滤液收集池计算书

滤液收集池执行规范:《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;P-HRBF335;Q-HRBF400;R-HRBF500-----------------------------------------------------------------------1设计资料1.1基本信息圆形水池形式:有盖池内液体重度10.0kN/m3浮托力折减系数1.00裂缝宽度限值0.20mm抗浮安全系数1.10水池的几何尺寸如下图所示:1.2荷载信息顶板活荷载:1.50kN/m2地面活荷载:10.00kN/m2活荷载组合系数:0.90荷载分项系数:自重:1.20其它恒载:1.27地下水压:1.27其它活载:1.40荷载准永久值系数:顶板活荷载:0.40地面堆积荷载:0.50地下水压:1.00温(湿)度作用:1.00活载调整系数:其它活载:1.00壁面温差:-10.0℃温差弯矩折减系数:0.65混凝土线膨胀系数:0.0000101.3混凝土与土信息土天然重度:18.00kN/m3土饱和重度:20.00kN/m3土内摩擦角ψ:30.0度地基承载力特征值fak=120.00kPa基础宽度和埋深的地基承载力修正系数ηb=1.00、ηd=1.00混凝土等级:C30纵筋级别:HRB335混凝土重度:25.00kN/m3配筋调整系数:1.20纵筋保护层厚度:位置顶板(mm)池壁(mm)底板(mm)上侧(内侧)404035下侧(外侧)3535502计算内容（1）荷载标准值计算（2）抗浮验算（3）地基承载力计算（4）内力及配筋计算（5）抗裂度、裂缝计算（6）混凝土工程量计算3荷载标准值计算顶板:恒荷载:顶板自重:6.25kN/m2活荷载:顶板活荷载:1.50kN/m2底板:恒荷载:顶板自重+池壁自重:32.48kN/m2覆土自重:4.30kN/m2活荷载:顶板活荷载:1.28kN/m2地面活荷载:1.43kN/m2地下水作用:4.30kN/m2池壁:恒荷载:池内水压力:80.00kN/m2池外侧土压力(池底):10.00kN/m2活荷载:池外水压力(池底):30.00kN/m2温差作用:-23.89kN.m/m地面活荷载:3.33kN/m24地基承载力验算:计算基础底面的压力：池壁内壁圆面积:Aic=πR2=3.14×4.0002=50.27m2池壁外壁圆面积:At=π(R＋t)2=3.14×(4.000＋0.35)2=59.45m2顶板自重Gt=γc×At×t1=25.00×59.45×0.25=371.54kN池壁自重Gs=γc×As×H=25.00×9.18×8.200=1882.17kN底板自重Gb=γc×Ab×t2=25.00×69.40×0.50=867.47kN水池自重Gp=Gt＋Gs＋Gb=371.54＋1882.17＋867.47=3121.18kN挑出部分覆土重Gexs=γ土×(Ab－At)×Hw＋(γ饱和－γ水)×(Ab－At)×(Hb－Hw－t2)=18.00×(69.40－59.45)×0.000＋(20.00－10.00)×(69.40－59.45)×(3.500-0.000-0.50)=298.53kN池内水自重Gw=pw×Aic=80.00×50.27=4021.24kN顶板活荷载Gq=qk×At=1.50×59.45=89.17kN外挑部分活荷载Gqm=qm×(Ab-At)=10.00×(69.40-59.45)=99.51kN地下水荷载Giw=298.53kN基础底面的压力pk=(Gp＋Gw＋Gexs＋Gq＋Gqm＋Giw)/Ab=7928.16/69.40=114.24kPa基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m，需修正承载力特征值计算地基承载力特征值修正值：fa=fak＋ηbγ(b-3)＋ηdγm(d-0.5)水池底板底下的土的重度γ=γ饱和－γ水=20.00-10.00=10.00kN/m3水池底板底以上土的加权平均重度γm=[γ土×Hw＋(γ饱和－γ水)×(Hb－Hw)]／Hb=[18.00×0.000＋(20.00－10.00)×(3.500－0.000)]／3.500=10.00kN/m3fa=120.00＋1.00×10.00×(6.000－3)＋1.00×10.00×(3.500－0.5)=180.00kPapk=114.24kPa<fa=180.00kPa地基承载力满足5抗浮验算:水池自重Gp=3121.18kN挑出部分的覆土重Gexs=298.53kN地下水作用荷载Giw=298.53kN总自重W=Gp＋Gexs＋Giw=3718.24kN池体浸入水中高度h=3.50m水池底面积Ab=69.40m2浮托力折减系数ηfw=1.00总浮力F=ηfwγ水hAb=1.00×10.00×3.50×69.40=2428.92kNW/F=1.53>Kf=1.10,抗浮验算满足。6内力及配筋计算:(轴力:kN弯矩:kN.m面积:mm2配筋面积:mm2/m)池壁:弯矩外侧受拉为正，轴力受拉为正顶板:下侧受拉为正,底板:上侧受拉为正按《给水排水工程结构设计手册》静力计算查表池壁的约束条件:上端自由,下端固定池壁内力计算查表系数H2/dt=8.2002/8.350×0.35=23.01荷载组合:（1）闭水试验：池内有水，池外无土（2）使用时池内无水：池内无水，池外有土闭水试验：基本组合:1.27×池内水作用＋1.40×温度作用标准组合:1.00×池内水作用＋1.00×温度作用准永久组合:1.00×池内水作用＋1.00×温度作用设计值/标准值/准永久值位置竖向弯矩环向弯矩环向轴力0.00H0.00/0.00/0.0027.87/19.91/19.91326.40/233.14/233.140.10H14.03/10.02/10.0230.21/21.58/21.5861.19/46.80/46.800.20H28.97/20.70/20.7032.70/23.36/23.3684.31/66.38/66.380.30H34.52/24.66/24.6633.62/24.02/24.02126.51/99.61/99.610.40H-0.17/-0.13/-0.13-0.03/-0.02/-0.02170.09/133.93/133.930.50H-0.51/-0.40/-0.40-0.09/-0.07/-0.07220.27/173.26/173.260.60H34.34/24.59/24.5933.59/24.00/24.00271.71/213.82/213.820.70H37.31/26.94/26.9434.09/24.40/24.40311.38/245.13/245.130.75H39.52/28.68/28.6834.46/24.69/24.69312.87/246.33/246.330.80H42.11/30.71/30.7134.89/25.03/25.03290.89/229.04/229.040.85H41.97/30.60/30.6034.86/25.01/25.01236.66/186.34/186.340.90H37.19/26.84/26.8434.07/24.38/24.38150.83/118.77/118.770.95H-10.58/-8.33/-8.33-1.76/-1.39/-1.3953.53/42.15/42.151.00H-38.08/-29.98/-29.98-6.35/-5.00/-5.000.00/0.00/0.00使用时池内无水：基本组合:1.27×池外土作用＋1.27×地下水作用＋0.90×1.40×(温度作用＋地面活荷载)标准组合:1.00×池外土作用＋1.00×地下水作用＋0.90×1.00×(温度作用＋地面活荷载)准永久组合:1.00×池外土作用＋1.00×地下水作用＋1.00×温度作用＋0.50×地面活荷载设计值/标准值/准永久值位置竖向弯矩环向弯矩环向轴力0.00H-0.00/-0.00/-0.0025.08/17.92/19.91-17.54/-12.53/-6.960.10H12.63/9.02/10.0227.19/19.42/21.58-38.69/-29.18/-23.620.20H26.08/18.63/20.7029.43/21.02/23.36-118.35/-87.62/-86.720.30H31.07/22.19/24.6630.26/21.61/24.02-108.67/-82.25/-78.900.40H31.32/22.38/24.8530.30/21.65/24.05-107.32/-82.88/-77.680.50H30.83/22.04/24.4630.22/21.59/23.98-126.71/-98.47/-92.820.60H-0.46/-0.36/-0.35-0.08/-0.06/-0.06-153.19/-119.29/-113.510.70H-2.13/-1.67/-1.61-0.36/-0.28/-0.27-172.95/-134.89/-129.290.75H-3.35/-2.62/-2.53-0.56/-0.44/-0.42-173.40/-135.28/-129.840.80H-4.71/-3.68/-3.57-0.79/-0.61/-0.60-160.60/-125.35/-120.520.85H-4.61/-3.61/-3.50-0.77/-0.60/-0.58-130.22/-101.66/-97.880.90H-1.98/-1.55/-1.52-0.33/-0.26/-0.25-82.77/-64.64/-62.300.95H35.95/26.06/28.2731.07/22.26/24.62-29.27/-22.86/-22.061.00H50.97/37.80/39.6133.58/24.22/26.51-0.00/-0.00/-0.00池壁配筋及裂缝、抗裂度验算:位置计算As配筋实际As裂缝宽度抗裂度竖向内侧750.7D16@220913.90.16---竖向外侧750.7D16@220913.90.16---环向内侧750.7D16@220913.90.151.34环向外侧963.2D16@1701182.70.151.34池壁的竖向最大裂缝宽度:0.16<=0.20裂缝满足要求池壁的环向最大抗裂度:1.34<=act×ftk=1.75抗裂度满足要求池壁的环向最大裂缝宽度:0.15<=0.20裂缝满足要求顶板:按《水池结构规程》6.2.4或6.2.5计算顶板的计算半径:R=4.175m顶板的约束条件:周边固定荷载组合:基本组合:1.20×自重＋1.40×顶板活荷载S=1.20×6.25＋1.40×1.50=9.60kN/m2准永久组合:自重＋0.40×顶板活荷载S=6.25＋0.40×1.50=6.85kN/m2顶板配筋及裂缝验算:位置设计值/准永久值计算As配筋实际As裂缝宽度径向板中12.20/8.71536.2D14@230669.30.06径向板边-20.92/-14.92536.2D14@230669.30.11环向板中12.20/8.71536.2D14@230669.30.06环向板边-3.49/-2.49536.2D14@230669.30.02底板:按《水池结构规程》6.2.4或6.2.5计算底板的计算半径:R=4.175m底板的约束条件:周边简支+池壁弯矩荷载组合：闭水实验：基本组合:S=1.20×32.48＋1.27×(4021.24／69.40－4021.24／50.27)=10.96kN/m2准永久组合:S=1.00×32.48＋1.00×(4021.24／69.40－4021.24／50.27)=10.42kN/m2池壁传递的弯矩:设计值/准永久值=38.08/29.98kN.m/m使用时池内无水：基本组合:1.20×自重＋1.27×覆土自重＋1.27×地下水压力＋0.90×(1.40×顶板活荷载＋1.40×地面活荷载)S=1.20×32.48＋1.27×4.30＋1.27×4.30＋0.90×(1.40×1.28＋1.40×1.43)=53.32kN/m2准永久组合:自重＋覆土自重＋1.00×地下水压力＋0.40×顶板活荷载＋0.50×地面活荷载S=32.48＋4.30＋1.00×4.30＋0.40×1.28＋0.50×1.43=42.31kN/m2池壁传递的弯矩:设计值/准永久值=-50.97/-39.61kN.m/m取两种组合中最大值为控制内力。底板配筋及裂缝验算:位置设计值/准永久值计算As配筋实际As裂缝宽度径向板中上132.99/106.351072.5D16@1501340.40.19径向板中下0.00/0.001072.5D16@1501340.40.00径向板边上38.08/29.981072.5D16@1501340.40.05径向板边下-50.97/-39.611072.5D16@1501340.40.08环向板中上132.99/106.351072.5D16@1501340.40.19环向板中下0.00/0.001072.5D16@1501340.40.00环向板边上57.98/48.901072.5D16@1501340.40.09环向板边下0.00/0.001072.5D16@1501340.40.007混凝土工程量计算顶板面积:At=π(R＋t)2=3.14×(4.000＋0.35)2=59.45m2池壁面积:As=π((R＋t)2－R2)=3.14×((4.000＋0.35)2－4.0002)=9.18m2底板面积:Ab=π(R＋t＋Le)2=3.14×(4.000＋0.35＋0.35)2=69.40m2水池混凝土总方量=At×t1＋As×H＋Ab×t2=59.45×0.25＋9.18×8.200＋69.40×0.50=124.85m3阀门井计算书执行规范:《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010(2015年版)),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:无顶盖半地上长度L=5.000m,宽度B=2.100m,高度H=2.200m,底板底标高=-2.000m池底厚h3=300mm,池壁厚t1=250mm,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=150.00kPa地下水位标高0.000m,池内水深1.700m,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1.20,其它1.27活荷载分项系数:地下水压1.27,其它1.27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):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计算池壁自重G2=156.75kN底板自重G3=107.25kN水池结构自重Gc=G2+G3=264.00kN(2)池内水重Gw计算池内水重Gw=122.40kN(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=64.60kN底板外挑地下水重量Gs2=64.60kN基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=64.60kN基底以上的地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=64.60kN(4)活荷载作用Gh地面活荷载作用力Gh2=38.00kN活荷载作用力总和Gh=Gh2=38.00kN(5)基底压力Pk基底面积:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=5.500×2.600=14.30m2基底压强:Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(264.00+122.40+64.60+64.60+38.00)/14.300=38.71kN/m23.1.2结论:Pk=38.71<fa=150.00kPa,地基承载力满足要求。3.2抗浮验算抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=264.00+64.60+64.60=393.20kN浮力F=(5.000+2×0.250)×(2.100+2×0.250)×2.000×10.0×1.00=286.00kNGk/F=393.20/286.00=1.37>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(0.200)0.000.000.000.000.00地面(0.000)0.000.003.333.811.33地下水位处(0.000)-0.000.003.333.811.33底板顶面(-1.700)5.6717.003.3332.6024.00(2)池内底部水压力:标准值=17.00kN/m2,基本组合设计值=21.59kN/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=264.00kN基础底面以上土重标准值Gt=64.60kN基础底面以上水重标准值Gs=64.60kN基础底面以上活载标准值Gh=38.00kN水池底板以上全部竖向压力基本组合:Qb=(264.00×1.20+64.60×1.27+64.60×1.27+38.00×1.27×0.90×1.00)/14.300=36.67kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合:Qbe=(264.00+64.60+64.60×1.00+10.00×3.800×0.40)/14.300=28.56kN/m2板底均布净反力基本组合:Q=36.67-0.300×25.00×1.20=27.67kN/m2板底均布净反力准永久组合:Qe=28.56-0.300×25.00=21.06kN/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)3.池壁温湿度作用(池内外温差=池内温度-池外温度)(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=4.750m,lz=1.900m,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)M1.671.23-6.41-13.070.00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1.671.23-6.41-13.070.00温湿度作用-13.76-6.41-12.83-10.52-0.00ΣM-12.09-5.18-19.24-23.59-0.00②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)M1.200.92-4.62-9.420.00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1.200.92-4.62-9.420.00温湿度作用-12.04-5.61-11.22-9.20-0.00ΣM-10.84-4.69-15.84-18.62-0.002.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-1.08-0.834.158.48-0.00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-1.08-0.834.158.48-0.00温湿度作用-13.76-6.41-12.83-10.52-0.00ΣM-14.85-7.24-8.68-2.040.00②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-0.85-0.653.276.67-0.00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-0.85-0.653.276.67-0.00温湿度作用-12.04-5.61-11.22-9.20-0.00ΣM-12.89-6.26-7.95-2.530.00(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=1.850m,lz=1.900m,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)M1.531.04-3.45-3.990.00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1.531.04-3.45-3.990.00温湿度作用-12.81-11.95-15.07-14.56-0.00ΣM-11.28-10.91-18.52-18.55-0.00②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)M1.110.76-2.50-2.910.00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1.110.76-2.50-2.910.00温湿度作用-11.21-10.45-13.19-12.74-0.00ΣM-10.10-9.69-15.69-15.65-0.002.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-1.00-0.682.252.62-0.00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-1.00-0.682.252.62-0.00温湿度作用-12.81-11.95-15.07-14.56-0.00ΣM-13.81-12.63-12.82-11.940.00②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-0.79-0.541.772.06-0.00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-0.79-0.541.772.06-0.00温湿度作用-11.21-10.45-13.19-12.74-0.00ΣM-11.99-10.99-11.42-10.670.00(3)底板内力:计算跨度:lx=4.750m,ly=1.850m,四边固定按单向板计算.池外填土,池内无水时,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0.003.95-5.39-7.89准永久组合0.003.00-4.10-6.01(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1.67500E12@2205140.01外侧-14.85500E12@2205140.13跨中Az内侧1.23500E12@2205140.01外侧-7.24500E12@2205140.06边缘A0x内侧4.15500E12@2205140.03外侧-19.24500E12@2205140.16边缘A0z(底)内侧8.48500E12@2205140.07外侧-23.59500E12@2205140.1