扶壁式挡水墙设计说明

..扶壁式挡水墙设计<FDSQ-2>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》<GB50010-2010>,本文简称《混凝土规范》《建筑地基基础设计规范》<GB50007-2002>,本文简称《地基规范》《建筑结构荷载规范》<GB50009-2001>,本文简称《荷载规范》《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》<CECS138-2002>,本文简称《水池结构规程》《给水排水工程结构设计手册》<第二版>,本文简称《给排水手册》钢筋：d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;P-HRBF335;Q-HRBF400;R-HRBF500-----------------------------------------------------------------------1设计资料1.1计算简图1.2已知条件1.2.1几何信息壁板高<m>4.000厚<m>0.400底板内悬挑长<m>3.000外悬挑长<m>1.500厚<m>0.500扶壁顶宽<m>0.300厚<m>0.400间距<m>6.000地面标高<m>0.000池底标高<m>-0.500地下水标高<m>-1.000池内水深<m>3.000壁板顶支承自由1.2.2荷载及地基土信息土天然容重<kN/m3>18.000土饱和容重<kN/m3>20.000土内摩擦角<度>30.0基底与土摩擦系数0.30承载力特征值输入未修正承载力特征值<kPa>100.00宽度修正系数0.00深度修正系数1.00附加荷载标准值-恒<kN>0.00-活<kN>0.00地面堆载标准值<kPa>10.00混凝土容重<kN/m3>25.00考虑温湿度应力ㄨ分项系数自重荷载1.20其它恒载1.27地下水压1.27其它活载1.27准永久值系数附加活载0.40地面活载1.00地下水压1.00温<湿>作用---扶壁壁板自重调整1.001.2.3钢筋混凝土信息砼强度等级C30主筋级别HRB335壁板和扶壁配筋方法压弯考虑p-δ效应ㄨ竖向配筋方式非对称配筋调整系数1.0裂缝宽度限值<mm>0.20裂缝控制配筋ㄨ纵筋保护层厚内/上外/下壁板<mm>3535底板<mm>3535扶壁<mm>3535钢筋取值范围最小最大最优直径范围<mm>123214间距范围<mm>703001.3计算内容<1>地基承载力验算<2>抗滑移验算<3>抗倾覆验算<4>内力配筋计算<5>裂缝计算2计算过程及计算结果2.1各工况荷载标准值计算工况1：池内有水,池外无土工况2：池内有水,池外有土工况3：池内无水,池外有土工况1工况2工况3壁板重<kN/m>40.0040.0040.00底板重<kN/m>61.2561.2561.25扶壁重<kN>36.0036.0036.00池内底板上水重<kN/m>90.0090.000.00池内底板上水压<kPa>30.0030.000.00池外底板上水重<kN/m>0.000.000.00池外扶壁上水重<kN/m>0.000.000.00池外底板底水压<kPa>0.000.000.00池外底板上土重<kN/m>0.000.000.00池外扶壁上土重<kN/m>0.000.000.00池外底板底土压<kPa>0.003.003.00池外底板上堆载<kN/m>0.0015.0015.00池外扶壁上堆载<kN/m>0.000.000.00池外堆载侧压<kPa>0.003.333.33附加荷载-活<kN>0.000.000.00附加荷载-恒<kN>0.000.000.002.2地基承载力验算2.2.1地基承载力根据《地基规范》式中：fa——修正后的地基承载力特征值fak——地基承载力特征值,按《地基规范》第条的原则确定ηb,ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数,按基底下土的类别查《地基规范》表取值γ——基础底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度γm——基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度b——基础底面宽度,当基宽小于3m按3m取值,大于6m按6m取值d——基础埋置深度,一般自室外地面标高算起基底以下土的重度γ<kN/m3>:18.00基底宽b<m>:4.90工况1工况2工况3d<m>0.000.250.25γm<kN/m3>0.0018.0018.00fa<kPa>100.00100.00100.002.2.2基底反力计算及承载力验算根据《给排水手册》3.2.2计算式中：pk——相应于荷载效应标准组合时,底板平均应力pkmax——相应于荷载效应标准组合时,底板边缘最大应力pkmin——相应于荷载效应标准组合时,底板边缘最小应力fa——修正后的地基承载力特征值Fk——相应于荷载效应标准组合时,底板以上部分的壁重和水<土>重Gk——底板自重Mk——相应于荷载效应标准组合时,作用于基底面的力矩值W——底板底面的抵抗矩取扶壁间距宽长度计算底板底面积<m2>:29.40底板底面抵抗矩<m3>:24.01工况1工况2工况3Fk+Gk<kN>1183.501267.50727.50Mk<kN.m>124.80121.55229.55pk<kPa>40.2643.1124.74pkmax<kPa>45.4548.1734.31pkmin<kPa>35.0638.0515.18fa<kPa>100.00100.00100.00结论满足满足满足2.3抗滑移验算根据《给排水手册》3.2.2式3.2.2-5计算式中：μ——底板与地基土之间的摩擦系数,可参照《给排水手册》表取值Ek——相应于荷载效应标准组合时,侧向荷载<水或土>对壁板的水平推力工况1工况2工况3Fk+Gk<kN>1183.501183.50727.50Ek<kN>-270.00-265.5014.50抗滑移安全系数1.321.3415.05结论满足满足满足注：1.侧向荷载向右为正,向左为负2.4抗倾覆验算根据《给排水手册》3.2.2式3.2.2-6计算式中：ME——水平推力对转动点的倾覆力矩MN——垂直力对转动点的抗倾覆力矩向左侧抗倾覆：工况1工况2工况3ME左<kN.m>405.00404.25-0.75MN左<kN.m>-3179.78-3179.78-1343.78抗倾覆安全系数-左7.857.87---结论满足满足---注：1.弯矩逆时针为正,顺时针为负向右侧抗倾覆：工况1工况2工况3ME右<kN.m>405.00401.75-3.25MN右<kN.m>2619.372619.371809.38抗倾覆安全系数-右------556.73结论------满足注：1.弯矩逆时针为正,顺时针为负2.5内力、配筋及裂缝计算2.5.1基底反力计算参见地基承载力地基反力计算式中：e——偏心距工况1工况2工况3基本-F+G<kN>1458.001564.68878.88M<kN.m>142.20138.07275.23e<m>-0.10-0.09-0.31p1<kPa>/L1<m>55.51/0.0058.97/0.0041.36/0.00p2<kPa>/L2<m>43.67/4.9047.47/4.9018.43/4.90准永久-F+G<kN>1183.501267.50727.50M<kN.m>124.80121.55229.55e<m>-0.11-0.10-0.32p1<kPa>/L1<m>45.45/0.0048.17/0.0034.31/0.00p2<kPa>/L2<m>35.06/4.9038.05/4.9015.18/4.90注：1.弯矩M逆时针为正,顺时针为负2.偏心距e右偏为正,左偏为负3.L1,L2距底板左端水平距离2.5.2壁板计算壁板外侧受拉为正,内侧受拉为负<1>内力计算0.5≤HB/L=4.00/6.00=0.67≤2.0,壁板按双向板计算工况1工况2工况3基本-池底内水压<kPa>38.1038.100.00池底外水压<kPa>0.000.000.00池底外土压<kPa>0.000.000.00堆载侧压<kPa>0.004.234.23M上<kN.m>/N<kN>0.00/0.000.00/0.000.00/0.00M下<kN.m>/N<kN>-26.49/48.00-26.49/48.000.00/48.00M左<kN.m>-15.99-15.990.00M右<kN.m>-15.99-15.990.00M水平中<kN.m>6.216.210.00M垂直中<kN.m>/N<kN>7.39/24.007.39/24.000.00/24.00M水平上-左<kN.m>5.825.820.00M水平上-中<kN.m>-8.39-8.390.00M水平上-右<kN.m>5.825.820.00准永久-池底内水压<kPa>30.0030.000.00池底外水压<kPa>0.000.000.00池底外土压<kPa>0.000.000.00堆载侧压<kPa>0.003.333.33M上<kN.m>/N<kN>0.00/0.000.00/0.000.00/0.00M下<kN.m>/N<kN>-20.85/40.00-20.85/40.000.00/40.00M左<kN.m>-12.59-12.590.00M右<kN.m>-12.59-12.590.00M水平中<kN.m>4.894.890.00M垂直中<kN.m>/N<kN>5.82/20.005.82/20.000.00/20.00M水平上-左<kN.m>4.584.580.00M水平上-中<kN.m>-6.61-6.610.00M水平上-右<kN.m>4.584.580.00注：1.内力结果为单位宽<1m>内力<2>配筋裂缝计算水平方向按纯弯构件计算,竖向按压弯构件计算位置MN计算As配筋实配As裂缝<kN.m/m><kN/m><mm2/m><mm2/m><mm>内侧-上-0.000.00858D121308700.000下-26.4948.00800D141908100.111左-15.990.00858D121308700.059右-15.990.00858D121308700.059跨中水平-0.000.00858D121308700.000跨中垂直-0.0024.00800D141908100.000水平上-左-0.000.00858D121308700.000中-8.390.00858D121308700.031右-0.000.00858D121308700.000外侧-上0.000.00858D121308700.000下0.0048.00800D141908100.000左0.000.00858D121308700.000右0.000.00858D121308700.000跨中水平6.210.00858D121308700.023跨中垂直7.3924.00800D141908100.024水平上-左5.820.00858D121308700.022中0.000.00858D121308700.000右5.820.00858D121308700.022注：1.计算配筋面积小于零为超筋,配筋为空时选筋失败<3>结果简图2.5.3底板计算底板下侧受拉为正,上侧受拉为负<1>池内底板内力计算按悬臂板计算,地基反力参见工况1工况2工况3基本-池内水重<kN/m>38.1038.100.00M左<kN.m>/L1<m>-31.56/1.90-14.77/1.9036.49/1.90M中<kN.m>/L2<m>-9.25/3.40-5.01/3.406.49/3.40M右<kN.m>/L3<m>0.00/4.900.00/4.90-0.00/4.90准永久-池内水重<kN/m>30.0030.000.00M左<kN.m>/L1<m>-23.95/1.90-10.73/1.9029.64/1.90M中<kN.m>/L2<m>-7.18/3.40-3.84/3.405.21/3.40M右<kN.m>/L3<m>0.00/4.900.00/4.900.00/4.90注：1.内力结果为单位宽<1m>内力2.L1,L2,L3计算截面距底板左端水平距离<2>池外底板内力计算HB/L=1.50/6.00=0.25<0.5,池外底板按壁板端固定,另一端自由单跨梁计算,壁板角隅区弯矩根据《给排水手册》式3.2.2-7计算工况1工况2工况3基本-池外水重<kN/m>0.000.000.00池外土重<kN/m>0.000.000.00池外堆载<kN/m>0.0012.7012.70M左<kN.m>/L1<m>0.00/0.000.00/0.000.00/0.00M中<kN.m>/L2<m>11.22/0.758.63/0.753.51/0.75M右<kN.m>/L3<m>44.22/1.5033.86/1.5012.73/1.50角隅弯矩<kN.m>-52.36-43.53-25.83准永久-池外水重<kN/m>0.000.000.00池外土重<kN/m>0.000.000.00池外堆载<kN/m>0.0010.0010.00M左<kN.m>/L1<m>-0.00/0.000.00/0.00-0.00/0.00M中<kN.m>/L2<m>9.12/0.757.08/0.753.05/0.75M右<kN.m>/L3<m>35.88/1.5027.72/1.5011.09/1.50角隅弯矩<kN.m>-42.82-35.87-21.93注：1.内力结果为单位宽<1m>内力1.L1,L2,l3表示计算截面距底板左端水平距离<3>配筋、裂缝计算按纯弯构件计算位置M计算As配筋实配As裂缝<kN.m/m><mm2/m><mm2/m><mm>池外-上侧-上-52.361072D1414011000.141下-52.361072D1414011000.141梁-左<0.0>-0.001072D1414011000.000中<0.8>-0.001072D1414011000.000右<1.5>-0.001072D1414011000.000下侧-上0.001072D1414011000.000下0.001072D1414011000.000梁-左<0.0>0.001072D1414011000.000中<0.8>11.221072D1414011000.030右<1.5>44.221072D1414011000.118池内-上侧-左<1.9>-31.561072D1414011000.079中<3.4>-9.251072D1414011000.024右<4.9>-0.001072D1414011000.000下侧-左<1.9>36.491072D1414011000.098中<3.4>6.491072D1414011000.017右<4.9>0.001072D1414011000.000注：1.计算配筋面积小于零为超筋,配筋为空时选筋失败2.括号内数字表示计算截面距底板左端水平距离<4>结果简图2.5.4扶壁计算扶壁外侧受拉为正,内侧受拉为负<1>内力计算按底端固定,上端自由单跨梁计算工况1工况2工况3基本-池底内水压<kN/m>228.60228.600.00池底外水压<kN/m>0.000.000.00池底外土压<kN/m>0.000.000.00堆载侧压<kN/m>0.0025.4025.40M1<kN.m>/L1<m>0.00/0.000.00/0.000.00/0.00N1<kN.m>0.000.000.00M2<kN.m>/L2<m>7.34/1.007.34/1.007.34/1.00N2<kN.m>77.4077.4077.40M3<kN.m>/L3<m>2.34/2.002.34/2.0015.04/2.00N3<kN.m>158.40158.40158.40M4<kN.m>/L4<m>-78.12/3.00-78.12/3.0023.48/3.00N4<kN.m>243.00243.00243.00M5<kN.m>/L5<m>-310.93/4.00-310.93/4.0031.97/4.00N5<kN.m>331.20331.20331.20准永久-池底内水压<kN/m>180.00180.000.00池底外水压<kN/m>0.000.000.00池底外土压<kN/m>0.000.000.00堆载侧压<kN/m>0.0020.0020.00M1<kN.m>/L1<m>0.00/0.000.00/0.000.00/0.00N1<kN.m>0.000.000.00M2<kN.m>/L2<m>6.11/1.006.11/1.006.11/1.00N2<kN.m>64.5064.5064.50M3<kN.m>/L3<m>2.53/2.002.53/2.0012.53/2.00N3<kN.m>132.00132.00132.00M4<kN.