消能井结构计算书--矩形水池设计(JSC0001).docx

矩形水池设计(JSCoOol)项目名称构件编号B期设计校对审核执行规范：混凝土结构通用规范(GB55008-2021),本文简称混凝土通用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与市政地基基础通用规范(GB55003-2021),本文简称地基通用规范建筑地基基础设计规范(GB50007-2011),本文简称地基规范工程结构通用规范(GB55001-2021)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：无顶盖半地上长度L=L700m,宽度B=l.700m,高度H=I.900m,底板底标高=T.900m池底厚h3=400mm,池壁厚tl=300mm,底板外挑长度t2=300mm注：地面标高为±0.000。(平面图)陪IJ面图)1.2土水信息土天然重度18.00kN/,土饱和重度20.00kN11土内摩擦角30度地基承载力特征值fak=130.OkPa,宽度修正系数b=0.00,埋深修正系数n<1=1.00地下水位标高0.OOOm,池内水深L200m,池内水重度10.OOkNZm3,浮托力折减系数1.00,抗浮安全系数Kf=LO51. 3荷载信息活荷载：地面lO.OOkN/m：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LOO活荷载准永久值系数：顶板0.40,地面0.50,地下水L00,温湿度LOO不考虑温湿度作用.不考虑温度材料强度折减1.4钢筋碎信息混凝土：等级C30,重度25.00kN11泊松比0.20纵筋保护层厚度(mm)：池壁(内35,外35),底板(上35,下40)钢筋级别：HRB400,裂缝宽度限值：020mm,配筋调整系数：LOO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:m/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：水池方位示意图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=2×(L+B)-4×tl×H-h3×tl×c=2×(1.700+1.700)-4X0.300X1.900-0.400×0.300X25.00=63.OOkN底板自重G3=(L+2Xt2)×(B+2Xt2)×h3×c=(1.700+2×0.300)×(1.700+2X0.300)×0.400X25.00=52.90kN水池结构自重Gc=G2+G3=115.90kN(2)池内水重GW计算池内水重GW=(L-2Xtl)×(B-2×tl)XHwXrw=(1.700-2×0.300)×(1.700-2×0.300)×1.200X10.00=14.52kN(3)覆土重量计算池顶覆土重量GtI=0kN池顶地下水重量GSI=0kN底板外挑覆土重量Gt2=2.400X-0.000X18.00+2.400X1,500(20.00-10.0)=36.00kN底板外挑地下水重量Gs2=2.400×l.500×10.0=36.00kN基底以上的覆盖土总重量Gt=Gtl+Gt2=36.00kN基底以上的地下水总重量GS=Gsl+Gs2=36.00kN(4)活荷载作用Gh地面活荷载作用力Gh2=2.400X10.00=24.00kN活荷载作用力总和Gh=Gh2=24.00=24.00kN(5)基底压力Pk基底面积：A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=2.300X2.300=5.29m2基底压强：Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(115.90+14.52+36.00+36.00+24.00)/5.290=42.80Wm3. 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=l.900X(20.00-10)+-0.000×18.00l.900=10.00kNm3(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=10.00kNm3(3)根据地基规范的要求，修正地基承载力：fa=fak+Rb(b-3)+11Y«(d0.5)=130.00+0.00X10.00×(3.000-3)+1.00×10.00×(1.900-0.5)=144.00kPa3.1.3结论：Pk=42.80<fa=144.00kPa,地基承载力满足要求。3.2抗浮验算抗浮力Gk=GC+Gt+Gs=l15.90+36.00+36.00=187.90kN浮力F=(L700+2×0.300)×(1.700+2X0.300)X1.900×10.0×1.00=100.51kNGkF=187.90/100.51=1.87>Kf=I.05,抗浮满足要求。3.3荷载计算3.3.1池壁荷载计算：池外荷载：主动土压力系数Ka=0.33侧向土压力荷载组合(kN?):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)0.000.003.334.501.67池壁顶端(0.000)0.000.003.334.501.67地下水位处(0.000)-0.00-0.003.334.501.67底板顶面(T.500)5.0015.003.3333.5021.67(2)池内底部水压力：标准值二12.OOWm,基本组合设计值=15.60kNm23.3.2底板荷载计算(池内无水，池外填土)：水池结构自重标准值GC=115.90kN基础底面以上土重标准值Gt=36.OOkN基础底面以上水重标准值GS=36.OOkN基础底面以上活载标准值Gh=24.OOkN水池底板以上全部竖向压力基本组合：Qb=(115.90×l.30+36.00×1.30+36.00×l.50+24.00×1.50X0.90X1.00)/5.290=53.66kNm2水池底板以上全部竖向压力准永久组合：Qbe=(115.90+36.00+36.00×1.00+10.00X2.400×0.50)/5.290=37.79kNm2板底均布净反力基本组合：Q=53.66-0.400X25.00X1.30=40.66kNm2板底均布净反力准永久组合：Qe=37.79-0.400X25.00=27.79kNm23.3.3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=115.90×1.30+(1.100×1.100×1.200)×10.00X1.305.290:32.05kNm2板底均布净反力基本组合：Q=32.05-(0.400×25.OOX1.30+1.200X10.00×1.30)=3.45kNmz水池底板以上全部竖向压力准永久组合：Qbe=115.90+(1.100×1.100×1.200)X10.005.290=24.65kNm2板底均布净反力准永久组合：Qe=24.65-(0.400X25.00+1.200X10.00)=2.65kNm23.4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)XZ(前后)侧池壁内力：弯矩示意图M一一平行于L方向板中心点的弯矩；MZ一平行于L方向板中心点的弯矩；M0x一一平行于L方向板边缘弯矩；M0z一一平行于L方向板边缘弯矩。计算跨度：Ix=1.400m,IZ=1.500m,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.mm）基本组合作用弯矩表（kN.mm）池外土内力组合水平跨中MX竖向跨中MZ水平边缘玳边缘代（底）边缘MOZ（顶）M1.090.65-2.40-2.560.00池外±+温湿度作用内力组合水平跨中MX竖向跨中MZ水平边缘玳边缘町（底）边缘玳（顶）池外土压力1.090.65-2.40-2.560.00温湿度作用一-M1.090.65-2.40-2.560.00准永久组合作用弯矩表（kN.mm）池外土内力组合水平跨中MX竖向跨中MZ水平边缘MOX边缘加（底）边缘址（顶）M0.660.41-1.46-1.610.00池外±+温湿度作用内力组合水平跨中MX竖向跨中MZ水平边缘MOX边缘址（底）边缘M0Z（顶）池外土压力0.660.41-1.46-1.610.00温湿度作用一一-一-M0.660.41-1.46-1.610.002 .池内有水，池外无土时,荷载组合作用弯矩表（kN.mm）基本组合作用弯矩表（kN.mm）池内水内力组合水平跨中MX竖向跨中比水平边缘毗边缘代（底）边缘M0Z （顶）M-0. 43-0. 280. 971. 11-O. OO池内水+温湿度作用内力组合水平跨中MX竖向跨中MZ水平边缘毗t边缘喂（底）边缘M0Z （顶）池内水压力-0. 43-0. 280. 971. 11-0. 00温湿度作用一-一一-M-0. 43-0. 280. 971. 110. 00内力组合水平跨中MX竖向跨中MZ水平边缘MOX边缘MF底）边缘MOZ （顶）M-0. 33-0. 220. 740. 85-0. 00准永久组合作用弯矩表（kN. mm） 池内水池内水+温湿度作用内力组合水平跨中MX竖向跨中MZ水平边缘毗t边缘MoZ （底）边缘顶）池内水压力-0. 33-0. 220. 740. 85-0. 00温湿度作用-一-M-0. 33-0. 220. 740. 850. 004.50kN/mAJL§II XZ（靛）肛压外蚂阚kN mm）I XZ（南扃*曼内水压力*能减值（kN mm）（2）YZ（左右）侧池壁内力:M?（而1.LIi弯矩示意图My一一平行于Iy方向板中心点的弯矩；MZ一平行于L方向板中心点的弯矩；M0y一一平行于Iy方向板边缘弯矩；M0z一一平行于L方向板边缘弯矩。计算跨度：Iy=1.400m,IZ=1.500m,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.mm）基本组合作用弯矩表（kN.mm）池外土内力组合水平跨中My竖向跨中MZ水平边缘Moy边缘代（底）边缘MOZ（顶）M1.090.65-2.40-2.560.00池外土+温湿度作用内力组合水平跨中My竖向跨中MZ水平边缘玳边缘町（底）边缘玳（顶）池外土压力1.090.65-2.40-2.560.00温湿度作用一-M1.090.65-2.40-2.560.00准永久组合作用弯矩表（kN.mm）池外土内力组合水平跨中My竖向跨中MZ水平边缘MOy边缘加（底）边缘址（顶）M0.660.41-1.46-1.610.00池外土+温湿度作用内力组合水平跨中My竖向跨中MZ水平边缘M边缘址（底）边缘M0z（顶）池外土压力0.660.41-1.46-1.610.00温湿度作用一一-一-M0.660.41-1.46-1.610.002 .池内有水，池外无土时,荷载组合作用弯矩表（kN.mm）基本组合作用弯矩表（kN.mm）池内水内力组合水平跨中My竖向跨中比水平边缘成边缘代（底）边缘M0Z （顶）M-0. 43-0. 280. 971. 11-0. 00池内水+温湿度作用内力组合水平跨中My竖向跨中MZ水平边缘玳边缘喂（底）边缘M0Z （顶）池内水压力-0. 43-0. 280. 971. 11-0. 00温湿度作用一-一一-M-0. 43-0. 280. 971. 110. 00内力组合水平跨中My竖向跨中MZ水平边缘成边缘MF底）边缘MOZ （顶）M-0. 33-0. 220. 740. 85-0. 00准永久组合作用弯矩表（kN. mm） 池内水池内水+温湿度作用内力组合水平跨中My竖向跨中MZ水平边缘MOy边缘MoZ （底）边缘顶）池内水压力-0. 33-0. 220. 740. 85-0. 00温湿度作用-一-M-0. 33-0. 220. 740. 850. 004.50kN/mAJLJIIYZ（左右）N外土压力年纳林贝kN mm）I YZ（左右）*嬖内水-力*能林MkN mm）底板内力：计算跨度：L=1.400m,Iy=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.mm）基本组合作用弯矩表内力组合X向跨中MXy向跨中MyX向边缘MI)Xy向边缘MOy简支基底反力3.523.520.000.00池壁传递弯矩-1.23-1.23-2.56-2.56M2.292.29-2.56-2.56准永久组合作用弯矩表内力组合X向跨中MXy向跨中MyX向边缘MI)Xy向边缘MOy简支基底反力2.412.410.000.00池壁传递弯矩-0.77-0.77-1.61-1.61M1.641.64-1.61-1.61-26制俅土时底板弯苑豺(kNrm)2.池内有水,池外无土时,荷载组合作用弯矩表(kN.mm)基本组合作用弯矩表内力组合X向跨中Mxy向跨中MyX向边缘喂y向边缘M°y简支基底反力0.300.300.000.00池壁传递弯矩0.530.531.111.11M0.830.831.111.11准永久组合作用弯矩表内力组合X向跨中Mxy向跨中MyX向边缘喂y向边缘M°y简支基底反力0.230.230.000.00池壁传递弯矩0.410.410.850.85M0.640.640.850.851111田水解时咸板膏苑蚓KkNmm)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.065九CteCSqa2Mq“蚂=0.87Ans0式中Mm-在作用效应准永久组合下，计算截面处的弯矩(N.mm)w,u*最大裂缝宽度(mm)一裂缝间受拉钢筋应变不均匀系数，当中<0.4时，取0.4;当中>1.0时，取1.0。阻一按作用效应准永久组合计算的截面纵向受拉钢筋应力(N/mm，&一钢筋的弹性模量(Nmm')c-最外层纵向受拉钢筋的混凝土保护层厚度(mm)d-纵向受拉钢筋直径(mm)Pu-以有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率U-纵向受拉钢筋表面特征系数-系数，程序取得=0a2-系数，程序取得a2=1.0取a2=l-0.2×h0e0,对大偏心受拉构件取a2=l+0.35×hoeo<>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：XZ(前后)侧池壁配筋及裂缝表(弯矩:kN.mm,面积:mm,/m,裂缝:mm)0LxO9600 §§ 606006COO8S99配筋示意图AI一平行于L方向的板跨中钢筋;Az一一平行于L方向的板跨中钢筋;A0x一一平行于L方向的板边缘钢筋；A0z一一平行于L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水平跨中AX内侧1.09600E121507540.00外侧-0.43600E12l507540.00竖向跨中L内侧0.65600E12l507540.00外侧-0.28600E1261507540.00水平边缘Al内侧0.97600E121507540.00外侧-2.40600E121507540.01边缘C（底）内侧1.11600E12l507540.00外侧-2.56600E121507540.01边缘A°z（顶）内侧0.00600E121507540.00外侧0.00600E12l507540.00XZ（前后）计算更曲面积（mmzs2）2012018E121S 31218O<SU31400JXZ（前后）裂处破（mm）YZ（左右）侧池壁配筋及裂缝表（弯矩:kN.m/m,面积:mm7m,裂缝:mm）/?（顶）配筋示意图A,一一平行于1,方向的板跨中钢筋;AZ一平行于IZ方向的板跨中钢筋;A0y一一平行于Iy方向的板边缘钢筋；Aoit一平行于L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水平跨中Ay内侧1.09600E121507540.001400YZ（左右）比篇方案00101810OOOOOOl3OoOOOOO,1400YZ(左右)畿酸(mm)底板配筋及裂缝表(弯矩:kN.mm,面积:mm%n,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X向跨中AX上侧2.29800E14l5010260.00下侧0.00800E141908100.00y向跨中Ay上侧2.29800E1415010260.00下侧0.00800E141908100.00X向边缘Al)X上侧1.11800E14l5010260.00下侧-2.56800E1415010260.00y向边缘Aoy上侧1.11800E14l5010260.00下侧-2.56800E14l5010260.00,1400,底板计算配曲面板mm"2)Y裂缝验算均满足.3.5混凝土工程量计算：(1)池壁:(L-tl)+(B-tl)×2×tl×h2=(1.700-0.300)+(1.700-0.300)X2X0.300X1.500=2.52m3(2)底板：(L+2×t2)×(B+2×t2)×h3=(1.700+2X0.300)X(1.700+2×0.300)×0.400=2.12ms(3)池外表面积:(L+2Xt2)×(B+2Xt2)×2+(2×B+2×L)×(H-h3)-(L-2×tl)×(b-2Xtl)+(2×B+2×L+8×t2)×h3=(1.700+2×0.300)×(1.700+2X0.300)×2+(2×l.700+2X1.700)X(1.900-0.400)-(1.700-2×0.300)X(1.700-2×0.300)+(2×1.700+2X1.700+8×0.300)X0.400=23.25m2(3)池内表面积:(L-2×tl)×(B-2×tl)×2+(L+B-4×tl)×2×(H-h3)=(1.700-2X0.300)X(1.7002×0.300)×2+(l.700+1.700-4X0.300)×2×(1.900-0.400)=9.02m(4)水池混凝土总方量=2.52+2.12=4.64m3【理正结构设计工具箱软件8.5】计算日期:2023-08-2209:21:36