矩形水池设计

1、矩形水池设计(JSC-17)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钢筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; Q - HRBF

2、400; R -HRBF5001基本资料1.1几何信息水池类型：无顶盖半地上长度 L=14.000m,宽度 B=10.000m,高度 H=2.500m,底板底标高=-2.500m池底厚h3=400mm,池壁厚t1=250mm,底板外挑长度t2=500mm注：地面标高为土 0.000。剖面图)平面图)(土水信息土天然重度18.00 kN/m 3 , 土饱和重度牌印期-2.5001.220.00kN/m3, 土内摩擦角30度地基承载力特征值fak=100.0kPa,宽度修正系数 刀b=0.00,埋深修正系数 刀d=1.00地下水位标高-3.000m,池内水深1.500m,池内水重度10.00kN/

3、m 3,浮托力折减系数1.00,抗浮安全系数Kf=1.051.3荷载信息活荷载：地面10.00kN/m2, 恒荷载分项系数：水池自重 活荷载分项系数：地下水压 活载调整系数：其它1.00组合值系数0.901.20,1.27,其它1.27其它1.27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1.001.4考虑温湿度作用：池内外温差10.0度，内力折减系数0.65,碎线膨月系数1.00(10 -5/ C) 钢筋碎信息混凝土 ：等级C30,重度26.00kN/m 3,泊松比0.20纵筋保护层厚度(mm):池壁(内35,外35), 底板(上40,下40)钢筋级别: HR

4、B400, 裂缝宽度限值: 0.20mm, 配筋调整系数: 1.00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(8) 计算过程及结果单位说明: 弯矩 :kN.m/m 钢筋面积:mm2 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, 地面活荷载, 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.8.1 地基承载力验算3.1.1(1)(2)(

5、3)基底压力计算水池自重GC十算池壁自重G2=641.55kN底板自重G3=1716.00kN水池结构自重Gc=G2+G3=2357.55 kN池内水重G创算池内水重Gw=1923.75 kN覆土重量计算池顶覆土重量Gt1= 0 kN池顶地下水重量Gs1= 0 kN底板外挑覆土重量Gt2= 945.00 kN基底以上的覆盖土总重量Gt = Gt1 + Gt2 = 945.00 kN基底以上的地下水总重量Gs = Gs1 + Gs2 = 0.00 kN(4)(5)活荷载作用Gh地面活荷载作用力活荷载作用力总和基底压力Pk基底面积: A=(L+2Gh2= 250.00 kNGh=Gh2=250.0

6、0 kN2X t2) X (B+2 X t2)=15.000 X 11.000 = 165.00 m基底压强: Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(2357.55+1923.75+945.00+0.00+250.00)/165.000= 33.19 kN/m3.1.2(1)修正地基承载力计算基础底面以上土的加权平均重度rmrm=18.00kN/m3(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/m 3(3) 根据地基规范的要求，修正地基承载力:fa = fak +刀 b 丫(b - 3) + 打 d 丫 m(d - 0.5)=100.

7、00+0.00 X 10.00 X (6.000-3)+1.00 X 18.00 X (2.500-0.5)=136.00 kPa地基承载力满足要求。3.1.3 结论：Pk=33.19 fa=136.00 kPa,3.2 抗浮验算由于地下水位低于池底标高，不需要进行本项验算3.3 荷载计算3.3.1 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/m2):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)0.000.003.3313.811.331池壁顶端(-0.000)0.000.003.333.811.33底板顶囿

8、(-2.100)12.600.003.3319.8113.93(2) :标 =15.00 kN/m ,= 19.05 kN/m3.3.2 底板荷载计算(池内无水，池外填土 ):水池结构自重标准值 Gc= 2357.55kN基础底面以上土重标准值 Gt= 945.00kN基础底面以上水重标准值 Gs= 0.00kN基础底面以上活载标准值 Gh= 250.00kN水池底板以上全部竖向压力基本组合：Qb = (2357.55 X 1.20+945.00 X 1.27+0.00 X 1.27+250.00 X 1.27 X 0.90 X 1.00)/165.000=26.15kN/m水池底板以上全部竖

9、向压力准永久组合Qbe = (2357.55+945.00+0.00X 1.00+10.00 X 25.000 X 0.40)/165.000=20.62kN/m板底均布净反力基本组合：Q = 26.15-0.400 X 26.00 X 1.20 _ _2=13.67 kN/m板底均布净反力准永久组合：Qe = 20.62-0.400 X 26.00 2 =10.22 kN/m3.4 内力，配筋及裂缝计算弯矩正负号规则：1.2.3.(1)L池外土压力作用 池内水压力作用 池壁温湿度作用 侧池壁内力：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：(池内无水，池

10、外填土 )(池内有水，池外无土 )(池内外温差=池内温度-池外温度)三边固定，顶边简支计算跨度：Lx= 13.750 m, Ly= 2.100 m ,池壁类型：浅池壁，其它荷载作用下，按竖向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：-3.75,准永久组合:-2.39池内水压力作用角隅处弯矩(kN.m/m):基本组合：2.94, 准永久组合：2.32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内侧-水平跨中0.00-0.00水平边缘-2.94-2.94竖直跨中3.28-3.28竖直上边缘-0.00-0.00:竖直卜边缘-5

11、.60-5.60外侧-水平跨中-0.00-12.55-12.551水平边缘-3.75-18.44-22.19竖直跨中-2.50-10.92-13.42竖直上边缘0.00-0.00-0.00竖直卜边缘-6.80-19.53-26.34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内侧-水平跨中0.00-0.00水平边缘-2.32-2.32竖直跨中2.07-2.07竖直上边缘-0.00-0.00竖直卜边缘-4.41-4.41外侧-水平跨中-0.00-10.98-10.981水平边缘-2.39-16.14-18.53竖直跨中-1.97-9.55-11.53竖直上边缘

12、0.00-0.00-0.00竖直卜边缘-4.44-17.09-21.53(2)B侧池壁内力：计算跨度：Lx= 9.750 m, Ly= 2.100 m ,三边固定,顶边简支池壁类型：浅池壁，其它荷载作用下，按竖向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：-3.75, 准永久组合：-2.39池内水压力作用角隅处弯矩(kN.m/m):基本组合：2.94,准永久组合：2.32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内侧-水平跨中0.00-0.00水平边缘-2.94-2.94竖直跨中3.28-3.28竖直上边缘-0.00-0

13、.00竖直卜边缘-5.60-5.60外侧-水平跨中-0.00-12.55-12.551水平边缘-3.75-18.44-22.19竖直跨中-2.50-10.92-13.42竖直上边缘0.00-0.00-0.00竖直卜边缘-6.80-19.53-26.34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内侧-水平跨中0.00-0.00水平边缘-2.32-2.32竖直跨中2.07-2.07竖直上边缘-0.00-0.00竖直卜边缘-4.41-4.41外侧-水平跨中-0.00-10.98-10.981水平边缘-2.39-16.14-18.53竖直跨中-1.97-9.55

14、-11.53竖直上边缘0.00-0.00-0.00竖直卜边缘-4.44-17.09-21.53底板内力：计算跨度：Lx= 13.750m, Ly= 9.750m , 四边固定 按双向板计算.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-L向跨中23.4417.52B 向跨中44.26:33.09下侧-L向边缘-73.72-55.12B 向边缘-94.18-70.41（4）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出式1t算.按基本组合弯矩计算配筋，按准永久组合弯矩计算裂缝，结果如下：L侧池壁配筋及裂缝表（弯矩

15、:kN.m/m,面积:mm/m,裂缝:mm）部位弯矩计算面积1实配钢筋实配面积裂缝宽度内侧-水平跨中0.005001E122205140.00水平边缘2.94500:E122205140.02竖直跨中3.28500E122205140.02竖直上边 缘0.00500E122205140.00竖直卜边 缘5.60500E122205140.04外侧-水平跨中-12.55500E122205140.11-水平边缘-22.19500E122205140.19竖直跨中-13.42500E122205140.12竖直上边 缘-0.00500E122205140.00竖直卜边 缘-26.34500E122

16、005650.18B侧池壁配筋及裂缝表（弯矩:kN.m/m,面积: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0.00500E122205140.00水平边缘2.94500E122205140.02竖直跨中3.28500E122205140.02竖直上边 缘0.00500E122205140.00竖直卜边 缘5.60500E122205140.04外侧-水平跨中-12.555001E122205140.11水平边缘-22.19500E122205140.19竖直跨中-13.42500E122205140.12竖直上边 缘-0.00500E122205140.00

17、竖直卜边 缘-26.34500E122005650.18底板配筋及裂缝表（弯矩：kN.m/m,面积:mm2/m, 裂缝:mm）部位弯矩计算面积1实配钢筋实配面积裂缝宽度上侧-L向跨中23.44800E141908100.08B 向跨中44.26800E141908100.15L 向边缘0.00800JE141908100.00B 向边缘0.008001E141908100.00:下侧-L向跨中0.00800E141908100.00B 向跨中0.00800E141908100.00L 向边缘-73.72800E1415010260.16B 向边缘-94.18800E1415010260.20注

18、意：存在裂缝验算不满足限值 0.20mm的情况!3.5 混凝土工程量计算(1) 池壁：(L-t1)+(B-t1) X2Xt1Xh2 3=(14.000-0.250)+(10.000-0.250)X 2X 0.250 X 2.100 = 24.67 m(2) 底板：(L+2 X t2) X (B+2 X t2) X h3=(14.000+2X 0.500) X (10.000+2 X 0.500) X 0.400 = 66.00 m 3(3) 池外表面积：(L+2 X t2) X (B+2 X t2) X 2+(2 X B+2X L) X (H-h3)-(L-2 X t1) X (b-2 X t1)+(2 XB+2X L+8Xt2) X h3=(14.000+2X (2.500-0.400)-(14.000-2X 0.400=323.35 m(3) 池内表面积：(L-2=(14.000-20.250) X 2X (2.500-0.400) =353.10