，分项系数为1.0,活 荷载分项系数为1.4。4(2738. 98+103. 50+1900. 45+73. 38+2877. 35+5466. 40)*1. 2+1397. 71*1. 0+1. 2*3. 8*(25. 2-0. 2)*(17. 4-0. 2)*10+1. 4*1341. 12)/(25. 4*17. 6)=86. 51kN/m2 100 kN/m2符合要求。3池盖设计3.1设计资料:(1)池顶活荷载取P=3. OKN/M2 o(2)顶覆土容重7 = 16KN/m3,按
9、静荷载考虑。(3)顶盖不考虑裂缝要求。(4)池内外表及外表均采用1： 2水泥砂浆抹面厚20mm,池外外表均刷冷底子油一道，热沥青一道(按0.1KN/M之计)(5)顶板采用别离式配筋。(6)材料：池体混凝土强度等级C25,板内受力钢筋当d2000/40=50mm,此处取h= 120mm,符合条件。次梁截面高度应满足 h=l/18l/12=4000/184000/12= (222333) mmo h二400此处次梁截面高度取b=200mm。主梁的截面高度应满足1/151/10-6000/156000/10-(400600)111111, 取h=600mm,截面宽度取为b=250mmo荷载的计算3.
10、2.1 参数的选取活荷载分项系数取1.4活荷载分项系数取1.4恒荷载分项系数取L 2,恒荷载0. 02X20 = 0.4 kN/m20. 12X25 = 3 kN/m2451. 10/(16.9X24. 7)=1. 08 kN/m25466. 40/(16.9X24. 7)=13. 10 kN/m0. 1 kN/m217. 68 kN/m2g=L 2X17. 68=21.22 kN/m2kN/m2 , =2. 10 kN/m22板的恒荷载标准值： 20mm水泥砂浆粉刷层： 120mm钢筋混凝土板： 梯形排水坡： 覆土层： 沥青： 小计：恒荷载设计值：3.2.2 活荷载4=3.0*1.4二4.2
11、334理论设计值g+ =23. 32kN/m2 ,g+q=25.42 kN/m22r板的设计3.2.3 清水池的荷载按照棋盘型布置方式布置:DBBBBDCAAAACCAAAACCAAAACCAAAACDBBBBD弯矩计算跨中最大弯矩出现时为当各区格板固定支承在中间支承上，受且+ 2作用下的跨中弯矩与各区格板简支支承在中间支承处，受万作用下的跨中弯矩 之和。取混凝土泊桑比0.2,支座最大负弯矩为各区格板都固定中间支座上，受g +9作用下的支座弯矩。根据不同的支承情况，整个水池盖板可分为上图所示四种区格板。各区格计算跨度：内跨:l0=lc （轴线间距离）,边跨1。=11250+100/2ABCDl
12、oi2.92. 72.92.7lo24.24.24.04.0loi/ lo20. 690. 640. 720. 68A 区：g+ 幺为四边固定，叫二0.0326, m2 =0.0109,=-0. 0741,2加2 二-0. 0569幺为四边简支，叫二0.0696,加2=0. 0291 2mF (0. 0326+0.2X0.0109) ( g+ 1) Zol2+(0. 0696+0.2X0. 0291) Xi5kN.m；(g+ 1) /OI2+(0. 0291+0.2X0. 0696)(g+ 1) /OI2+(0. 0291+0.2X0. 0696)2m2= (0.0109+0. 20X0. 0
13、326)/012=4. 18 kN. mo2B区：g+幺为四边固定， 2m尸(0. 0349+0.2X0. 0091)殳三边简支一边固定2(g +2) /ol2+(0. 0518+0.2X0.0122) 2Z012=7. 07kN. m；2m2= (0. 0091+0.2X0. 0349)(g +2) Zol2+(0. 0122+0. 2X0. 0518) 208kN. mo2C区：g+旦为四边固定，2m尸(0. 0306+0.2X0.0123)十三边简支一边固定(/O12+(0. 0468+0.2X0.0160)2 l/=7. 37kN. m；2m2= (0.0123+0.2X0. 0306
14、)(g+ -1) /ol2+(O. 0160+0. 2X0. 0468)2 412=4. 06kN. mo2D区：g+旦为四边固定，2为两边固定两边简支曲二(0 0331+0. 2X0.0106) (g+)Z012+(0. 0440+0.2X0.0164) X/012=6. 71 kN.m；m2=(0. 0106+0. 2X0. 0331) (g+ 旦)/012+(0. 0164+0. 2X0. 0440) X2-2=3 31 kN.m。2支座弯矩计算：支座最大负弯矩出现在恒荷载满布时A： m/ =-0. 0741X (g + )|012=-15. 84kN=-0. 0569 X (g + (
15、).1,翼缘计算宽度取，/ 4200.=上=_ = 140。2机和4=b + s =200 + 2550 = 2750中较小值确定z 337所以采用 =1400/7?m， hf = 120mm。 JJ采用混凝土 C30, fc =14.3N/mm2, ft =1.43 N/mm?,钢筋选用 HRB335, fy =300MPao =0.550, % =1.0o验算跨内T形截面属于何种类型：=1.0*14.3*1400*120* (365-60)= 732. 7*106kN. m64. 33*106kN. m.跨内截面属于第一类T形截面由以下公式计算：xZ?x/zox1 x fc所有截面纵向钢筋
16、都按一排布置。计算结果见下表：M (kN. m)4As (mm2)配筋实 As (mm2)164. 330. 0240. 0245853016603259. 250. 0220. 0225362018509359. 250. 0220. 0225362018509A-37. 530. 0980. 1043621014+2012379.9B-86. 180. 2260. 2609053020941C-67. 710. 1780. 1976861 14+2 18662.93.542斜截面受剪承载力斜截面受剪承载能力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍率验算。f/?2451）=365-120
17、=245mm,因区=21= 1. 225 Vniax =132. 00 KN, 那么截面尺寸符合要求。2）验算是否需要按计算配置箍筋：0.7 仲瓜=0.7X1.43X200X 365=73. 1KN2.04x10-3,满足要求。3.6主梁设计3.6.1 荷载计算1）恒荷载：板传递给主梁的三角形恒荷载：p =21. 22X2. 9/2 = 30. 77kN/mPe = 5/8X30. 77 = 19. 23kN/m板传递给主梁的总恒荷载=19. 23X2X2. 9=111. 53kN次梁传递的恒荷载：51.04X4. 2=214. 37kN主梁自重（含粉刷）：（0.6-0. 12） X0. 25
18、X2.9X25+2X （0. 6-0. 12-0. 061） X2.9X0. 02X20+0. 25X2.9X0. 02X20 X 1. 2 = 11. 95kN主梁的总恒荷载：G=lll. 53+214. 37+11. 95=337. 85kN2）活荷载：板传递给主梁的活荷载:p =3.0X2. 9/2 = 4. 35kN/mPe = 5/8X4. 35 = 2. 72 kN/m板传递给主梁的总活荷载=2. 72X5. 8 = 15. 78kN次梁传给主梁的活载：12. 18X4. 2=51. 16kN主梁承当的总活载：Q=15. 78+51. 16=66. 94kN3）总荷载：337. 8
19、5+66. 94=404. 79kN内力计算3.621计算简图:主梁端部支撑在带壁柱墙上，中间支承在300nlmX300mni的混凝土柱上，主梁按连续三跨梁计算。其计算跨度取中心线间长度：L=5. 8m.主梁的计算简图如以下图，等跨三跨梁，故利用附录6中的附表6-2计算0.1,翼缘计算宽度 /3 = 5.8/3 = 1.93机，和/? + 5=025 + 5.8 = 6.05相中较小值确定，取% =1.93根 B支座边的弯距设计值：Mb = A/Bmax % 2 = 361.87 + 202.40 X = 336.57KN M其中V。为当可变荷载仅作用在第二跨时候的B支座右侧剪力值。Vo=O.
20、 5G+0. 5Q=202. 40kNIabfhf(h()-t) =1.0X 14. 3 X 1933 X 120 X (565-120/2)=1672. 54 kN. m 侬2=425. 62kN. m跨内截面,经判别都属于第一类T形截面，纵向受力钢筋除B支座截面为两排外, 其余均为一排，正截面受弯承载力的计算过程如下表：截面1B2弯矩 设计值 (kN M)425. 62-336. 57263. 89% = M /ajcbhl425.62 xlO6336.57 xlO6263.89 xlO6=0. 0481.0x14.3x250x54()2=0. 3232=0. 030兀=0.5 + 0.5
21、川-240. 9750. 7980. 985As = M /%/%257524901581选配钢筋525A = 2454525A = 24545204 =1570中间跨跨中截面验算最小配筋率:a = 1581 =1 054% p,nin =0.45 工=0. 45 X 1. 43/300=0. 21% ,同时 bh 250x600m，n f也0.2%,符合要求主梁纵向钢筋的弯起和截断按弯距包络图确定。3.632斜截面受剪承载力1)验算截面尺寸:hw = h-瓦=540120 = 420mm,比 / b = 420 / 250 = 1.68 匕 ax = 264.78ZN所以截面尺寸满足要求：2
22、）计算所需腹筋：, a 2900 个2 = - = 3% 540，取2 = 3采用以0100双肢箍筋，1 75Az+ 1s1 75157= xL43x 250x540 + 1.0x300x x540 = 338.8（W4100匕max = 146.70ZN ZM/max = 264.7次N = 2g71 KN 0.24 工= 0.0011,bh 250x120fyv满足要求。4）次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的集中力Ff60. 76X4. 2 = 255. 19KN h、= 600 一 400 = 200mmS = 24 + 3b = 2 x 200 + 3x 200 = 1 OQOmm
23、取附加箍筋嫉1002/n双肢，那么在长度S内可布置附加箍筋排数=10 , 现次梁两侧各布置5排，共10排，另加吊筋118, 4= 2545加之 27VAs办 sin。+ /加矿A =2x300x 254.5 x0.707 + 10x2x210x 50.3 = 319.22 255.19攵N（满足要求）因主梁的腹板高度480nm大于450mm,需要在梁的两侧设置纵向构造钢筋，每侧 纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%,且其间距不大于200mm。现每 侧配置 2 12,那么 226/ (250X480) =0. 188% 0. 1%,满足要求。4柱的设计4.1柱的荷载计算简化柱作为轴压柱
24、计算，以划分附属面积的方法来确定作用在柱上的荷 载，如以下图，阴影局部即为此柱的附属面积：1）柱的自重：O.32 x 3.8 x 25 x 1.2 = 10.26MV2）柱子的粉刷层：1.2X0.3X4X3.8X0.02X20=2.19kN3）柱子上端腋托_自重：12义5 X0.1520.02X20=L77kN次梁传递给柱的力：14.11 + 1.77=15.88 kN6)板传递给柱的力：池内外表 20mm 粉刷层：1.2X4,2X5.8X0.02X20=11.69kN120mm 厚钢筋混凝土板：25x0.12x4.2x5.8 = 73.085池外外表冷底子油沥青层：0.1x4.2x5.8 =
25、 2.44m714 75x 4.2 x 5.8 = 38.95ZN池外水泥砂浆层：5466 4x4.2x5.8 = 297.87左N池外覆土传递的力：板传递给柱的力：11.69+73.08+2.44+38.95+297.87=424.03kN7) 活荷载： L4X3.0X4.2X5.8=102.31kN8)柱子所承当的力：1026+2.19+0.53+23.21 + 16.67+15.88+424.03+102.31=595.08kN4.2柱的轴压计算：柱的计算长度：lo=LOH = 3.80m上=阳2= 12.67b 0.3。=0.940由柱的普通钢筋轴压公式知：Nu=O.90(fcA+fyAs)f =1