矩形水池结构计算书

. . . .

矩形水池结构计算书

项目名称_____________日期_____________

设计者_____________校对者_____________

一、示意图：

二、基本资料：

1．依据规及参考书目：

《水工混凝土结构设计规》(SL 191-2008)，以下简称《砼规》

《建筑地基基础设计规》(GB 50007-2002)，以下简称《地基规》

《给水排水工程构筑物结构设计规》(GB50069-2002)，以下简称《给排水结规》

《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS138-2002)，简称《水池结规》

《建筑结构静力计算手册》（第二版）

2．几何信息：

水池类型: 无顶盖，半地下水池

水池长度L ＝11940 mm，宽度B ＝5990 mm，高度H ＝4180 mm

地面标高＝0.000 m，池底标高＝-4.180 m

池壁厚度t3＝400 mm，池壁贴角c1＝0 mm

底板中间厚度t2＝400 mm，底板两侧厚度t4＝400 mm

底板贴角长度c2＝0 mm，底板外挑长度a ＝400 mm

池壁顶端约束形式: 自由

底板约束形式: 固定

3．地基土、地下水和池水信息：

地基土天然容重γ＝18.00 kN/m3，天然容重γm＝20.00 kN/m3

地基土摩擦角φ＝30.00 度，地下水位标高＝-2.000 m

池水深H W＝0.00 mm，池水重度γs＝10.00 kN/m3

地基承载力特征值f ak＝120.00 kPa

宽度修正系数ηb＝0.00，埋深修正系数ηd＝1.00

修正后地基承载力特征值f a＝170.89 kPa

浮托力折减系数＝1.00，抗浮安全系数K f＝1.05

.. 专业. . .

. . . .

4．荷载信息：

地面活荷载q ＝10.00 kN/m2，活荷载组合值系数＝0.90

恒荷载分项系数: 池身的自重γG1＝1.20, 其它γG＝1.27

活荷载分项系数: 地下水压力γQ1＝1.27, 其它γQ＝1.27

地面活荷载准永久值系数ψq＝0.40

温（湿）度变化作用的准永久值系数ψt＝1.00

池外温差或湿度当量温差△t ＝10.0 度

温差作用弯矩折减系数ηs＝0.65

混凝土线膨胀系数αc ＝1.00×10-5 /℃

5．材料信息：

混凝土强度等级：C25

轴心抗压强度标准值f ck＝16.70 N/mm2；轴心抗拉强度标准值f tk＝1.78 N/mm2

轴心抗压强度设计值f c＝11.90 N/mm2；轴心抗拉强度设计值f t＝ 1.27 N/mm2

混凝土弹性模量E c＝2.80×104 N/mm2

纵向受力钢筋种类：HRB400

钢筋强度设计值f y＝360 N/mm2；弹性模量E s＝2.00×105 N/mm2

钢筋混凝土重度γc＝25.0 kN/m3，泊松比μc＝0.167

侧钢筋保护层厚度as ＝35 mm，外侧保护层厚度as' ＝35 mm

裂缝宽度限值[ωmax] ＝0.200 mm，配筋调整系数＝1.00

三、地基承载力验算及抗浮验算：

1．基底压力计算：

池壁自重G2＝1295.03 kN

底板及底板贴角自重G3＝865.05 kN

水池自重G c＝G1＋G2＋G3

＝0.00 ＋1295.03 ＋865.05 ＝2160.07 kN

池水重G w＝0.00 kN

池顶覆土重量G t1＝0.00 kN

池顶地下水重量G s1＝0.00 kN

底板外挑覆土重量G t2＝806.14 kN

底板外挑地下水重量G s2＝266.72 kN

基底以上的覆盖土总重量G t＝G t1＋G t2

＝0.00 ＋806.14 ＝806.14 kN

基底以上的地下水总重量G s＝G s1＋G s2

＝0.00 ＋266.72 ＝266.72 kN

顶板活荷载作用力G h1＝0.00 kN

地面活荷载作用力G h2＝149.84 kN

活荷载作用力总和G h＝G h1＋G h2

＝0.00 ＋149.84 ＝149.84 kN

基底面积A ＝86.50 m2

基底压强P k＝(G c＋G w＋G t＋G s＋G h) / A

＝(2160.07＋0.00＋806.14＋266.72＋149.84)/86.505 ＝39.11 .. 专业. . .

. . . .

kN/m2

2．修正地基承载力：

依照《建筑地基基础设计规》式5.2.4：

f a = f ak＋ηb×γ×(b－3)＋ηd×γm×(d－0.5)

f a = 120.00＋0.00×10.00×(6.0－3)＋1.00×13.83×(4.2－0.5)

= 170.89 kN/m2

3．地基承载力验算结论：

P k＝39.11 kN/m2≤f a＝170.89 kN/m2

故地基承载力满足要求。

4．抗浮验算：

抗浮力G k＝G c＋G t＋G s

＝2160.07 ＋806.14 ＋266.72 ＝3232.93 kN

浮力F ＝1885.80 kN

G k / F ＝3232.93 / 1885.80 ＝1.71 ≥K f＝1.05

故抗浮验算满足要求。

四、荷载计算：

1．池壁荷载计算：

池外荷载：

主动土压力系数Ka ＝0.333

侧向压力荷载组合(kN/m2)：

表中：H i -- 距池底高度，m

p tk -- 作用在池壁的土压力标准值，kN/m2

p sk -- 作用在池壁的地下水压力标准值，kN/m2

p qk -- 地面活荷载作用在池壁的侧向压力标准值，kN/m2

Q w -- 作用在池壁的侧向压力基本组合值，kN/m2

Q wk -- 作用在池壁的侧向压力准永久组合值，kN/m2

池底部水压力：

标准值p sk＝0.00 kN/m2

基本组合设计值p s＝0.00 kN/m2

2．底板荷载计算(池无水，池外填土)：

水池结构自重标准值G c＝2160.07 kN

基础底面以上土重标准值G t＝806.14 kN

基础底面以上水重标准值G s＝266.72 kN

基础底面以上活载标准值G h＝149.84 kN

水池底板以上全部竖向压力基本组合：

Q b＝（γG1×G c＋γG×G t＋γQ1×G s＋ψc×γQ×G h）/A

＝（1.20×2160.07＋1.27×806.14＋1.27×266.72＋0.90×1.27×149.84）.. 专业. . .

. . . .

/86.505 ＝47.70 kN/m2

水池底板以上全部竖向压力准永久组合：

Q bk＝（G c＋G t＋ψs×G s＋ψq×G q＋ψq1×G q1）/A

＝（2160.07＋806.14＋1.00×266.72＋0.40×149.84＋0.40×0.00）/86.505

＝38.07 kN/m2

板底均布净反力基本组合：

Q ＝47.70－1.20×25.0×0.400 ＝35.70 kN/m2

板底均布净反力准永久组合：

Q k＝38.07－25.0×0.400 ＝28.07 kN/m2

3．底板荷载计算(池有水，池外无土)：

水池底板以上全部竖向压力基本组合：

Q b＝（γG1×G c＋γG×G w＋γQ×G h）/A

＝（1.20×2160.07＋1.27×0.00＋1.27×0.00）/86.505 ＝29.96 kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合：

Q bk＝（G c＋G w＋ψq1×G q1）/A

＝（2160.07＋0.00＋0.40×0.00）/86.505

＝24.97 kN/m2

板底均布净反力基本组合：

Q ＝29.96－1.20×25.0×0.400－1.27×10.00×0.00 ＝17.96 kN/m2

板底均布净反力准永久组合：

Q k＝24.97－25.0×0.400－10.00×0.00 ＝14.97 kN/m2

五、力计算：

弯矩正负号规则：

池壁：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（池无水，池外填土）

2、池水压力作用（池有水，池外无土）

3、池壁温湿度作用（池外温差＝池温度-池外温度）

1．L侧池壁力计算：

计算跨度：Lx ＝11.540 m，Ly ＝3.780 m，三边固定，顶边自由

池壁类型：普通池壁，按双向板计算

H＝2L处池外土压力作用下的水平向跨中弯矩：

基本组合M ＝20.16 kN·m，准永久组合M k＝13.83 kN·m H＝2L处池水压力作用下的水平向边缘弯矩：

基本组合M ＝-0.00 kN·m，准永久组合M k＝-0.00 kN·m 基本组合作用弯矩表（kN·m/m）：

表中：M1 -- 池外填土，池无水时，池壁的基本组合作用弯矩值

M2 -- 池有水，池外无土时，池壁的基本组合作用弯矩值

Mo -- 温湿度作用下，池壁的基本组合作用弯矩值

.. 专业. . .

. . . .

准永久组合作用弯矩表（kN·m/m）：

表中：M K1 -- 池外填土，池无水时，池壁的准永久组合作用弯矩值

M K2 -- 池有水，池外无土时，池壁的准永久组合作用弯矩值

M KO -- 温湿度作用下，池壁的准永久组合作用弯矩值

2．B侧池壁力计算：

计算跨度：Lx ＝5.590 m，Ly ＝3.780 m，三边固定，顶边自由

池壁类型：普通池壁，按双向板计算

H＝2L处池外土压力作用下的水平向跨中弯矩：

基本组合M ＝17.46 kN·m，准永久组合M k＝11.89 kN·m H＝2L处池水压力作用下的水平向边缘弯矩：

基本组合M ＝-0.00 kN·m，准永久组合M k＝-0.00 kN·m 基本组合作用弯矩表（kN·m/m）：

表中：M1 -- 池外填土，池无水时，池壁的基本组合作用弯矩值

M2 -- 池有水，池外无土时，池壁的基本组合作用弯矩值

Mo -- 温湿度作用下，池壁的基本组合作用弯矩值

.. 专业. . .

. . . .

准永久组合作用弯矩表（kN·m/m）：

表中：M K1 -- 池外填土，池无水时，池壁的准永久组合作用弯矩值

M K2 -- 池有水，池外无土时，池壁的准永久组合作用弯矩值

M KO -- 温湿度作用下，池壁的准永久组合作用弯矩值

3．底板力计算：

计算跨度：Lx ＝11.540 m，Ly ＝5.590 m，四边固定

Lx / Ly ＝2.06 > 2.0，按y向的单向板计算。

基本组合作用弯矩表（kN·m/m）：

表中：M1 -- 池外填土，池无水时，基底反力对底板作用的弯矩

M2 -- 池有水，池外无土时，基底反力对底板作用的弯矩

准永久组合作用弯矩表（kN·m/m）：

.. 专业. . .

. . . .

表中：M K1 -- 池外填土，池无水时，基底反力对底板作用的弯矩

M K2 -- 池有水，池外无土时，基底反力对底板作用的弯矩

六、配筋及裂缝计算：

配筋计算方法：依据《砼规》第6.2条规定按单筋受弯构件计算。

抗裂验算根据：依据《砼规》第8.7条进行抗裂验算。

裂缝宽度计算：依据《砼规》第8.8条进行裂缝宽度计算。

按基本组合弯矩计算配筋，按准永久组合弯矩计算裂缝。

1．表中符号意义：

M -- 截面的基本组合作用弯矩值，kN·m/m

M K -- 截面的准永久组合作用弯矩值，kN·m/m

As -- 截面的钢筋计算面积，mm2/m

As' -- 截面的钢筋实配面积，mm2/m

ωmax -- 截面的裂缝宽度，mm

2．L侧池壁配筋及裂缝表：

3．B侧池壁配筋及裂缝表：

.. 专业. . .

. . . .

4．底板配筋及裂缝表：

.. 专业. . .

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9qnq.html