生态修复二期、生态设施（清洁能源、固废循环利用、生态化供排水）及绿色交通EPC工程-生态化供排水结构计算书

生态化供排水广阳岛生态修复二期、生态设施（清洁能源、固废循环利用、生态化供排水）及绿色交通EPC工程-生态化供排水结构计算书工程名称：广阳岛生态修复二期、生态设施（清洁能源、固废循环利用、生态化供排水）及绿色交通EPC工程-生态化供排水工号：设计阶段：施工图设计计算内容：污水处理站目录一.国际会议中心中水回用水池二.国际会议中心中水调节池三.大河文明馆、云水小筑、长江书院污水处理站（取中水回用水池、调节池尺寸较大者控制计算）四.岛民部落污水处理站（取中水回用水池、调节池尺寸较大者控制计算）国际会议中心中水回用水池执行规范:《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》(GB50007-2011),本文简称《地基规范》《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012),本文简称《荷载规范》《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002),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》(CECS138-2002),本文简称《水池结构规程》钢筋：d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;Q-HRBF400;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=7.100m,宽度B=8.300m,高度H=3.400m,底板底标高=-4.000m池底厚h3=400mm,池壁厚t1=300mm,池顶板厚h1=200mm,底板外挑长度t2=400mm注：地面标高为±0.000。(平面图)(剖面图)1.2土水信息土天然重度18.00kN/m3,土饱和重度20.00kN/m3,土内摩擦角30度地基承载力特征值fak=120.0kPa,宽度修正系数ηb=0.00,埋深修正系数ηd=1.00地下水位标高-2.500m,池内水深2.400m,池内水重度10.00kN/m3,浮托力折减系数1.00,抗浮安全系数Kf=1.101.3荷载信息活荷载:池顶板4.00kN/m2,地面0.00kN/m2,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1.50,其它1.50活载调整系数:其它1.00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,砼线膨胀系数1.00(10-5/°C)不考虑温度材料强度折减1.4钢筋砼信息混凝土:等级C30,重度25.00kN/m3,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: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: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.水池方位定义如下：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G1=294.65kN池壁自重G2=621.60kN底板自重G3=718.90kN水池结构自重Gc=G1+G2+G3=1635.15kN(2)池内水重Gw计算池内水重Gw=1201.20kN(3)覆土重量计算池顶覆土重量Gt1=636.44kN池顶地下水重量Gs1=0kN底板外挑覆土重量Gt2=725.76kN底板外挑地下水重量Gs2=142.56kN基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=1362.20kN基底以上的地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=142.56kN(4)活荷载作用Gh顶板活荷载作用力Gh1=235.72kN活荷载作用力总和Gh=235.72kN(5)基底压力Pk基底面积:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=7.900×9.100=71.89m2基底压强:Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(1635.15+1201.20+1362.20+142.56+235.72)/71.890=63.66kN/m23.1.2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=[1.500×(20.00-10)+2.500×18.00]/4.000=15.00kN/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/m3(3)根据《地基规范》的要求，修正地基承载力:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=120.00+0.00×10.00×(6.000-3)+1.00×15.00×(4.000-0.5)=172.50kPa3.1.3结论:Pk=63.66<fa=172.50kPa,地基承载力满足要求。3.2抗浮验算抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=1635.15+1362.20+142.56=3139.91kN浮力F=(7.100+2×0.400)×(8.300+2×0.400)×1.500×10.0×1.00=1078.35kNGk/F=3139.91/1078.35=2.91>Kf=1.10,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=0.600×18.00=10.80kN/m2池顶板自重荷载标准值:P1=25.00×0.200=5.00kN/m2顶板活荷载标准值:Ph1=4.00kN/m2池顶均布荷载基本组合:Qt=1.30×P1+1.30×Pt+0.90×1.50×1.00×Ph1=25.94kN/m2池顶均布荷载准永久组合:Qte=P1+Pt+0.40×Ph1=17.40kN/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/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)0.000.000.000.000.00池壁顶端(-0.800)4.800.000.006.244.80地下水位处(-2.500)15.000.000.0019.5015.00底板顶面(-3.600)18.6711.000.0040.7729.67(2)池内底部水压力:标准值=24.00kN/m2,基本组合设计值=31.20kN/m23.3.3底板荷载计算(池内无水，池外填土):水池结构自重标准值Gc=1635.15kN基础底面以上土重标准值Gt=1362.20kN基础底面以上水重标准值Gs=142.56kN基础底面以上活载标准值Gh=235.72kN水池底板以上全部竖向压力基本组合:Qb=(1635.15×1.30+1362.20×1.30+142.56×1.50+235.72×1.50×0.90×1.00)/71.890=61.60kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合:Qbe=(1635.15+1362.20+142.56×1.00+4.00×58.930×0.40+0.00×71.890×0.40)/71.890=44.99kN/m2板底均布净反力基本组合:Q=61.60-0.400×25.00×1.30=48.60kN/m2板底均布净反力准永久组合:Qe=44.99-0.400×25.00=34.99kN/m23.3.4底板荷载计算(池内有水，池外无土):水池底板以上全部竖向压力基本组合:Qb=[1635.15×1.30+(6.500×7.700×2.400)×10.00×1.30]/71.890=51.29kN/m2板底均布净反力基本组合:Q=51.29-(0.400×25.00×1.30+2.400×10.00×1.30)=7.09kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合:Qbe=[1635.15+(6.500×7.700×2.400)×10.00]/71.890=39.45kN/m2板底均布净反力准永久组合:Qe=39.45-(0.400×25.00+2.400×10.00)=5.45kN/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-池外温度)(1)顶板内力:弯矩示意图Mx——平行于lx方向板中心点的弯矩；My——平行于ly方向板中心点的弯矩；M0x——平行于lx方向板边缘弯矩；M0y——平行于ly方向板边缘弯矩。计算跨度:lx=6.700m,ly=7.900m,四边简支按双向板计算.荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)内力组合跨中Mx跨中My边缘M0x边缘M0y基本组合67.2552.290.000.00准永久组合45.1135.080.000.00(2)XZ(前后)侧池壁内力:弯矩示意图Mx——平行于lx方向板中心点的弯矩；Mz——平行于lz方向板中心点的弯矩；M0x——平行于lx方向板边缘弯矩；M0z——平行于lz方向板边缘弯矩。计算跨度:lx=6.800m,lz=2.800m,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:-13.19,准永久组合:-9.68池内水压力作用角隅处弯矩(kN.m/m):基本组合:8.56,准永久组合:6.591.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表(kN.m/m)池外土内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M0.0011.51-13.19-24.160.00池外土+温湿度作用内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池外土压力0.0011.51-13.19-24.160.00温湿度作用-21.35-18.57-31.37-33.22-0.00ΣM-21.35-7.07-44.56-57.38-0.00②准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)池外土内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M0.008.46-9.68-17.700.00池外土+温湿度作用内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池外土压力0.008.46-9.68-17.700.00温湿度作用-15.81-13.76-23.24-24.61-0.00ΣM-15.81-5.30-32.92-42.31-0.002.池内有水，池外无土时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表(kN.m/m)池内水内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M-0.00-7.298.5616.31-0.00池内水+温湿度作用内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池内水压力-0.00-7.298.5616.31-0.00温湿度作用-21.35-18.57-31.37-33.22-0.00ΣM-21.35-25.86-22.81-16.910.00②准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)池内水内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M-0.00-5.616.5912.54-0.00池内水+温湿度作用内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池内水压力-0.00-5.616.5912.54-0.00温湿度作用-15.81-13.76-23.24-24.61-0.00ΣM-15.81-19.37-16.65-12.060.00(3)YZ(左右)侧池壁内力:弯矩示意图My——平行于ly方向板中心点的弯矩；Mz——平行于lz方向板中心点的弯矩；M0y——平行于ly方向板边缘弯矩；M0z——平行于lz方向板边缘弯矩。计算跨度:ly=8.000m,lz=2.800m,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:-13.19,准永久组合:-9.68池内水压力作用角隅处弯矩(kN.m/m):基本组合:8.56,准永久组合:6.591.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表(kN.m/m)池外土内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M0.0011.51-13.19-24.160.00池外土+温湿度作用内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池外土压力0.0011.51-13.19-24.160.00温湿度作用-21.35-18.57-31.37-33.22-0.00ΣM-21.35-7.07-44.56-57.38-0.00②准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)池外土内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M0.008.46-9.68-17.700.00池外土+温湿度作用内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池外土压力0.008.46-9.68-17.700.00温湿度作用-15.81-13.76-23.24-24.61-0.00ΣM-15.81-5.30-32.92-42.31-0.002.池内有水，池外无土时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表(kN.m/m)池内水内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M-0.00-7.298.5616.31-0.00池内水+温湿度作用内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池内水压力-0.00-7.298.5616.31-0.00温湿度作用-21.35-18.57-31.37-33.22-0.00ΣM-21.35-25.86-22.81-16.910.00②准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)池内水内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M-0.00-5.616.5912.54-0.00池内水+温湿度作用内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池内水压力-0.00-5.616.5912.54-0.00温湿度作用-15.81-13.76-23.24-24.61-0.00ΣM-15.81-19.37-16.65-12.060.00(4)底板内力:计算跨度:lx=6.800m,ly=8.000m,四边简支+池壁传递弯矩按双向板计算.1.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表内力组合跨中Mx跨中My边缘M0x边缘M0y简支基底反力129.36100.950.000.00池壁传递弯矩-31.05-23.96-57.38-57.38ΣM98.3176.99-57.38-57.38②准永久组合作用弯矩表内力组合跨中Mx跨中My边缘M0x边缘M0y简支基底反力93.1272.670.000.00池壁传递弯矩-22.89-17.67-42.31-42.31ΣM70.2355.01-42.31-42.312.池内有水,池外无土时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表内力组合跨中Mx跨中My边缘M0x边缘M0y简支基底反力18.8714.730.000.00池壁传递弯矩8.826.8116.3116.31ΣM27.7021.5416.3116.31②准永久组合作用弯矩表内力组合跨中Mx跨中My边缘M0x边缘M0y简支基底反力14.5211.330.000.00池壁传递弯矩6.795.2412.5412.54ΣM21.3016.5712.5412.54(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缝,结果如下:①顶板配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m,面积:mm2/m,裂缝:mm)配筋示意图Ax——平行于lx方向的板跨中钢筋；Ay——平行于ly方向的板跨中钢筋；A0x——平行于lx方向的板边缘钢筋；A0y——平行于ly方向的板边缘钢筋。配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度跨中Ax下侧67.251301E18@15016960.14跨中Ay下侧52.29984E16@15013400.13边缘A0x上侧0.00400E12@1507540.00边缘A0y上侧0.00400E12@1507540.00②XZ(前后)侧池壁配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m,面积:mm2/m,裂缝:mm)配筋示意图Ax——平行于lx方向的板跨中钢筋；Az——平行于lz方向的板跨中钢筋；A0x——平行于lx方向的板边缘钢筋；A0z——平行于lz方向的板边缘钢筋。配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度跨中Ax内侧0.00600E14@15010260.00外侧-21.35600E14@15010260.05跨中Az内侧11.51600E14@15010260.03外侧-25.86600E14@15010260.06边缘A0x内侧8.56600E14@15010260.02外侧-44.56600E14@15010260.10边缘A0z(底)内侧16.31600E14@15010260.04外侧-57.38632E14@15010260.13边缘A0z(顶)内侧0.00600E14@15010260.00外侧-0.00600E14@15010260.00③YZ(左右)侧池壁配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m,面积:mm2/m,裂缝:mm)配筋示意图Ay——平行于ly方向的板跨中钢筋；Az——平行于lz方向的板跨中钢筋；A0y——平行于ly方向的板边缘钢筋；A0z——平行于lz方向的板边缘钢筋。配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度跨中Ay内侧0.00600E14@15010260.00外侧-21.35600E14@15010260.05跨中Az内侧11.51600E14@15010260.03外侧-25.86600E14@15010260.06边缘A0y内侧8.56600E14@15010260.02外侧-44.56600E14@15010260.10边缘A0z(底)内侧16.31600E14@15010260.04外侧-57.38632E14@15010260.13边缘A0z(顶)内侧0.00600E14@15010260.00外侧-0.00600E14@15010260.00④底板配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m,面积:mm2/m,裂缝:mm)配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度跨中Ax上侧98.31800E20@10031420.03下侧0.00800E14@1908100.00跨中Ay上侧76.99800E16@10020110.05下侧0.00800E14@1908100.00边缘A0x上侧16.31800E20@10031420.01下侧-57.38800E14@15010260.12边缘A0y上侧16.31800E16@10020110.01下侧-57.38800E14@15010260.12裂缝验算均满足.3.5混凝土工程量计算:(1)顶板:L×B×h1=7.100×8.300×0.200=11.79m3(2)池壁:[(L-t1)+(B-t1)]×2×t1×h2=[(7.100-0.300)+(8.300-0.300)]×2×0.300×2.800=24.86m3(3)底板:(L+2×t2)×(B+2×t2)×h3=(7.100+2×0.400)×(8.300+2×0.400)×0.400=28.76m3(4)池外表面积:(L+2×t2)×(B+2×t2)×2+(2×B+2×L)×(H-h3)+(2×B+2×L+8×t2)×h3=(7.100+2×0.400)×(8.300+2×0.400)×2+(2×8.300+2×7.100)×(3.400-0.400)+(2×8.300+2×7.100+8×0.400)×0.400=249.78m2(4)池内表面积:(L-2×t1)×(B-2×t1)×2+(L+B-4×t1)×2×(H-h3-h1)=(7.100-2×0.300)×(8.300-2×0.300)×2+(7.100+8.300-4×0.300)×2×(3.400-0.400-0.200)=179.62m2(5)水池混凝土总方量=11.79+24.86+28.76=65.41m3【理正结构设计工具箱软件7.0PB4】计算日期:2021-04-2116:44:27国际会议中心调节池执行规范:《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》(GB50007-2011),本文简称《地基规范》《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012),本文简称《荷载规范》《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002),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》(CECS138-2002),本文简称《水池结构规程》钢筋：d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;Q-HRBF400;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=9.000m,宽度B=11.400m,高度H=3.400m,底板底标高=-4.000m池底厚h3=300mm,池壁厚t1=300mm,池顶板厚h1=200mm,底板外挑长度t2=400mm注：地面标高为±0.000。(平面图)(剖面图)1.2土水信息土天然重度18.00kN/m3,土饱和重度20.00kN/m3,土内摩擦角30度地基承载力特征值fak=120.0kPa,宽度修正系数ηb=0.00,埋深修正系数ηd=1.00地下水位标高-2.500m,池内水深2.400m,池内水重度10.00kN/m3,浮托力折减系数1.00,抗浮安全系数Kf=1.101.3荷载信息活荷载:池顶板4.00kN/m2,地面0.00kN/m2,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1.50,其它1.50活载调整系数:其它1.00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,砼线膨胀系数1.00(10-5/°C)不考虑温度材料强度折减1.4钢筋砼信息混凝土:等级C30,重度25.00kN/m3,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: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: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.水池方位定义如下：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G1=513.00kN池壁自重G2=861.30kN底板自重G3=896.70kN水池结构自重Gc=G1+G2+G3=2271.00kN(2)池内水重Gw计算池内水重Gw=2177.28kN(3)覆土重量计算池顶覆土重量Gt1=1108.08kN池顶地下水重量Gs1=0kN底板外挑覆土重量Gt2=966.72kN底板外挑地下水重量Gs2=203.52kN基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=2074.80kN基底以上的地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=203.52kN(4)活荷载作用Gh顶板活荷载作用力Gh1=410.40kN活荷载作用力总和Gh=410.40kN(5)基底压力Pk基底面积:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=9.800×12.200=119.56m2基底压强:Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(2271.00+2177.28+2074.80+203.52+410.40)/119.560=59.69kN/m23.1.2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=[1.500×(20.00-10)+2.500×18.00]/4.000=15.00kN/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/m3(3)根据《地基规范》的要求，修正地基承载力:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=120.00+0.00×10.00×(6.000-3)+1.00×15.00×(4.000-0.5)=172.50kPa3.1.3结论:Pk=59.69<fa=172.50kPa,地基承载力满足要求。3.2抗浮验算抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=2271.00+2074.80+203.52=4549.32kN浮力F=(9.000+2×0.400)×(11.400+2×0.400)×1.500×10.0×1.00=1793.40kNGk/F=4549.32/1793.40=2.54>Kf=1.10,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=0.600×18.00=10.80kN/m2池顶板自重荷载标准值:P1=25.00×0.200=5.00kN/m2顶板活荷载标准值:Ph1=4.00kN/m2池顶均布荷载基本组合:Qt=1.30×P1+1.30×Pt+0.90×1.50×1.00×Ph1=25.94kN/m2池顶均布荷载准永久组合:Qte=P1+Pt+0.40×Ph1=17.40kN/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/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)0.000.000.000.000.00池壁顶端(-0.800)4.800.000.006.244.80地下水位处(-2.500)15.000.000.0019.5015.00底板顶面(-3.700)19.0012.000.0042.7031.00(2)池内底部水压力:标准值=24.00kN/m2,基本组合设计值=31.20kN/m23.3.3底板荷载计算(池内无水，池外填土):水池结构自重标准值Gc=2271.00kN基础底面以上土重标准值Gt=2074.80kN基础底面以上水重标准值Gs=203.52kN基础底面以上活载标准值Gh=410.40kN水池底板以上全部竖向压力基本组合:Qb=(2271.00×1.30+2074.80×1.30+203.52×1.50+410.40×1.50×0.90×1.00)/119.560=54.44kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合:Qbe=(2271.00+2074.80+203.52×1.00+4.00×102.600×0.40+0.00×119.560×0.40)/119.560=39.42kN/m2板底均布净反力基本组合:Q=54.44-0.300×25.00×1.30=44.69kN/m2板底均布净反力准永久组合:Qe=39.42-0.300×25.00=31.92kN/m23.3.4底板荷载计算(池内有水，池外无土):水池底板以上全部竖向压力基本组合:Qb=[2271.00×1.30+(8.400×10.800×2.400)×10.00×1.30]/119.560=48.37kN/m2板底均布净反力基本组合:Q=48.37-(0.300×25.00×1.30+2.400×10.00×1.30)=7.42kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合:Qbe=[2271.00+(8.400×10.800×2.400)×10.00]/119.560=37.21kN/m2板底均布净反力准永久组合:Qe=37.21-(0.300×25.00+2.400×10.00)=5.71kN/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-池外温度)(1)顶板内力:弯矩示意图Mx——平行于lx方向板中心点的弯矩；My——平行于ly方向板中心点的弯矩；M0x——平行于lx方向板边缘弯矩；M0y——平行于ly方向板边缘弯矩。计算跨度:lx=8.600m,ly=11.000m,四边简支按双向板计算.荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)内力组合跨中Mx跨中My边缘M0x边缘M0y基本组合124.1585.270.000.00准永久组合83.2757.200.000.00(2)XZ(前后)侧池壁内力:弯矩示意图Mx——平行于lx方向板中心点的弯矩；Mz——平行于lz方向板中心点的弯矩；M0x——平行于lx方向板边缘弯矩；M0z——平行于lz方向板边缘弯矩。计算跨度:lx=8.700m,lz=2.900m,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:-14.72,准永久组合:-10.78池内水压力作用角隅处弯矩(kN.m/m):基本组合:9.18,准永久组合:7.061.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表(kN.m/m)池外土内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M0.0012.83-14.72-27.000.00池外土+温湿度作用内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池外土压力0.0012.83-14.72-27.000.00温湿度作用-21.35-18.57-31.37-33.22-0.00ΣM-21.35-5.75-46.09-60.22-0.00②准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)池外土内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M0.009.40-10.78-19.740.00池外土+温湿度作用内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池外土压力0.009.40-10.78-19.740.00温湿度作用-15.81-13.76-23.24-24.61-0.00ΣM-15.81-4.35-34.02-44.34-0.002.池内有水，池外无土时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表(kN.m/m)池内水内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M-0.00-7.829.1817.49-0.00池内水+温湿度作用内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池内水压力-0.00-7.829.1817.49-0.00温湿度作用-21.35-18.57-31.37-33.22-0.00ΣM-21.35-26.39-22.19-15.720.00②准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)池内水内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M-0.00-6.017.0613.46-0.00池内水+温湿度作用内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池内水压力-0.00-6.017.0613.46-0.00温湿度作用-15.81-13.76-23.24-24.61-0.00ΣM-15.81-19.77-16.17-11.150.00(3)YZ(左右)侧池壁内力:弯矩示意图My——平行于ly方向板中心点的弯矩；Mz——平行于lz方向板中心点的弯矩；M0y——平行于ly方向板边缘弯矩；M0z——平行于lz方向板边缘弯矩。计算跨度:ly=11.100m,lz=2.900m,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:-14.72,准永久组合:-10.78池内水压力作用角隅处弯矩(kN.m/m):基本组合:9.18,准永久组合:7.061.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表(kN.m/m)池外土内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M0.0012.83-14.72-27.000.00池外土+温湿度作用内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池外土压力0.0012.83-14.72-27.000.00温湿度作用-21.35-18.57-31.37-33.22-0.00ΣM-21.35-5.75-46.09-60.22-0.00②准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)池外土内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M0.009.40-10.78-19.740.00池外土+温湿度作用内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池外土压力0.009.40-10.78-19.740.00温湿度作用-15.81-13.76-23.24-24.61-0.00ΣM-15.81-4.35-34.02-44.34-0.002.池内有水，池外无土时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表(kN.m/m)池内水内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M-0.00-7.829.1817.49-0.00池内水+温湿度作用内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池内水压力-0.00-7.829.1817.49-0.00温湿度作用-21.35-18.57-31.37-33.22-0.00ΣM-21.35-26.39-22.19-15.720.00②准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)池内水内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M-0.00-6.017.0613.46-0.00池内水+温湿度作用内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池内水压力-0.00-6.017.0613.46-0.00温湿度作用-15.81-13.76-23.24-24.61-0.00ΣM-15.81-19.77-16.17-11.150.00(4)底板内力:计算跨度:lx=8.700m,ly=11.100m,四边简支+池壁传递弯矩按双向板计算.1.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表内力组合跨中Mx跨中My边缘M0x边缘M0y简支基底反力218.14150.400.000.00池壁传递弯矩-34.42-23.58-60.22-60.22ΣM183.73126.82-60.22-60.22②准永久组合作用弯矩表内力组合跨中Mx跨中My边缘M0x边缘M0y简支基底反力155.83107.440.000.00池壁传递弯矩-25.34-17.36-44.34-44.34ΣM130.4890.08-44.34-44.342.池内有水,池外无土时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表内力组合跨中Mx跨中My边缘M0x边缘M0y简支基底反力36.2024.960.000.00池壁传递弯矩10.006.8517.4917.49ΣM46.2031.8117.4917.49②准永久组合作用弯矩表内力组合跨中Mx跨中My边缘M0x边缘M0y简支基底反力27.8519.200.000.00池壁传递弯矩7.695.2713.4613.46ΣM35.5424.4713.4613.46(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缝,结果如下:①顶板配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m,面积:mm2/m,裂缝:mm)配筋示意图Ax——平行于lx方向的板跨中钢筋；Ay——平行于ly方向的板跨中钢筋；A0x——平行于lx方向的板边缘钢筋；A0y——平行于ly方向的板边缘钢筋。配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度跨中Ax下侧124.152750E20@10031420.13跨中Ay下侧85.271711E18@10025450.10边缘A0x上侧0.00400E12@1507540.00边缘A0y上侧0.00400E12@1507540.00②XZ(前后)侧池壁配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m,面积:mm2/m,裂缝:mm)配筋示意图Ax——平行于lx方向的板跨中钢筋；Az——平行于lz方向的板跨中钢筋；A0x——平行于lx方向的板边缘钢筋；A0z——平行于lz方向的板边缘钢筋。配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度跨中Ax内侧0.00600E14@15010260.00外侧-21.35600E14@15010260.05跨中Az内侧12.83600E14@15010260.03外侧-26.39600E14@15010260.06边缘A0x内侧9.18600E14@15010260.02外侧-46.09600E14@15010260.10边缘A0z(底)内侧17.49600E14@15010260.04外侧-60.22665E14@15010260.13边缘A0z(顶)内侧0.00600E14@15010260.00外侧-0.00600E14@15010260.00③YZ(左右)侧池壁配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m,面积:mm2/m,裂缝:mm)配筋示意图Ay——平行于ly方向的板跨中钢筋；Az——平行于lz方向的板跨中钢筋；A0y——平行于ly方向的板边缘钢筋；A0z——平行于lz方向的板边缘钢筋。配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度跨中Ay内侧0.00600E14@15010260.00外侧-21.35600E14@15010260.05跨中Az内侧12.83600E14@15010260.03外侧-26.39600E14@15010260.06边缘A0y内侧9.18600E14@15010260.02外侧-46.09600E14@15010260.10边缘A0z(底)内侧17.49600E14@15010260.04外侧-60.22665E14@15010260.13边缘A0z(顶)内侧0.00600E14@15010260.00外侧-0.00600E14@15010260.00④底板配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m,面积:mm2/m,裂缝:mm)配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度跨中Ax上侧183.732196E20@10031420.14下侧0.00600E14@2506160.00跨中Ay上侧126.821458E16@10020110.14下侧0.00600E14@2506160.00边缘A0x上侧17.49600E20@10031420.01下侧-60.22665E14@15010260.13边缘A0y上侧17.49600E16@10020110.01下侧-60.22665E14@15010260.13裂缝验算均满足.3.5混凝土工程量计算:(1)顶板:L×B×h1=9.000×11.400×0.200=20.52m3(2)池壁:[(L-t1)+(B-t1)]×2×t1×h2=[(9.000-0.300)+(11.400-0.300)]×2×0.300×2.900=34.45m3(3)底板:(L+2×t2)×(B+2×t2)×h3=(9.000+2×0.400)×(11.400+2×0.400)×0.300=35.87m3(4)池外表面积:(L+2×t2)×(B+2×t2)×2+(2×B+2×L)×(H-h3)+(2×B+2×L+8×t2)×h3=(9.000+2×0.400)×(11.400+2×0.400)×2+(2×11.400+2×9.000)×(3.400-0.300)+(2×11.400+2×9.000+8×0.400)×0.300=378.80m2(4)池内表面积:(L-2×t1)×(B-2×t1)×2+(L+B-4×t1)×2×(H-h3-h1)=(9.000-2×0.300)×(11.400-2×0.300)×2+(9.000+11.400-4×0.300)×2×(3.400-0.300-0.200)=292.80m2(5)水池混凝土总方量=20.52+34.45+35.87=90.84m3【理正结构设计工具箱软件7.0PB4】计算日期:2021-04-2116:38:25大河文明馆、云水小筑、长江书院污水处理站（取中水回用水池、调节池尺寸较大者控制计算）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》(GB50007-2011),本文简称《地基规范》《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012),本文简称《荷载规范》《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002),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》(CECS138-2002),本文简称《水池结构规程》钢筋：d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;Q-HRBF400;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=8.300m,宽度B=4.300m,高度H=3.400m,底板底标高=-4.000m池底厚h3=400mm,池壁厚t1=300mm,池顶板厚h1=200mm,底板外挑长度t2=400mm注：地面标高为±0.000。(平面图)(剖面图)1.2土水信息土天然重度18.00kN/m3,土饱和重度20.00kN/m3,土内摩擦角30度地基承载力特征值fak=120.0kPa,宽度修正系数ηb=0.00,埋深修正系数ηd=1.00地下水位标高0.000m,池内水深2.400m,池内水重度10.00kN/m3,浮托力折减系数1.00,抗浮安全系数Kf=1.101.3荷载信息活荷载:池顶板1.50kN/m2,地面10.00kN/m2,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1.50,其它1.50活载调整系数:其它1.00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,砼线膨胀系数1.00(10-5/°C)不考虑温度材料强度折减1.4钢筋砼信息混凝土:等级C30,重度25.00kN/m3,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: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: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.水池方位定义如下：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G1=178.45kN池壁自重G2=504.00kN底板自重G3=464.10kN水池结构自重Gc=G1+G2+G3=1146.55kN(2)池内水重Gw计算池内水重Gw=683.76kN(3)覆土重量计算池顶覆土重量Gt1=214.14kN池顶地下水重量Gs1=214.14kN底板外挑覆土重量Gt2=385.92kN底板外挑地下水重量Gs2=385.92kN基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=600.06kN基底以上的地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=600.06kN(4)活荷载作用Gh顶板活荷载作用力Gh1=53.54kN地面活荷载作用力Gh2=464.10kN活荷载作用力总和Gh=517.64kN(5)基底压力Pk基底面积:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=9.100×5.100=46.41m2基底压强:Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(1146.55+683.76+600.06+600.06+517.64)/46.410=76.45kN/m23.1.2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=[4.000×(20.00-10)+-0.000×18.00]/4.000=10.00kN/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/m3(3)根据《地基规范》的要求，修正地基承载力:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=120.00+0.00×10.00×(5.100-3)+1.00×10.00×(4.000-0.5)=155.00kPa3.1.3结论:Pk=76.45<fa=155.00kPa,地基承载力满足要求。3.2抗浮验算抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=1146.55+600.06+600.06=2346.67kN浮力F=(8.300+2×0.400)×(4.300+2×0.400)×4.000×10.0×1.00=1856.40kNGk/F=2346.67/1856.40=1.26>Kf=1.10,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=-0.000×18.00+0.600×(20.00-10.0)=6.00kN/m2池顶的水压力标准值:Ps=0.600×10.0=6.00kN/m2池顶板自重荷载标准值:P1=25.00×0.200=5.00kN/m2顶板活荷载标准值:Ph1=1.50kN/m2地面活荷载标准值:Ph2=10.00kN/m2池顶均布荷载基本组合:Qt=1.30×P1+1.30×Pt+0.90×1.50×1.00×(Ph1+Ph2)+1.50×Ps=38.82kN/m2池顶均布荷载准永久组合:Qte=P1+Pt+0.40×Ph1+0.40×Ph2+1.00×Ps=21.60kN/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/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)0.000.003.334.501.33地下水位处(0.000)-0.000.003.334.501.33池壁顶端(-0.800)2.678.003.3319.9712.00底板顶面(-3.600)12.0036.003.3374.1049.33(2)池内底部水压力:标准值=24.00kN/m2,基本组合设计值=31.20kN/m23.3.3底板荷载计算(池内无水，池外填土):水池结构自重标准值Gc=1146.55kN基础底面以上土重标准值Gt=600.06kN基础底面以上水重标准值Gs=600.06kN基础底面以上活载标准值Gh=517.64kN水池底板以上全部竖向压力基本组合:Qb=(1146.55×1.30+600.06×1.30+600.06×1.50+517.64×1.50×0.90×1.00)/46.410=83.38kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合:Qbe=(1146.55+600.06+600.06×1.00+1.50×35.690×0.40+10.00×46.410×0.40)/46.410=55.03kN/m2板底均布净反力基本组合:Q=83.38-0.400×25.00×1.30=70.38kN/m2板底均布净反力准永久组合:Qe=55.03-0.400×25.00=45.03kN/m23.3.4底板荷载计算(池内有水，池外无土):水池底板以上全部竖向压力基本组合:Qb=[1146.55×1.30+(7.700×3.700×2.400)×10.00×1.30]/46.410=51.27kN/m2板底均布净反力基本组合:Q=51.27-(0.400×25.00×1.30+2.400×10.00×1.30)=7.07kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合:Qbe=[1146.55+(7.700×3.700×2.400)×10.00]/46.410=39.44kN/m2板底均布净反力准永久组合:Qe=39.44-(0.400×25.00+2.400×10.00)=5.44kN/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-池外温度)(1)顶板内力:弯矩示意图Mx——平行于lx方向板中心点的弯矩；My——平行于ly方向板中心点的弯矩；M0x——平行于lx方向板边缘弯矩；M0y——平行于ly方向板边缘弯矩。计算跨度:lx=7.900m,ly=3.900m,四边简支按单向板计算.荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)内力组合跨中Mx跨中My边缘M0x边缘M0y基本组合0.0073.820.000.00准永久组合0.0041.070.000.00(2)XZ(前后)侧池壁内力:弯矩示意图Mx——平行于lx方向板中心点的弯矩；Mz——平行于lz方向板中心点的弯矩；M0x——平行于lx方向板边缘弯矩；M0z——平行于lz方向板边缘弯矩。计算跨度:lx=8.000m,lz=2.800m,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:-26.75,准永久组合:-17.39池内水压力作用角隅处弯矩(kN.m/m):基本组合:8.56,准永久组合:6.591.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表(kN.m/m)池外土内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M0.0023.65-26.75-47.860.00池外土+温湿度作用内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池外土压力0.0023.65-26.75-47.860.00温湿度作用-21.35-18.57-31.37-33.22-0.00ΣM-21.355.08-58.12-81.08-0.00②准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)