矩形水池设计 计算书.docx

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1、矩形水池设计OSC-3)项目名称 构件编号 日期设 计 校 对 审核执行规范：混凝土结构设计规范(GB 50010-2010),本文简称混凝土规范建筑地基基础设计规范(GB 50007-2011),本文简称地基规范建筑结构荷载规范(GB 50009-2012),本文简称荷载规范给水排水工程构筑物结构设计规范(GB 50069-2002),本文简称给排水结构规范给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程(CECS 138-2002).本文简称水池结构 规程 钢筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400: F - RRB400; G - HRB500; Q - HRBF4

2、00: R - HRBF5001基本资料1. 1几何信息水池类型：有顶盖全地下长度L=17. 100m,宽度B=6.450m,高度H=6. 200m,底板底标高=-7. 000m池底厚底=500mm,池壁厚底=300mm,池顶板厚hl=200mm,底板外挑长度t2=600mm注：地面标高为土0. 000o1.2 土水信息土天然重度18. 00 kN/m3 , 土饱和重度20. 00kN/nf, 土内摩擦角30度地基承载力特征值fak=180.0kPa,宽度修正系数n b=0. 00,埋深修正系数n d=l. 00 地下水位标高-0. 800m,池内水深5. 000m,池内水重度10. 00kN

3、/m浮托力折减系数L00,抗浮安全系数Kf=l. 051.3 荷载信息活荷载：池顶板4. OOkN/nA 地面10.00kN/m； 组合值系数0. 90恒荷载分项系数：水池自重1.30,其它1.30活荷载分项系数：地下水压1.30,其它1.30活载调整系数：其它L00活荷载准永久值系数：顶板0.40,地面0.40,地下水1.00,温湿度1.00考虑温湿度作用：池内外温差10.0度，内力折减系数0.65,碎线膨胀系数。1.4 钢筋碎信息混凝土：等级C35,重度25.00kN/m； 泊松比0.20纵筋保护层厚度(mm):顶板(上35,下35),池壁(内35,外35),底板(上35,下35)钢筋级别

4、：HRB400,裂缝宽度限值：0.20mm,配筋调整系数：1.00按裂缝控制配筋计算构造配筋采用混凝土规范GB50010-20102计算内容(1)地基承载力验算(2)抗浮验算(3)荷载计算(4)内力(考虑温度作用)计算(5)配筋计算(6)裂缝验算(7)混凝土工程量计算 3计算过程及结果单位说明：弯矩:kN.m/m钢筋面积:mn?裂缝宽度:mm计算说明：双向板计算按查表恒荷载:水池结构自重,土的竖向及侧向压力，内部盛水压力.活荷载:顶板活荷载,地面活荷裁,地下水压力,温湿度变化作用.裂缝宽度计算按长期效应的准永久组合.3. 1地基承载力验算3. 1. 1基底压力计算(1)水池自重Gc计算顶板自重

5、Gl=551.47 kN池壁自重G2=1893. 38kN底板自重G3=1749. 94kN水池结构自重Gc=Gl+G2+G3=4194. 79 kN(2)池内水重Gw计算池内水重Gw=4826.25 kN(3)覆土重量计算池顶覆土重量Gtl= 1588. 25 kN池顶地下水重量Gsl= 0. 00 kN底板外挑覆土重量Gt2= 2120. 58 kN底板外挑地下水重量Gs2=1692. 90 kN基底以上的覆盖土总重量Gt = Gtl + Gt2 = 3708. 83 kN基底以上的地下水总重量Gs = Gsl + Gs2 = 1692. 90 kN(4)活荷载作用Gh顶板活荷载作用力Gh

6、l= 441. 18 kN地面活荷载作用力Gh2= 1399. 95 kN活荷载作用力总和Gh= 1841. 13 kN(5)基底压力Pk基底面积:A=(L+2X t2) X (B+2Xt2)=18. 300X7. 650 = 139. 99 m2基底压强：Pk= (Gc+Gw+Gt+Gs+Gh) /A= (4194. 79+4826.25+3708. 83+1692.90+1841. 13)/139. 995= 116. 17 kN/m3. 1.2修正地基承载力(1)计算基础底面以上土的加权平均重度rmrm=6. 200 X (20. 00-10) +0. 800X18. 00/7. 000

7、=10.91 kN/m：4(2)计算基础底面以下土的重度r考虑地下水作用，取浮重度，r=20. 00-10=10. 00kN/m3(3)根据地基规范的要求，修正地基承载力：fa = fak + n b Y (b - 3) + n a Y n(d - 0. 5)=180. 00+0. 00 X 10. 00 X (6. 000-3)+1. 00 X 10. 91 X (7. 000-0. 5)=250. 94 kPa3. 1.3结论：Pk=116. 17 Kf=1.05,抗浮满足要求。3. 3荷载计算3. 3.1顶板荷载计算：池顶的覆土压力标准值:Pt=0. 800 X18. 00+0. 000

8、 X (20. 00-10. 0)= 14. 40 kN/m2 池顶的水压力标准值：Ps=0. 000X10.0= 0. 00 kN/m2池顶板自重荷载标准值:Pl=25. 00X0. 200= 5. 00 kN/m2顶板活荷载标准值：Phl= 4.00 kN/m2地面活荷载标准值：Ph2= 10. 00 kN/m2池顶均布荷载基本组合：Qt = 1.30XP1 + 1.30XPt + 0. 90X 1. 30X 1. 00X (Phl+Ph2)= 41.60 kN/m2 池顶均布荷载准永久组合：Qte = Pl + Pt + 0. 40XPhl + 0. 40XPh2= 25. 00 kN/

9、m23. 3.2池壁荷载计算：(1)池外荷载：主动土压力系数Ka= 0. 33 侧向土压力荷载组合(kN/n?):部位(标高)土压力标准 值水压力标准 值活载标准值基本组合准永久组合地面(0. 000)0. 000. 003. 333. 901.33地卜水位处(-0. 800)4. 800. 003. 3310. 146. 13池壁顶端(-0. 900)5. 131.003. 3311.877.47底板顶面(-6. 500)23. 8057. 003. 33108. 9482. 13(2)池内底部水压力：标准值=50. 00 kN/m；基本组合设计值:65. 00 kN/m23. 3.3底板荷

10、载计算(池内无水，池外填土)：水池结构自重标准值Gc=4194. 79kN基础底面以上土重标准值Gt= 3708. 83kN基础底面以上水重标准值Gs=1692. 90kN基础底面以上活载标准值Gh= 1841. 13kN水池底板以上全部竖向压力基本组合：Qb = (4194. 79X 1. 30+3708. 83X1.30+1692. 90X 1. 30+1841. 13X 1. 30X0. 90X 1.00)/139. 995=104. 50kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合：Qbe = (4194. 79+3708. 83+1692. 90 X 1. 00+4. 00X110.

11、 295X0. 40+10. 00X139. 995 X 0.40)/139. 995=73. 81 kN/m2板底均布净反力基本组合：Q = 104.50-0. 500X25. 00X1.30=88. 25 kN/m2板底均布净反力准永久组合：Qe = 73.81-0. 500X25. 00=61.31 kN/m23.4内力，配筋及裂缝计算弯矩正负号规则：顶板:下侧受拉为正,上侧受拉为负池壁：内侧受拉为正,外侧受拉为负底板:上侧受拉为正,下侧受拉为负荷载组合方式：1 .池外土压力作用(池内无水，池外填土)2 .池内水压力作用(池内有水，池外无土)3 .池壁温湿度作用(池内外温差=池内温度-池

12、外温度)池壁水平弯矩按池壁水平线刚度比进行调整,线刚度比(L侧/B侧)=0. 549 (L侧池壁按竖向单向板计算,水平线刚度计算长度取11. 200m)(1)顶板内力：计算跨度：Lx= 16. 800 m, Ly= 6. 150 m ,四边固定按单向板计算.荷载组合作用弯矩表(kN. m/m)部位基本组合准永久组合下侧-L向跨中0. 000. 00B向跨中65. 5639. 40上侧T.向边缘-89. 53-53. 80B向边缘-131. 12-78. 80(2) L侧池壁内力：计算跨度：Lx= 16. 800 m, Ly= 5. 600 m ,四边固定池壁类型：浅池壁，其它荷载作用下，按竖向

13、单向板计算温湿度应力按双向板计算池外土压力作用角隅处弯矩(kN. m/m):基本组合:-108.力,准永久组合：-80.32池内水压力作用角隅处弯矩(kN. m/m):基本组合:59. 11,准永久组合:45.47 基本组合作用弯矩表(kN. m/m)部位池外土压力池内水压力温湿度作用基本组合弯矩调整内恻-水平跨中0. 00-0. 000. 00水平边缘一59. 1159. 1157. 58竖直跨中80. 6680. 6680. 66竖直上边缘67. 9567. 9567.95竖直下边缘101.92101.92101.92外恻-水平跨中-0. 00-22. 46-22. 46-22.46水平边

14、缘-108.01-22. 46-130.47-128.27竖直跨中-43. 62-22. 46-66. 08-66.08竖直上边缘-132. 50-22. 46-154.95-154. 95竖直下边缘-183. 23-22. 46-205. 69-205. 69准永久组合作用弯矩表(kV m/m)部位池外土压力池内水压力温湿度作用准永久组合弯矩调整内侧-水平跨中0. 000. 000. 00水平边缘45. 4745. 4744. 29竖直跨中59. 87-59. 8759. 87竖直上边缘52. 2752. 2752. 27竖直下边缘一78. 40一78. 4078. 40外侧-水平跨中-0.

15、 00-19. 20-19. 20-19. 20水平边缘-80. 32-19. 20-99.51-97. 80竖直跨中-33. 56-19. 20-52. 75-52.75竖直上边缘-97. 56-19.20-116.76-116. 76竖直下边缘-136. 59-19.20-155.79-155.79(3) B侧池壁内力:计算跨度：Lx= 6. 150 m, Ly= 5. 600 m ,四边固定池壁类型：普通池壁，按双向板计算基本组合作用弯矩表(kN. m/m)部位池外土压力池内水压力温湿度作用基本组合弯矩调整内侧-水平跨中40. 39-40. 3936. 38水平边缘54. 7854. 7

16、857. 58竖直跨中50. 8050. 8050. 80竖直上边缘42. 8542. 8542. 85竖直下边缘75. 3775. 3775. 37外侧-水平跨中-21.77-22. 46-44. 22-41.43水平边缘-101.80-22. 46-124.26-128. 27竖直跨中一-27. 77-22. 46-50. 23-50.23竖直上边缘-85. 28-22. 46-107. 73-107. 73竖直下边缘-133. 85-22. 46-156.31-156.31准永久组合作用弯矩表(kN. m/m)部位池外土压力池内水压力温湿度作用准永久组合弯矩调整内侧-水平跨中29. 96

17、29. 9626. 85水平边缘42. 1442. 1444. 29竖直跨中37. 76-37. 7637. 76竖直上边缘32. 9632. 9632. 96竖直下边缘一57. 9857. 9857. 98外侧-水平跨中-16.74-19. 20-35.94-33. 79水平边缘-75. 50-19. 20-94. 70-97. 80竖直跨中-21.36-19. 20-40. 56-40.56竖直上边缘-62.61-19.20-81.80-81.80竖直下边缘-99. 97-19.20-119.17-119.17(4)底板内力:计算跨度：Lx=16. 800m, Ly= 6. 150m ,四

18、边固定按单向板计算.1.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN. m/m)部位基本组合准永久组合上侧T，向跨中0. 000. 00B向跨中139. 0896. 62下侧-L向边缘-189.92-131.94B向边缘-278. 16-193. 24(5)配筋及裂缝:配筋计算方法:按单筋受弯构件计算板受拉钢筋.裂缝计算根据给排水结构规范附录A公式计算.按基本组合弯矩计算配筋,按准永久组合弯矩计算裂健，结果如下:顶板配筋及裂缝表（弯矩:kN. m/叫 面积:mm7m,裂缝:mm）部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度下侧-L向跨中0. 00400E12025O4520. 00B向跨中65.

19、 561242E16016O12570. 16上侧-L向边缘-89. 531764E1814018180. 16B向边缘-131. 122807E18S9028270. 13L侧池壁配筋及裂缝表（弯矩:kN.m/m,面积:mm7m,裂缝:mm）部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度内侧-水平跨中0. 00600E14025O6160. 00水平边缘57. 58632E14018O8550. 19竖直跨中80. 66895E12012O9420. 19竖直上边 缘67. 95749E141709060. 20竖直下边 缘101.921143E1209O12570. 18外恻-水平跨中-22.4

20、6600E14025O6160. 15水平边缘-128. 271459E127016160. 18竖直跨中-66. 08728E141709060. 20竖直上边 缘-154. 951788E148019240. 20竖直下边 缘-205. 692445E1809O28270. 19B侧池壁配筋及裂缝表（弯矩:kN. m/m,由j积:mm/m,裂缝：mm)部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度内侧-水平跨中36. 38600E12018O6280. 18水平边缘57. 58632E14018O8550. 19竖直跨中50. 80600E1402007700. 19竖直上边 缘42. 8560

21、0E142107330. 18竖直下边 缘75. 37834E1401609620. 20外侧-水平跨中-41.43600E14021O7330. 19水平边缘-128.271459E127016160. 18竖直跨中-50. 23600E141908100. 19竖直上边 缘-107. 731212E129012570. 19竖直下边 缘-156.311805E1811023130. 18底板配筋及裂缝表（弯矩:kN. m/m,面积:mm7m,裂缝:mm）部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度上侧-L向跨中0. 001000E14015O10260. 00B向跨中139. 081000E1

22、4Q13011840. 19L向边缘0. 001000E1415010260. 00B向边缘0. 001000E1415010260. 00下侧-L向跨中0. 001000E14015O10260. 00B向跨中0. 001000E14015O10260. 00L向边缘-189. 921179E16013015470. 18B向边缘-278.161752E1611018280. 20裂缝验算均满足.3.5混凝土工程量计算：(1)顶板：LXBXhl = 17. 100X6.450X0. 200 = 22. 06 m3(2)池壁:(L-tl) + (B-tl)X2XtlXh2=(17.100-0.

23、 300) + (6. 450-0. 300) X 2 X 0. 300 X 5. 500 = 75. 74 m3(3)底板:(L+2Xt2)X(B+2Xt2)Xh3=(17. 100+2X0. 600) X (6. 450+2X0. 600)X0. 500 = 70. 00 m(4)池外表面积:(L+2Xt2) X (B+2X t2) X2+ (2XB+2XL)X (H-h3) + (2XB+2XL+8Xt2) X h3=(17. 100+2X0. 600) X (6. 450+2X0. 600) X 2+(2X6. 450+2 X 17. 100)X (6. 200-0. 500) + (2X6. 450+2 X17. 100+8 X 0. 600) X 0. 500=574. 41 m2(4)池内表面积:(L-2XH) X (B-2XH) X2+(L+B-4X tl) X2X (H-h3-hl)=(17. 100-2X0. 300) X (6. 450-2X0. 300) X2+(17. 100+6. 450-4X0. 300) X2X(6. 200-0. 500-0. 200)=438. 90 m2(5)水池混凝土总方量=22. 06+75. 74+70. 00 = 167. 79 m3【理正结构设计工具箱软件7.0PB3计算日期:2022-07-29 09:35:50