矩形水池设计计算书

矩形水池设计(取最大结构单元)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》(GB50007-2011),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-HRBF500-----------------------------------------------------------------------1基本资料1.1几何信息水池类型:有顶盖全地下长度L=2.200m,宽度B=1.600m,高度H=2.250m,底板底标高=-2.550m池底厚h3=250mm,池壁厚t1=200mm,池顶板厚h1=120mm,底板外挑长度t2=250mm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度修正后的地基承载力特征值fa=100.00kPa地下水位标高-2.000m,池内水深1.500m,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:池顶板4.00kN/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)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40)钢筋级别:HRB400,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.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=10.56kN池壁自重G2=63.92kN底板自重G3=35.44kN水池结构自重Gc=G1+G2+G3=109.92kN(2)池内水重Gw计算池内水重Gw=32.40kN(3)覆土重量计算池顶覆土重量Gt1=19.01kN池顶地下水重量Gs1=0kN底板外挑覆土重量Gt2=83.85kN底板外挑地下水重量Gs2=6.45kN基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=102.86kN基底以上的地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=6.45kN(4)活荷载作用Gh顶板活荷载作用力Gh1=14.08kN地面活荷载作用力Gh2=56.70kN活荷载作用力总和Gh=70.78kN(5)基底压力Pk基底面积:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=2.700×2.100=5.67m2基底压强:Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(109.92+32.40+102.86+6.45+70.78)/5.670=56.86kN/m23.1.2结论:Pk=56.86<fa=100.00kPa,地基承载力满足要求。3.2抗浮验算抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=109.92+102.86+6.45=219.23kN浮力F=(2.200+2×0.250)×(1.600+2×0.250)×0.550×10.0×1.00=31.18kNGk/F=219.23/31.18=7.03>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=0.300×18.00=5.40kN/m2池顶板自重荷载标准值:P1=25.00×0.120=3.00kN/m2顶板活荷载标准值:Ph1=4.00kN/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)=29.82kN/m2池顶均布荷载准永久组合:Qte=P1+Pt+0.40×Ph1+0.40×Ph2=14.00kN/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池壁顶端(-0.420)2.520.003.337.783.85地下水位处(-2.000)12.000.003.3320.1013.33底板顶面(-2.300)13.003.003.3325.9017.33(2)池内底部水压力:标准值=15.00kN/m2,基本组合设计值=19.50kN/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=109.92kN基础底面以上土重标准值Gt=102.86kN基础底面以上水重标准值Gs=6.45kN基础底面以上活载标准值Gh=70.78kN水池底板以上全部竖向压力基本组合:Qb=(109.92×1.30+102.86×1.30+6.45×1.50+70.78×1.50×0.90×1.00)/5.670=67.34kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合:Qbe=(109.92+102.86+6.45×1.00+4.00×3.520×0.40+10.00×5.670×0.40)/5.670=43.66kN/m2板底均布净反力基本组合:Q=67.34-0.250×25.00×1.30=59.22kN/m2板底均布净反力准永久组合:Qe=43.66-0.250×25.00=37.41kN/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=[109.92×1.30+(1.800×1.200×1.500)×10.00×1.30]/5.670=32.63kN/m2板底均布净反力基本组合:Q=32.63-(0.250×25.00×1.30+1.500×10.00×1.30)=5.01kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合:Qbe=[109.92+(1.800×1.200×1.500)×10.00]/5.670=25.10kN/m2板底均布净反力准永久组合:Qe=25.10-(0.250×25.00+1.500×10.00)=3.85kN/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:计算跨度:Lx=1.920m,Ly=1.320m,四边简支按双向板计算.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2.241.05B向跨中3.931.85上侧-L向边缘0.000.00B向边缘0.000.00(2)L侧池壁内力:计算跨度:Lx=2.000m,Ly=1.880m,三边固定,顶边简支池壁类型: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内侧-水平跨中1.58--1.58水平边缘-2.07-2.07竖直跨中1.54--1.54竖直上边缘--0.00-0.00竖直下边缘-2.59-2.59外侧-水平跨中--0.88-9.28-10.15水平边缘-3.67--13.13-16.80竖直跨中--0.88-10.00-10.89竖直上边缘0.00--0.00-0.00竖直下边缘-4.08--11.74-15.82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0.98--0.98水平边缘-1.59-1.59竖直跨中0.97--0.97竖直上边缘--0.00-0.00竖直下边缘-1.99-1.99外侧-水平跨中--0.67-6.87-7.55水平边缘-2.30--9.73-12.02竖直跨中--0.68-7.41-8.09竖直上边缘0.00--0.00-0.00竖直下边缘-2.62--8.69-11.32(3)B侧池壁内力:计算跨度:Lx=1.400m,Ly=1.880m,三边固定,顶边简支池壁类型: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内侧-水平跨中1.19--1.19水平边缘-1.40-1.40竖直跨中0.76--0.76竖直上边缘--0.00-0.00竖直下边缘-1.54-1.54外侧-水平跨中--0.68-9.76-10.45水平边缘-2.44--11.97-14.42竖直跨中--0.48-10.56-11.04竖直上边缘0.00--0.00-0.00竖直下边缘-2.31--10.75-13.05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0.75--0.75水平边缘-1.07-1.07竖直跨中0.49--0.49竖直上边缘--0.00-0.00竖直下边缘-1.19-1.19外侧-水平跨中--0.53-7.23-7.76水平边缘-1.53--8.87-10.40竖直跨中--0.37-7.82-8.19竖直上边缘0.00--0.00-0.00竖直下边缘-1.50--7.96-9.46(4)底板内力:计算跨度:Lx=2.000m,Ly=1.400m,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)基本组合作用弯矩表部位简支基底反力池壁传递弯矩弯矩叠加上侧-L向跨中5.04--B向跨中8.62--下侧-L向边缘0.00-13.05-13.05B向边缘0.00-15.82-15.82L向跨中--5.60-0.56B向跨中--9.10-0.48准永久组合作用弯矩表部位简支基底反力池壁传递弯矩弯矩叠加上侧-L向跨中3.19--B向跨中5.44--下侧-L向边缘0.00-9.46-9.46B向边缘0.00-11.32-11.32L向跨中--4.01-0.82B向跨中--6.54-1.092.池内有水,池外无土时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)基本组合作用弯矩表部位简支基底反力池壁传递弯矩弯矩叠加上侧-L向跨中0.430.901.33B向跨中0.731.362.09L向边缘0.001.541.54B向边缘0.002.592.59准永久组合作用弯矩表部位简支基底反力池壁传递弯矩弯矩叠加上侧-L向跨中0.330.691.02B向跨中0.561.041.60L向边缘0.001.191.19B向边缘0.001.991.99(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)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2.24240E12@2005650.01B向跨中3.93240E12@2005650.02上侧-L向边缘0.00240E12@2005650.00B向边缘0.00240E12@2005650.00②L侧池壁配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m,面积:mm2/m,裂缝:mm)部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度内侧-水平跨中1.58400E12@2005650.01水平边缘2.07400E12@2005650.01竖直跨中1.54400E12@2005650.01竖直上边缘0.00400E12@2005650.00竖直下边缘2.59400E12@2005650.02外侧-水平跨中-10.15400E12@2005650.07水平边缘-16.80400E12@2005650.11竖直跨中-10.89400E12@2005650.07竖直上边缘-0.00400E12@2005650.00竖直下边缘-15.82400E12@2005650.10③B侧池壁配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m,面积:mm2/m,裂缝:mm)部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度内侧-水平跨中1.19400E12@2005650.01水平边缘1.40400E12@2005650.01竖直跨中0.76400E12@2005650.00竖直上边缘0.00400E12@2005650.00竖直下边缘1.54400E12@2005650.01外侧-水平跨中-10.45400E12@2005650.07水平边缘-14.42400E12@2005650.10竖直跨中-11.04400E12@2005650.07竖直上边缘-0.00400E12@2005650.00竖直下边缘-13.05400E12@2005650.09④底板配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m,面积:mm2/m,裂缝:mm)部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度上侧-L向跨中1.33500E12@2005650.01B向跨中2.09500E12@2005650.01L向边缘1.54500E12@2005650.01B向边缘2.59500E12@2005650.02下侧-L向跨中-0.56500E12@2005650.01B向跨中-0.48500E12@2005650.01L向边缘-13.05500E12@2005650.08B向边缘-15.82500E12@2005650.10裂缝验算均满足.3.5混凝土工程量计算:(1)顶板:L×B×h1=2.200