矩形水池設(shè)計(jì)(JSC-1)
項(xiàng)目名稱 構(gòu)件編號 日 期
設(shè) 計(jì) ! 審 核
執(zhí)行規(guī)范:
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010-201*), 本文簡稱《混凝土規(guī)范》
《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007-201*), 本文簡稱《地基規(guī)范》
《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009-201*), 本文簡稱《荷載規(guī)范》
《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50069-2002), 本文簡稱《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》(CECS 138-2002), 本文簡稱《水池結(jié)構(gòu)規(guī)程》
鋼筋:d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; P - HRBF335; Q - HRBF400; R - HRBF500
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1 基本資料
1.1 幾何信息
水池類型: 無頂蓋 半地上
長度L=11.127m, 寬度B=23.727m, 高度H=2.289m, 底板底標(biāo)高=-1.450m
池底厚h3=250mm, 池壁厚t1=200mm,底板外挑長度t2=400mm
注:地面標(biāo)高為±0.000。
(平面圖) (剖面圖)
1.2 土水信息
土天然重度18.00 kN/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=100.0kPa, 寬度修正系數(shù)ηb=0.00, 埋深修正系數(shù)ηd=1.00
地下水位標(biāo)高-0.500m,池內(nèi)水深1.200m, 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=1.05
1.3 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
活載調(diào)整系數(shù): 其它1.00
活荷載準(zhǔn)永久值系數(shù): 頂板0.40, 地面0.40, 地下水1.00, 溫濕度1.00
考慮溫濕度作用: 池內(nèi)外溫差10.0度, 內(nèi)力折減系數(shù)0.65, 砼線膨脹系數(shù)1.00(10-5/°C)
1.4 鋼筋砼信息
混凝土: 等級C30, 重度25.00kN/m3, 泊松比0.20
縱筋保護(hù)層厚度(mm): 池壁(內(nèi)35,外35), 底板(上35,下35)
鋼筋級別: HRB400, 裂縫寬度限值: 0.20mm, 配筋調(diào)整系數(shù): 1.00
構(gòu)造配筋采用 混凝土規(guī)范GB50010-201*
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=702.44kN
底板自重G3=1828.27kN
水池結(jié)構(gòu)自重Gc=G2+G3=2530.71 kN
(2)池內(nèi)水重Gwww.taixiivf.com2
3.1.2 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rm
rm=[0.950×(20.00-10)+0.500×18.00]/1.450
= 12.76 kN/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=20.00-10=10.00kN/m3
(3)根據(jù)《地基規(guī)范》的要求,修正地基承載力:
fa = fak + ηb γ(b - 3) + ηdγm(d - 0.5)
= 100.00+0.00×10.00×(6.000-3)+1.00×12.76×(1.450-0.5)
= 112.12 kPa
3.1.3 結(jié)論: Pk=22.13 < fa=112.12 kPa, 地基承載力滿足要求。
3.2 抗浮驗(yàn)算
抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=2530.71+456.36+199.66= 3186.73 kN
浮力F=(11.127+2×0.400)×(23.727+2×0.400)×0.950×10.0×1.00
=2778.97 kN
Gk/F=3186.73/2778.97=1.15 > 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(0.839)
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
地面(0.000)
0.00
0.00
3.33
3.81
1.33
地下水位處(-0.500)
3.00
0.00
3.33
7.62
4.33
底板頂面(-1.200)
5.33
7.00
3.33
19.47
13.67
(2)池內(nèi)底部水壓力: 標(biāo)準(zhǔn)值= 12.00 kN/m2, 基本組合設(shè)計(jì)值= 15.24 kN/m2
3.3.2 底板荷載計(jì)算(池內(nèi)無水,池外填土):
水池結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值Gc= 2530.71kN
基礎(chǔ)底面以上土重標(biāo)準(zhǔn)值Gt= 456.36kN
基礎(chǔ)底面以上水重標(biāo)準(zhǔn)值Gs= 199.66kN
基礎(chǔ)底面以上活載標(biāo)準(zhǔn)值Gh= 285.23kN
水池底板以上全部豎向壓力基本組合:
Qb = (2530.71×1.20+456.36×1.27+199.66×1.27+285.23×1.27×0.90×1.00)/292.523
= 14.34kN/m2
水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合:
Qbe = (2530.71+456.36+199.66×1.00+10.00×28.523×0.40)/292.523
= 11.28kN/m2
板底均布凈反力基本組合:
Q = 14.34-0.250×25.00×1.20
= 6.84 kN/m2
板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合:
Qe = 11.28-0.250×25.00
= 5.03 kN/m2
3.4 內(nèi)力,配筋及裂縫計(jì)算
彎矩正負(fù)號規(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)無水,池外填土)
2.池內(nèi)水壓力作用(池內(nèi)有水,池外無土)
3.池壁溫濕度作用(池內(nèi)外溫差=池內(nèi)溫度-池外溫度)
(1)L側(cè)池壁內(nèi)力:
計(jì)算跨度: Lx= 10.927 m, Ly= 2.039 m , 三邊固定,頂邊自由
池壁類型: 淺池壁,其它荷載作用下,按豎向單向板計(jì)算
溫濕度應(yīng)力按雙向板計(jì)算
池外土壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m): 基本組合:-8.42, 準(zhǔn)永久組合:-5.91
池內(nèi)水壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m): 基本組合:6.59, 準(zhǔn)永久組合:5.19
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
0.00
-
-
0.00
水平邊緣
-
6.59
-
2.28
豎直跨中
0.00
-
-
-3.22
豎直上邊緣
-
-0.00
-
0.00
豎直下邊緣
-
10.56
-
3.66
外側(cè)-水平跨中
-
-0.00
-8.60
-8.60
水平邊緣
-8.42
-
-7.86
-12.55
豎直跨中
-
-0.00
-3.22
-3.90
豎直上邊緣
0.00
-
-0.00
-0.00
豎直下邊緣
-13.49
-
-4.91
-11.41
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
0.00
-
-
0.00
水平邊緣
-
5.19
-
1.80
豎直跨中
0.00
-
-
-2.82
豎直上邊緣
-
-0.00
-
0.00
豎直下邊緣
-
8.31
-
2.88
外側(cè)-水平跨中
-
-0.00
-7.53
-7.53
水平邊緣
-5.91
-
-6.88
-9.54
豎直跨中
-
-0.00
-2.82
-3.06
豎直上邊緣
0.00
-
-0.00
-0.00
豎直下邊緣
-9.47
-
-4.30
-8.22
(2)B側(cè)池壁內(nèi)力:
計(jì)算跨度: Lx= 23.527 m, Ly= 2.039 m , 三邊固定,頂邊自由
池壁類型: 淺池壁,其它荷載作用下,按豎向單向板計(jì)算
溫濕度應(yīng)力按雙向板計(jì)算
池外土壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m): 基本組合:-8.42, 準(zhǔn)永久組合:-5.91
池內(nèi)水壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m): 基本組合:6.59, 準(zhǔn)永久組合:5.19
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
0.00
-
-
0.00
水平邊緣
-
6.59
-
2.28
豎直跨中
0.00
-
-
-3.22
豎直上邊緣
-
-0.00
-
0.00
豎直下邊緣
-
10.56
-
3.66
外側(cè)-水平跨中
-
-0.00
-8.60
-8.60
水平邊緣
-8.42
-
-7.86
-12.55
豎直跨中
-
-0.00
-3.22
-3.90
豎直上邊緣
0.00
-
-0.00
-0.00
豎直下邊緣
-13.49
-
-4.91
-11.41
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
0.00
-
-
0.00
水平邊緣
-
5.19
-
1.80
豎直跨中
0.00
-
-
-2.82
豎直上邊緣
-
-0.00
-
0.00
豎直下邊緣
-
8.31
-
2.88
外側(cè)-水平跨中
-
-0.00
-7.53
-7.53
水平邊緣
-5.91
-
-6.88
-9.54
豎直跨中
-
-0.00
-2.82
-3.06
豎直上邊緣
0.00
-
-0.00
-0.00
豎直下邊緣
-9.47
-
-4.30
-8.22
(3)底板內(nèi)力:
計(jì)算跨度:Lx= 10.927m, Ly= 23.527m , 四邊固定
按單向板計(jì)算.
1.池外填土,池內(nèi)無水時(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
0.00
0.00
B向跨中
33.26
24.47
下側(cè)-L向邊緣
-45.42
-33.41
B向邊緣
-66.53
-48.93
(4)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)《給排水結(jié)構(gòu)規(guī)范》附錄A公式計(jì)算.
按基本組合彎矩計(jì)算配筋,按準(zhǔn)永久組合彎矩計(jì)算裂縫,結(jié)果如下:
①L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
0.00
400
E12@150
754
0.00
水平邊緣
2.28
400
E12@150
754
0.01
豎直跨中
-3.22
400
E12@150
754
0.02
豎直上邊緣
0.00
400
E12@150
754
0.00
豎直下邊緣
3.66
400
E12@150
754
0.02
外側(cè)-水平跨中
-8.60
400
E12@150
754
0.04
水平邊緣
-12.55
400
E12@150
754
0.05
豎直跨中
-3.90
400
E12@150
754
0.02
豎直上邊緣
-0.00
400
E12@150
754
0.00
豎直下邊緣
-11.41
400
E12@150
754
0.04
②B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
0.00
400
E12@150
754
0.00
水平邊緣
2.28
400
E12@150
754
0.01
豎直跨中
-3.22
400
E12@150
754
0.02
豎直上邊緣
0.00
400
E12@150
754
0.00
豎直下邊緣
3.66
400
E12@150
754
0.02
外側(cè)-水平跨中
-8.60
400
E12@150
754
0.04
水平邊緣
-12.55
400
E12@150
754
0.05
豎直跨中
-3.90
400
E12@150
754
0.02
豎直上邊緣
-0.00
400
E12@150
754
0.00
豎直下邊緣
-11.41
400
E12@150
754
0.04
③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
0.00
500
E12@150
754
0.00
B向跨中
33.26
500
E12@150
754
0.12
L向邊緣
0.00
500
E12@150
754
0.00
B向邊緣
0.00
500
E12@150
754
0.00
下側(cè)-L向跨中
0.00
500
E12@150
754
0.00
B向跨中
0.00
500
E12@150
754
0.00
L向邊緣
-45.42
624
E12@150
754
0.17
B向邊緣
-66.53
932
E14@150
1026
0.19
裂縫驗(yàn)算均滿足.
3.5 混凝土工程量計(jì)算:
(1)池壁: [(L-t1)+(B-t1)]×2×t1×h2
= [(11.127-0.200)+(23.727-0.200)]×2×0.200×2.039 = 28.10 m3
(2)底板: (L+2×t2)×(B+2×t2)×h3
= (11.127+2×0.400)×(23.727+2×0.400)×0.250 = 73.13 m3
(3)池外表面積: (L+2×t2)×(B+2×t2)×2+(2×B+2×L)×(H-h3)-(L-2×t1)×(b-2×t1)+(2×B+2×L+8×t2)×h3
= (11.127+2×0.400)×(23.727+2×0.400)×2+(2×23.727+2×11.127)×(2.289-0.250)-(11.127-2×0.200)×(23.727-2×0.200)+(2×23.727+2×11.127+8×0.400)×0.250
= 495.17 m2
(3)池內(nèi)表面積: (L-2×t1)×(B-2×t1)×2+(L+B-4×t1)×2×(H-h3)
= (11.127-2×0.200)×(23.727-2×0.200)×2+(11.127+23.727-4×0.200)×2×(2.289-0.250)
= 639.29 m2
(4)水池混凝土總方量 = 28.10+73.13 = 101.23 m3
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【理正結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具箱軟件 7.0PB1_SP1】 計(jì)算日期: 201*-11-12 11:12:48
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