悦来水厂三期泥沙处理及雨污分流改造工程(供水工程)废水回收水池结构计算书

PAGE1计算书工程名称：悦来水厂三期泥沙处理及雨污分流改造工程(供水工程)计算内容：废水回收水池计算：年月日校核：年月日审核：年月日一、设计依据1．本工程据业主提供湖北省地质勘察基础有限公司2020年7月完成的《悦来厂区排水改造工程地质勘察报告（一次性勘察）》进行设计。2．有关现行国家设计规范《建筑结构荷载规范》GB50009—2012《混凝土结构设计规范》GB50010—2010（2015年版）《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》CECS138:2002《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）《砌体结构设计规范》GB50003-2011《建筑地基基础设计规范》GB50007—2011《建筑地基基础设计规范》DBJ50-047-2016二、设计原则1．结构设计安全等级：一级，设计使用年限：50年。2．环境类别：地面以下为二a类，混凝土最大裂缝宽度限值：0.20mm；地面以上框架为一类；混凝土结构构件的裂缝控制等级：三级，最大裂缝宽度限值：0.30mm。3．抗震设防烈度6度，设计地震加速度值为0.05g，按7度采取抗震措施，设计地震分组为第一组，I
I
类建筑场地，场地特征周期为0.35s，建筑物抗震设防类别为重点设防类（乙类）。4．结构计算软件：理正结构系列软件。三、池体计算钢筋：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:无顶盖半地上长度L=20.600m,宽度B=17.800m,高度H=10.000m,底板底标高=-10.000m池底厚h3=900mm,池壁厚t1=800mm,底板外挑长度t2=800mm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=200.0kPa,宽度修正系数ηb=0.00,埋深修正系数ηd=1.00地下水位标高-7.000m,池内水深4.500m,池内水重度10.00kN/m3,浮托力折减系数1.00,抗浮安全系数Kf=1.051.3荷载信息活荷载: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不考虑温湿度作用.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26.00kN/m3,泊松比0.20纵筋保护层厚度(mm):池壁(内55,外55),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(不考虑温度作用)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计算池壁自重G2=13931.01kN底板自重G3=10077.91kN水池结构自重Gc=G2+G3=24008.92kN(2)池内水重Gw计算池内水重Gw=13851.00kN(3)覆土重量计算池顶覆土重量Gt1=0kN池顶地下水重量Gs1=0kN底板外挑覆土重量Gt2=9920.00kN底板外挑地下水重量Gs2=704.00kN基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=9920.00kN基底以上的地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=704.00kN(4)活荷载作用Gh地面活荷载作用力Gh2=640.00kN活荷载作用力总和Gh=Gh2=640.00kN(5)基底压力Pk基底面积:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=22.200×19.400=430.68m2基底压强:Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(24008.92+13851.00+9920.00+704.00+640.00)/430.680=114.06kN/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=[2.000×(20.00-10)+8.000×18.00]/10.000=16.40kN/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)=200.00+0.00×10.00×(6.000-3)+1.00×16.40×(10.000-0.5)=355.80kPa3.1.3结论:Pk=114.06<fa=355.80kPa,地基承载力满足要求。3.2抗浮验算抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=24008.92+9920.00+704.00=34632.92kN浮力F=(20.600+2×0.800)×(17.800+2×0.800)×2.000×10.0×1.00=8613.60kNGk/F=34632.92/8613.60=4.02>Kf=1.05,抗浮满足要求。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池壁顶端(0.000)0.000.003.334.501.33地面(0.000)0.000.003.334.501.33地下水位处(-8.000)48.000.003.3366.9049.33底板顶面(-9.100)51.6711.003.3388.1764.00(2)池内底部水压力:标准值=45.00kN/m2,基本组合设计值=58.50kN/m23.3.2底板荷载计算(池内无水，池外填土):水池结构自重标准值Gc=24008.92kN基础底面以上土重标准值Gt=9920.00kN基础底面以上水重标准值Gs=704.00kN基础底面以上活载标准值Gh=640.00kN水池底板以上全部竖向压力基本组合:Qb=(24008.92×1.30+9920.00×1.30+704.00×1.50+640.00×1.50×0.90×1.00)/430.680=106.87kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合:Qbe=(24008.92+9920.00+704.00×1.00+10.00×64.000×0.40)/430.680=81.01kN/m2板底均布净反力基本组合:Q=106.87-0.900×26.00×1.30=76.45kN/m2板底均布净反力准永久组合:Qe=81.01-0.900×26.00=57.61kN/m23.3.3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=[24008.92×1.30+(19.000×16.200×4.500)×10.00×1.30]/430.680=114.28kN/m2板底均布净反力基本组合:Q=114.28-(0.900×26.00×1.30+4.500×10.00×1.30)=25.36kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合:Qbe=[24008.92+(19.000×16.200×4.500)×10.00]/430.680=87.91kN/m2板底均布净反力准永久组合:Qe=87.91-(0.900×26.00+4.500×10.00)=19.51kN/m23.4内力,配筋及裂缝计算弯矩正负号规则: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)池壁水平弯矩按池壁水平线刚度比进行调整,线刚度比(XZ侧/YZ侧)=0.859(1)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=19.800m,lz=9.100m,三边固定,顶边自由池壁类型:普通池壁,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(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)M126.75101.40-405.61-741.900.00弯矩调整138.18101.40-394.18-741.900.00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126.75101.40-405.61-741.900.00温湿度作用-----ΣM126.75101.40-405.61-741.900.00弯矩调整138.18101.40-394.18-741.900.00②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)M87.3474.54-280.98-516.050.00弯矩调整95.0474.54-273.28-516.050.00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87.3474.54-280.98-516.050.00温湿度作用-----ΣM87.3474.54-280.98-516.050.00弯矩调整95.0474.54-273.28-516.050.002.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-76.89-68.73248.36457.52-0.00弯矩调整-83.55-68.73241.69457.52-0.00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-76.89-68.73248.36457.52-0.00温湿度作用-----ΣM-76.89-68.73248.36457.520.00弯矩调整-83.55-68.73241.69457.520.00②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-59.14-52.87191.04351.94-0.00弯矩调整-64.27-52.87185.92351.94-0.00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-59.14-52.87191.04351.94-0.00温湿度作用-----ΣM-59.14-52.87191.04351.940.00弯矩调整-64.27-52.87185.92351.940.00(2)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=17.000m,lz=9.100m,三边固定,顶边自由池壁类型:普通池壁,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(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)M134.25116.41-380.87-617.960.00弯矩调整120.93116.41-394.18-617.960.00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134.25116.41-380.87-617.960.00温湿度作用-----ΣM134.25116.41-380.87-617.960.00弯矩调整120.93116.41-394.18-617.960.00②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)M92.5884.28-264.31-431.850.00弯矩调整83.6184.28-273.28-431.850.00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92.5884.28-264.31-431.850.00温湿度作用-----ΣM92.5884.28-264.31-431.850.00弯矩调整83.6184.28-273.28-431.850.002.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-81.55-76.90233.93384.20-0.00弯矩调整-73.79-76.90241.69384.20-0.00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-81.55-76.90233.93384.20-0.00温湿度作用-----ΣM-81.55-76.90233.93384.200.00弯矩调整-73.79-76.90241.69384.200.00②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-62.73-59.15179.95295.54-0.00弯矩调整-56.76-59.15185.92295.54-0.00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-62.73-59.15179.95295.54-0.00温湿度作用-----ΣM-62.73-59.15179.95295.540.00弯矩调整-56.76-59.15185.92295.540.00(3)底板内力:计算跨度:lx=19.800m,ly=17.000m,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992.891252.720.000.00池壁传递弯矩-300.54-364.70-617.96-741.90ΣM692.34888.02-617.96-741.90②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748.17943.960.000.00池壁传递弯矩-209.24-254.24-431.85-516.05ΣM538.93689.72-431.85-516.052.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329.35415.530.000.00池壁传递弯矩185.64225.78384.20457.52ΣM514.99641.31384.20457.52②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253.34319.640.000.00池壁传递弯矩142.80173.67295.54351.94ΣM396.14493.32295.54351.94(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:①XZ(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138.181600E25@15032720.05外侧-83.551600E25@15032720.03跨中Az内侧101.401600E25@20024540.06外侧-68.731600E25@20024540.04边缘A0x内侧241.691600E25@15032720.09外侧-394.181600E25@15032720.14边缘A0z(底)内侧457.521771E25@13037760.14外侧-741.902931E25@10049090.14边缘A0z(顶)内侧0.001600E25@20024540.00外侧0.001600E25@20024540.00②YZ(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120.931600E25@15032720.04外侧-73.791600E25@15032720.03跨中Az内侧116.411600E25@20024540.07外侧-76.901600E25@20024540.05边缘A0y内侧241.691600E25@15032720.09外侧-394.181600E25@15032720.14边缘A0z(底)内侧384.201600E25@13037760.11外侧-617.962419E25@10049090.11边缘A0z(顶)内侧0.001600E25@20024540.00外侧0.001600E25@20024540.00③底板配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m,面积:mm2