矩形水池設(shè)計(jì)與池壁計(jì)算

1、矩形水池設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱構(gòu)件編號(hào)日期設(shè)計(jì)校對(duì)審核執(zhí)行規(guī)范：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002),本文簡(jiǎn)稱據(jù)凝土規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2002),本文簡(jiǎn)稱地基規(guī)范給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50069-2002),本文簡(jiǎn)稱給排水結(jié)構(gòu)規(guī)范給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程(CECS138-2002),本文簡(jiǎn)稱冰池結(jié)構(gòu)規(guī)程1基本資料1.1 幾何信息水池類型：無(wú)頂蓋半地上長(zhǎng)度L=3.500m,寬度B=3.500m,高度H=3.900m,底板底標(biāo)高=-3.400m池底厚h3=400mm,池壁厚t1=250mm,底板外挑長(zhǎng)度t2=400mm注：地面標(biāo)高為±0

2、.000。1,為mTpIlnJ三Ln三三三三（平面圖）倩I面圖）1.2 土水信息土天然重度18.00kN/m3,土飽和重度20.00kN/m3,土內(nèi)摩擦角30度地基承載力特征值fak=120.0kPa,寬度修正系數(shù)m=0.00,埋深修正系數(shù)邛=1.00地下水位標(biāo)高-3.100m,池內(nèi)水深3.000m,池內(nèi)水重度10.00kN/m3,浮托力折減系數(shù)1.00,抗浮安全系數(shù)Kf=1.051.3 荷載信息活荷載：地面10.00kN/m2,組合值系數(shù)0.90恒荷載分項(xiàng)系數(shù)：水池自重1.20,其它1.27活荷載分項(xiàng)系數(shù)：地下水壓1.27,其它1.27活荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)：頂板0.40,地面0.40,地下水1

3、.00,溫濕度1.00考慮溫濕度作用：池內(nèi)外溫差10.0度，彎矩折減系數(shù)0.65,碎線膨月系數(shù)1.00（10-5/°C）1.4鋼筋碎信息混凝土：等級(jí)C25,重度25.00kN/m3,泊松比0.20保護(hù)層厚度（mm）:池壁（內(nèi)35,外35）,底板（上40,下40）鋼筋級(jí)別：HRB335,裂縫寬度限值：0.20mm,配筋調(diào)整系數(shù)：1.00按裂縫控制配筋計(jì)算2計(jì)算內(nèi)容（1）地基承載力驗(yàn)算（2）抗浮驗(yàn)算（3）荷載計(jì)算(4)內(nèi)力(考慮溫度作用)計(jì)算(5)配筋計(jì)算(6)裂縫驗(yàn)算(7)混凝土工程量計(jì)算3計(jì)算過程及結(jié)果單位說明：彎矩:kN.m/m鋼筋面積:mm2裂縫寬度:mm計(jì)算說明：雙向板計(jì)算按查

4、表恒荷載：水池結(jié)構(gòu)自重，土的豎向及側(cè)向壓力，內(nèi)部盛水壓力.活荷載：頂板活荷載，地面活荷載，地下水壓力，溫濕度變化作用.裂縫寬度計(jì)算按長(zhǎng)期效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合.3.1 地基承載力驗(yàn)算3.1.1 基底壓力計(jì)算(1)水池自重Gc計(jì)算池壁自重G2=2X(L+B)-4Xt1XH-h1-h3Xt1X1c=2X(3.500+3.500)-4X0.250X3.900-0.200-0.400X0.250X25.00=268.13kN底板自重G3=(L+2Xt2)X(B+2Xt2)Xh3X«=(3.500+2X0.400)X(3.500+2X0.400)X0.400X25.00=184.90kN水池結(jié)構(gòu)自重

5、Gc=G2+G3=453.03kN(2)池內(nèi)水重Gw計(jì)算池內(nèi)水重Gw=(L-2Xt1)X(B-2Xt1)XHwXrw=(3.500-2X0.250)X(3.500-2X0.250)X3.000X10.00=270.00kN(3)覆土重量計(jì)算池頂覆土重量Gt1=0kN池頂?shù)叵滤亓縂s1=0kN底板外挑覆土重量Gt2=6.240X(3.400-0.400)=18.72kN基底以上的覆蓋土總重量Gt=Gt1+Gt2=18.72kN基底以上的地下水總重量Gs=Gs1+Gs2=0.00kN(4)活荷載作用Gh頂板活荷載作用力Gh1=3.500X3.500X1.50=18.38kN地面活荷載作用力Gh2

6、=6.240X10.00=62.40kN活荷載作用力總和Gh=Gh1+Gh2=18.38+62.40=80.78kN(5)基底壓力Pk基底面積：A=(L+2Xt2)X(B+2Xt2)=4.300X4.300=18.49m2基底壓強(qiáng)：Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(453.03+270.00+18.72+0.00+80.78)/18.490=44.48kN/m3.1.2修正地基承載力(1)計(jì)算基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度rmrm=0.300x(20.00-10)+3.100X18.00/3.400=17.29kN/m3(2)計(jì)算基礎(chǔ)底面以下土的重度r考慮地下水作用，取浮重度，r=2

7、0.00-10=10.00kN/m3(3)根據(jù)基礎(chǔ)規(guī)范的要求，修正地基承載力：5和(d-0.5)fa=fak+rb丫(b-3)+=120.00+0.00X10.00X(4.300-3)+1.00X17.29X(3.400-0.5)=170.15kPa3.1.3結(jié)論：Pk=44.48<fa=170.15kPa,地基承載力滿足要求。3.2 抗浮驗(yàn)算抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=453.03+18.72+0.00=471.75kN浮力F=(3.500+2X0.400)X(3.500+2X0.400)X0.300X10.0X1.00=55.47kNGk/F=471.75/55.47=8.50&g

8、t;Kf=1.05,抗浮滿足要求。3.3 荷載計(jì)算3.3.1 池壁荷載計(jì)算：(1)池外荷載：主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka=0.33側(cè)向土壓力荷載組合(kN/m2):部位(標(biāo)高)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值水壓力標(biāo)準(zhǔn)值活載標(biāo)準(zhǔn)值基本組合準(zhǔn)永久組合池壁頂端(0.500)0.000.000.000.000.00地面(0.000)0.000.003.334.231.33底板頂面(-3.000)18.000.003.3327.0919.33(2)池內(nèi)底部水壓力：標(biāo)準(zhǔn)值=30.00kN/m2,基本組合設(shè)計(jì)值=38.10kN/m3.3.2 底板荷載計(jì)算(池內(nèi)無(wú)水，池外填土):水池結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值Gc=453.03kN基礎(chǔ)底面以上土重標(biāo)

9、準(zhǔn)值Gt=18.72kN基礎(chǔ)底面以上水重標(biāo)準(zhǔn)值Gs=0.00kN基礎(chǔ)底面以上活載標(biāo)準(zhǔn)值Gh=80.78kN水池底板以上全部豎向壓力基本組合：Qb=(453.03X1.20+18.72X1.27+0.00X1.27+80.78X1.27)/18.490=36.24kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合：Qbe=(453.03+18.72+0.00X1.00+1.50X12.250X0.40+10.00X6.240X0.40)/18.490=27.26kN/m2板底均布凈反力基本組合：Q=36.24-0.400X25.00X1.20=24.24kN/m2板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合：Qe=27.

10、26-0.400X25.00=17.26kN/m23.4 內(nèi)力，配筋及裂縫計(jì)算彎矩正負(fù)號(hào)規(guī)則：池壁:內(nèi)側(cè)受拉為正，外側(cè)受拉為負(fù)底板:上側(cè)受拉為正，下側(cè)受拉為負(fù)荷載組合方式：1 .池外土壓力作用(池內(nèi)無(wú)水，池外填土)2 .池內(nèi)水壓力作用(池內(nèi)有水，池外無(wú)土)3 .池壁溫濕度作用(池內(nèi)外溫差=池內(nèi)溫度-池外溫度)(3)L側(cè)池壁內(nèi)力：計(jì)算跨度：Lx=3.250m,Ly=3.500m,三邊固定頂邊自由池壁類型：普通池壁，按雙向板計(jì)算基本組合作用彎矩表(kN.m/m)部位池外土壓力池內(nèi)水壓力溫濕度作用基本組合內(nèi)側(cè)-水平跨中4.16-4.16水平邊緣-12.76-12.76豎直跨中2.67-2.67豎直上

11、邊緣-0.00-0.00豎直卜邊緣-14.64-14.64外側(cè)-水平跨中-5.74-11.97-17.71水平邊緣-9.24-14.00-23.24豎直跨中-3.72-11.29-15.01豎直上邊緣0.00-0.00-0.00豎直卜邊緣-10.50-13.48-23.98I.幃過I以力豌H盯五陽(yáng)L帆審Kf榜牌本值kNm/m準(zhǔn)永久組合作用彎矩表(kN.m/m)部位池外土壓力池內(nèi)水壓力溫濕度作用準(zhǔn)永久組合內(nèi)側(cè)-水平跨中2.91-2.91水平邊緣-10.04-10.04豎直跨中1.89-1.89豎直上邊緣-0.00-0.00豎直卜邊緣-11.53-11.53外側(cè)-水平跨中-4.52-10.47-1

12、4.99水平邊緣-6.47-12.25-18.72豎直跨中-2.93-9.88-12.81豎直上邊緣0.00-0.00-0.00豎直卜邊緣-7.43-11.79-19.22(4)B側(cè)池壁內(nèi)力：三邊固定，頂邊自由計(jì)算跨度:Lx=3.250m,Ly=3.500m,池壁類型：普通池壁，按雙向板計(jì)算基本組合作用彎矩表(kN.m/m)部位池外土壓力池內(nèi)水壓力溫濕度作用基本組合內(nèi)側(cè)-水平跨中4.16-4.16水平邊緣-12.76-12.76豎直跨中2.67-2.67豎直上邊緣-0.00-0.00豎直卜邊緣-14.64-14.64外側(cè)-水平跨中-5.74-11.97-17.71水平邊緣-9.24-14.00

13、-23.24豎直跨中-3.72-11.29-15.01豎直上邊緣0.00-0.00-0.00豎直卜邊緣-10.50-13.48-23.98準(zhǔn)永久組合作用彎矩表(kN.m/m)部位池外土壓力池內(nèi)水壓力溫濕度作用準(zhǔn)永久組合內(nèi)側(cè)-水平跨中2.91-2.91水平邊緣-10.04-10.04豎直跨中1.89-1.89豎直上邊緣-0.00-0.00豎直卜邊緣-11.53-11.53外側(cè)-水平跨中-4.52-10.47-14.99水平邊緣-6.47-12.25-18.72豎直跨中-2.93-9.88-12.81豎直上邊緣0.00-0.00-0.00豎直卜邊緣-7.43-11.79-19.22(5)底板內(nèi)力：

14、計(jì)算跨度：Lx=3.250m,Ly=3.250m,四邊固定按雙向板計(jì)算.1.池外填土，池內(nèi)無(wú)水時(shí)，荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)部位基本組合準(zhǔn)永久組合上側(cè)-L向跨中5.413.85B向跨中5.413.85下側(cè)-L向邊緣-13.08-9.32B向邊緣-13.08-9.32ST一max1.8卡Es以1.10.65ftk戶teBsq"2,螃粗+樹建幽;川.叱(6)配筋及裂縫配筋計(jì)算方法：按單筋受彎構(gòu)件計(jì)算板受拉鋼筋裂縫計(jì)算根據(jù)冰池結(jié)構(gòu)規(guī)程附錄A公式計(jì)算.d1.5c0.11te"sq0.87Ash0Mq式中Mq在作用效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下，計(jì)算截面處的彎矩(N.mm)Wmax一最大裂

15、縫寬度(mm)少一裂縫間受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，當(dāng)少0.4時(shí)，取0.4;當(dāng)少1.0時(shí)，取1.0曲一按作用效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計(jì)算的截面縱向受拉鋼筋應(yīng)力(N/mm2)E鋼筋的彈性模量(N/mm2)c最外層縱向受拉鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度（mm）d縱向受拉鋼筋直徑（mm）pte一以有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率u一縱向受拉鋼筋表面特征系數(shù)ai系數(shù)，對(duì)受彎、大偏心受壓構(gòu)件取ai=0；對(duì)大偏心受拉構(gòu)件取130.282e0ho0C2一系數(shù)，對(duì)受彎構(gòu)件取“2=1.0,對(duì)大偏心受壓構(gòu)件取02=1-0.2xho/eo,對(duì)大偏心受拉構(gòu)件取“2=1+0.35Xh0/e0。按基本組合彎矩計(jì)算配筋，按準(zhǔn)永久組

16、合彎矩計(jì)算裂縫，結(jié)果如下：L側(cè)池壁配筋及裂縫表（彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm）部位彎矩計(jì)算面積實(shí)配鋼筋實(shí)配面積裂縫寬度內(nèi)側(cè)-水平跨中4.16500D122005650.02水平邊緣12.76500D122005650.08豎直跨中2.67500D122005650.02豎直上邊緣0.00500D122005650.00豎直卜邊緣14.64500D122005650.10外側(cè)-水平跨中-17.71500D122005650.13水平邊緣-23.24500D122005650.16豎直跨中-15.01500D122005650.11豎直上邊緣-0.00500D122005650

17、.00豎直卜邊緣-23.98500D122005650.16：注bT?癡常然5DD5D05閱*3UTk癡1L儲(chǔ)用審計(jì)單助通面版gr方&I2W21'DI2K2L-D12221)1期勉UDI理的I.酰的。擷祥r：381Eay0ISdue二B側(cè)池壁配筋及裂縫表（彎矩：kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm）部位彎矩計(jì)算面積實(shí)配鋼筋實(shí)配面積裂縫寬度內(nèi)側(cè)-水平跨中4.16500D122005650.02水平邊緣12.76500D122005650.08豎直跨中2.67500D122005650.02豎直上邊緣0.00500D122005650.00豎直卜邊緣14.64500D1220

18、05650.10外側(cè)-水平跨中-17.71500D122005650.13水平邊緣-23.24500D122005650.16豎直跨中-15.01500D122005650.11豎直上邊-0.00500D122005650.00緣豎直卜邊緣-23.98500D122005650.16松：5M>§5al5D051)IJ5l)tJ蕓ur1DI2K2D§=LWm&D122DUlztte?O口廿建Kt口士西國(guó)1登的E網(wǎng)腳缸穌底板配筋及裂縫表（彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm）部位彎矩計(jì)算面積實(shí)配鋼筋實(shí)配面積裂縫寬度上側(cè)-L向跨中5.41800D1419

19、08100.02B向跨中5.41800D141908100.02下側(cè)-L向邊緣-13.08800D141908100.04B向邊緣-13.08800D141908100.04r：381Eay0ISdue二一怨0裂縫驗(yàn)算均滿足.3.5混凝土工程量計(jì)算：池壁：(L-t1)+(B-t1)X2Xt1Xh2=(3.500-0.250)+(3.500-0.250)X2X0.250X3.500=11.38m(2)底板：(L+2Xt2)X(B+2Xt2)Xh3=(3.500+2X0.400)X(3.500+2X0.400)X0.400=7.40m3(3)水池混凝土總方量=11.38+7.40=18.77m1-1池壁計(jì)算：1計(jì)算條件_計(jì)算板長(zhǎng)=3.500(m);計(jì)算板寬=3.500(m);板厚=250(mm)_板容重=20.00